芯模振動制管設(shè)備和芯模振動制管工藝在鋼筋混凝土排水管中的應(yīng)用情況調(diào)查

 

　　1、芯模振動制管設(shè)備的引進(jìn)

 

　　八十年代末,上海浦東混凝土制品有限公司（原上海成品廠）率先從丹麥佩德哈博公司引進(jìn)了第一套芯模振動制管設(shè)備——Ф1350~2400雙坑位鋼筋混凝土排水管制管設(shè)備,填補(bǔ)了我國柔性接口鋼筋混凝土排水管制管技術(shù)的空白。

 

　　九十年代開始，隨著柔性接口鋼筋混凝土排水管以其工程安裝方便、施工進(jìn)度快、接口密封性能好、管道運(yùn)行安全的優(yōu)勢而開始被發(fā)展中的市政工程所選用，芯模振動制管設(shè)備也以其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品密實度好、生產(chǎn)過程安全的優(yōu)勢逐漸被國內(nèi)部分骨干排水管生產(chǎn)企業(yè)所看好。杭州市政管業(yè)有限公司、上海閔馬水泥制管有限公司、武漢宏振水泥制品廠、深圳嘉華建筑制品有限公司、河北中油建材總公司混凝土制管廠、浙江嘉善明珠混凝土制管有限公司、昆明順弘水泥制管制品有限公司、昆山巴城水泥制品有限公司、北京遠(yuǎn)通制管有限公司、新疆天水水泥制品有限責(zé)任公司、寧夏青龍管道有限責(zé)任公司，先后從丹麥佩德哈博公司、德國祖布林公司、BFF公司、美國哈卡公司、意大利科利公司、德國非凡公司引進(jìn)十余套芯模振動制管設(shè)備。然而過高的引進(jìn)費(fèi)用不是大多數(shù)制管企業(yè)所能承受的。

 

　　2、國產(chǎn)芯模振動制管設(shè)備的成功開發(fā)

 

　　2000年以后隨著芯模振動制管裝備先進(jìn)性和芯模振動成型管材質(zhì)量優(yōu)良性能被普遍認(rèn)可后，在我國市政工程和城鎮(zhèn)污水治理快速發(fā)展的形勢下，市場的需求和進(jìn)口芯模裝備過高的費(fèi)用促使國產(chǎn)芯模振動制管設(shè)備的研制開發(fā)加緊進(jìn)行，包括部分排水管生產(chǎn)企業(yè)率先進(jìn)行了自制芯模振動制管設(shè)備的試制工作：

 

　　2001年廈門千秋業(yè)水泥制品有限公司、2002年浙江南洋水泥制品有限公司分別成功開發(fā)芯模振動制管設(shè)備用于本企業(yè)的鋼筋混凝土排水管的生產(chǎn)；

 

　　2002年蘇州混凝土水泥制品研究院經(jīng)過調(diào)研立項開始了國家科技部國產(chǎn)芯模振動排水管生產(chǎn)設(shè)備項目的研發(fā)，2004年8月蘇州混凝土水泥制品研究院科星混凝土裝備有限公司成功試制出樣機(jī)并在南寧鴻基水泥制品有限公司試驗成功，成為我國首家研究開發(fā)芯模振動制管設(shè)備的設(shè)備制造廠家。四年來，該公司已向全國十多省市的二十多個企業(yè)提供了五十多個芯模振動制管工位，并向印度新德里和哈薩克斯坦出口了Ф600～Ф2000和Ф1350～Ф2400雙工位芯模制管成套設(shè)備；

 

　　在蘇州科星公司研制的芯模振動制管設(shè)備成功進(jìn)入市場的同時，也引起國內(nèi)其它水泥制品設(shè)備制造企業(yè)的關(guān)注。

 

　　2005年揚(yáng)州市華光雙瑞實業(yè)有限公司研制開發(fā)的 Ф1800～Ф3000芯模振動制管設(shè)備在秦皇島撫寧縣水泥制品有限責(zé)任公司試制成功； 2006年江蘇華光雙順機(jī)械制造有限公司研制開發(fā)的Ф1350～Ф3000芯模振動制管設(shè)備在湖北中南水泥制品有限責(zé)任公司試制成功；2007年江蘇邦威機(jī)械制造有限公司研制開發(fā)的Ф1350～Ф3000芯模振動制管設(shè)備在河北邯鄲市博達(dá)水泥制品有限公司試制成功。目前這些設(shè)備制造廠也已向全國近十省市的十多個企業(yè)提供了芯模振動制管設(shè)備。

 

　　同時上海閔馬水泥制管有限公司于2007年又成功自制Ф600～Ф1200芯模振動制管機(jī)一臺，并用于本企業(yè)的生產(chǎn)。

 

　　僅三年時間采用芯模振動制管技術(shù)生產(chǎn)的企業(yè)已由十來個發(fā)展到目前近六十個。遍及北京、天津、上海、重慶、河北、安徽、湖南、湖北、廣東、廣西、云南、福建、四川、浙江、江蘇、寧夏、內(nèi)蒙、陜西、山東、遼寧、黑龍江、新疆等二十多個省市?？梢钥隙?，隨著國產(chǎn)設(shè)備購置成本的大幅度下降和國產(chǎn)裝備技術(shù)的不斷改進(jìn)完善，芯模振動制管設(shè)備正在被各設(shè)計部門、工程使用部門和制管企業(yè)廣泛的認(rèn)可和快速推廣。

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　　北京市：北京遠(yuǎn)通制管有限公司（引進(jìn)設(shè)備）

　　　　　　北京京龍管道有限公司（引進(jìn)、國產(chǎn)設(shè)備）

      　　　　北京志海水泥制品有限責(zé)任公司

       　　　　首建嘉華水泥制品有限責(zé)任公司

 

　　上海市：上海浦東混凝土制品有限公司（引進(jìn)設(shè)備）

        　　　上海閔馬水泥制管有限公司（引進(jìn)設(shè)備）

 

　　天津市：天津油田工程部

        　　　青龍管道有限公司天津分公司

 

　　四川?。褐貞c蓬盛水泥制品有限責(zé)任公司

　　　　　　四川省川鑫水泥制品有限公司

 

　　河北省：中油建材總公司混凝土制管廠（引進(jìn)設(shè)備）

        　　　　秦皇島市撫寧縣水泥制品有限責(zé)任公司

        　　　　唐山龍禹水泥制品有限公司

　　　　　　　邯鄲市博達(dá)水泥制品有限公司

　　　　　　　唐山永宏水泥制品有限責(zé)任公司

 

　　山東?。荷綎|臨朐水泥制品有限責(zé)任公司

　　　　　　桓臺志達(dá)水泥制品廠

 

　　湖北?。何錆h宏振水泥制品廠（引進(jìn)設(shè)備）

        　　　武漢雙強(qiáng)水泥制品有限責(zé)任公司

       　　　 湖北中南水泥制品有限責(zé)任公司

        　　　赤壁市公路水泥制品廠

 

　　湖南?。洪L沙四通管業(yè)

        　　　武漢雙強(qiáng)水泥制品有限責(zé)任公司長沙分公司

 

　　浙江省：杭州市政管業(yè)有限公司（引進(jìn)設(shè)備）

　　　　　　浙江嘉善明珠混凝土制管有限公司（引進(jìn)設(shè)備）

　　　　　　浙江南洋水泥制品有限公司

  

　　江蘇?。豪ド绞邪统撬嘀破酚邢薰荆ㄒM(jìn)設(shè)備）

　　　　　　鎮(zhèn)江華通特種管道有限公司

 

　　福建?。簭B門千秋業(yè)水泥制品有限公司

        　　　南安市方圓水泥制品有限公司

 

　　廣東?。荷钲诩稳A建筑制品有限公司（引進(jìn)設(shè)備）

　　　　　　汕頭浮西建材有限公司

 

　　廣  西：南寧鴻基水泥制品有限公司

　　

　　遼寧?。哼|寧北票電力電桿有限公司

        　　　遼陽水工水泥制品有限責(zé)任公司

        　　　遼陽縣小屯水泥制品廠

　　　　　　燈塔市第一水泥制品廠

       　　　 大連市成明水泥制品有限責(zé)任公司

        　　　沈陽公鐵建工程預(yù)制構(gòu)件廠

        　　　營口海東水泥制品有限責(zé)任公司

        　　　盤錦大洼縣旭東水泥制品有限公司

        　　　輝南縣通發(fā)水泥制品有限公司

　　　　　　沈陽市市政工程材料公司

 

　　黑龍江：哈爾濱天昊水泥管廠

        　　　哈爾濱前進(jìn)水泥管有限責(zé)任公司

 

　　安徽省：安徽香馨建設(shè)有限公司

 

　　江西?。黑M州市航發(fā)新型建材有限公司

 

　　陜西省：西安利華水泥制品有限公司

 

　　云南?。豪ッ黜樅胨嘀乒苤破酚邢薰荆ㄒM(jìn)設(shè)備）

        　　　　昆明預(yù)達(dá)水泥制品有限責(zé)任公司

 

　　內(nèi)蒙古：包頭建龍建材有限公司

        　　　　包頭杜氏建材集團(tuán)

        　　　　包頭市工達(dá)水泥制品有限責(zé)任公司

 

　　寧  夏：寧夏銀川建材公司

 

　　新  疆；新疆城建（集團(tuán)）股份有限公司新型建材分公司（引進(jìn)設(shè)備）

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　　3、幾種排水管制管工藝的比較

 

　　一是徑向擠壓法。適合于口徑Ф1400mm以下的小口徑管，也稱PH管；

　　二是芯模振動法。尤其適用于Ф1350mm以上口徑管，最大可達(dá)Ф3600mm。且可生產(chǎn)異型管如方涵、帶底座管等。

 

　　離心工藝（約占15%）、懸輥工藝（約占65%）、擠壓工藝、立式振動工藝包括芯模振動、插入振搗、附著式振動（約占20%）。

 

 

　　4、國內(nèi)外芯模振動制管設(shè)備使用現(xiàn)狀的對比調(diào)查

　　最近，排水管工作部對目前已生產(chǎn)使用的三十余家芯模振動制管生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀及存在問題、制管工藝參數(shù)及主要產(chǎn)品缺陷及市場用戶對芯模產(chǎn)品的認(rèn)可情況進(jìn)行了調(diào)查。

 

　　★通過調(diào)查顯示：國產(chǎn)芯模設(shè)備經(jīng)過幾年來的不斷開發(fā)、改進(jìn)及完善，其裝備的主要性能絕大部分均已達(dá)到了國外引進(jìn)水平。無論從油溫、激振力、芯模壽命、工程能耗還是自動化程度均有所提高：廈門的千秋業(yè)水泥制品有限公司自制開發(fā)的芯模振動制管設(shè)備Ф300——Ф1400目前已經(jīng)正常生產(chǎn)近8年產(chǎn)量達(dá)70000根，芯棒未更換；浙江南洋水泥制品有限公司自制開發(fā)的芯模振動制管設(shè)備自投產(chǎn)以來，使用情況良好；尤其是蘇州混凝土水泥制品研究院科星水泥制管有限公司生產(chǎn)的芯摸振動制管設(shè)備已于2006年6月通過國家科技部鑒定，確認(rèn)“該項目填補(bǔ)國內(nèi)空白達(dá)到國際先進(jìn)水平，部份指標(biāo)超過進(jìn)口設(shè)備”。2007年被評為國家科技進(jìn)步二等獎，芯模制管設(shè)備也出口到國外。該公司生產(chǎn)的58個工位運(yùn)行性狀良好，芯棒最長運(yùn)行時間達(dá)4年無故障。

 

　　★通過調(diào)查還顯示：國產(chǎn)裝備的自動化水平整體低于引進(jìn)設(shè)備；不同國外芯模震動設(shè)備制造商提供的引進(jìn)設(shè)備的技術(shù)水平，也有較大差距；國產(chǎn)裝備因各制造廠吸收仿造的引進(jìn)設(shè)備類型不同，其裝備的技術(shù)性能也存在較大差異。

 

　　如油溫冷卻方式不一，造成部分引進(jìn)設(shè)備和國產(chǎn)設(shè)備油溫高于70℃，大部分設(shè)備均低于60℃；又如噪音效果絕大部分國產(chǎn)裝備均接近或優(yōu)于引進(jìn)裝備，但仍有少數(shù)企業(yè)噪音較為明顯，這與芯模裝備的設(shè)計和工作坑隔音處理方法有關(guān)；芯模質(zhì)量：國產(chǎn)裝備最長使用7年半，普遍均使用0-3年，目前尚未發(fā)現(xiàn)大的問題

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　　★    芯模振動制管工藝參數(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀

砼強(qiáng)度等級	混凝土強(qiáng)度等級C40～C50        混凝土工作度17-45秒
原材料	水泥：42.5級 砂：2.3～3.0 石子：5-31.5 粉煤灰：Ⅲ級～Ⅱ級 外加劑：高級減水劑
養(yǎng)護(hù)制度	自然養(yǎng)護(hù)24h; 蒸汽養(yǎng)護(hù)70～80°C，  3～6h
成型完畢管上端 采用定位方式	1.進(jìn)口設(shè)備一般帶玻璃鋼帽和鋼壓蓋帽； 2.國產(chǎn)設(shè)備70%未采用工具定位，30%采用鋼套環(huán)和玻璃鋼帽。
產(chǎn)品外觀麻面 氣泡性狀	國產(chǎn)設(shè)備絕大多數(shù)和進(jìn)口設(shè)備相當(dāng)； 少數(shù)設(shè)備和企業(yè)因砼配石比、水灰比影響或激振力、下料速度控制不好造成蜂窩麻面較嚴(yán)重。
產(chǎn)品脫模后的 內(nèi)外表面修飾	基本上都要進(jìn)行修飾處理 其中70%采用抹光，修飾30%采用刷子
用戶對產(chǎn)品 外觀質(zhì)量要求	80%用戶不接受芯模工藝外觀缺陷，要求抹光處理 20%接受工藝特點(diǎn)，只需刷去大氣泡不需抹光
管上端插口 尺寸變形范圍	帶帽時：變形為2～4mm 無帶帽或玻鋼變形時變形為5～10mm
產(chǎn)品主要缺陷	1、  蜂窩麻面和氣泡一般 2、  50%企業(yè)出現(xiàn)插口上端環(huán)裂 3、  管上端部分變形 4、  極少數(shù)出現(xiàn)管身微細(xì)裂紋
產(chǎn)品力學(xué)性能	達(dá)到和超過國家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，尤其內(nèi)壓抗?jié)B性能好，最大內(nèi)水壓力可達(dá)0.3Mpa。
以Ф1500管為例，每根成型時間	一般為15～30分鐘/根
需要配置人員數(shù) （骨架和外觀 修飾人員除外）	5～7人

 

　　我公司生產(chǎn)鋼筋混凝土排水管達(dá)55年歷史，在引進(jìn)芯模振動制管設(shè)備前一直采用離心法和懸輥法生產(chǎn)，產(chǎn)品規(guī)格Ф300～Ф2200mm。隨著市政工程和城市污水治理工程的發(fā)展，對鋼筋混凝土排水管的規(guī)格尺寸、荷載級別和抗?jié)B性能要求不斷提高，特別是大口徑柔性接口管需求量快速增加，繼續(xù)采用傳統(tǒng)的離心工藝和懸輥工藝已不能滿足市場的需要。模具數(shù)量和占地面積增加，電耗裝機(jī)容量增大，生產(chǎn)效率和勞動強(qiáng)度遠(yuǎn)比不上芯模振動工藝。因此2004年12月我公司和蘇州科星混凝土水泥制品裝備公司簽定了芯模振動工藝和設(shè)備合作協(xié)議。先后引進(jìn)了該公司Ф1350～Ф2400mm、Ф1350～Ф3000mm、Ф1350～Ф2600mm三個工位的兩套芯模振動制管設(shè)備，最大管長2500mm。三年來，已生產(chǎn)1350～Ф2600mm各種鋼筋混凝土企口管、鋼筋混凝土鋼承口管，約35000m。設(shè)備投產(chǎn)至今運(yùn)行正常，維修量低。

 

　　總結(jié)我公司芯模制管生產(chǎn)有如下體會：

　　1、嚴(yán)格的工藝管理，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)規(guī)范。認(rèn)真仔細(xì)的制管操作是使用好芯模制管設(shè)備，提高芯模制管質(zhì)量的關(guān)鍵。控制好以下幾點(diǎn)至關(guān)重要：

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　　★控制好混凝土水灰比，以工作度20-40秒為宜。

　　如水灰比太小，易造成——蜂窩麻面，影響混凝土密實度，且脫模時摩擦阻力易產(chǎn)生微裂縫；

　　水灰比太大，易造成——管上端變形嚴(yán)重，幾何尺寸超差大。

 

　　★控制好加料速度和加料時間，以0.2～0.25m³/min為宜。

　　如加料速度過快——混凝土混合料氣泡還未完全排出，管壁麻面、氣泡多，甚至出現(xiàn)蜂窩。

 

　　★控制好鋼筋骨架長度（縱向保護(hù)層）和碾壓力。

　　鋼筋骨架過長、碾壓力過大時，容易引起鋼筋反彈造成混凝土結(jié)構(gòu)受苦傷產(chǎn)生管上端環(huán)裂。

 

　　★保持養(yǎng)護(hù)區(qū)地平面整度、保證起吊垂直度是避免環(huán)裂產(chǎn)生的重要因素之一。

 

　　★減少噪音的辦法之一

　　工作坑的四周墻壁加吸音板，對工作坑門采取雙層板加強(qiáng)隔音，可減少噪音傳遞，效果甚好。

 

　　2、芯模振動制管中出現(xiàn)的幾種缺陷分析原因及對策

　　★管上端環(huán)裂

　　產(chǎn)生因素：①碾壓時混凝土混合料壓縮過量，造成鋼筋籠縱向鋼筋產(chǎn)生變形應(yīng)力，脫模卸荷后回彈拉開混凝土，在管上部產(chǎn)生環(huán)向裂縫；②鋼筋籠縱向長度過長（應(yīng)比離心、懸輥工藝略短），縱向鋼筋長度太長，管口碾壓時混凝土壓迫縱筋，造成縱筋變形，脫模卸荷后回彈拉開混凝土；③混凝土混合料太干（工作度>50秒），造成脫模時管壁與模具摩擦力增大產(chǎn)生微裂縫，微裂縫隨混凝土硬化過程的收縮而變大。

 

　　克服辦法：①控制鋼筋骨架長度,混凝土縱向保護(hù)層厚度1.5cm；②控制適當(dāng)?shù)哪雺毫?kg/m²和加料高度。 ③控制好混凝土水灰比。

 

　　★蜂窩麻面

　　產(chǎn)生因素：①混凝土混合料的干硬度大小和喂料速度控制不當(dāng)引起?；旌狭咸桑üぷ鞫?gt;40秒），在相同的激振力作用下，混凝土不易完全振實，成型后表面蜂窩較多；混合料太濕（工作度<20秒）,混合料中含水較多,在高頻振動下混合料中的水被排出,由于水泡的張力,在管壁和模具表面形成一層小水泡,脫模后,小水泡破裂.形成一片片麻面；②喂料速度過快,振動時下層混凝土混合料氣泡還未完全排出,上面的混凝土混合料又喂入,阻礙了下層的混凝土混合料氣泡通暢排出,增加管壁蜂窩麻面。

 

　　克服辦法：①控制混凝土工作度20-40秒②控制喂料速度0.2m³/分左右。③啟振時間為喂料（松散狀）至管總長1/4高度時。

 

　　★插口尺寸變形

　　產(chǎn)生因素：①沒有采取管上端保護(hù)罩措施或玻璃鋼罩變形；②混凝土水灰比偏大；③養(yǎng)護(hù)區(qū)地面不平或起吊時不夠垂直。

 

　　克服辦法：①加保護(hù)罩尤其是不易變形的帶壓蓋養(yǎng)護(hù)是最有效的；②在無條件加保護(hù)罩情況下，嚴(yán)格控制插口混凝土水灰比，防止偏大；可采用與插口寬度相當(dāng)?shù)姆庀浼?，在成型完畢起吊前將插口最上部表面貼緊纏繞二圈，避免和減少起吊和養(yǎng)護(hù)區(qū)過程中插口的下部變形而造。③注意垂直起吊和地面平整。

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　　1、芯模振動制管裝備應(yīng)提高整機(jī)自動化水平

　　芯模振動裝備制造廠家在生產(chǎn)低成本、以爭取銷售市場的同時，更應(yīng)將發(fā)展方向定在加強(qiáng)芯模振動裝備整機(jī)的自動化水平，完善配套部位的協(xié)調(diào)與先進(jìn)性，如實現(xiàn)加料速度、布料均勻自動化、碾壓裝置自動移動等性能，以保持操作流暢，控制準(zhǔn)確，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率，使國產(chǎn)芯模振動制管裝備整體達(dá)到和超過引進(jìn)裝備水平。

　

　　2、開發(fā)芯模振動新產(chǎn)品

　　★PVC內(nèi)襯式鋼筋混凝土復(fù)合管

　　PVC內(nèi)襯式鋼筋混凝土復(fù)合管是近二年由廣東省率先從臺灣引進(jìn)的一種耐腐蝕鋼筋混凝土復(fù)合管材。具有抗腐蝕、剛性好、水阻力小、經(jīng)濟(jì)實用、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。國外普遍用于污水處理工程，管材生產(chǎn)普遍采用離心工藝和立式振動工藝。2008年廈門千秋業(yè)水泥制品有限公司在自制芯模制管設(shè)備上采用德國PVC防蝕內(nèi)襯、廣東汕頭浮西建材有限公司在蘇州科星混凝土水泥制品裝備有限公司生產(chǎn)的芯模振動制管設(shè)備上采用臺灣PVC防蝕內(nèi)襯分別生產(chǎn)和試驗出芯模工藝成型PVC內(nèi)襯式鋼筋混凝土復(fù)合管，并用于頂管工程，效果甚好。

 

　　★玻璃鋼內(nèi)襯式鋼筋混凝土頂進(jìn)復(fù)合管

　　為有效的克服玻璃鋼剛性差、承外壓和軸向承頂力小的不足，而充分利用玻璃鋼水阻力小、抗?jié)B性能好的優(yōu)點(diǎn)，2008年長沙玻璃鋼廠和我公司共同試制了玻璃鋼內(nèi)襯式鋼筋混凝土復(fù)合輸水管，用于頂進(jìn)施工工程。該復(fù)合管采用承0.9mPa內(nèi)水壓力的玻璃鋼內(nèi)襯和承Ⅱ級外壓載荷的鋼筋混凝土管，在蘇州科星芯模振動設(shè)備上成功試制了φ1500F型鋼承口玻璃鋼內(nèi)襯式鋼筋混凝土頂進(jìn)復(fù)合管，產(chǎn)品解決了大口徑頂管內(nèi)安裝玻璃鋼輸水管的復(fù)合工程，大大降低了工程費(fèi)用。

 

　　★芯模振動工藝生產(chǎn)異管構(gòu)件（箱涵、帶底座管等）

　　隨著國家城市建設(shè)的發(fā)展，預(yù)制裝配化鋼筋混凝土箱涵應(yīng)用日益廣泛，采用芯模振動工藝制作不僅工效快，而且密實度好。采用柔性橡膠圈連接，密封性好，工程安裝方便，材料用量節(jié)省，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異，成本和現(xiàn)澆施工費(fèi)用相當(dāng)，裝配式箱涵和帶底座管一樣，由于工程施工的先進(jìn)性將是值得推廣的方向。

　　目前已投入生產(chǎn)和正準(zhǔn)備投入生產(chǎn)的大部分芯模制管企業(yè)，對芯模裝備的操作和制管工藝參數(shù)的確定，尚在摸索中，產(chǎn)品質(zhì)量還存在一定的問題，要推廣這種先進(jìn)的裝備需盡快的參照引進(jìn)設(shè)備已成熟的技術(shù)，結(jié)合國產(chǎn)設(shè)備的性能，通過總結(jié)交流，制訂出一套較為適用可行芯模振動制管工藝技術(shù)規(guī)程來指導(dǎo)芯模制管生產(chǎn)。