薄壁不銹鋼制管機(jī)給水管生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)

　　薄壁不銹鋼制管機(jī)給水管在美國、日本、歐洲已有四十多年的生產(chǎn)歷史，在國內(nèi)卻只有十多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，不銹鋼給水管走進(jìn)大眾視野，日漸被人們認(rèn)知和接受卻實(shí)兩年的事。特別是央視“3.15”晚會爆出塑料管道存在的各種質(zhì)量問題后，大眾開始關(guān)注飲用水輸送以及二次供水管道設(shè)備的質(zhì)量問題并產(chǎn)生嚴(yán)重質(zhì)疑。

　　過去的二十多年，政府部門大力推廣“以塑代鋼”，使得PVC、PE、PPR為代表的塑料水輸送管道及設(shè)備得以廣泛應(yīng)用，隨之而來的大量質(zhì)量問題以及二次水污染問題日漸成為人們健康水生活最大隱憂。PVC、PE、PPR等塑料輸送管道及設(shè)備生產(chǎn)用材料、配方、工藝本身就存在質(zhì)量隱患，它們都是化學(xué)合成材料且殘留有小分子，在二次加工過程中很容易產(chǎn)生有害甚至致癌物質(zhì)，同時，塑料加工過程中又可以添加各種助劑、填充母料、回收料、再生料等化學(xué)材料，加之塑料管道物理力學(xué)性能欠佳，管道安裝與使用質(zhì)量與壽命很難保證。因此，要確保人們的健康水生活，不銹鋼給水輸送管道及設(shè)備成為不二選擇，在可見的未來，可以說不銹鋼給水管道及設(shè)備是飲用水輸送類管道的終極產(chǎn)品。

　　一、薄壁不銹鋼制管機(jī)給水管簡介

　　薄壁不銹鋼制管機(jī)是通過專用生產(chǎn)設(shè)備，將規(guī)定尺寸的S304、S316優(yōu)質(zhì)不銹鋼帶輥壓成型，通過焊接、內(nèi)焊道整平、在線固溶、光亮退火、渦流探傷、定徑、切割、端口修平、氣密性檢測、拋光、包裝等十幾道工序精制而成。

　　薄壁不銹鋼管主要應(yīng)用于飲用凈水、生活飲用水、冷水、熱水、海水、消防、燃?xì)獾攘黧w輸送用管道。其中，水務(wù)公司、學(xué)校、醫(yī)院、住宅小區(qū)等公用設(shè)施二次供水以及家庭裝修等方面已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2017年5月15日發(fā)布了《建筑與小區(qū)管道直飲水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》并正式實(shí)施。該規(guī)程十分明確地規(guī)定：“管材應(yīng)選用不銹鋼管、銅管等符合食品級要求的優(yōu)質(zhì)管材”。2018年，《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015)修訂稿中已將不銹鋼管作為優(yōu)先選擇的管材，排在塑料管的前面。近年來，各地政府部門也相繼出臺政策推廣薄壁不銹鋼管，部分省會城市已經(jīng)開工建設(shè)，逐步將生活飲用水地下管網(wǎng)更換為不銹鋼管，同期，家庭住宅裝修薄壁不銹鋼給水管應(yīng)用也全面推開。

　　薄壁不銹鋼水管物理機(jī)械性能以及與塑料管道性能比較

　　二、薄壁不銹鋼制管機(jī)給水管生產(chǎn)工藝

　　1、生產(chǎn)工藝流程(見圖一)

　　圖一、薄壁不銹鋼給水管生產(chǎn)工藝

　　2、離線生產(chǎn)工藝流程(見圖二)

　　圖二、薄壁不銹鋼制管機(jī)給水管離線生產(chǎn)工藝

　　3、不銹鋼給水管生產(chǎn)線技術(shù)

　　A、不銹鋼給水管生產(chǎn)線是采用 W成型，使用不同的軋輥模具生產(chǎn)不同規(guī)格的管材。生產(chǎn)線可生產(chǎn)：鈦合金管、衛(wèi)生級流體管、換熱器管、不銹鋼水管等工業(yè)管材。

　　B、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)不銹鋼給水管的生產(chǎn)線應(yīng)滿足以下條件：a、精度高：軸跳動≤0.03mm，確保設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。b、速度快：確保焊縫質(zhì)量符合ASME標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)SUS304 16*0.6mm時，速度可達(dá)5-7m/min。c、合格率高：98%以上。d、生產(chǎn)線數(shù)據(jù)應(yīng)記錄和保存，可追溯每根鋼管的焊接電流，固溶設(shè)備功率，電流，頻率等均可實(shí)時記錄。e、具有一鍵啟停功能。f、穿孔報警和自動停水功能。

　　4、不銹鋼給水管生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

　　A、掛料開卷(見圖三)。將鋼卷放置到掛料機(jī)(又叫開卷機(jī))上，支承并展開鋼卷，雙軸漲縮，將鋼帶卷內(nèi)徑漲緊，由氣動抱閘控制放料速度。一卷在線生產(chǎn)，一卷進(jìn)行備料，可連續(xù)生產(chǎn)。掛料機(jī)要有足夠的承重能力，由行車裝載，換裝鋼卷時需焊接機(jī)快速對焊，確保連續(xù)生產(chǎn)。這里是生產(chǎn)過程安全禁區(qū)，非操作人員不能靠近。

　　B、成型(見圖四)。將帶鋼通過交替布置的水平輥機(jī)架和立輥機(jī)架中的軋輥進(jìn)行階段變形而得到所需要的不同規(guī)格的不銹鋼產(chǎn)品。成型段基本組成分為導(dǎo)入、粗成型、精成型。

　　成型平輥。通過安裝不同孔形的軋輥對帶鋼進(jìn)行輥壓成型。成型平輥裝置有上下水平軸、支撐軸的軸承座、機(jī)架、上水平軸調(diào)整裝置等組成。上水平輥軸通過其調(diào)整裝置可作上下調(diào)整，以調(diào)整管坯在不同變形時的壓緊力及上下輥間的間隙。

　　成型立輥。首先是參與兩水平輥之間的過渡變形，其次是避免管坯離開水平輥機(jī)架后形成的反彈，并為進(jìn)入下一架水平輥機(jī)架起導(dǎo)向作用。立輥裝置由裝配立輥軸滑塊、調(diào)整絲桿、調(diào)整螺母及機(jī)架等組成。調(diào)節(jié)絲桿和調(diào)節(jié)螺套可以調(diào)整兩立輥之間的間距及中心。

　　C、焊接(見圖五)。通過肆輥擠壓裝置將已成為成型封閉圓的管坯進(jìn)行整圓，兩對擠壓輥的功能分別為：第一對為預(yù)擠壓，第二對為焊接擠壓，以防止焊接后的管開裂。擠壓輥上安裝在密封的保護(hù)盒里面，形成一個封閉空間，在此空間通有惰性氣體氬氣，使不銹鋼管在氬氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行焊接，防止焊縫氧化，由氬弧焊自動焊接系統(tǒng)對已成型成直縫封閉的帶鋼進(jìn)行焊接。

　　D、內(nèi)整平與焊縫打磨(見圖六)。將不銹鋼焊管在線壓平焊縫，使焊縫與母材平滑過渡，消除焊管缺點(diǎn)更加突出焊管的優(yōu)點(diǎn)，提高焊縫晶體等級。焊縫打磨清除不銹鋼管焊接后高于母材的部分。

　　E、初定徑。在固溶處理前對焊接后的不銹鋼管進(jìn)行預(yù)定徑，同時，避免固溶處理后定徑量過大產(chǎn)生更大的應(yīng)力。

　　F、清洗。管材在成型過程中，表面會有粘有油污，這樣進(jìn)入固溶設(shè)備時，高溫燃燒就會形成油氣體，導(dǎo)致石英管內(nèi)壁很快就變成黑色、石墨滲油，氣路易堵的現(xiàn)象。所以建議在固溶設(shè)備前配置管材清洗裝置，采用熱水清洗管材外表面上的油污，壓縮空氣吹干來改善。

　　G、光亮固溶(又叫光亮退火)(見圖七)。薄壁不銹鋼管采用的是304(06Cr19Ni10)奧氏體不銹鋼材料，成型后焊接成坯管，經(jīng)內(nèi)表面整平、焊縫打磨、清洗后進(jìn)入光亮固溶隧道(退火爐)進(jìn)行退火 (固溶處理 ) 。固溶溫度為1080℃±10℃，并進(jìn)行適當(dāng)保溫，碳化物才能得到充分溶解，固溶處理溫度過高或過低都會直接影響管道的質(zhì)量，溫度過高，焊管組織粗化，性能下降，溫度過低，固溶不完全，應(yīng)力消除不徹底。為了防止出現(xiàn)微漏，爐內(nèi)保護(hù)氣應(yīng)保持一定的正壓，如果是氫氣保護(hù)氣，一般要求20kBar以上。

　　圖七、光亮固溶設(shè)備

　　爐內(nèi)保護(hù)氣有兩種方法，一種是用全氫氣保護(hù)狀態(tài)下的退火(推薦使用)，此氫氣來源于電解或第三方供應(yīng)、純度高、露點(diǎn)低;另一種是用氨分解，分解后的氣體經(jīng)過干燥后進(jìn)入爐內(nèi)作為保護(hù)氣體，相對來說純度和露點(diǎn)都要差一些，兩種方法都是用氫氣作為保護(hù)氣體，建議使用全氫氣保護(hù)。這樣就避免了不銹鋼管的氧化，經(jīng)過光亮退火后的不銹鋼管不需要再酸洗，所以光亮退火的不銹鋼管消除了生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，表面光亮，耐腐蝕性更好。

　　加熱后的不銹鋼管進(jìn)入冷卻通道，在這個通道內(nèi)通過熱交換方式與氫氣進(jìn)行冷卻，氫氣將熱量進(jìn)一步傳導(dǎo)至外層的特殊模具襯套，該襯套具有很高的熱導(dǎo)率，并由外部冷卻水進(jìn)行冷卻。與加熱部分一樣，所有的冷卻工作都是在純氫氣氛圍保護(hù)下進(jìn)行的。冷卻隧道末端，不銹鋼管的溫度冷卻至100℃以下，所以鋼管可以安全地置于空氣中，并由少量的水進(jìn)行最終噴淋冷卻。

　　H、定徑矯直。根據(jù)產(chǎn)品的最終要求對不銹鋼進(jìn)行定徑，使產(chǎn)品達(dá)到公差要求。精定徑采用四輥矯正裝置，該裝置有前后兩對輥?zhàn)?，一對立輥垂直軋制線可作上下、左右調(diào)整，一對水平輥垂直軋制線整體上下調(diào)整，其中上水平輥根據(jù)不銹鋼管的大小規(guī)格可作調(diào)整，矯直鋼管的平直度，并可引導(dǎo)不銹鋼管平直地進(jìn)入到切割鋸中。四輥矯正裝置應(yīng)可垂直于軋制中心線進(jìn)行調(diào)整。

　　J、渦流探傷。渦流探傷用于不銹鋼管表面缺陷檢測。渦流探傷可采用在線檢測，也可采用離線檢測。不銹鋼管材移動速度越快，渦流探傷檢測效果越好。

　　K、切割下料。采用液壓垂直切割鋸將定徑后的成品管根據(jù)所需要的長度切斷，一般長度為3米或6米。將切斷后的不銹鋼管送到儲料車上，送去氣密檢測。

　　L、氣密檢測(見圖八)。每根管材都需要進(jìn)行氣密試驗(yàn)檢測，檢測壓力6公斤，保持時間15秒。檢測設(shè)備有半自動和全自動兩種，全自動氣密性檢測機(jī)可實(shí)現(xiàn)自動上料、檢測、下料，檢測周期25秒左右，每次可同時檢測8-12根不銹鋼管。

　　M、拋光(見圖九)。經(jīng)過光亮固溶的不銹鋼管材都需要機(jī)械拋光，這可管材保持表面光潔亮麗，常用的設(shè)備為不銹鋼管材專用拋光機(jī)，應(yīng)帶有除塵裝置，便于收集拋光產(chǎn)生的碎屑，避免環(huán)境污染。黒退的管材也可采用機(jī)械拋光，只是沒有酸洗效果好。

　　N、包裝。合格的不銹鋼管材每根套裝薄膜袋，再用編織袋套裝捆扎，捆扎數(shù)量由管徑大小決定?？刹捎萌斯だυ蚴亲詣永υ鷻C(jī)捆扎。自動捆扎機(jī)可實(shí)現(xiàn)自動上料、計數(shù)、捆扎、下料，可節(jié)約大量人工，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。

　　5、不銹鋼給水管生產(chǎn)線能源消耗

　　A、壓縮空氣：主要用于開卷器剎車調(diào)速、內(nèi)整平拉芯棒、清洗鋼管。用氣壓力0.4-0.7MPa。用氣量0.1m3/min。

　　B、氬氣：主要用于剪切對焊對接鋼帶、對接焊內(nèi)保護(hù)、焊接保護(hù)、在線固溶排空隧道內(nèi)空氣用氣壓力0.2MPa，平均用氣量10L/min，在線固溶用氣量為30L/min。

　　C、氫氣：在線固溶保護(hù)氣體，用氣壓力0.2MPa，平均用氣量10L/min。

　　D、用水：主要用于焊槍冷卻(平均用水量0.5T/h)、在線固溶感應(yīng)器冷卻(平均用水量3T/h)固溶水套鋼管冷卻(平均用水量10T/h)。用水壓力0.4MPa，進(jìn)水溫度30℃，出水溫度35℃，水質(zhì)要求軟水和清水。

　　四、薄壁不銹鋼水管安裝應(yīng)用技術(shù)(見表五)

　　薄壁不銹鋼管道作為室內(nèi)供水管網(wǎng)系統(tǒng)中最佳的管材已經(jīng)是無可爭議的, 但由于目前市面上存有多中連接方式, 關(guān)鍵是對各種連接方式的對比和選擇。目前，被市場廣泛認(rèn)可的主要有三種：卡壓式連接、環(huán)壓式連接、溝槽連接，其中，卡壓式連接應(yīng)用最廣，90%以上的工程項目采用卡壓式連接。

　　表五、卡壓式連接、環(huán)壓式連接、溝槽連接、承插焊接安裝方法對比

　　五、薄壁不銹鋼給水管的市場前景

　　薄壁不銹鋼給水管安全可靠、衛(wèi)生環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用,管道的薄壁變薄以及簡單方便的卡壓式連接施工，快捷方便、連接機(jī)械強(qiáng)度好,管材管件經(jīng)過特種焊接處理,抗腐蝕性強(qiáng),使用壽命長。近年來，各地政府部門也相繼出臺政策推廣薄壁不銹鋼管，逐步將生活飲用水地下管網(wǎng)更換為不銹鋼管，同期，薄壁不銹鋼給水管家庭住宅裝修也在政府部門的示范下，開始全面推廣。

　　自2015年以來，深圳市實(shí)施的“原特區(qū)外社區(qū)供水管網(wǎng)改造工程”和“優(yōu)質(zhì)飲用水入戶工程”兩項給水管網(wǎng)改造工程中，全面使用了薄壁不銹鋼給水管，改造后各區(qū)管網(wǎng)漏損改善明顯，原特區(qū)外社區(qū)供水管網(wǎng)平均漏損率由21.53% 降至5.18%，優(yōu)質(zhì)飲用水入戶工程平均漏損率由23.34% 降至4.17%。爆管維修次數(shù)由全年合計11 103 次降至1 256次，優(yōu)質(zhì)飲用水入戶工程爆管維修次數(shù)由改造前全年總計673 次降至59 次。

　　深圳是國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)全市域優(yōu)質(zhì)飲用水入戶的示范城市，也是首例在居民小區(qū)供水管網(wǎng)改造中大規(guī)模使用不銹鋼管材的城市，理應(yīng)給深圳市政府一個大大的“贊”，深圳市政府真正實(shí)現(xiàn)了人民對健康水生活的向往和追求，各地政府部門應(yīng)積極借鑒深圳市政府的做法，在自來水管網(wǎng)改造以及優(yōu)質(zhì)飲用水入戶改造工程中率先垂范，全面推廣使用衛(wèi)生、健康、使用壽命長的薄壁不銹鋼給水管，淘汰危害人民健康的飲用水塑料管道，確保人民群眾健康水生活是各級負(fù)責(zé)任政府的職責(zé)。

　　薄壁不銹鋼給水管是最好的飲用水輸送管道，具有其他管材不可替代的優(yōu)點(diǎn)，作為一種新型高檔管材，在二次給水、建筑用給水以及家裝方面的應(yīng)用將全面替代塑料管道。