李連杰 彭學(xué)濤 楊 錕

中國(guó)化學(xué)工程第六建設(shè)有限公司 湖北襄陽(yáng) 441100

1 前言

安徽某公司原藥農(nóng)藥及其制劑技改擴(kuò)能搬遷項(xiàng)目，其主裝置 噁草酮1# 、2# 車間生產(chǎn)爆炸危險(xiǎn)性類別為甲類。為確保生產(chǎn)安全，避免污染環(huán)境，兩個(gè)裝置均設(shè)計(jì)了全面、強(qiáng)大的機(jī)械排風(fēng)處理系統(tǒng)。依據(jù)預(yù)處理排風(fēng)尾氣的化學(xué)特性，設(shè)計(jì)文件給出硬質(zhì)聚氯乙烯（PVC）板材制作風(fēng)管的方案（表1）。經(jīng)詳細(xì)的市場(chǎng)調(diào)研，市場(chǎng)上沒有設(shè)計(jì)文件要求的規(guī)格型號(hào)的成品風(fēng)管（表2），只有設(shè)計(jì)文件所要求厚度的硬質(zhì)PVC 板材。后又詢問(wèn)多個(gè)硬質(zhì)PVC 管材生產(chǎn)廠家委托其定制加工，但定制代加工費(fèi)用高昂，且供貨周期不能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度要求。在確保使用功能符合相應(yīng)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范及設(shè)計(jì)文件要求的前提下，為降低施工成本，滿足施工進(jìn)度，通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，以及對(duì)硬質(zhì)PVC 易切割、焊接、粘結(jié)、加熱可以彎曲的物理特性分析，研發(fā)了一套制作硬質(zhì)PVC 圓、方風(fēng)管的簡(jiǎn)易工裝。

表1 設(shè)計(jì)文件風(fēng)管制作材料一覽表

表2 設(shè)計(jì)文件要求風(fēng)管規(guī)格/ 型號(hào)一覽表

2 簡(jiǎn)易工裝制作硬質(zhì)PVC 風(fēng)管的工作原理

依據(jù)需要制作風(fēng)管的規(guī)格/ 型號(hào)，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)易工裝模具，見圖1、圖2。根據(jù)硬質(zhì)PVC 板材優(yōu)良的熱成型特點(diǎn)，把下好料的硬質(zhì)PVC 板材放入自制電熱箱加熱至120～140℃；加熱好的硬質(zhì)PVC 板材迅速放置或卷制在模具上，自然冷卻3～4min 后脫膜；然后利用塑料焊槍焊接最后一道未閉合的焊縫（雙面焊接），硬質(zhì)PVC 風(fēng)管制作完成。

圖1 矩形管制作模具

圖2 圓管制作模具

3 簡(jiǎn)易工裝模具的設(shè)計(jì)與制作

（1）依據(jù)預(yù)加工風(fēng)管的規(guī)格/ 型號(hào)及市場(chǎng)上硬質(zhì)PVC 板的寬度（板材寬度1.3m，長(zhǎng)度按客戶要求制作），利用等邊角鋼L30mm×30mm×3mm 制作如圖3—圖5 所示的矩形風(fēng)管制作工裝模具，利用δ=1mm厚的薄鋼板及L20mm×20mm×2mm 的等邊角鋼制作的圓形風(fēng)管制作工裝模具（圖6）。

（2）由于PVC 板材寬度的限制，當(dāng)預(yù)制風(fēng)管的管口周長(zhǎng)大于1.3m 時(shí)，簡(jiǎn)易工裝模具制作的單根風(fēng)管長(zhǎng)度最長(zhǎng)為1.3m。

（3）為確保風(fēng)管管型尺寸符合設(shè)計(jì)要求，在制作模具時(shí)要充分考慮板材厚度對(duì)風(fēng)管內(nèi)徑、外徑技術(shù)參數(shù)的影響，誤差應(yīng)控制在1mm 以內(nèi)。

（4）為使風(fēng)管外形美觀，工裝模具與硬質(zhì)PVC 板材接觸的部分表面應(yīng)光滑、平整。

（5）圓形風(fēng)管模具制作時(shí)，在兩端要預(yù)留10cm 左右的弧長(zhǎng)缺口，以便管筒定型時(shí)用大力鉗夾住角鋼固定。

圖3 矩形風(fēng)管模具下蓋

圖4 矩形風(fēng)管模具矩形框

圖5 矩形風(fēng)管模具上蓋

圖6 圓形風(fēng)管模具

4 硬質(zhì)PVC 風(fēng)管的制作過(guò)程

4.1 矩形風(fēng)管的制作

矩形風(fēng)管制作流程如圖7 所示，具體步驟如下：

第一步，下料、修坡口：根據(jù)預(yù)加工的風(fēng)管規(guī)格/型號(hào)下料，并把預(yù)焊接邊用修邊機(jī)打磨（東城MIP- FF03- 6）成斜口，兩邊對(duì)接后正好為“V”型坡口。

第二步，板材進(jìn)加熱箱：把加工好的硬質(zhì)PVC 板材放進(jìn)加熱箱內(nèi)（1500W 恒溫電加熱棒），放置3～5min 后，用紅外線測(cè)溫槍實(shí)時(shí)檢測(cè)硬質(zhì)PVC 板材的表面溫度。

第三步：待硬質(zhì)PVC 板材表面溫度達(dá)到120～140℃時(shí)，迅速把加熱好的硬質(zhì)PVC 板材放在模具上，蓋上矩形框；把剩余的硬質(zhì)PVC 板裹在矩形框上，再蓋上模具蓋板；最后用大力鉗夾住矩形框的四個(gè)角。

第四步：自然冷卻3～4min 后，松開大力鉗，拆卸、抽出模具。

第五步，焊接焊縫：利用1500W 熱空氣塑料焊槍及PVC 焊條雙面焊接管筒未閉合的焊縫，內(nèi)側(cè)因空間受限無(wú)法焊接的部分，用PVC 專用膠涂刷未焊接的接口位置，矩形硬質(zhì)PVC 風(fēng)管制作完成。

圖7 矩形風(fēng)管制作過(guò)程

4.2 圓形風(fēng)管制作

圓形風(fēng)管制作過(guò)程詳見圖8，具體步驟如下：

第一步，下料、修坡口：同矩形風(fēng)管制作第一步。

第二步，板材進(jìn)加箱：同矩形風(fēng)管制作第二步。

第三步：待硬質(zhì)PVC 板材表面溫度達(dá)到120～140℃時(shí)，迅速把加熱好的板材一端邊從加熱爐內(nèi)抽出卷制在模具上，并用角鋼（L30mm×30mm×3mm）及大力鉗固定住，轉(zhuǎn)動(dòng)模具使硬質(zhì)PVC 板全部卷在模具上，再用角鋼及大力鉗夾住板材的另一端邊。

第四步，拆模：自然冷卻3～5min 后，松開大力鉗，把已定型的管筒從模具上卸下。

第五步，焊縫焊接：利用1500W 熱空氣塑料焊槍及PVC 焊條雙面焊接管筒未閉合的焊縫，內(nèi)側(cè)因空間受限無(wú)法焊接的部分，用PVC 專用膠涂刷未焊接的接口位置，圓形硬質(zhì)PVC 風(fēng)管制作完成。

矩形風(fēng)管和圓形風(fēng)管安裝后的效果分別見圖9 和圖10。

圖8 圓形風(fēng)管制作過(guò)程

5 簡(jiǎn)易工裝取得的效益

（1）利用此簡(jiǎn)易工裝模具加工出的硬質(zhì)PVC 風(fēng)管，焊縫少，焊接工作量小，成形美觀，得到了建設(shè)單位、項(xiàng)目管理公司和監(jiān)理單位的一致好評(píng)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)加工、隨用隨做的優(yōu)點(diǎn)，為確保項(xiàng)目的工期提供了可靠保證。

（3）高效實(shí)用，且工成本較低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。以安徽某公司原藥農(nóng)藥及其制劑技改擴(kuò)能搬遷項(xiàng)目風(fēng)管的制作工程量為例，現(xiàn)場(chǎng)采用簡(jiǎn)易工裝加工風(fēng)管的費(fèi)用為7.50 萬(wàn)元，比外協(xié)加工（最低費(fèi)19.41 萬(wàn)元）可節(jié)約成本11.91 萬(wàn)元。詳見表3 和表4。

圖9 矩形風(fēng)管安裝后的效果圖

圖10 圓形風(fēng)管安裝后的效果圖

表3 硬質(zhì)PVC風(fēng)管外協(xié)加工最低費(fèi)用一覽表

表4 簡(jiǎn)易工裝加工硬質(zhì)PVC風(fēng)管費(fèi)用一覽表

綜上所述，該套簡(jiǎn)易工裝制作硬質(zhì)PVC 風(fēng)管技術(shù)，實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、成本低，并經(jīng)受了工程實(shí)用的檢驗(yàn)，經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益良好。在今后同類工程中，可現(xiàn)場(chǎng)批量化加工，應(yīng)用推廣前景廣闊。