小管徑內外壁瀝青噴涂系統芻議

原 藝 袁傳東 敬著輝

(大連萬通工業裝備有限公司，遼寧 大連 116023)

城市道路下的輸水管道一般采用球墨鑄鐵管，但其使用年限受鑄鐵管的質量影響很大。為了延緩土壤及地下水(包括管道中的水)對球墨鑄鐵管的腐蝕，往往采用瀝青噴涂技術。普通瀝青漆因為含有大量對人體的有害物質，只能做外表面噴涂;一般的噴涂設備也因鑄管內徑的影響(在DN100～DN300之間)很難進行噴涂或很難控制其噴涂質量。經過技術改造后，我們選用RAYCO5357水基瀝青漆，因為其無毒環保在飲用水管道中可大量使用;同時提出了一系列的設備改進方法，解決了DN100的小管徑噴涂問題，并且使整套噴涂線達到全自動無人控制。

1 設備工藝描述

這臺設備的主要特點就是生產率高、自動化程度高、運行的穩定性高。我們選擇了雙工位內外噴涂機，鑄鐵管經養生爐傳動鏈進入擋撥對中軌道，在此軌道上設有管徑大小識別傳感器，以插口定位，對中后一根管撥到等待工位，第二根管對中后，喂管機升起取管，平移下降將管送到輸送鏈上，喂管機返回。輸送鏈前進將管帶到內噴涂工位，升降托輪將鑄管按照前方判斷的管徑大小升起相應的高度，托輪馬達旋轉。承插口各有一臺小車，前進到球墨鑄鐵管中間相距30mm的位置，開始噴涂同時后退。在承口小車上設有開關動態檢測管長度，控制噴槍開斷避免造成不必要的浪費和污染。

承插口小車前進的同時插口外噴氣缸升起，噴涂插口外端，內噴結束后插口外噴氣缸下降，托輪下降。輸送鏈前進將管帶到外噴涂工位，外噴涂工位的升降裝置，將鑄管按照前方判斷的管徑大小升起相應的高度。

頂推裝置由插口定位，承口夾緊液壓缸將鑄管夾緊并使其旋轉。升降裝置返回。同時鑄管上部外噴小車前進開始噴涂瀝青。外表面噴好后，外噴小車返回，升降裝置上升、夾緊油缸松開，升降裝置下降將鑄管落到輸送鏈上。輸送鏈前進將其帶出噴涂工位。

2 設備構成及簡介

設備含有擋撥對中機構、喂管機、傳動鏈、升降托輥、內噴小車、插口外噴、夾緊旋轉裝置、瀝青噴涂機主體、升降裝置、噴涂小車、噴涂泵系統，液壓系統、電控設備等。

2.1 瀝青外噴涂工位

此工位采用的是頂尖夾緊工件并使其旋轉的結構形式，承口頂推裝置前端裝有夾緊液壓缸，液壓缸夾緊的停止位置通過壓力傳感器控制，當達到設定壓力時自動停止，頂推裝置的旋轉由變頻電機驅動，不同規格的球墨鑄鐵管轉速不同。

插口頂推裝置屬于從動機構前端設有定位液壓缸。球墨鑄鐵管舉升裝置采用的是由一個液壓缸驅動的絞架式結構，保證舉升時同根管兩端同步并節省空間。噴涂小車上裝有四把噴槍，每把噴槍分別固定在各自的升降液壓缸上，四個液壓缸內裝有內置傳感器，噴涂不同管徑時其行程根據前方反饋信號自動調整。小車上裝有判斷鑄管長短及小車起始和終點位置的開關。噴涂小車均由變頻電機驅動。

2.2 瀝青內噴涂工位

內噴涂工位主要由升降旋轉托輥及承插口小車組成，兩噴涂工位的間距較小與鏈距相同為420，因此托輥設計成中間托輥由馬達驅動，而兩側各一個從動拖輥的結構，兩工位共用一組拖輥，既節約了成本又減小了空間。承插口小車由變頻電機驅動，對于不同管徑的鑄管小車行走速度不同。

為了不破壞球墨鑄鐵管內部的水泥襯層，外噴工位頂推部分的插口端是內凹形式的，這樣插口端有一小段球墨鑄鐵管外噴時噴不到瀝青，為此在內噴工位的插口端部增加了插口外噴裝置，由兩升降氣缸分別帶兩個噴槍升降進行噴涂。

2.3 喂管機

喂管機將前方養生爐鏈上下來的球墨鑄鐵管，平穩準確的送到瀝青的傳動鏈上，大大提高了生產率和管子運送的準確性。此喂管機采用的是四連桿機構，每次舉起兩根管，向前行走1.8米。舉升和行走都由液壓缸驅動。

2.4 瀝青噴涂系統

整套噴涂系統的流量、壓力和溫度實現實時在線控制，通常的瀝青噴涂采用的都是無氣噴涂泵，但噴涂系統不夠穩定效果不夠理想，我們選用的瀝青泵是美國GRACO公司生產的VISCOUNTⅡ2000液壓驅動大流量高壓柱塞泵，噴涂系統穩定，從而達到了理想的噴涂效果。此噴涂機由五套瀝青泵系統組成，分別完成內噴，外噴和插口噴。泵的輸出流量和壓力有信號輸出到PC機上，流量計，壓力計都有4～20MA信號輸出，在操作屏上可以隨時監控瀝青泵的工作狀況。系統配有在線加熱器同時漆管上有加熱帶，油漆噴涂時溫度控制在66℃左右，最高可達到80℃。因為內徑小，通常噴涂形式無法實現，經過多方考證，內噴自動噴槍配美國UNIJET環形噴嘴，此噴嘴將瀝青霧化后以中空的環形扇面噴出，外噴采用GRECO的鎢碳化物噴嘴及自動噴槍

2.5 電控系統

整線部分采用集散控制系統控制，由1臺主控制器控制。主控制器，通過以太網形成通訊網絡，每一臺設備在現場都有一個遠程子站，安裝在操作臺或低壓柜內，由程序控制相應的控制設備。

3 主要技術參數及工作效率

設備組裝調試完成投入使用后，每小時可生產DN100～DN300的球墨鑄鐵管約180支，涂層厚度約為50－70μm，滿足相關規范的要求。

4 結束語

此設備結構合理，設計巧妙。它針對鑄造行業中需要對內外管壁防腐的要求，設計出一套能夠同時實現上述功能的裝置。解決了傳統噴涂機存在的效率低、自動化程度低，人工成本高的問題，也避免了傳統涂料對環境的破壞，使噴涂后的球墨鑄鐵管質量趨于完善。

［1］GBT 17459－1998球墨鑄鐵管瀝青涂層

［2］成大先等，機械設計手冊，化學工業出版社

［3］范英俊，《離心球墨鑄鐵管工藝及裝置》，［M］，北京，中國科學技術出版社。