一客戶從南方某地區購買的懸輥二級管水泥管模具發現有以下質量問題：

1 水泥管模具的質量問題

（1）因水泥管模具外筋板設計布局不太合理，所以在使用過程中造成水泥管模具兩端筋板變形，將管模兩端的管模圈卡死，使管模拆卸困難，在卸管過程中無法避免對混凝土管本體的損害，造成缺邊掉角甚至有縱向裂縫等質量問題。

（2）有些焊縫因原制造廠家在制造時沒焊牢，所以經過上述懸輥制管和蒸汽養護工序后，局部焊縫開裂變形的現象比較多。

（3）原制造廠家選用M20的活節螺栓比較小，使用后發現有螺栓螺紋脫扣現象，特別是其活節螺栓活節部位的銷軸嚴格彎曲，如不及時更換，很容易發生螺栓銷軸脫銷的嚴重事故。

2 水泥管模具的結構分析

（1）首先對從南方某地區購買的懸輥制管二級管水泥管模具（內徑為1500mm，外徑為1800mm，長2000mm）進行結構分析，此管模主要是由兩個外徑為1800mm，厚80mm的管模圈為內襯，將8mm厚的鋼板卷成內徑1800mm長約2080mm的圓筒，此圓筒在直徑處切為兩半，用間距大約相同8個M20的活節螺栓將兩個半圓筒連接成為一個整圓筒；在此管模圓筒外縱軸向表面（長約2080mm）上，以間距2080/6=347mm設置7個圓環立筋板，其中中間5個由14mm厚，內、外徑之差為110mm的鋼板制成的圓環，而兩端是由16mm厚，內、外直徑之差約為130mm的鋼板制成的圓環組成；而且此兩端16mm厚的圓環立筋板的內圓弧插卡在管模圈外圓弧中間寬約20mm的槽內，使管模圈在管模兩端定位。

需要說明的是：（用于定位的）管模圈外圓弧中間凹槽與管模兩端圓環立筋板內圓弧插卡的配合間隙，無論其縱軸向和橫徑向之間隙大小如何，都不是管模圈拆卸困難的主要原因，當其間隙太大時，會造成管模圈定位不牢靠，容易引起產品質量問題和管模圈脫離管模危險事故的發生。

在此管模圓筒外表面橫徑向，是以圓周每隔30°的角設置由14mm厚，寬110mm的長方形立筋板（12個），其中在設置有活節螺栓部位的長方形立筋板，是由20mm厚，寬約75mm的鋼板制成。

3 水泥管模具質量問題的原因分析

在實際制管工藝和工序過程中，水泥管模具承受各種大而復雜的應力，且有時用大錘敲打進行卸管，以及在水泥管模具上有立筋板與內徑1800mm的管模圓筒的焊接處，有焊接變形的痕跡。

所以，筆者認為，懸輥軸壓力在0.024MPa～0.3MPa范圍之間；而以8mm厚的鋼板卷成內徑1800mm長約2080mm的圓筒管模，是比較合適的，基本滿足剛度要求。圓筒外表面橫徑向，以圓周每隔30°的角設置14mm厚，110mm寬的長方形立筋板（12個），在（應力）強度上和（撓度）剛性上均是安全的。

在此圓筒外縱軸向表面（長約2080mm）上，以間距2080/6=347mm設置7個圓環立筋板，其中中間5個由14mm厚，內、外直徑之差為110mm鋼板制成的圓環，在（應力）強度上和（撓度）剛性上也均是安全的。

雖然在圓筒外縱軸向表面（長約2080mm）上的兩端，由16mm厚，內、外直徑之差約為130mm鋼板制成圓環立筋板，從計算數據上看，同樣在（應力）強度上和（撓度）剛性上均是安全的，但這與實際情況是相反的，即因管模外筋板設計布局不太合理，造成管模兩端立筋板變形，卡住管模圈難以拆卸。

這是因為在上述懸輥制管工序中離心力、主軸滾動壓力、振動力這三種力的共同作用下使喂入管模內的混凝土密實成型，在此過程中混凝土管模、管模圈和緊固螺栓承受著巨大的沖擊壓力和拉力。在懸輥制管工序完成后，混凝土管模、管模圈和緊固螺栓還承受著上述巨大沖擊壓力和拉力的殘余力；又由于受到在蒸汽養護工序中混凝土管本身混凝土強度硬化過程中的膨脹力，以及在進行蒸汽養護工序中混凝土管鋼模本身金屬熱脹冷縮的應力，因此殘余力、膨脹力和混凝土管模熱脹冷縮的應力同時作用在混凝土管模、管模圈和緊固螺栓上，特別是在管模上承受著各種很大而復雜的應力。

所以主要對管模圓筒外表面（長約2080mm）上所有立筋板，不論是縱軸向還是橫徑向均考慮進行改進。

4 水泥管模具質量問題的改進措施

考慮到如上所說水泥管模具兩端外立筋板的厚度16mm已經比較大，為了增加水泥管模具兩端外立筋板的剛性，再增加水泥管模具兩端外立筋板的厚度，也不能從根本上解決上述問題。

所以，在不大于以上計算應力值并小于以上撓度值的基礎上，對管模外筋板進行合理加密，盡力減少其變形量，同時盡力減少鋼模的厚度和鋼材的使用量。

對原來圓周每隔30°的角設置由14mm厚，110mm寬的長方形立筋板（12個），改為圓周每隔20°的角設置由8mm厚，110mm寬的長方形立筋板（18個）。

特別是靠近連接管模兩端橫（徑）向外立筋板部位的（軸）縱向立筋板再加密一倍，即此處改為圓周每隔10°的角設置由8mm厚，110mm寬的長方形立筋板（36個），這樣才有可能達到盡力減少其變形量的目的。

同時對管模圓筒外表面縱軸向設置的圓環立筋板，其中部的5個14mm厚的鋼板改為8mm厚的鋼板進行設備；對其兩端16mm厚的鋼板改為14mm厚的鋼板進行設置，這樣可合理地減少厚鋼板的用量，有利于降低成本。

5 結語

從以上計算結果可以看出，在（應力）強度上和（撓度）剛性上均更安全。從而驗證了上述改進方案是正確的，可以合理減少厚鋼板的使用量，有助于降低成本。

對有些焊縫因原制造廠家在制造時沒有焊牢的問題，在質量驗怍時要及時補焊修復，確保質量安全。

原制造廠家選用的M20活節螺栓比較小，因此改為M24活節螺栓，并加固了加強螺栓銷軸的連接部位，確保了質量安全。