蔡道林

摘 ? 要：在既定養(yǎng)生工藝下，研究球鐵管高溫蒸汽養(yǎng)生時(shí)倉(cāng)內(nèi)堆放高度對(duì)環(huán)境溫度的影響。發(fā)現(xiàn)高度越低，蒸養(yǎng)保溫階段的環(huán)境溫度越低，管垛底層位置的環(huán)境溫度與目標(biāo)溫度差可達(dá)10 ℃;保溫階段管垛底層所處的環(huán)境溫度與設(shè)定工藝值相差最大，是最容易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的位置。因此，球鐵管倉(cāng)內(nèi)蒸汽養(yǎng)生時(shí)需要考慮相應(yīng)措施，避免出現(xiàn)底層管道內(nèi)襯質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：球鐵管;蒸養(yǎng);堆放高度;環(huán)境溫度

蒸汽養(yǎng)生是通過(guò)高溫蒸汽給環(huán)境提供一定的養(yǎng)護(hù)溫度與濕度，目的是加快水泥水化，快速形成強(qiáng)度，以便進(jìn)行下一道工序，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的連續(xù)化生產(chǎn)，這也是混凝土行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)[1-3]。球鐵管由于內(nèi)部有一層水泥砂漿層，在工業(yè)生產(chǎn)中也使用蒸汽養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)分為4個(gè)階段：自然養(yǎng)生階段、升溫階段、恒溫養(yǎng)生階段和降溫階段。良好的蒸汽養(yǎng)護(hù)有助于提高水泥砂漿內(nèi)襯質(zhì)量，確保其良好的水利輸送效果和使用壽命[4-5]。

目前，球鐵管水泥內(nèi)襯蒸養(yǎng)設(shè)備有3種，主要區(qū)別在于管道運(yùn)輸方式：（1）養(yǎng)生倉(cāng)，叉車用于管道養(yǎng)生前后的倒運(yùn)，養(yǎng)生時(shí)管道靜置;（2）養(yǎng)生池，行車用于管道養(yǎng)生前后的倒運(yùn)，養(yǎng)生時(shí)管道靜置;（3）養(yǎng)生爐，步進(jìn)梁和鏈條用于管道養(yǎng)生前后的倒運(yùn)，養(yǎng)生時(shí)管道在爐內(nèi)緩緩平移前進(jìn)。養(yǎng)生倉(cāng)和養(yǎng)生池蒸汽養(yǎng)護(hù)的主要問(wèn)題是溫度分布不均，導(dǎo)致同一養(yǎng)生工藝不能滿足所有位置管道水泥砂漿內(nèi)襯蒸汽養(yǎng)生的環(huán)境溫度要求，進(jìn)而表現(xiàn)出各種各樣的內(nèi)襯質(zhì)量問(wèn)題，如裂紋、起殼等[6]。

本研究通過(guò)球墨鑄鐵管特定蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝下檢測(cè)保溫階段養(yǎng)生倉(cāng)內(nèi)不同高度位置的環(huán)境溫度，了解倉(cāng)內(nèi)溫度分布情況，為優(yōu)化養(yǎng)生倉(cāng)內(nèi)管道堆放和蒸汽養(yǎng)生工藝溫度設(shè)定提供一定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 ? ?試驗(yàn)管道與設(shè)備

結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃，試驗(yàn)管道口徑為DN150。在保溫與密封效果良好的養(yǎng)生倉(cāng)內(nèi)試驗(yàn)，養(yǎng)生倉(cāng)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)9 m、寬7.65 m、高5.7 m;倉(cāng)門為隔熱塑質(zhì)可控升降門;養(yǎng)生倉(cāng)自帶溫度探頭（貼墻距離地面2 m位置處）和可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)既定溫度與時(shí)間的蒸汽養(yǎng)生。環(huán)境溫度檢測(cè)使用維薩拉HMT337苛刻環(huán)境溫濕度檢測(cè)儀，數(shù)據(jù)采集頻次設(shè)定：1/10 s;溫度檢測(cè)精度：（±0.4 ）℃。

2 ? ?試驗(yàn)方法

2.1 ?蒸汽養(yǎng)生工藝

蒸養(yǎng)工藝設(shè)定如下：自然養(yǎng)生1.5 h;升溫3.5 h至68 ℃;在68 ℃下恒溫養(yǎng)生5 h;停止供汽降溫1 h，總的養(yǎng)生時(shí)間為11 h。

2.2 ?養(yǎng)生倉(cāng)內(nèi)環(huán)境溫度檢測(cè)方法

為保證蒸養(yǎng)過(guò)程中管道內(nèi)部的濕度，管道承插口兩端一般會(huì)用編織袋密封。因?yàn)橥桓叨裙艿纼啥谁h(huán)境的對(duì)稱性，所以DN150管道滿倉(cāng)后（5垛，每垛12層，每層12支，共720支管道），將維薩拉HMT337檢測(cè)探頭置于第2、4垛，在不同高度（層數(shù)）管道的插口上檢測(cè)環(huán)境溫度，具體測(cè)試點(diǎn)如表1和圖1所示。

3 ? ?結(jié)果與討論

由圖2—3可知，蒸汽養(yǎng)生時(shí)倉(cāng)內(nèi)各點(diǎn)環(huán)境溫度的變化趨勢(shì)和標(biāo)準(zhǔn)溫度曲線一致，均包含室溫自然養(yǎng)生階段、升溫階段、恒溫階段和降溫階段。關(guān)閉倉(cāng)門開(kāi)始養(yǎng)生后，因?yàn)樗嗨艧嵋约梆B(yǎng)生倉(cāng)自身的密封設(shè)計(jì)，所以自然養(yǎng)生階段的倉(cāng)內(nèi)環(huán)境溫度是緩慢上升的。

同一垛、同一列不同高度位置環(huán)境溫度存在差異，由圖2和圖3可知：自然養(yǎng)生階段高度越低，環(huán)境溫度越低。逐步升溫后，這樣的溫度差異依舊存在，且越來(lái)越大;在自然養(yǎng)生階段，第6層（高度為1 660 mm）環(huán)境溫度比第一層（高度為270 mm）高5 ℃。升溫至保溫養(yǎng)生階段后，兩者的溫度差異進(jìn)一步擴(kuò)大，第6層（高度為1 660 mm）環(huán)境溫度比第1層（高度為270 mm）高10 ℃。第3層（高度為850 mm）雖然在自然養(yǎng)生階段的環(huán)境溫度和第1層接近，但開(kāi)始升溫后，它的環(huán)境溫度迅速升高。到達(dá)保溫階段后，它的環(huán)境溫度可以和第6層一樣達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的68 ℃。原因主要是熱蒸汽密度小，總是向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致倉(cāng)內(nèi)上部空間的環(huán)境溫度更高。但只要達(dá)到一定高度，其最終的升溫、保溫效果均可以達(dá)到工藝設(shè)定要求。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

（1）球鐵管蒸養(yǎng)時(shí)倉(cāng)內(nèi)環(huán)境溫度分布不均，堆垛位置越低，保溫養(yǎng)生時(shí)環(huán)境溫度越低。當(dāng)工藝保溫養(yǎng)生溫度設(shè)定為68 ℃時(shí)，管垛底層，即離地面270 mm位置，保溫養(yǎng)生段環(huán)境溫度與目標(biāo)溫度相差達(dá)10 ℃。

（2）第3層和第6層保溫階段環(huán)境溫度均達(dá)到68 ℃，可以推測(cè)養(yǎng)生倉(cāng)內(nèi)存在一個(gè)臨界高度，大于這一高度，保溫養(yǎng)生時(shí)環(huán)境溫度均可以達(dá)到工藝設(shè)定值。

（3）管垛底層最靠近地面，其所處環(huán)境溫度最低，與工藝設(shè)定相差最大，球墨鑄鐵管道倉(cāng)內(nèi)蒸汽養(yǎng)生時(shí)需要考慮措施如墊高等，避免底層管道內(nèi)襯質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

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