地铁预埋槽道加工工艺的制作方法

1.本发明涉及预埋槽道技术领域，特别涉及一种地铁预埋槽道加工工艺。


背景技术：

2.随着城市建设的发展，越来越多的地铁隧道和市政管廊等工程普遍采用了预制装配结构。如何在不破坏结构前提下，高效完成各类管线、设备敷设和安装至关重要。
3.现有技术的预埋槽道多采用q235b基材、镀锌或合金共渗、多层防腐涂层以及绝缘封闭层技术，但是此种技术存在诸多缺陷，预制构件生产养护和运输安装过程中，涂层极易破坏，施工过程中就会产生锈蚀，大大影响使用寿命，运维成本高，存在安全风险；此外镀锌工艺污染严重，防腐涂层生产环节不可避免的产生污染，制造新型不锈钢预埋槽道必要且紧迫。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种地铁预埋槽道加工工艺，该地铁预埋槽道加工工艺通过在轧制工序中同时进行在线固溶，突破预埋槽道的原材料屈服强度低、热轧和加工工艺困难等诸多关键技术难题，无需镀锌，绿色低碳环保。
5.为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：根据本发明的一个方面，提供了一种地铁预埋槽道加工工艺。所述预埋槽道包括c形槽道和圆柱形的锚杆，所述地铁预埋槽道加工工艺包括：选择坯料进行加热和保温；将保温后的坯料放入线性轧机进行轧制和热成型工序并在轧制工序中对坯料进行在线固溶，以形成槽道原材料；对槽道原材料进行矫直和酸洗；将槽道原材料按照所需尺寸进行下料和冲孔，以形成间隔开设有安装孔的c形槽道；锚杆穿过安装孔且与c形槽道铆接固定，以形成预埋槽道；对预埋槽道进行表面强化处理；以及对预埋槽道进行弯弧作业后逐件用标准靠模验收包装。
6.根据本发明的一实施方式，其中，所述选择坯料进行加热和保温包括：将坯料放入燃气发生炉进行加热，加热温度为1250℃至1270℃，加热时长1.5小时至2小时；将加热后的坯料进行保温，保温时长1.5小时至2小时，以使坯料的表里温度一致。
7.根据本发明的一实施方式，其中，所述将保温后的坯料放入线性轧机进行轧制和热成型工序并在轧制工序中对坯料进行在线固溶，以形成槽道原材料包括：将保温后的坯料放入线性轧机，经过初轧、中轧和精轧连续轧制形成预成型槽道；对预成型槽道进行热成型工序，以弯折形成槽道原材料。
8.根据本发明的一实施方式，其中，所述将保温后的坯料放入线性轧机，经过初轧、中轧和精轧连续轧制形成预成型槽道包括：初轧1至3道次，中轧4至7道次，精轧8至11道次，线性轧机的线速度为4.5m/s至5.5m/s。
9.根据本发明的一实施方式，其中，所述将保温后的坯料放入线性轧机，经过初轧、中轧和精轧连续轧制形成预成型槽道包括：坯料初轧时温度为1210℃至1250℃，精轧后的
坯料的温度为900℃至930℃，以满足在线固溶的要求。
10.根据本发明的一实施方式，其中，所述对预成型槽道进行热成型工序，以弯折形成槽道原材料包括：所述热成型工序包括12至24道次，热成型总时长20秒，热成型后的槽道原材料的温度为880℃至920℃；将槽道原材料送入步进冷床自然冷却至常温。
11.根据本发明的一实施方式，其中，所述对槽道原材料进行矫直和酸洗包括：将槽道原材料送入矫直机进行矫直；将矫直后的槽道原材料放入酸溶液进行酸洗，酸洗后的槽道原材料表面预留5%至18%的氧化层。
12.根据本发明的一实施方式，其中，所述锚杆穿过安装孔且与c形槽道铆接固定，以形成预埋槽道包括：铆接的加热温度为880℃至920℃，铆接时长为8秒至10秒，以使锚杆在c形槽道内形成铆接圆台的直径为16mm至17mm，所述铆接圆台的厚度为1.7mm至1.8mm。
13.根据本发明的一实施方式，其中，所述对预埋槽道进行表面强化处理包括：对预埋槽道进行喷丸处理，喷丸直径0.3mm至0.5mm，喷丸时间25分钟至30分钟，预埋槽道360
°
旋转，以将预埋槽道的每个面和内腔的氧化层完全清理；对清理完成的预埋槽道进行钝化处理。
14.根据本发明的一实施方式，其中，所述对清理完成的预埋槽道进行钝化处理包括：将预埋槽道放入钝化液，加热温度为50℃至60℃，加热时长30分钟至40分钟；预埋槽道用清洁水冲洗干净；预埋槽道放入不低于80℃的清洁水浸泡10分钟。
15.本发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：本发明的地铁预埋槽道加工工艺对坯料进行加热和保温，控制温度和时间，以使坯料的表里温度一致，在轧制过程中保证坯料初轧时的温度为1210℃至1250℃，精轧后的温度为900℃至930℃，通过在轧制工序中同时进行在线固溶，可以获得槽道原材料良好的机械性能指标，突破预埋槽道的原材料屈服强度低、热轧和加工工艺困难等诸多关键技术难题，对原材料酸洗后保留5%至18%的氧化层，在经过下料、冲孔和铆接等工序后通过对预埋槽道进行抛丸处理完全去除氧化层并减少轧制过程中形成的内应力，然后对预埋槽道的金属表面进行钝化处理，可以在预埋槽道的金属外表面形成钝化层，无需镀锌，绿色低碳环保。
附图说明
16.通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
17.图1是根据一示例性实施方式示出的一种地铁预埋槽道加工工艺的示意图。
18.图2是根据一示例性实施方式示出的一种预埋槽道的安装示意图。
19.图3是根据一示例性实施方式示出的一种预埋槽道的示意图。
20.图4是根据一示例性实施方式示出的一种预埋槽道沿图3中a-a线剖视图。
21.其中，附图标记说明如下：1、c形槽道；2、槽道咬合齿；3、锚杆；4、铆接圆台；5、混凝土。
具体实施方式
22.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形
式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
23.用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
24.如图1至图4所示，图1示出了本发明提供的一种地铁预埋槽道加工工艺的示意图。图2示出了本发明提供的一种预埋槽道的安装示意图。图3示出了本发明提供的一种预埋槽道的示意图。图4示出了本发明提供的一种预埋槽道沿图3中a-a线剖视图。
25.本发明实施例提供了一种地铁预埋槽道加工工艺。所述预埋槽道包括c形槽道1和圆柱形的锚杆3，所述地铁预埋槽道加工工艺包括：选择坯料进行加热和保温；将保温后的坯料放入线性轧机进行轧制和热成型工序并在轧制工序中对坯料进行在线固溶，以形成槽道原材料；对槽道原材料进行矫直和酸洗；将槽道原材料按照所需尺寸进行下料和冲孔，以形成间隔开设有安装孔的c形槽道1；锚杆3穿过安装孔且与c形槽道1铆接固定，以形成预埋槽道；对预埋槽道进行表面强化处理；以及对预埋槽道进行弯弧作业后逐件用标准靠模验收包装。
26.其中，根据线性轧机的生产需要选择直径55mm圆钢作为坯料，长度为1.8m至2.1m，还可以选择尺寸为20mm
×
120mm
×
1200mm的板料作为坯料进行轧制，本发明优选直径55mm的圆钢作为坯料，将坯料进行加热及保温，可以保证坯料的表里温度一致，然后对保温后的坯料放入线性轧机进行轧制和热成型，可以将坯料通过多道次的轧制和热成型弯折形成槽道原材料，保证轧制的温度稳定处于在线固溶的温度范围内，在轧制的同时对坯料进行在线固溶，可以获得槽道原材料良好的机械性能指标，确保预埋槽道满足疲劳强度150万次以上的要求，并以在线固溶替代以后的单独再固溶，可以节约费用，降低生产成本，并且减少了槽道原材料表面发生损伤的几率。对槽道原材料进行矫直和酸洗，矫直可以对槽道原材料的形状缺陷进行矫正，酸洗可以去掉槽道原材料表面的氧化层和锈蚀物，然后将槽道原材料按照图纸尺寸进行下料，即将槽道原材料按照图纸尺寸截取成一段一段的一定长度的尺寸，要求下料时产生的两个端面平滑无毛刺，然后在一段一段的槽道原材料上进行冲孔以开设安装孔，槽道原材料的宽30mm，高20mm，槽道原材料的厚度为大于等于3.5mm，满足疲劳试验次数≥100万次，则冲孔需控制上下模间隙比在18%，将槽道原材料制成c形槽道1，将锚杆3与c形槽道1进行铆接以制成预埋槽道，然后对预埋槽道进行表面强化处理和弯弧作业，弯弧时调整好弯弧设备，设定好曲率，将预埋槽道放入弯弧设备中平稳进行弯弧作业，并逐件用标准靠模验收，最后装填海绵与粘贴胶条，优选地选用1.5mm至2mm胶条粘贴，胶条小于1.5mm容易漏浆，胶条大于2mm会造成预埋槽道在安装后拆除胶条及海绵后产生的高度差过大，进而影响预埋槽道安装的平整度。
27.优选地，当c形槽道1的内壁底部设置有槽道咬合齿2时，则可通过轧制工序在预成型槽道的一侧表面沿其长度方向两侧形成槽道咬合齿2，槽道咬合齿2的高度≥1.5mm，通过热成型工序弯折后，槽道咬合齿2则被设置于c形槽道1的内壁底部开口处，c形槽道1的槽口厚度为5.5mm至6mm，槽口宽度为14mm。锚杆3为圆柱体结构且截面直径≥10mm，可以达到锚杆3与c形槽道1铆接的最佳锚固性能。
28.在本发明的一个优选实施例中，所述选择坯料进行加热和保温包括：将坯料放入燃气发生炉进行加热，加热温度为1250℃至1270℃，加热时长1.5小时至2小时；将加热后的坯料进行保温，保温时长1.5小时至2小时，以使坯料的表里温度一致。
29.如图1所示，将坯料放入燃气发生炉进行加热，当然还可以是通过感应加热方式进行加热，但这种加热方式的加热温度差异较大，本发明优选燃气发生炉加热，坯料优选奥氏体不锈钢，当坯料为奥氏体304系列不锈钢时，加热温度为1250℃，当坯料为奥氏体316系列不锈钢时，加热温度为1270℃，加热时长控制在1.5小时至2小时，保温时长也控制在1.5小时至2小时，保证每个坯料的表里温度一致。
30.在本发明的一个优选实施例中，所述将保温后的坯料放入线性轧机进行轧制和热成型工序并在轧制工序中对坯料进行在线固溶，以形成槽道原材料包括：将保温后的坯料放入线性轧机，经过初轧、中轧和精轧连续轧制形成预成型槽道；对预成型槽道进行热成型工序，以弯折形成槽道原材料。
31.如图1所示，因为槽道原材料的横截面存在直角，因此需将坯料放入线性轧机进行轧制，通过线性轧机的输送，对坯料进行多道次的轧制，使坯料需要弯折区域的角度一点点发生改变，在槽道原材料的直角特征处形成展平后的直角特征，然后再经过热成型工艺，将预成型槽道的直角特征处进行弯折，进而形成槽道原材料。
32.在本发明的一个优选实施例中，所述将保温后的坯料放入线性轧机，经过初轧、中轧和精轧连续轧制形成预成型槽道包括：初轧1至3道次，中轧4至7道次，精轧8至11道次，线性轧机的线速度为4.5m/s至5.5m/s。
33.如图1所示，第1道次至第3道次为初轧，线性轧机的线速度为4.5 m/s至5.5m/s，控制初轧的总时长为10秒左右，针对预成型槽道的第一个特征进行轧制，发生的角度或者其他形状改变平均分到三个道次上进行轧制，使坯料进行第3道次的轧制后形成预成型槽道的第一个特征，第4道次至第7道次为中轧，线性轧机的线速度为4.5m/s至5.5m/s，控制中轧的总时长为15秒左右，针对预成型槽道的第二个特征进行轧制，发生的角度或者其他形状改变平均分到四个道次上进行轧制，使具有第一个特征后的预成型槽道增加了第二特征，同理，在第8道次至第11道次的精轧时，线性轧机的线速度为4.5m/s至5.5m/s，控制精轧的总时长为15秒左右，对已经具有两个特征的预成型槽道进行第三特征的轧制，最终形成了槽道原材料。
34.在本发明的一个优选实施例中，所述将保温后的坯料放入线性轧机，经过初轧、中轧和精轧连续轧制形成预成型槽道包括：坯料初轧时温度为1210℃至1250℃，精轧后的坯料的温度为900℃至930℃，以满足在线固溶的要求。
35.如图2至图4所示，坯料在轧制过程中由初轧时的温度1210℃至1250℃，也就是保温后的坯料置于线性轧机时的温度，精轧后的坯料温度为900℃至930℃，使得轧制过程中的坯料始终处于这两个温度范围之间时进行在线固溶，可以使预成型槽道的抗拉强度≥700n/mm
²
、屈服强度≥450n/mm
²
、延伸率为30-40%，进而预成型槽道的屈强比能控制在0.65左右，以确保预埋槽道的成品满足疲劳强度150万次以上要求。
36.在本发明的一个优选实施例中，所述对预成型槽道进行热成型工序，以弯折形成槽道原材料包括：所述热成型工序包括12至24道次，热成型总时长20秒，热成型后的槽道原材料的温度为880℃至920℃；将槽道原材料送入步进冷床自然冷却至常温。
37.如图1所示，控制热成型的温度在880℃至920℃，热成型工序分为多道次进行且总时长在20秒，将预成型槽道经过多次弯折形成槽道原材料，槽道原材料的横截面大致为矩形结构，而预成型槽道则在矩形结构的转角处通过轧制工序形成转角特征，经过热成型工序则将转角特征弯折形成矩形结构。
38.在本发明的一个优选实施例中，所述对槽道原材料进行矫直和酸洗包括：将槽道原材料送入矫直机进行矫直；将矫直后的槽道原材料放入酸溶液进行酸洗，酸洗后的槽道原材料表面预留5%至18%的氧化层。
39.如图1所示，矫直为常规操作工序，将矫直后的槽道原材料送入算溶液，酸溶液的浓度随所需进行调整，可以是全新酸溶液，也可以是使用过一段时间后的旧酸溶液添加部分新酸溶液，酸洗时长与酸溶液浓度相关联，保证酸洗后的槽道原材料表面残留有5%至18%的氧化层，可以在后续的槽道原材料的下料和冲孔工序中对槽道原材料起到一定的保护作用。
40.在本发明的一个优选实施例中，所述锚杆3穿过安装孔且与c形槽道1铆接固定，以形成预埋槽道包括：铆接的加热温度为880℃至920℃，铆接时长为8秒至10秒，以使锚杆3在c形槽道1内形成铆接圆台4的直径为16mm至17mm，所述铆接圆台4的厚度为1.7mm至1.8mm。
41.如图1所示，锚杆3的下端穿过安装孔，通过时间控制装置和温度控制装置，保证锚杆3和c形槽道1的铆接时的加热温度为880℃至920℃，优选900℃，同时控制铆接时间在8秒至10秒之间，使得锚杆3的下端穿过c形槽道1且在c形槽道1的内腔形成铆接圆台4，铆接圆台4的尺寸控制在直径16mm至17mm，厚度1.7mm至1.8mm，铆接圆台4的尺寸太小会影响预埋槽道的疲劳强度，且预埋槽道在后期安装时会将t型螺栓卡接于预埋槽道的c字形结构的开口处，若铆接圆台4太大会与t型螺栓发生干涉，从而影响t型螺栓的安装。另外，铆接圆台4的尺寸控制还可以影响到锚杆3和c形槽道1的垂直和分中。
42.优选地，相邻两个安装孔之间的间距≤200mm，使得预埋槽道嵌入混凝土5后的结构更稳固不易松动。
43.在本发明的一个优选实施例中，所述对预埋槽道进行表面强化处理包括：对预埋槽道进行喷丸处理，喷丸直径0.3mm至0.5mm，喷丸时间25分钟至30分钟，预埋槽道360
°
旋转，以将预埋槽道的每个面和内腔的氧化层完全清理；对清理完成的预埋槽道进行钝化处理。
44.如图1所示，通过预埋槽道的360
°
全方位旋转25分钟至30分钟，直径为0.3mm至0.5mm的喷丸丸粒全方位轰击预埋槽道的外表面并植入残余压应力，不但可以消除槽道原材料表面预留5%至18%的氧化层，以及锚杆3与c形槽道1加热铆接后所产生的新的氧化层，同时减少轧制等加工过程中在预埋槽道内部形成的内应力，还可以活化预埋槽道的金属材质的表面，以利于在后续的钝化处理工序中的化学反应更加充分。
45.在本发明的一个优选实施例中，所述对清理完成的预埋槽道进行钝化处理包括：将预埋槽道放入钝化液，加热温度为50℃至60℃，加热时长30分钟至40分钟；预埋槽道用清洁水冲洗干净；预埋槽道放入不低于80℃的清洁水浸泡10分钟。
46.如图1所示，通过喷丸处理后的预埋槽道放入钝化液，钝化液主要成分是铬酸、硝酸或硫酸中的一种或几种混合，本发明优选采用硝酸，避免造成环境污染，由于喷丸处理对预埋槽道金属材质的表面的活化作用，可以加速预埋槽道的表面反应过程，缩短钝化处理
的时间，提高工作效率。
47.优选地，坯料采用奥氏体不锈钢，主要原材料的牌号为304、304l、316、316l，将预埋槽道放入钝化液后，需要在有温度的催化条件下进行，本发明采用50℃至60℃的加热温度进行催化，温度高于60℃或低于50℃都有会致使钝化成膜不完整。在加热温度50℃至60℃的催化条件下，使预埋槽道的金属表层与钝化液充分反应30分钟至40分钟后，在预埋槽道的金属表面形成一层非常薄而致密、覆盖性能良好且中固地附在金属表面的钝化膜，防止预埋槽道与腐蚀介质直接接触。
48.本发明的地铁预埋槽道加工工艺对坯料进行加热和保温，控制温度和时间，以使坯料的表里温度一致，在轧制过程中保证坯料初轧时的温度为1210℃至1250℃，精轧后的温度为900℃至930℃，通过在轧制工序中同时进行在线固溶，可以获得槽道原材料良好的机械性能指标，突破预埋槽道的原材料屈服强度低、热轧和加工工艺困难等诸多关键技术难题，对原材料酸洗后保留5%至18%的氧化层，在经过下料、冲孔和铆接等工序后通过对预埋槽道进行抛丸处理完全去除氧化层并减少轧制过程中形成的内应力，然后对预埋槽道的金属表面进行钝化处理，可以在预埋槽道的金属外表面形成钝化层，无需镀锌，绿色低碳环保。
49.在本发明实施例中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
50.本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明实施例的限制。
51.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一个优选实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
52.以上仅为本发明实施例的优选实施例而已，并不用于限制本发明实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。