螺旋卷曲成型工法在粉料仓中的应用

摘　要：目前大型拌和系统均采用大型圆柱筒仓存储粉料，大体积粉料储罐包括以下几个系统:仓体系统、料位系统、除尘系统、助吹系统、破拱系统、卸料系统、防雷系统。 　　传统的罐体制作通常有两种形式，一是钢筋混凝土罐体，一是钢结构罐体。其中钢筋混凝土罐的耐久性很好、不用做防腐处理、维护成本低，因此被很多水泥生产厂家所采用。其缺点就是，在建筑物到了使用年限的时候就没有任何价值了。钢结构罐体也分两种形式，其一是传统的用钢板焊接的方法制造而成，采用钢板单片弯曲成型后，采用螺栓紧固拼接。由于工艺复杂，单片钢板弯曲成型制作要求精度高，制作偏差直接影响整体筒仓拼装质量和安装进度，同时由于单片拼装各版块连接缝隙较多，使用前期密封性能差，严重时会直接影响筒仓的使用寿命。另外一种就是本文介绍的螺旋卷曲成型制作粉料大罐。由于该筒仓为整体结构，故各个面都是均匀的，没有连接的缝隙，不会产生受压面，咬接面畅通，整体受压扩散性好，不再需要大量螺栓连接和空中作业，进灰和排气系统采用布置非常简单。施工质量和速度可以得到明显提高，有明显的社会效益和经济效益。

关键词：目前大型拌和系统均采用大型圆柱筒仓存储粉料，大体积粉料储罐包括以下几个系统:仓体系统、料位系统、除尘系统、助吹系统、破拱系统、卸料系统、防雷系统。

1.工法特点
　　螺旋卷曲成型粉料仓是根据环拉来计算罐体的板材厚度，最大可达到δ=?4.0?mm，最薄的钢板可以达到δ=?2.0mm。其主要特点有：
　　1.1 整体性能好、寿命长。螺旋卷曲成型粉料仓在建造过程中，完全由专用设备施工，在卷制过程中，仓体外壁咬制成一条5倍于材?料厚度，30mm-40mm宽的螺旋凸条，大大加强了仓体的承载能力，使粉料仓的整体强度、稳定性、抗震性优于其他仓。另外，仓体材料科根据存储物料对抗?腐蚀及磨削强度的要求，选用最佳板材配比，使得它的正常使用寿命达15-20年。远远超过传统筒仓的使用寿命。
　　1.2气密性能好、用途广。螺旋卷曲成型粉料仓由于采用卷仓专用设备弯折、咬口，在工艺上能确保仓体任何部位的质量。
　　1.3建造工期短、造价低、占地面积小、易管理。螺旋咬口粉料仓与传统制作的粉料仓不同，高度、直径可在较大的范围内任意选择。两仓间距离最小至500毫米，可充分利用空间，减小占地面积。螺旋咬口粉料仓自动化程度高，再配以测温、料位等设备，用户管理起来非常方便，其制作的粉料仓连续螺旋咬边强度五倍于母材厚度，大大加强了粉料仓的抗载能力。
　　1.4 整体筒仓成型直接在底部锥斗制作的结构架上，采用成型机、弯折机、开卷机直接成型上升，无须大型吊装设备，使用劳动力较少，提高了工效。缩短了筒仓制作的循环周期。
2.适用范围
　　本工法适用于施工储存粉料状物质，平面形状为圆形且中心装、卸粉料的钢板筒仓。
3.工艺原理
　　螺旋式粉料仓的建造方法独特：制作施工时将495mm宽的卷板由开卷机送入成型机轧制成所需的几何型状，再通过弯折机弯折、咬口，围绕着筒仓外侧形成一条30mm-40mm宽，连续环绕的螺旋凸条，在结构上起到加强筒仓强度的作用。同时对筒仓的稳定性和延长寿命起到积极的作用。螺旋粉料仓的仓体直径在3.5---20m以内选择，高度可在30m以下选用。对于不同的两种材料，粉料仓建造设备也能实现双层弯折施工。
　　
　　
　　
　　             
　　
4.施工工艺流程
　　4.1施工工艺流程
　　施工准备立柱、环梁、锥斗制作 立柱、环梁吊装就位  锥斗吊装就位筒仓制作筒仓就位筒仓连廊、安全阀、手动阀门安装
　　4.2  筒仓加工制作流程
　　筒仓制作为本工法成功的关键及要点，直接影响该施工过程的质量、工期目标。其工艺制作流程图如下：
　　
　　              

5．质量控制
      5.1工程质量控制标准
施工总体质量执行国家现行的施工规范、规程、验收标准、法律法规。
《粉料仓设计规范》GB50322-2001             《粉料仓设计规范》GB50017-2003
《建筑结构荷载规范》GB5009-2001            《钢结构工程施工验收规范》GB2025-95
《冷弯薄壁型钢钢结构技术规范》GB50018-2002  《钢结构工程质量验收评定标准》GB50205-2001
《建筑钢结构焊接规范》JGJ181-2002          《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
《建筑施工安全检查标准》JGJ89-99          《德国螺旋卷曲成型专利资料DIN standards 1055》
6．安全措施
　　6.1参加高空作业的施工人员。作业时必须配戴安全帽、系安全带或安全绳，穿放滑劳保鞋。
　　6.2起重设备的操作人员必须持证上岗，定期检查各种限位开关、起重钢丝绳、卡环等部件，如有损坏及时更换。
　　6.3起重作业要有专人指挥，起重机扒杆要规定转动范围、转动路线，禁止超负荷起吊。
　　6.4遇到大风、暴雨及雷电天气必须停止施工作业，同时，要切断电源，保护好各种设备。
　　6.5施工现场机械和动力机具设一漏电保护装置，并按规定接零接地，设单一开关。
　　6.6为了做好安全用电，有关人员必须掌握电气安装规程，所有机电设备必须做好接零保护，各种电气设备和线路必须定期检查，检查时应停电作业，如必须带电作业时必须安排两个人，由一名有经验的人负责监护，另一个人进行操作，并配备足够的消防器材。
　　6.7特殊作业工种要持证上岗。
　　6.8氧气瓶、乙炔瓶工作间距符合安全生产的许可距离。
　　6.9 对施工危险源辨识及安全控制
7．效益分析
　　7.1与传统制作的筒仓相比，采用了螺旋卷曲成型整体制作筒仓的施工手段，工效提高了2～3倍。作业工期可以缩短50%，工期提前。
　　7.2螺旋卷曲成型一次成形，没有连接螺栓，节省了大量劳动力和材料，与传统制作方法相比，可以节省50%的劳动力。
　　7.3螺旋卷曲成型流线畅通，工艺简单，施工质量好。
　　7.4版块制作边角料损耗降低50%，节省了大量的材料消耗，社会效益显著。
　　7.5传统钢结构制作的罐体所采用的钢板相对比较厚（4~12mm），以10 m 直径、1500 t 罐为例，用钢量在80 t 左右，总造价大约80 万元。新的工艺用4 mm 厚的钢板螺旋卷曲成型，每隔300 mm 有一道25 mm 厚20 mm宽的肋筋，这样用钢量在50 t 左右，总造价也只有50 万元。
8．应用实例
　　某水电站成功的运用了螺旋卷曲成型的施工工法，混凝土生产系统设计的螺旋卷曲成型为10m×22m(直径×高)的粉料储存筒仓藏木螺旋卷曲成型钢板仓一共制作8台套，均为整体转板成形。施工过程中，没有出现施工质量问题 和施工安全问题。安全、高效、优质完成了拱坝的施工。比合同工期提前了80天，取得了很好经济效益和社会效益。该工程于2009年6月15日开工，于2009年9月30日全部完工。螺旋卷曲成型制作的筒仓施工质量达到设计要求，受到业主、设计、监理的好评。单元工程合格率100%，其中优良率达到91.3%。分部工程施工质量通过验收并评为优良。通过实际使用，排气、压力、安全性能、密封性能均满足设计要求。
参考文献：
［1］ 张荣善. 散料输送与贮存［M］ .北京: 化学工业出版社，1996，240.
［2］ 陈家庆. 环保设备原理和设计［M］. 北京：中国石化出版社，2005，451.
［3］ GB50057- 94 建筑物防雷设计规范［S］.
［4］浅谈螺旋式钢板仓的施工工艺，2009年 高宝军［S］.
［5］谈建筑施工安全生产管理，2007年 钟日明.