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摘要：PCCP管安装采用承插口连接，橡胶圈密封。安装的难易程度、密封效果均取决于承插口的加工精度及配合公差，而影响其尺寸公差的工序和环节较多，本文以PCCP管的制造经验，总结了PCCP管承插口制造的一些经验数据和质量控制方法。
关键词：PCCP管；承插口；胀圆；制造精度；配合公差
中图分类号：TV331文獻标识码： A
1、前言
预应力钢筒混凝土管（PCCP）：是在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝并制作水泥砂浆保护层而制成的管子，管接头采用承插口连接。本文以DN2400mm的PCCP管为例，对承插口的制作工艺进行了分析论述。
2、承插口的加工工艺及质量控制
PCCP管接口的安装质量取决于承插口的尺寸精度和配合公差。承插口是由型材卷制焊接并经胀圆后制成，其截面形式见图1。承插口的成型尺寸是由胀圆后确定的，即将承插口型材卷圆后，在胀圆机上胀拉至超过钢材的弹性极限，使承插口环产生塑性变形，进而达到尺寸的精确。由于其加工过程中需要焊接和拉伸，所以对承插口型材的材质及焊接材料有以下要求：钢板应符合GB3274及GB700标准要求，屈服强度≥205Mpa（美国标准为207Mpa）；断后延伸率>20％；碳当量（CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15）×100%≤0.4；手工电焊条，型号结422，直径Φ3.2mm，符合GB5117－95标准。
图1双胶圈接头钢环截面图
2.1.下料
承插口下料长度的计算（以DN2400mm的管子为例）：由国家标准（GB/T19685-2005）查出承插口环公称直径：2513mm。
2.1.1计算中径尺寸
承口：公称直径（2513mm）+材料厚度（10mm）=2523mm。
插口：公称直径（2513mm）-材料厚度（10mm）=2503mm。
中径周长：中径（2523mm，2503mm）×π（3.1416），得出中径周长（承口 7926mm；插口 7863mm）。
根据材料的拉伸试验，计算出每个批次材料达到塑性变形时的伸长系数，按此伸长系数确定下料长度。以本工程为例：测得的伸长系数为0.028，承口下料长度=7926mm-（7926mm×0.028）-5mm（焊接间隙）=7006mm。插口下料长度=7863mm-（7863mm×0.028）-5mm=7637mm。
2.1.2质量控制点
（1）每个批次的材料理化性能指标会略有不同，所以应按批次进行拉伸试验，及时调整下料长度。
（2）下料长度的偏差应控制在±3mm以内。
2.2.卷圆
将切割完的承插口料送至卷圆机上加工成开口圆环，卷圆时应注意控制圆环的端面平面度，避免产生扭曲。
2.3.焊接
卷圆后的承插口在合缝台上进行对口焊接，接口间隙为5mm，接头错位不得超过0.5mm。焊接采用手工双面熔透焊，先在合缝台上焊接内侧焊道，然后移至焊接平台，用碳弧气刨对外侧焊道进行清根处理，将飞溅打磨干净后进行焊接。
承插口的对接焊缝必须焊透，焊道应饱满，不得有咬边、夹渣、气孔、裂纹等焊接缺陷存在，以免在胀圆时在焊缝处崩断。焊道处应打磨与母材一平。
2.4.承口折边
焊接并打磨完的承口环放在折边机上进行折边，折边尺寸用样板检测。应经常检查折边机辊轮的磨损情况，磨损严重应及时更换，以免折角处圆弧过大，影响承口工作面的有效宽度。
2.5.胀圆
2.5.1胀园公差
胀圆是承插口制作中的关键工序，决定着承插口的尺寸精度。DN2400mmPCCP管的承插口公称直径为2513mm，规范允许的承口偏差为22513+1.0 +0.2，插口偏差为2513-0.2 -1.0，配合公差为0.4mm～2.0mm，椭圆度公差≦12.5mm。
实际制作中考虑到缠丝工序可能造成的承口回缩、承插口防腐的漆膜厚度（0.25mm）及安装工艺，将承插口的尺寸及形状公差做了相应的调整，承口偏差调整为2513+1.5 +0.7，插口偏差为2513-0.7 -1.5，配合公差仍为0.4mm～2.0mm（防腐完成后），椭圆度公差≦8mm。
2.5.2质量控制点
（1）由于胀圆时承口的内径无法直接测量，是通过用π尺测量外径，然后减去实测的板厚计算出来的。所以在测量板厚时应测量3点以上，取其平均值，测量点必须在承口的工作面上，测量工具为千分尺。
（2）胀拉时如果超涨或焊缝断裂，需将断裂处割去10～20mm，重新焊接打磨后再次胀拉，承插口的胀拉次数不得超过两次。
（3）胀圆尺寸的确定必须充分考虑到各种影响因素，材料的回弹、漆膜的厚度，特别要充分考虑到由于缠绕预应力钢丝而使管芯混凝土产生应力应变。
2.6.防腐
2.6.1涂层
承插口的防腐工序是在成品管修补完成后进行的，涂漆前应清出油污、浮锈等杂物并打磨毛刺。底漆为环氧富锌底漆，干膜厚度５０μｍ。中间漆为环氧云铁防锈漆，干膜厚度１００μｍ；面漆为厚浆型环氧沥青防锈漆，干膜厚度１００μｍ。
2.6.2质量控制点
（1）表面预处理合格后方可进行涂装施工；
（2）涂装时承插口表面温度不得低于露点3℃以上，相对湿度不得大于85%；
（3）涂装过程中应用湿膜测厚仪随时检测漆膜厚度；
（4）每一层涂装前应对前一涂层进行外观检查，如发现漏涂、流挂、皱纹等缺陷应及时处理，涂装结束后，进行涂膜的外观检查，表面应均匀一致，物流挂、皱纹、裂纹等缺陷。
3、承插口的尺寸公差对安装的影响
PCCP管的接口安装质量除了安装工艺之外，很大程度上取决于承插口的尺寸精度和配合公差，安装结构形式见图3 。
图3管子接头图
管子接头的密封靠密封胶圈填充插口，如果配合间隙过大，胶圈的压缩量不够，密封性能下降，打压不合格。如果配合间隙过小，胶圈的压缩比过大，安装阻力增大，施工时只有增加水平拉力才能克服增大的阻力。此时，加大的拉力可以通过橡胶圈转换成压力传递给插口环，当压力大于插口钢环的承受力时，压迫插口环产生局部变形，造成内衬混凝土与钢环脱离，瞬间产生的应力内衬混凝土本身无法吸收，只能产生裂缝来消除应力，内衬混凝土将拱起、脱离。同样，如果承插口的椭圆度过大，安装时橡胶圈必然会产生局部过度变形，产生的反力导致插口端必然产生局部变形、自圆，与承口圆度一致，才能接入管道。
通过现场的安装检测总结出了以下数据：
（1）当承插口的配合公差在1.1～1.5mm，椭圆度小于4.0mm时，管道最适合安装，且打压合格。
（2）当承插口的配合公差大于2.2mm时，管道安装容易，但打压不合格。
（3）当承插口的配合公差小于0.6mm，或椭圆度大于8.0mm时，管道安装困难，插口端混凝土容易开裂、破碎。
4、结束语
承插口的尺寸精度是PCCP制造过程中控制难度比较大的项目，也是关系到安装质量的重要项目。除了理论计算，还有很多经验数据，需要结合具体工程进行取舍。通过本工程的经验总结，希望能对类似工程起到一定的借鉴作用。
参考文献：
[1]GB/T1968-2005《预应力钢筒混凝土管》
关键词：PCCP管；承插口；胀圆；制造精度；配合公差
中图分类号：TV331文獻标识码： A
1、前言
预应力钢筒混凝土管（PCCP）：是在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝并制作水泥砂浆保护层而制成的管子，管接头采用承插口连接。本文以DN2400mm的PCCP管为例，对承插口的制作工艺进行了分析论述。
2、承插口的加工工艺及质量控制
PCCP管接口的安装质量取决于承插口的尺寸精度和配合公差。承插口是由型材卷制焊接并经胀圆后制成，其截面形式见图1。承插口的成型尺寸是由胀圆后确定的，即将承插口型材卷圆后，在胀圆机上胀拉至超过钢材的弹性极限，使承插口环产生塑性变形，进而达到尺寸的精确。由于其加工过程中需要焊接和拉伸，所以对承插口型材的材质及焊接材料有以下要求：钢板应符合GB3274及GB700标准要求，屈服强度≥205Mpa（美国标准为207Mpa）；断后延伸率>20％；碳当量（CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15）×100%≤0.4；手工电焊条，型号结422，直径Φ3.2mm，符合GB5117－95标准。
图1双胶圈接头钢环截面图
2.1.下料
承插口下料长度的计算（以DN2400mm的管子为例）：由国家标准（GB/T19685-2005）查出承插口环公称直径：2513mm。
2.1.1计算中径尺寸
承口：公称直径（2513mm）+材料厚度（10mm）=2523mm。
插口：公称直径（2513mm）-材料厚度（10mm）=2503mm。
中径周长：中径（2523mm，2503mm）×π（3.1416），得出中径周长（承口 7926mm；插口 7863mm）。
根据材料的拉伸试验，计算出每个批次材料达到塑性变形时的伸长系数，按此伸长系数确定下料长度。以本工程为例：测得的伸长系数为0.028，承口下料长度=7926mm-（7926mm×0.028）-5mm（焊接间隙）=7006mm。插口下料长度=7863mm-（7863mm×0.028）-5mm=7637mm。
2.1.2质量控制点
（1）每个批次的材料理化性能指标会略有不同，所以应按批次进行拉伸试验，及时调整下料长度。
（2）下料长度的偏差应控制在±3mm以内。
2.2.卷圆
将切割完的承插口料送至卷圆机上加工成开口圆环，卷圆时应注意控制圆环的端面平面度，避免产生扭曲。
2.3.焊接
卷圆后的承插口在合缝台上进行对口焊接，接口间隙为5mm，接头错位不得超过0.5mm。焊接采用手工双面熔透焊，先在合缝台上焊接内侧焊道，然后移至焊接平台，用碳弧气刨对外侧焊道进行清根处理，将飞溅打磨干净后进行焊接。
承插口的对接焊缝必须焊透，焊道应饱满，不得有咬边、夹渣、气孔、裂纹等焊接缺陷存在，以免在胀圆时在焊缝处崩断。焊道处应打磨与母材一平。
2.4.承口折边
焊接并打磨完的承口环放在折边机上进行折边，折边尺寸用样板检测。应经常检查折边机辊轮的磨损情况，磨损严重应及时更换，以免折角处圆弧过大，影响承口工作面的有效宽度。
2.5.胀圆
2.5.1胀园公差
胀圆是承插口制作中的关键工序，决定着承插口的尺寸精度。DN2400mmPCCP管的承插口公称直径为2513mm，规范允许的承口偏差为22513+1.0 +0.2，插口偏差为2513-0.2 -1.0，配合公差为0.4mm～2.0mm，椭圆度公差≦12.5mm。
实际制作中考虑到缠丝工序可能造成的承口回缩、承插口防腐的漆膜厚度（0.25mm）及安装工艺，将承插口的尺寸及形状公差做了相应的调整，承口偏差调整为2513+1.5 +0.7，插口偏差为2513-0.7 -1.5，配合公差仍为0.4mm～2.0mm（防腐完成后），椭圆度公差≦8mm。
2.5.2质量控制点
（1）由于胀圆时承口的内径无法直接测量，是通过用π尺测量外径，然后减去实测的板厚计算出来的。所以在测量板厚时应测量3点以上，取其平均值，测量点必须在承口的工作面上，测量工具为千分尺。
（2）胀拉时如果超涨或焊缝断裂，需将断裂处割去10～20mm，重新焊接打磨后再次胀拉，承插口的胀拉次数不得超过两次。
（3）胀圆尺寸的确定必须充分考虑到各种影响因素，材料的回弹、漆膜的厚度，特别要充分考虑到由于缠绕预应力钢丝而使管芯混凝土产生应力应变。
2.6.防腐
2.6.1涂层
承插口的防腐工序是在成品管修补完成后进行的，涂漆前应清出油污、浮锈等杂物并打磨毛刺。底漆为环氧富锌底漆，干膜厚度５０μｍ。中间漆为环氧云铁防锈漆，干膜厚度１００μｍ；面漆为厚浆型环氧沥青防锈漆，干膜厚度１００μｍ。
2.6.2质量控制点
（1）表面预处理合格后方可进行涂装施工；
（2）涂装时承插口表面温度不得低于露点3℃以上，相对湿度不得大于85%；
（3）涂装过程中应用湿膜测厚仪随时检测漆膜厚度；
（4）每一层涂装前应对前一涂层进行外观检查，如发现漏涂、流挂、皱纹等缺陷应及时处理，涂装结束后，进行涂膜的外观检查，表面应均匀一致，物流挂、皱纹、裂纹等缺陷。
3、承插口的尺寸公差对安装的影响
PCCP管的接口安装质量除了安装工艺之外，很大程度上取决于承插口的尺寸精度和配合公差，安装结构形式见图3 。
图3管子接头图
管子接头的密封靠密封胶圈填充插口，如果配合间隙过大，胶圈的压缩量不够，密封性能下降，打压不合格。如果配合间隙过小，胶圈的压缩比过大，安装阻力增大，施工时只有增加水平拉力才能克服增大的阻力。此时，加大的拉力可以通过橡胶圈转换成压力传递给插口环，当压力大于插口钢环的承受力时，压迫插口环产生局部变形，造成内衬混凝土与钢环脱离，瞬间产生的应力内衬混凝土本身无法吸收，只能产生裂缝来消除应力，内衬混凝土将拱起、脱离。同样，如果承插口的椭圆度过大，安装时橡胶圈必然会产生局部过度变形，产生的反力导致插口端必然产生局部变形、自圆，与承口圆度一致，才能接入管道。
通过现场的安装检测总结出了以下数据：
（1）当承插口的配合公差在1.1～1.5mm，椭圆度小于4.0mm时，管道最适合安装，且打压合格。
（2）当承插口的配合公差大于2.2mm时，管道安装容易，但打压不合格。
（3）当承插口的配合公差小于0.6mm，或椭圆度大于8.0mm时，管道安装困难，插口端混凝土容易开裂、破碎。
4、结束语
承插口的尺寸精度是PCCP制造过程中控制难度比较大的项目，也是关系到安装质量的重要项目。除了理论计算，还有很多经验数据，需要结合具体工程进行取舍。通过本工程的经验总结，希望能对类似工程起到一定的借鉴作用。
参考文献：
[1]GB/T1968-2005《预应力钢筒混凝土管》