预应力钢筒混凝土管用胀圆机检测

预应力钢筒混凝土管胀圆机检测要点

胀圆是预应力钢筒混凝土管（PCCP）制造中的核心工序。胀圆机通过内部径向扩张使嵌入混凝土中的薄壁钢筒发生塑性变形，从而在管芯混凝土中建立必要的环向预应力，这是管道承受内压和外荷载的关键。因此，胀圆机自身性能的精确与稳定对管道质量至关重要。其检测项目应全面覆盖以下方面：

一、 机械系统检测

1. 机架刚度与变形：

   • 检测内容： 在模拟最大工作负荷条件下，检测机架主体结构（特别是胀圆头支撑框架）的弹性变形量。采用高精度位移传感器在关键点布点测量。
   • 合格标准： 变形量需严格控制在允许范围内，确保胀圆过程受力均匀稳定，避免因机架变形导致胀圆不均匀甚至损坏设备。

2. 胀块系统：

   • 胀块轮廓与表面状态： 检查所有胀块工作面的设计廓形是否符合要求（直接影响钢筒变形曲线），表面是否存在磨损、划伤、凹坑或裂纹。严重磨损或变形会直接损伤钢筒或影响预应力建立。
   • 胀块同步性： 这是核心指标。在空载及加载模拟状态下，检测所有胀块在径向移动过程中的位移同步精度。通常使用高精度位移传感器（如LVDT）实时监测各胀块位移。
   • 胀块径向行程与重复定位精度： 验证胀块最大行程能否满足最大管径要求，并在设定位置（特别是工作位置）多次伸缩，检测其径向重复定位精度。
   • 胀块支撑机构： 检查支撑轴承或滑轨的运行是否平稳无异响，有无卡滞、松动或过度磨损。

3. 液压系统：

   • 系统压力与稳定性： 检测各工作压力设定值（如胀紧压力、保压压力）的精度及在设定值下的压力波动范围。保压阶段压力下降速率是关键。
   • 液压缸性能： 检查驱动胀块的液压缸有无内泄外漏现象。可在规定压力下保压，监测活塞杆位移判断内泄。
   • 油路与密封： 检查油管、接头、阀门等有无渗漏、老化或损伤。系统清洁度需符合要求。

4. 驱动与传动系统：

   • 主驱动机构： 检查主电机、减速机（如有）运行是否平稳，温升、振动、噪音是否在合理范围内。
   • 传动部件： 检查齿轮、链条、皮带等传动部件磨损情况、张紧度及润滑状态。

二、 控制系统与测量系统检测

1. 控制精度与响应：

   • 指令执行精度： 输入特定的胀块位移或压力指令，检测实际输出值与指令值的偏差。
   • 同步控制性能： 验证控制系统对多胀块同步运动的控制能力，是否能实时补偿偏差，确保同步精度达标。
   • 系统响应时间： 检测从指令发出到执行机构开始动作并达到稳定的时间。

2. 人机交互界面（HMI）：

   • 功能性： 检查参数设定、程序选择、手动/自动操作、状态显示、报警信息等功能是否正常、清晰、可靠。
   • 数据记录与追溯： 确认关键过程参数（各胀块位移、压力、时间等）是否能被完整、准确地记录和存储，便于质量追溯。

3. 测量传感器：

   • 位移传感器（关键）： 校准用于监测胀块位移的传感器（通常是高频响、精度高的LVDT或其他类型）。检测其线性度、重复性、精度和响应速度是否符合要求。这是控制同步性和精度的基础。
   • 压力传感器： 校准液压系统压力传感器，确保压力反馈准确可靠。
   • 传感器安装与防护： 检查传感器安装是否牢固可靠，信号线连接是否良好，是否有必要的防护（防油、防尘、防碰撞）。

三、 几何精度与对中检测

1. 主机安装水平度： 检测机架底座的安装水平，确保设备整体稳定。
2. 胀圆头与管模/管体的对中：
   • 静态对中： 在胀圆头处于初始位置时，检测其轴线与管模承口端面（或已放置管体的基准面）的垂直度以及同心度偏差。常用精密水准仪、经纬仪、激光对中仪等。
   • 动态对中（可选但重要）： 在胀块伸出过程中，监测胀圆头轴线相对于管模/管体的偏移情况（如有条件）。过大的动态偏移会导致管端变形不均或损伤。

四、 安全防护系统检测

1. 机械防护装置： 检查所有运动部件（如胀块、油缸活塞杆、传动机构）的防护罩是否齐全、有效、固定可靠。
2. 电气安全：
   • 接地与绝缘： 检测设备接地电阻是否符合安全规范，电气柜、电机等绝缘性能是否良好。
   • 急停装置： 测试所有急停按钮的功能有效性，确保在任何位置按下都能快速、可靠地切断动力并使运动部件停止（或安全回退）。
3. 液压安全： 检查系统溢流阀、安全阀等设定是否正确有效，管路安全防护是否到位。
4. 联锁保护： 验证关键安全联锁（如防护门未关禁止启动、胀块未完全收回不能移动等）功能是否正常可靠。

五、 模拟运行与工艺稳定性测试

• 空载运行： 进行不同速度、不同行程的空载循环运行，检查各动作是否顺畅、平稳、无异常噪音和振动。
• 负载模拟（重要）： 使用专用的模拟加载装置（如特制高强度模拟钢管），按照典型工艺参数进行胀圆操作。重点关注：
  • 各胀块位移的同步性、重复性。
  • 系统压力建立与保压稳定性。
  • 控制系统的响应与控制效果。
  • 设备整体运行状态（振动、噪音、温升）。
  • 测量系统数据的准确性与一致性。
• 连续运行测试： 在模拟负载下进行规定时间或规定次数的连续循环运行，考核设备的稳定性、可靠性和温升情况。

总结：

对预应力钢筒混凝土管胀圆机进行全面、严谨的检测，是保障PCCP管芯预应力均匀、准确、可靠的关键前提。其核心在于验证设备的机械刚度与精度、液压驱动与控制的稳定性与精确性（尤其是多胀块的高精度同步控制能力）、几何对中性以及完备的安全保护功能。通过科学的检测手段，确保胀圆机处于最佳工作状态，才能为生产出满足设计要求、具有长期服役能力的高质量PCCP管道奠定坚实的基础。定期维护与检测是设备长期保持良好性能的必要措施。