疫情之下的管道防爆机械冷切割作业怎样降本增效?


在燃气管道、石油管道及供水管道抢修及管道施工中对管道最普通的加工为机械冷切割及坡口加工, 自爬式液压切管机凭借其切割范围广、便携性、质量稳定性及防爆性能在管道施工中占有65%以上的使用率。

由于国内管道建设的飞速发展,尤其是中俄东线天然气管道建成以及中缅原油管道的投运,使得原有的L系列(美标X系列)管道经常会出现切改及管网改造升级作业。鞍大原油管道工程投产后,实现了东北地区原有资源的灵活调配,保证了东北炼化企业所需原油资源稳定供应。施工中切管机的机械冷切割性能保障了原油管道切割及坡口作业的工作效率,有效地满足了管线的切改的需求,尤其是10米水下、坑道泥浆的恶劣工作环境及受力变型管道施工中与其它设备相比表现得更为优异。

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这其中具有专利技术的新型切管机刀片切割性能使管道防爆切割作业更有信心。下面就刀片的基体及刀齿的机械冷切割性能作以简要介绍:

1.刀片基体采用高速钢,其良好的红硬性和高的耐磨性对于提高刀具的使用寿命是十分重要的。为了提高切管机刀具的使用寿命,采用了多种技术措施, 其中深冷处理已在生产中得到了应用, 取得了可喜的效果。

我国采用深冷处理提高高速钢刀具使用寿命研究起步较晚,通过材料学的研究人员大量试验研究所得出的结论为: 车刀、钻头、铣刀和丝锥等工具经过深冷处理后的性能明显改善。经过多年的制造和实际进行管道切割作业的使用效果,经过深冷处理后制作出的刀具不会因重磨而使其内部组织结构发生变化,从而提高了切管机刀具的耐磨性和使用寿命。 根据管道种类、材质及使用工况的不同,尤其是石油管道L系列,其使用寿命可提高2-4倍,大大地减小了施工成本并提高了作业效率。

1.1刀片基体使用W 18Cr4V 和W 6Mo5Cr4V 2高速钢分别进行实险和研究,对600℃、615℃和630℃×4h 附加回火处理后, 高速钢的红硬性及深冷处理对其红硬性的影响。未进行深冷处理的W 18Cr4V 及W 6Mo5Cr4V 2高速钢刀片, 其硬度值均不断下降, 但在相同的附加回火温度下, 深冷处理的高速钢硬度值下降的程度小于常规热处理, 且随附加回火温度的提高, 这种趋势表现的愈加明显。

而经过处理的刀片在600℃附加回火后硬度值较常规热处理分别高117、213218HRC, 在615℃附加回火后硬度值较常规热处理分别高119、217和319HRC, 而在630℃附加回火后硬度值较常规热处理分别高211、314和415HRC。

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2.刀片刀齿采用硬质合金焊接及迸裂处理后,其硬度及韧性表现极为明显。在天津中德应用技术大学专家的试验和测试中发现,刀齿的硬度与切割的作业效率成正比,其使用寿命却因为多种原因而造成磨损过快和缺乏韧性造成断齿、崩裂。

因此在后续的刀具改进过程中,选择硬度较高的球墨及粘性较大的不锈钢管道分别进行分析和实验,在管道的冷切割作业中,其切割行进速度与刀片转速是影响其使用寿命的重要原因。

2.1为了能够使刀片使用寿命进行对比,分别对管道切割时的爬行速度及刀片的转速进行分段实验和模型模拟技术,得出较为便捷及更优的切割速度与之匹配,其寿命相应提高1.2-2倍,大大提高了管道切割作业的工作效率,有效降低了工程成本。

切管机在进行管道切割作业时,速度在出厂时就进行了合理的调配,使刀片的使用寿命及切割管材材质的范围有了大幅度提高。另外还试验出高硬切坡一体刀片,可直接坡出30度管道切口,对管道的切割速度及爬行速度有着更高的要求。

刀齿及刀片的硬度过高在管道切割作业的使用中容易发生崩刃,导致刀具永久性失效。硬度适中,韧性好,使用中难免要磨损,但可以修磨使刀具恢复原有的功能。当被切削材料硬度高时,刀具的硬度取上限, 反之取中下限。不同类型的管材需要配置不同的刀片。

因此,切管机在出厂时设置好的切割速度及爬行速度在液压泵站的最大输出功率条件下,不得随意调改切管机的爬行速度,以免在使用过程中造成刀片的过早磨损及刀齿的崩裂甚至报废。


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