耐磨修補(bǔ)技術(shù)論文(2)
耐磨修補(bǔ)技術(shù)論文
耐磨修補(bǔ)技術(shù)論文篇二
管線耐磨技術(shù)
摘要：疏浚行業(yè)是一個(gè)高耗能行業(yè)，特別是疏浚市場(chǎng)緊縮的今天，利潤(rùn)空間越來(lái)越小，低成本更是現(xiàn)階段多數(shù)企業(yè)賴以生存的法寶。而船舶吸、排泥管線(以下簡(jiǎn)稱船舶管線)對(duì)船舶施工和船舶效益影響極大。本文從船舶管線材質(zhì)、磨耗和使用壽命分析，引進(jìn)制造性價(jià)比較高的雙金屬耐磨管線，大大降低了船舶管線修理和補(bǔ)焊管線時(shí)間以及管線成本，提高了船舶生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。耐磨管線磨損小，換言之，管線阻力較普通管線小，因此，采用耐磨管，有效降低了管路阻力，進(jìn)而船舶產(chǎn)能增加，單船毛利得到提升。
關(guān)鍵詞：耐磨管;使用壽命;節(jié)約成本;提升質(zhì)效
中圖分類號(hào)：U616 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-828X(2013)09-0-02
一、概述
挖泥船用耐磨管道包括耐磨彎頭、三通、大小頭、直管等，主要是用于氣力、泵送漿體等物料的輸送。由于輸送介質(zhì)具有硬度高、流速快，流量大等特點(diǎn)，輸送介質(zhì)長(zhǎng)期持續(xù)對(duì)管壁產(chǎn)生沖擊、磨損、磨蝕等使管道產(chǎn)生疲勞致使?jié)u漸被磨穿。加之，輸送管道又要承受較大的壓力。為了使用安全，優(yōu)先考慮管道的韌性也是必須的，因此常常采用Q345、ZG35SiMn作為管道材料;但此類材質(zhì)管道因耐磨性和耐蝕性嚴(yán)重不足而導(dǎo)致過早失效，會(huì)造成較大的停產(chǎn)檢修損失。
在連云港工地，施工土質(zhì)以粘土和“姜結(jié)石”為主，難輸送，且管線磨損嚴(yán)重，船舶經(jīng)常因船舶管線泄漏、補(bǔ)焊管線而停工，船舶非生產(chǎn)性停歇時(shí)間較長(zhǎng)，嚴(yán)重制約施工生產(chǎn)。為提高船舶管線使用壽命，提高船舶時(shí)利率，降低施工成本，引進(jìn)雙金屬?gòu)?fù)合耐磨管材，制造耐磨管線。耐磨管內(nèi)層采用高強(qiáng)度、高抗磨性能的高鉻白口鑄鐵，外層采用優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼，解決了傳統(tǒng)的單一材質(zhì)金屬管存在的易開裂、脫落、耐磨性能差、滲漏、承壓能力低、可焊性差等缺點(diǎn)，大大提高了船舶管線使用壽命，降低了管線維修時(shí)間和維修采購(gòu)腹板費(fèi)用，較傳統(tǒng)敷設(shè)耐磨腹板節(jié)約了成本，較普通管線，大大降低了船舶管線修理和補(bǔ)焊管線時(shí)間，節(jié)能增效。
二、耐磨機(jī)理
雙金屬鑄造是指把兩種或兩種以上具有不同特征的金屬材料鑄造成為完整的工件，使工件的不同部位具有不同的性能，以滿足使用要求。對(duì)于耐磨、抗蝕工況的管件而言，抗磨基體層一般選用高鉻鑄鐵、耐蝕鑄鐵、鎳硬鑄鐵等，外部結(jié)構(gòu)層采用碳素鋼，便于管道連接和承載。其澆鑄工藝采用離心鑄造，即在一定溫度下，將兩種液態(tài)金屬先后澆注到同一鑄型中去，讓其一起冷卻凝固，其工藝控制關(guān)鍵是液態(tài)金屬的溫度、澆注轉(zhuǎn)速、恰當(dāng)?shù)拈g隔時(shí)間、壁厚的控制及熱處理等。結(jié)構(gòu)層與耐磨層形成牢固的冶金結(jié)合，致密度高，大大提高了復(fù)合管件的力學(xué)性能和使用性能，可承受持續(xù)的中度沖擊。
三、耐磨管安裝位置
天驥船于2012年2月20日將船體管線10號(hào)中間管3根進(jìn)行了換新，更換的新管從船頭至船尾方向依次為6米雙金屬耐磨管1根，2.41米瀝青澆筑耐磨管1根，1.11米普通管1根，6米普通管一根，2.41米瀝青澆筑耐磨管1根，共計(jì)5根管;按材質(zhì)和順序在此選擇連續(xù)3節(jié)船舶管線為研究對(duì)象，依次編號(hào)為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)管，便于分析、說明。
四、測(cè)厚記錄
從2012年2月20日換管開始施工至2012年4月19日，天驥船施工正常運(yùn)轉(zhuǎn)957：45小時(shí)，共進(jìn)行四次測(cè)厚工作，并填寫管線測(cè)厚記錄表，詳見下表1。
雙金屬耐磨管、瀝青澆注耐磨管(雙金屬?gòu)?fù)合管)和普通船舶管線安裝前的管壁厚度均為25mm。截止4月19日，1號(hào)管線磨損量為2.5mm，管線內(nèi)壁無(wú)明顯磨損痕跡;2號(hào)管迎水面法蘭處發(fā)生磨損，肉眼可見;3號(hào)管磨損量為7.2mm，管線內(nèi)壁無(wú)磨損痕跡。根據(jù)實(shí)際使用情況，三種管的使用效果分別為：1號(hào)新型管磨損量最小，2號(hào)雙金屬管無(wú)法進(jìn)行測(cè)厚，但從表觀和實(shí)際使用效果，比普通管稍好，3號(hào)普通管磨損量較大，且船舶管線劃面工作困難，導(dǎo)致船舶管線頻繁磨漏。
五、各材質(zhì)管線紋理及磨損痕跡
(一)雙金屬耐磨管
(二)瀝青澆筑耐磨管
圖- 2瀝青澆注耐磨管(磨損痕跡嚴(yán)重)
(三)普通管線(原船舶管線)
六、使用壽命分析
從2012年2月20日換管施工開始觀測(cè)，截止4月19日，天驥船施工正常運(yùn)轉(zhuǎn)957：45小時(shí)，根據(jù)船舶進(jìn)尺和實(shí)際浚后水深測(cè)算，船舶累計(jì)完成工程量約139.5萬(wàn)方;根據(jù)測(cè)圖(只計(jì)算到設(shè)計(jì)深度，因個(gè)別區(qū)域存在超深現(xiàn)象，出現(xiàn)部分廢方)計(jì)算，累計(jì)完成工程量約108萬(wàn)方。
管線在使用過程中，通常最多劃3次面(根據(jù)水力特性，主要磨損面約為120°扇面)，每次主要磨損面測(cè)厚約10mm時(shí)必須進(jìn)行換面工作，因此，管線的最大使用壽命可以用下式估算，。
表2 萬(wàn)方磨耗統(tǒng)計(jì)分析
綜上分析，雙金屬耐磨管使用壽命是普通管的2.67倍。
七、成本及效益分析
(一)成本構(gòu)成
以天驥船直管(普通鋼管)為例，φ800的6m管線造價(jià)為15068元，耐磨管(6.8m)造價(jià)為106464元，約為普通鋼管的7倍。天驥船船舶管線長(zhǎng)度約為118m，普通管造價(jià)約為20萬(wàn)元，耐磨管造價(jià)約為184.75萬(wàn)元。施工期間船舶管線使用普通鋼管的管線成本為3.33萬(wàn)元/月，使用耐磨鋼管的管線成本為11.55萬(wàn)元/月。
(二)效益分析
表3 天驥船船舶管線修復(fù)及覆板費(fèi)用
從上表計(jì)算得出，直接發(fā)生的修費(fèi)(腹板材料和人工費(fèi))合計(jì)為61.8萬(wàn)元，平均每次發(fā)生修費(fèi)20.6萬(wàn)元。同時(shí)采用普通鋼管時(shí)，船舶因自身管線故障平均停工修復(fù)5天/月，按耐磨管使用壽命是普通管的2.67倍估算，使用耐磨管，可大幅度縮減修理時(shí)間，平均修理時(shí)間僅為1.87天/月，較采用普通鋼管平均少3.13天/月。
1.直接效益 (1)節(jié)省修理費(fèi)用
修理次數(shù)減少，修費(fèi)大大降低。如按磨損的2.67倍數(shù)計(jì)算，使用耐磨管施工1個(gè)月僅支出修費(fèi)7.72萬(wàn)元，較采用普通鋼管降低12.88萬(wàn)元/月。
(2)節(jié)省固定費(fèi)用支出
若天驥船船舶吸、排泥管全部采用耐磨管，在連云港項(xiàng)目施工時(shí)，每月船舶航修覆板時(shí)間較采用普通鋼管縮短3.13天。天驥船每天固定費(fèi)用(人工工資、融資租賃費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)用等)支出16.18萬(wàn)元，每月可少支出費(fèi)用50.64萬(wàn)元。
(3)管線物資成本支出
船舶管線全部采用耐磨管， 管線使用費(fèi)每月將增加11.55萬(wàn)元。
(4)直接效益合計(jì)
采用耐磨管后，預(yù)計(jì)天驥船每月將增加效益51.97萬(wàn)元。
即51.97=12.88+50.64-11.55。
2.間接效益
天驥船在連云港項(xiàng)目施工，采用耐磨管后每月可多施工3.13天，按平均生產(chǎn)指標(biāo)估算(生產(chǎn)率1617m3/h，時(shí)利率70.7%)，航道直吹單價(jià)24元/m3，每月可多創(chuàng)造產(chǎn)值約為：1600×16.8×3.13×24=201.92萬(wàn)元。在此期間天驥船燃油消耗80.57噸，發(fā)生燃油費(fèi)用70.10萬(wàn)元，潤(rùn)料費(fèi)1.31萬(wàn)元，備件費(fèi)2.93萬(wàn)元，耐磨管費(fèi)用1.21萬(wàn)元，單船成本合計(jì)發(fā)生75.55萬(wàn)元。按此核算，每月天驥船將增加單船毛利約126.37萬(wàn)元。
據(jù)此測(cè)算，天驥船每月可增加效益178.34萬(wàn)元。
此外，因耐磨管線阻力較普通管線小，有效降低了管路阻力，進(jìn)而降低了船舶油耗，船舶效益增加。
總體來(lái)講，耐磨管性價(jià)比較普通管高，對(duì)于高耗能疏浚行業(yè)，無(wú)論從節(jié)能減排還是企業(yè)效益來(lái)看，耐磨管優(yōu)勢(shì)明顯，是一種發(fā)展趨勢(shì)。
八、結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于疏浚企業(yè)而言，船舶吸、排泥管線對(duì)船舶施工和船舶效益影響極大。本文從船舶管線材質(zhì)、磨耗和使用壽命分析，引進(jìn)制造性價(jià)比較高雙金屬耐磨管線，大大降低了船舶修理和補(bǔ)焊船舶管線時(shí)間以及管線成本，提高了船舶生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。耐磨管線磨損小，換言之，管線阻力較普通管線小，因此，采用耐磨管，有效降低了管路阻力，進(jìn)而降低了萬(wàn)方油耗，單船毛利得以提升。在國(guó)外，耐磨管應(yīng)用較廣泛，在國(guó)內(nèi)耐磨管已成為主流疏浚企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下提高船舶效率的主要技術(shù)手段和發(fā)展趨勢(shì)，是提升企業(yè)運(yùn)營(yíng)質(zhì)效的重要法寶。
在連云港工地，我公司天驥船采用耐磨管，成效顯著。目前公司承建的2個(gè)項(xiàng)目，土質(zhì)較難輸送，管線磨損較為嚴(yán)重。如大連施工項(xiàng)目的較堅(jiān)硬粘土和碎石層以及施工區(qū)地質(zhì)原貌有筍尖狀巖尖，天驊船船舶管線磨損嚴(yán)重，管線經(jīng)常磨漏，現(xiàn)階段采用敷設(shè)耐磨腹板方式，但停船修復(fù)時(shí)間較長(zhǎng);綏中工地，土質(zhì)以碎石為主，夾雜部分粘土，土質(zhì)較難輸送，管線磨耗較大。而耐磨管技術(shù)在國(guó)內(nèi)較為成熟，采用耐磨管能大幅降低管線磨耗量，延長(zhǎng)管線使用壽命，提高船舶綜合生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)效益顯著，因而具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
作者簡(jiǎn)介：高秀云(1966-)，女，天津人，中交天航濱海環(huán)?？：焦こ逃邢薰?，經(jīng)濟(jì)師，從事公司經(jīng)濟(jì)活動(dòng)運(yùn)行分析方向的研究。
任淑珍(1963-)，女，天津人，中交天航濱海環(huán)保浚航工程有限公司，工程師，從事項(xiàng)目投標(biāo)階段的預(yù)算及成本方向的研究。
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