超高压混凝土泵的复合输送管研究.pdf
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1、超高压混凝土泵的复合输送管研究 戴献军 夏凌枫 许永和 1 三一汽车制造有限公司 长沙4 1 0 1 0 0 ;2 上海建工集团股份有限公司 上海 2 0 0 0 8 0 摘要:传统的超高压混凝土泵单层输送管,为同时满足泵送混凝土施工的耐磨性和抗爆能力要求,往往采用更好的 输送管材料、加厚管壁或提高内壁感应淬火硬度等方法。但这会造成整个管道质量加大、安装困难、制造采购成本偏 高,且淬火硬度过高容易出现管道内壁开裂或磨损掉块而发生堵管现象。在此情况下,开发了一种超高压混凝土泵双层 复合输送管,其外管防冲击韧性好,确保了抗爆能力,内管硬度较高且耐磨性好,解决了传统超高压泵管诸多弊端。 关键词 :超
2、高层泵送;复合输送管;耐磨性;抗爆能力 中图分类号:T U 6 4 6 文献标志码:B D OI :1 0 1 4 1 4 4 j c n k i j z s g 2 0 1 6 0 1 0 2 8 Re s e a r c h o n Co mp o s i t e De li v e r y P i p e li n e o f E x t r a Hig h Vo lt a g e Co n c r e t e P u mp D AI Xi a n j u n XI A L i n g f e n g X U Y o n g h e 1 S a n y A u t o mo b i l
3、e Ma n u f a c t u r i n g C o , L t d C h a n g s h a 4 1 0 1 0 0 ; 2 S h a n g h a i C o n s t r u c t io n G r o u p C o , L t d S h a n g h a i 2 0 0 0 8 0 0 引言 泵送混凝土是 指在混凝土泵 的压力推动下沿输送 管 道进行运输并在管道出口处直接浇筑 的预拌混凝土 。混凝 土的泵送施工不仅可以改善混凝土的施工性能 ,提高混凝 土质量 ,而且还可以改善劳动条件 、降低施工成本和减轻 环境污染。因此,泵送混凝土在国民经济中的应用日益广
4、泛 ,占预拌混凝土比重已超过9 0 。 随着社会经济 的发展 ,现代化超高层建筑逐年增多 , 超高层泵送技术应运而生。其中,超高压输送管是混凝土 泵送 的媒介 ,要求具有较高的耐磨性和抗爆能力。随着超 高层泵送技术发展 ,开发超高压泵双层复合输送管 ,替代 传统超高压泵单层输送管已成为发展趋势,以解决单层管 整个管道质量大、安装困难 、制造采购成本偏高 ,且淬火 硬度过高容易出现管道内壁开裂或磨损掉块而发生堵管等 问题 。 1 最小壁厚与爆破压力计算 1 )条件说 明 。输送 管壁 厚 6= 1 0 mm,内径按D= 1 4 8 l n l n 计算;输送管采用复合材料 ,其外管2 7 S i
5、 Mn ,内管 为4 5 Mn : ;混凝土泵最大出口压力P m = 5 0 M P a 。 2)输送 管 最小壁 厚t 0 。 6 D : 0 0 6 8 0 0 8 , 6 = 9 8 0MP a 。则 : 基金项目: -4 - 二五 国家科技支撑计戈 项目课题 i 。 - (2 O l 4 B AJ 0 3 B0 2), i i 篡麓 慧纛 璃 嗡 也 址 - 潮 j轩 省 长 沙 僵 茧 蘩 发 鍪 越 ( 4 1 0 1 0 0 收 稿 13期 2 0 1 5 -1 2 -2 2 j j = =3 5 5 tur n ( 1 ) 3 ) 输送管设计壁厚 t 。为了保证管道的高可靠性,
6、增 长耐磨时间 ,减少拆装 ,保证工程进度 ,取厚度的安全系 数k = 3 0 ,则输送管的壁厚t =- k t o = 1 0 8 5 m m。选用壁厚为 1 0 mm,安全系数2 8 2 ,磨损裕量5 m m,根据上海环球金 融 中心 1 2 5 A输送管实践经验 ,该输送管 的使用寿命应 在 1 0 0 0 0 0 m 以上。 4 )验算输送管爆破压力。根据公式 ( 2 ),其爆破压 力为: R = 2 3 b 1 g 弓 _ = 1 l 0 6 M P a 5 0 M P a( 2 ) 由此可知 ,输送管设计壁厚t =1 0 m m满足设计要求。 2输送管结构 1)原材 料 。 输送
7、管采 用 复合 钢 管 西1 6 9 mm x 1 0 mm,其外型尺寸应符合 表1 的规定 ,根 据规范G B T 3 0 0 7 -1 9 9 9 ,其化学成分要求应满足表2 的规定 。 表1 钢管外型尺寸 钢管种类 钢管尺寸 尺寸范围和允许偏差 m m 外管 外径 1 6 9 : : : ( 2 7 S iMn ) 壁厚 5 O OO 2 5 复合钢管 内管 内径 1 4 9 : ( 4 5 Mn 2 ) 壁厚 5 0 O士O l 2 5 表2 化学成分要求 ( 质量分数 ) 牌号 C S f M n f S P C u C r N i 4 5 Mn 2 0 4 2 04 9 01 7
8、0 3 7 1 4 0 - 1 8 0 I O 0 3 5 0 0 3 5 O 3 O 0 3 O O 3 o _ 7 S i Mn 0 2 4 0 3 2 1 1 0 1 4 0 1 1 0 1 4 0 I 0 0 3 5 0 0 3 5 O 3 0 0 3 0 0 3 0 2 0 1 6 1 B u ild in g C o n s t r u c tio n 囝 载献军 夏凌枫 许永和 : 超高压混凝土泵的复合输送管研究 2 ) 输送管密封方式。输送管采用螺栓连接 、 “ O ”形 3 3 圈密封的方式,如图1 所示。 J l I l f I I l 一 图1 输送管密封方式 3 ) 输
9、送管螺栓连接强度。输送管道连接采 用8 个M2 4 螺栓 ,管径为0 1 5 m,面积为0 0 1 7 7 m ,压力为4 7 MP a , 作用力为8 3 1 k N,螺栓 2 4 m m,1 0 9 级螺栓保证载荷为 2 8 7 k N,单个螺栓受力1 0 1 k N,螺栓拉应力2 2 9 4 9 MP a , 安全系数2 8 2 。 4) 输送管复合结构形式如下口 。 活动法兰 ,螺栓连接 , “ 0 ”形圈密封 ; 固定法兰只与外管焊接 ,采用内外2 道焊缝 ; 法兰面与管端距离2 m m,调整热处理 内外管伸缩 差 ( 图2); 图2 输送 管复合结构形式 m m b m m m m
10、b m m 压 7 j e = 5 o MP a ,输送管流通截面S 。 = r r D 4 ,输 送管受拉截面积s : = + 2 6) 2 - D 4 ,则其最大应力 6 = F S2 =PS1 S 2 =3 3 6M P a 9 8 0MPa 。 3 工艺流程及技术标 准 3 1 下料 输送管的直管段按图纸直接下料,其下料长度偏差控 制在一 1 1 m m之间,端面垂直度不超过 1 m m,内外管错位 量 1 mm。 3 2 除锈 复合管外管两头用砂轮片打磨除锈 ,要求见金 属本 色 ,长度6 0 7 0 r n r f l 。 固 建 筑 施 工 嘲 第 1 期 组对 1 ) 长度5
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