Сегодня мы хотим поговорить с вами о способах производства железобетонных труб. Нам известно несколько основных технологий используемых при производстве железобетонных труб: вибропрессование, радиальное прессование, центрифугирование, классическая литьевая технология формовки ЖБИ (вибрирование).
Вибропрессование
Вибропрессование – современный способ формовки и уплотнения бетонной смеси. В настоящее время, данный способ производства труб является наиболее распространенным, т.к. имеет ряд достоинств: высокая производительность, стабильное качество, потребность в минимально возможном количестве персонала и производственных площадях, автоматическое, машинное управление процессами. На установках вибропрессования производят трубы диаметром 300-2400 мм, длиной 2,50, 3,00, 3,50 метра. Основной узел установки – приямок с установленным сердечником (металлический цилиндр на вибростоле соответствующий внутреннему диаметру формуемой трубы). На данный цилиндр одевается внешняя оснастка с арматурным каркасом трубы и производится формовка.
Принцип работы:
- Арматурный каркас помещается в металлоформу трубы, металлоформа состоит из двух элементов: внешняя опалубка и поддон. На лежащий на полу поддон устанавливается арматурный каркас (перпендикулярно земле), далее на поддон с каркасом устанавливается внешняя опалубка, конструкция закрепляется.
- Металлоформа в собранном виде (поддон + каркас + внешняя опалубка) помещается на сердечник.
- В собранную конструкцию подается бетон, работает вибростол, бетон уплотнятся. Подача бетона останавливается автоматически в соответствии с настройками оборудования для конкретного типа трубы.
- После завершения подачи бетона, бетоноукладчик перемещают в сторону, а на его месте размещается специальная прессующая головка, которая оказывает дополнительное воздействие, бетон уплотняется при работе вибростола и усилие прессующей головки одновременно.
- После окончания формовки, заполненная форма снимается с сердечника и перемещается на площадку набора прочности.
- На площадке происходит распалубка формы, свежесформованная труба остается стоять на поддоне в зоне набора прочности, а внешнюю опалубку вновь применяют для формовки следующей трубы.
Процесс формовки одной трубы занимает всего 5-10 минут, в зависимости от размера трубы. Линию для производства труб методом вибропрессования можно разместить на небольших площадях, достаточно 150-200 квадратных метров.
Формовка труб происходит перпендикулярно пола в отличие от центрифугирования, где трубы формуют параллельно полу. В процессе производства используется одна форма, внешняя оснастка, а количество выпускаемой продукции в смену зависит от количества поддонов. Сформованная труба остается на поддоне до набора прочности. Трубы набирают прочность в естественных условиях, под специальными укрывными чехлами за 8-12 часов, пропарочная камера не используется. В процессе производства задействовано минимальное количество рабочей силы. Перемещать трубы в процессе производства можно погрузчиком или кран балкой, любым способом, наиболее удобным конкретному производству. Дополнительным плюсом данной технологии является возможность производства труб с футеровкой, внутренним полиэтиленовым защитным слоем.
Плюсы метода вибропрессования:
- Малые затраты на металлоформы
- Высокая производительность, количество выпускаемой продукции зависит от наличия поддонов для конкретного типа труб
- Экономичность, нет необходимости применения пропарочной камеры, минимальное количество рабочей силы, нет изнашивающихся элементов, долгий срок эксплуатации всех элементов.
- Высокое качество товара, формовка происходит в автоматическом режиме.
- Возможность производства труб с футеровкой
- Возможность производства труб разного диаметра в одну смену. Если на предприятии установлена двух постовая установка, то в одну смену можно изготавливать два разных диаметра труб. Это очень удобно, завод может наиболее оперативно обрабатывать заказы.
- Небольшое время формовки одного изделия, 5-10 минут.
В настоящее время в России и СНГ заводы работают на импортном оборудовании, к сожалению Российских производителей такого оборудования нет. Наиболее распространены машины двух поставщиков: HawkeyePedershaab (США — изначально Дания) и PRINZING-PFEIFFER (Германия).
Радиальное прессование
Радиальное прессование – самый высокопроизводительный способ изготовления железобетонных труб. Цикл формовки одной трубы занимает 2 – 5 минут. Инновационная технология, уплотнение бетона происходит методом вдавливания, без вибрационного воздействия. Вибрирование применяется только при формировании раструбной части трубы. Сердцем машины является роликовая головка, специально разработанный, сложный механизм с множеством вращающихся элементов. Конструкция позволяет при одном проходе, а именно столько нужно для формовки трубы, одновременно уплотнить бетонную смесь и разгладить внутреннюю поверхность трубы, сделать ее гладкой. После одной проходки роликовой головки форму подвергают распалубке практически мгновенно, процесс формовки занимает минимальное количество времени. Производство труб методом радиального прессования – захватывающее зрелище, вызывающее массу удивительных эмоций даже у специалистов железобетонной отрасли.
Методом радиального прессования производят трубы диаметром 300-1200 мм, длиной 2,50, 3,00, 3,50 метра. Поставщики оборудования утверждают, что способны предоставить машины, на которых можно производить трубы длиной до 6-ти метров.
Трубы производят в вертикальном положении, формовка происходит путем перемещения вращающейся роликовой головки вдоль тела трубы снизу вверх.
Основные процессы:
- Сборка формы, аналогично методу вибропрессования. Арматурный каркас помещается в металлоформу трубы, металлоформа состоит из двух элементов: внешняя опалубка и поддон. На лежащий на полу поддон устанавливается арматурный каркас (перпендикулярно земле), далее на поддон с каркасом устанавливается внешняя опалубка, конструкция закрепляется.
- Металлоформа в собранном виде (поддон + каркас + внешняя опалубка) помещается под вал, на котором закреплена роликовая головка. Роликовая головка соответствует конкретному диаметру труб. На каждый диаметр – отдельная роликовая головка.
- Формовка. Роликовая головка опускается на дно формы и в этот момент происходит подача первой части бетонной смеси. Этот процесс сопровождается работой вибраторов, идет формирование раструбной части. Далее вибраторы отключаются и происходит равномерная подача основного объема бетона. Смесь попадает внутрь трубы, на роликовую головку, которая вдавливает бетонную смесь при помощи центробежных сил, возникающих при вращении, вращающеюся головка перемещается снизу вверх уплотняя, попадающую на нее сверху бетонную смесь.
- После окончания формовки, заполненная форма снимается и перемещается на площадку набора прочности при помощи погрузчика.
- Разборка формы, аналогично методу вибропрессования. На площадке происходит распалубка формы, свежесформованная труба остается стоять на поддоне в зоне набора прочности, а внешнюю опалубку вновь применяют для формовки следующей трубы.
Плюсы метода радиального прессования:
- Малые затраты на металлоформы
- Очень высокая производительность, количество выпускаемой продукции зависит от наличия поддонов для конкретного типа труб, время формовки трубы 2 минуты
- Условная экономичность, нет необходимости применения пропарочной камеры, минимальное количество рабочей силы
- Высокое качество производимых труб, формовка происходит в автоматическом режиме.
Минусы технологии радиального прессования:
- Очень высокая стоимость оборудования
- Необходимость оснащения производства дорогостоящей погрузочной техникой, используемой для перемещения труб в процессе производства
- Короткий срок эксплуатации изнашиваемых элементов роликовых головок. В процессе эксплуатации, под действием постоянного трения, происходит быстрый износ металлических накладок. Это расходный материал, который существенно влияет на себестоимость продукции
- Нет возможности одновременного производства двух разных диаметров труб. В одну смену можно производить только один тип труб
- Трудоемкий процесс переналадки оборудования при переходе с одного диаметра на другой, требующий серьезной потери времени, переналадка занимает 4-8 часов. В месяц, на линии которая производит несколько диаметров труб 400, 500, 600, 800, 1000, 1200 мм, на переналадку может уйти 4-6 дней. Для недопущения возникновения дефицита определенного типа труб, завод должен располагать серьезными складскими территориями
- Высокие требования к заполнителям, сырью. Для нормальной работы машины и обеспечения надлежащего качества продукции необходим тщательный подбор, и постоянный контроль качества сырья.
Применение технологии радиального прессования оправдано в регионах с постоянным высоким спросом на трубы железобетонные, для обеспечения которого необходимо выпускать крупные партии труб в минимально короткие сроки. В нормальном режиме, в одну смену, машина способна произвести более 3 000 труб различного диаметра в течение одного месяца.
Центрифугирование
Центрифугирование, можно назвать старейшим методом производства труб. По данной технологии произведено огромное количество трубной продукции. Основным достоинством этой технологии является возможность производства длинных труб, длиной до 5,5 метров.
Принцип работы:
- Арматурный каркас помещается в металлоформу трубы
- Металлоформа помещается в центрифугу, чаще всего это ременная центрифуга, форма укладывается на ремни, и находится в подвешенном положении.
- Центрифуга включена, начинается вращение формы
- Специальным приспособлением (бетоноукладчик, конвейерного типа) начинается подача бетона внутрь вращающейся оснастки.
- Происходит подача необходимого количества бетона, под действием центробежной силы бетон уплотняется и равномерно распределяется по форме.
- При достижении необходимого уплотнения бетонной смеси, процесс останавливается, металлоформа (сформованная труба) перемещается в пропарочную камеру для набора прочности бетона.
Существует несколько вариантов центрифуг: роликовые, барабанные, ременные. Наибольшее распространение получили ременные (гироскопические) центрифуги. Процесс формовки одной трубы занимает 15-40 минут, в зависимости от размеров формуемой трубы. Центрифугирование, трудно назвать рекомендуемым способом производства железобетонных труб. У данного способа производства есть ряд недостатков. Производительность, трубы формуются в отдельных формах, в которых и набирают прочность в последствии, распалубка формы происходит после выхода из пропарочной камеры. Производительность зависит от количества форм. Качество, для обеспечения стабильного качества требуется профессиональный персонал, процесс управляется специалистами вручную, оператор сам регулирует все процессы (скорость вращения, скорость подачи бетона, время формовки), качество труб на 100% зависит от профессиональных действий оператора. Энергопотребление, много энергии затрачивается на процесс формовки, так же на выдержку форм в пропарочной камере, для перемещения форм требуются большегрузное крановое оборудование, и большое количество рабочей силы. При такой технологии производства нет возможности производить трубы с футеровкой, внутренним полиэтиленовым слоем для защиты бетона от агрессивных сред.
В настоящее время оборудование для производства труб методом центрифугирования серийно не производится. У нас нет данных о производителях (поставщиках) оборудования.
Плюсы метода центрифугирования:
- Возможность производства труб длиной 5,00 м
- Возможность производства труб разного диаметра в одну смену
Минусы при центрифугировании:
- Высокое потребление энергии для обеспечения процесса производства труб, необходимость тепловой обработки труб в пропарочной камере
- Не высокое качество продукции, при формовке возможны дефекты, связанные с неравномерным уплотнением бетонной смеси; на внутренней поверхности труб, при формовке, образуется налет — выступает «цементное молочко», процесс не автоматизирован, качество труб зависит от квалификации оператора.
- Длительный и сложный процесс распалубки форм, при интенсивной эксплуатации болтовые крепления быстро выходят из строя.
- Много ручного труда, требуется большое количество сотрудников.
- Высокая стоимость оснастки, для увеличения объема выпускаемой продукции требуются серьезные инвестиции. В одной форме можно выпускать только одно изделий в сутки.
- Нет возможности производства труб с футеровкой
Классическая литьевая технология формовки труб (вибрирование)
Существуют некоторые типы труб, производство которых предпочтительнее по классической, так называемой — литьевой технологии. К таким трубам относятся трубы больших диаметров от 2-х метров и более. Как правило, такие трубы имеют большую толщину стенок от 20 сантиметров и более. Дорожные трубы круглого сечения диаметром более 2-х метров, прямоугольные толстостенные трубы, трубы для микротоннелирования диаметром более 1,50 метра, трубы с футеровкой диаметром более 1,0 метра. Любые железобетонные трубы с повышенными требованиями к бетону. Такого рода продукцию желательно производить литьевым способом, формовкой в индивидуальных формах. Формовка труб происходит в металлических формах с навесными вибраторами, очень часто такие формы оснащены гидравлическим приводом для распалубки внутренней части формы (сердечника). Таким способом невозможно производить крупные партии труб, но можно обеспечить необходимые требования к качеству. В отличие от центрифугирования, вибропрессования, радиального прессования, литая технология позволяет производить трубы любых размеров с максимально возможными прочностными характеристиками бетона. Вибрирование приходит на помощь тогда, когда, по разным причинам, все вышеперечисленные технологии, не смогли справиться с поставленной задачей. К сожалению, идеального оборудования нет, для производства большого ассортимента продукции, выпуска большой номенклатуры трубной продукции, завод должен быть оснащен оборудованием различного типа, в том числе, и оснасткой для производства труб в индивидуальных формах, методом вибрирования.