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预应力制品行业的发展现状

作者:admin  来源:www.jmgzjd.com   更新时间:2017-11-11  阅读数:18


1 种类结构的发展

我国预应力钢材产品从建国初期单一的预应力钢丝,现已发展到预应力钢绞线、钢丝、钢棒、精轧螺纹钢筋等四大系列产品。其中预应力钢绞线、钢丝、钢棒三类产品占预应力钢材总量的80%以上,且种类多、层次高,是预应力钢材中具有代表性的产品。笔者重点环绕预应力钢绞线和预应力钢丝两大类产品进行论述。

现在,预应力钢绞线产品包含光面、刻痕、镀锌、无黏结、涂环氧树脂、缓黏结等多个种类;分1×2、1×3、1×7和1×19等多种结构。预应力钢丝产品包含光面、异型(刻痕、螺旋肋)、镀锌、镀锌铝合金等多个种类,产品规范Φ3.00~12.00 mm。

近年来,预应力钢材产品向着超高强度、大直径及耐腐蚀方向发展。国内自主研发的1×7大规范(≥17.80 mm)、高强度(≥2 000 MPa)预应力钢绞线;1×19结构多层丝钢绞线(最大规范可以到达Φ28.60 mm);无黏结、缓黏结预应力钢绞线;大规范、高强度螺旋肋钢丝;桥梁缆索用大规范、高强度镀锌钢丝等高层次产品的什物质量均到达了世界先进水平,国产预应力钢材产品彻底代替了进口产品,在高端运用范畴(如核电工程、LNG工程、天文台工程)中获得了运用,产品的种类规范覆盖了国内外悉数规范规划。
 
2 工艺技能配备的发展
出产预应力钢材产品的工艺技能,首要包含质料的出产技能、外表处理工艺技能、拉丝出产工艺技能和安稳化处理工艺技能等内容,工艺技能的不断创新发展也带动了出产配备和检测设备的不断更新。

2.1 质料出产技能的发展
制造预应力钢绞线和预应力钢丝的质料为索氏体化盘条,20世纪50~80年代,是经过铅淬火热处理工艺获得。20世纪90年代,跟着高速线材轧机的引入,我国高速线材的产值大幅度前进,高速无扭控冷索氏体化处理工艺逐渐代替了高污染、高能耗的铅淬火热处理工艺,索氏体化盘条开端得到广泛的运用。

但质料出产厂家因为受其时锻炼配备的约束以及高线操控冷却工艺技能等多方面的影响,索氏体化盘条也呈现了一些质量问题。如化学成分不安稳,偏析、夹杂、缩孔等缺点较为严峻。盘条的通条功能差,索氏体化率不高,在后续拉拔进程中简单形成脆断,呈现锥形断口;另一方面,盘条的抗拉强度、耐性等目标动摇大,形成制品的合格率低。这些问题给下流的加工企业带来很大的影响。

近年来,跟着我国钢铁工业的快速发展,高线盘条的产品质量得到了极大的改善。质料出产厂家经过进口铁矿石锻炼出优质的铁水,选用先进的铁水预处理手法进行脱S、脱Si、脱P,之后进行转炉炼钢,经过RH 真空脱气、LF钢包精粹、VD真空处理及DS扒渣、转炉脱P等先进的炉外精粹设备和技能,保证了钢水成分安稳,钢质纯净,S、P、N等有害元素和夹杂物含量较低。

轧制进程经过粗轧、中轧、精轧,之后在斯太尔摩(stelmor)辊道上操控冷却,依据不同的产品钢号和规范调整辊道的速度和风机的风冷量,用辊道速度和风冷量来操控冷却速度。

同时出产厂家经过研发高品质钢种、加强出产进程中的品质操控等手法,形成了硬件与软件的配套,大大前进了预应力用高碳钢盘条的安稳性和索氏体化率,索氏体化率到达了90%以上,充沛满意了金属制品出产企业的运用需求。

2.2 外表处理工艺技能配备的发展
酸洗是预应力钢材产品加工进程中常见的外表处理工艺。国内本来大多选用间歇式酸洗,出产线由酸洗、水洗、高压水洗、磷化、皂化等多个槽池组成,依托人工完结各个环节操作,工艺参数依托人工操控,存在洗线质量良莠不齐等问题,同时出产功率低,对人和环境的污染严峻。

跟着社会对环保注重程度的不断前进,隧道式接连酸洗出产线研发成功。出产线选用程控封闭式循环操作,主动完结酸洗、冲洗、磷化、涂层等外表处理进程。预先设定工艺参数,主动操控洗线进程,保证了盘条外表处理工艺地安稳性,前进了产品的合格率,降低了工人劳动强度,与传统的人工酸洗形式比较具有显着优势。出产线废气收回后外排,大大削减了酸的蒸发、浪费,降低了出产成本,对人体和环境的污染也大大削减。现在主动酸洗出产线处理的盘卷线径最大规范为Φ18 mm,年处理才能可超越30万t。

2.3 拉丝工艺技能配备的发展
从20世纪50年代至今,拉丝设备阅历了从单道次拉丝机至活套式接连拉丝机到直进式接连拉丝机的进程,拉拔速度由本来单罐拉丝机的1~2 m/s,发展到直进式拉丝机的14 m/s,大大前进了出产功率,以出产Φ5.00 mm半制品钢丝为例,单罐拉丝机的小时产值约为1.1 t,直进式拉丝机的小时产值约为7.8 t。

现在各企业运用的高速直进式接连拉丝机,九罐以上,拉丝机卷筒直径到达1 200 mm以上,盘条最大进线直径为Φ16 ㎜。国产及进口拉丝机卷筒均可选用窄缝式循环水冷却系统,底部选用裙边风冷技能,前进了冷却效果。模具旋转,有用消除质料的椭圆度,前进了钢丝拉拔后的外表质量;模盒带有主动旋转拌和设备,避免润滑剂呈现结焦。

为习惯预应力用高碳钢盘条的高速拉拔,近年来拉丝工艺、辅佐设备及辅佐资料相同得到快速发展前进,压缩率的排布、模具的视点、盘条的焊接技能,都有相关的科技人员进行详尽的研讨,取得了很多专利及科技成果。轧尖机、对焊机、磷化剂、拉丝润滑剂等的配套研讨不断满意了更大规范钢丝出产的高强化、高速化。

拉丝工艺技能配备几经改善,获得的钢丝精度高、外表质量优、直径误差小。预应力混凝土压力管道用冷拉钢丝,外表质量近乎到达零缺点。选用科学的焊接办法,使钢丝的断头率由来的2.5次/百吨降低到1.16次/百t,大大前进了出产功率。

2.4 安稳化处理工艺技能配备的发展
安稳化处理工艺技能的运用是预应力钢材产品出产技能的革新。1984年,天津从意大利Redaelli公司引入了国内榜首条预应力钢丝安稳化处理出产线,出产出了Φ4.0~7.0 ㎜低松懈预应力钢丝。1988年,江西引入了国内榜首条预应力钢绞线安稳化处理出产线,出产出我国榜首根低松懈预应力钢绞线。安稳化处理工艺从此逐渐代替了铅浴矫直回火工艺,标志着我国预应力制品行业的一次严重工业晋级。

低松懈钢绞线以双张力轮式安稳化处理出产线为主,低松懈钢丝以模拉式安稳化处理出产线为主。现在,安稳化处理出产线的张力可以到达50 t,出产速度到达140 m/min,安稳化处理炉的功率可以到达800 kW。

近年来,为出产1×19结构多层丝钢绞线,“跳绳加管绞”和“跳绳加筐篮”式捻股机被规划选用,完结了1×7和1×19不同结构钢绞线的独自出产。

2.5 检测设备的开发
跟着预应力钢材新产品的相继研发,对产品功能的检测也提出了新的需求,一些配套的检测设备随之研发成功。国家修建钢材质量监督查验中心在检测设备的研发方面走在了前列。近年来,国家修建钢材质量监督查验中心与北京中冶设备研讨规划总院合作,先后开发研发了300~1 000 kN偏斜拉伸实验机,300~ 1000 kN 疲惫实验机,300~1 000 kN 松懈实验机,300~1 000 kN应力腐蚀实验机,带温度操控的松懈实验机,可测量和操控应变量的松懈实验机等多个专业检测设备。完善了预应力钢材产品的检测手法,使预应力钢材产品的质量得到了有用的操控。
 
3 规范和信息化的发展
3.1 规范的发展
产品要发展,规范要先行。早在1964年,天津起草了我国榜首批预应力产品规范,为部颁规范,包含:YB 255-64《预应力混凝土结构用碳素钢丝》、YB256-64《预应力混凝土结构用刻痕钢丝》、YB 286-64《预应力混凝土结构用钢绞线》。

1985年,晋级为国家规范GB T5223-1985《预应力混凝土用钢丝》和GB 5224-1985《预应力混凝土用钢绞线》,规范水平为国内一般水平。

1995年,对国家规范进行了修订,改为引荐规范GB/T 5223-1995《预应力混凝土用钢丝》,GB/T 5224-1995《预应力混凝土用钢绞线》。国标在产种类类、规范、强度等级、技能要求等方面有了较大的前进,如预应力钢绞线规范中添加1×2和1×3两种结构钢绞线,纳入了低松懈功能目标等内容,产品的规范水平迈上了一个新的台阶,对其时我国预应力制品的出产及质量起到了引导效果,并符合其时国内的质料情况及运用情况。

近年来,我国预应力钢材产品的出产技能有了飞速发展,对预应力产品的种类、规范、质量目标和交货盘重等又都有了新的要求,预应力钢丝和预应力钢绞线的国家规范别离于2002年和2003年再次做出修订。预应力钢丝规范中螺旋肋钢丝最大规范由原规范9.00 mm添加到12.00 mm;添加了1 860 MPa强度等级,增大了盘重要求。预应力钢绞线规范中1×7结构钢绞线由原规范最大规范15.20 mm添加到18.00 mm;添加了1 960 MPa强度等级,增大了盘重要求,添加了疲惫实验和偏斜拉伸实验等内容。新修订的规范开端与世界先进规范接轨,向大规范、高强度、大盘重方向发展,产品规范水平得到了进一步的前进。另外,2012年,新式预应力资料缓黏结钢绞线也发布了JG/T369-2012《缓黏结预应力钢绞线》行业规范。

现在,预应力钢丝和预应力钢绞线两个最新版(2014版)规范现已修订结束。预应力钢丝规范中取消了一般松懈种类预应力钢丝;前进了压力管道用冷拉钢丝的功能要求;增大了盘重、重量误差等要求。预应力钢绞线规范中添加刻痕钢绞线种类;7丝钢绞线添加了规范;添加19丝钢绞线的类别、规范、强度等级。产品的晋级和技能规范的晋级密切相关,对规范及时做出修订,前进规范的适用性,将促进预应力钢材产品的全面晋级。

预应力产品的发展,也相同带动了锚夹具、施工机具及施工工艺技能的前进。 1992年我国修建科学研讨院起草了JGJ 85-92《预应力筋用锚具、夹具和连接器运用技能规程》和GB 50204-92《混凝土结构工程施工及检验规范》,交通部榜首公路工程总公司起草了JT J041-89《公路桥涵施工技能规范》。现在,《公路桥涵施工技能规范》现已晋级为2000版。《预应力筋用锚具、夹具和连接器运用技能规程》规范已于2014年进行修订,现已完结送审稿。这些规范和规范的晋级,带动了预应力工程技能前进,预应力钢材的运用范畴也由铁路、公路桥梁向工民建、水利、煤矿、石油挖掘、岩土锚固、电视塔、核电站、高压输水管、超重超高物体前进等很多运用范畴发展。

3.2 信息网在预应力行业的发展中发挥了重要效果
全国金属制品信息网(简称信息网)建立于1974年,是全国冶金专业信息网的组成部分,我国钢铁工业协会专业技能信息作业系统的一部分。自建立以来,一向致力于我国金属制品行业的技能前进、产品开发和企业发展。不断开发信息资源,开辟信息商场,发展信息效劳,为促进我国金属制品工业的发展,促进供需双方信息的快速传递,推进高新技能成果赶快转化为出产力而尽力。

预应力制品分网作为信息网的其中一个分网,改制建立于1998年。其时,以区域网为主的作业方法逐渐显出缺乏,信息网对组织机构进行调整,将区域网改为专业网,选用专业与区域结合的方法,预应力制品分网由此建立。15年以来,预应力制品分网屡次举行行业技能交流会议,与上、下流企业之间建立交流渠道;促进了原资料盘条质量的大幅度前进;在了解国家工业政策的基础上,提出行业发展的主张;发挥行业专家的效果,提供专业的技能指导;猜测行业发展趋势,传递行业呼声。以产品专业区分的信息网愈加具有专业指导性,在行业的发展中发挥了重要效果,促进了预应力制品行业的技能前进。
 
4 运用范畴的拓宽
4.1 在铁路、公路缔造中的运用
预应力钢丝和预应力钢绞线的首要运用范畴是铁路和公路的缔造。跟着全国铁路的提速,城际客车(高速铁路)的缔造,卡车列车向着重载、快速发展,各种铁路、公路桥梁向大跨度、大载荷方向跨进。近年来,开发研发的1×7-21.60大规范预应力钢绞线,1根可代替2根Φ15.20 mm钢绞线,既可削减每束中钢绞线根数便利施工,前进锚具功率系数,还可以满意预制公路20 m跨度箱梁中心肋对混凝土保护层的要求,前进了预应力混凝土的安全性、耐久性。现在Φ10.00 mm大直径外表变形预应力钢丝已用于制造高铁无渣轨迹板,满意了高速铁路不断提速的要求。

4.2 动力行业对预应力钢材产品的需求
近几年,动力结构不断发展更新,核能、天然气等清洁动力备受喜爱,预应力混凝土结构在动力缔造工程范畴的运用越来越广泛。如在采煤、水利水电、核电、天然气的海上采油等动力行业中,均对预应力钢材产品存在需求。

4.2.1 在煤矿巷道支护范畴中的运用
预应力钢材在煤矿巷道范畴中的运用首要是锚索和锚杆的支护,其与传统的一般螺纹钢筋制造的锚杆比较,具有锚固力强和抗变形才能强等长处。选用高强度的预应力钢绞线,不光降低了锚杆的用量,最大极限地削减钻孔和施加预应力的作业量,并且可以削减预应力的丢失。跟着煤矿采煤规划的前进和安全重要性的前进,在此范畴中,预应力钢绞线将逐渐代替传统的螺纹钢。

1×19结构多层丝预应力钢绞线的研发成功,促进了煤矿行业的技能前进。该结构完结了预应力钢绞线的大规范和高强度,最大规范可以到达Φ28.60 mm,抗拉强度可以到达1 860 MPa以上,延伸率到达5.5%以上,不只强度高并且柔性好。运用1×19结构钢绞线制造的锚索,与1×7结构钢绞线制造的锚索比较,更为高效、安全、持久,运用在深部杂乱条件巷道支护等范畴中愈加具有优越性,大大前进了煤矿行业支护结构的安全系数,产生了巨大的社会效益,商场需求量不断增加。

现在预应力钢绞线在大型储煤筒仓范畴中已有首先运用,拓宽了预应力钢绞线在此范畴中的运用规划。

4.2.2 在核电缔造范畴中的运用    
国产化钢绞线首先运用于国内自主化缔造的岭澳二期核电站,钢绞线作为核安全壳预应力结构的主筋,起到极强的承载效果。国产化钢绞线的研发成功,打破了核电用钢绞线国外垄断的局势,突破了钢绞线在高温环境中的运用。

伴跟着我国核电缔造的发展,现在预应力钢绞线已更新为“第三代EPR大功率堆型核安全壳用高强度预应力钢绞线”,产品的抗拉强度从1 770 MPa晋级为1 860 MPa。

依照国家“2005-2020年核电中长期规划”,到2020年,我国的核电比重将占电力总容量的4%,将为3 600万~4 000万kW。也就是说,到2020年我国将建成40座百万千瓦级的核电站,因而,第三代核电用预应力钢绞线将有着广泛的运用前景。

4.2.3 在LNG工程范畴中的运用
“LNG工程用耐低温预应力钢绞线”的开发研发,敞开了国产化钢绞线在LNG低温范畴的运用,标志着国产化钢绞线的又一个技能性飞跃。
LNG是指液化天然气,归于新式、清洁、高效动力。液化天然气LNG储罐类似核岛结构,储罐终年处于低温环境中,对钢绞线有特别的技能要求。现在,国家沿海区域22个LNG站缔造项目,悉数选用的是进口钢绞线。跟着国产化的“LNG工程用耐低温预应力钢绞线”试制成功,在此范畴中,其将会逐渐代替进口产品,完结国产化的运用。

4.3 在修建工程范畴中的运用
预应力钢绞线、涂环氧钢绞线、镀锌钢绞线是缔造大型场馆等公共修建的重要资料。在工民建范畴中,1×3结构钢绞线、1×7结构钢绞线、螺旋肋钢丝、无黏结钢绞线、缓黏结钢绞线可用于制造工业楼板、双T板、大型屋面板、桩基、SP板等。预应力技能在处理大、高、重、新修建工程的规划和缔造难题中发挥了共同的优势,可代替部分热轧钢筋产品,在修建工程范畴中得到运用。

近来,国家天文台500 m口径球面射电望远镜(FAST)索网结构的工程项目中选用了预应力结构规划。天文台工程选用现浇预应力混凝土空心楼板,以满意承载力和抗裂性要求。天文台空心板跨度为16.8 m,空心板中预应力为无黏结预应力系统。钢绞线规范为1×7-15.20,产品的疲惫功能到达了500万次。

4.4在特种结构、海洋工程范畴中的运用
在特种结构工程及海洋工程中,预应力混凝土结构的抗裂性、耐久性等优越性得到充沛发挥。世界上几座最高的电视塔都是选用预应力钢材缔造的,否则将无法处理抗风抗裂等难题。耐腐蚀、高强度的预应力钢材,如预应力钢绞线、缓黏结钢绞线、涂环氧树脂钢绞线更是缔造海洋工程的最好资料,在海洋采油渠道、海洋储罐、海上运输船以及海上防坡堤等海洋工程中发挥了更高的效能。开发的缓黏结预应力钢绞线现已在新疆斯木塔斯塘坝实验坝上进行了实验性运用。

                  文章源自:自动椭圆对焊机       www.jmgzjd.com

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