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          管道機械冷切割機的刀具磨損原因

          點擊次數:2020-12-02 12:35:14【打印】【關閉】

          管道機械冷切割機是一種采用液壓方式驅動,并由機械鋸片方式的切割方法,在管道切割過程進行溫度控制或低溫的技術手段或方法,使被切割的管道材質保持原有材料特性,切割過

           管道機械冷切割機是一種采用液壓方式驅動,并由機械鋸片方式的切割方法,在管道切割過程進行溫度控制或低溫的技術手段或方法,使被切割的管道材質保持原有材料特性,切割過程在切削液、水冷卻下,切割溫度沒有劇烈的升溫變化的設備總稱。

          管道機械冷切割機一般適用于原油管道、天然氣管道、煤氣管道、機場燃料管道的搶維修作業,同樣適合水下40米作業深度。


          機械冷切割機適用的切割管材為合金鋼管(含X系列管道)、不銹鋼管道、鋼管(含螺旋鋼管)、鑄鐵管、PE管等。依據切割的管材不同,換裝不同的管道切割刀片。

          機械冷切割機目前在認識上存在誤區,尤其是安全切割作業,如應急管理部指定的可燃氣體的環境下作業,要求非常嚴格。千萬不要將液壓鋸、燃油機切割鋸、水降溫等離子、高壓水切割歸類為安全冷切割機具,這是極其危險的。

          管道機械冷切割機既然采用的是機械鋸片方式進行切割,就存在刀具磨損現象。嚴格按照《天津先鋒管道切割規范》進行操作下,正常的切割狀態,磨損分為正常磨損和非正常磨損,下面就刀具磨損的原因進行分析和研究:


          1.刀具磨損

          刀具在進行管道切割時,按磨損原因可分為:

          1.1管道材料磨損

          被切割的管道材料中常有一些硬度極高的微小顆粒,能在冷切割機刀具表面劃出溝紋,這就是管道材料磨砂損。管道材料磨損在各個面都存在,刀具的前刀面最明顯。而且在進行管道切割過程中以不同的切削速度下都能發生材料磨損。嚴格按照《天津先鋒管道切割規范》進行操作,對管道進行低于0.3mm/S的速度進行低速切削時,由于切削溫度較低,其它原因產生的磨損都不明顯,因而管道材料磨損是其主要原因。另外,刀具硬度越低管道材料磨損的現象越嚴重。

          因此,在進行管道切割作業過程中,如果只存在管道材料磨損情況下,盡量選用硬度較高的刀具效果越好,反正更加節省成本。此種管道切割環境下作業,不會產生刀瘤,并不需要選用添加了快速散熱物質的刀片來輔助散熱。

          1.2冷焊磨損

          冷切割機刀片進行管道切削時,管道壁、切削與前后刀面之間,存在很大的壓力和強烈的摩擦,局部溫度降溫措施不足而導致溫度升高后因而會發生冷焊。由于摩擦副之間有相對運動,冷焊將產生破裂被一方帶走,從而造成冷焊磨損。嚴格按照《先鋒管道切割規范》進行操作冷焊磨損一般是在管道切割的中等切削速度下比較嚴重。

          根據實驗表明,脆性金屬比塑性金屬的抗冷焊能力強;多相金屬比單向金屬小;金屬化合物比單質冷焊傾向小;化學元素周期表中B族元素與鐵的冷焊傾向小。高速鋼與硬質合金低速切削時冷焊比較嚴重。


          1.3擴散磨損

          如果機械冷切割機在進行管道切割過程中降溫措施不到位或無降溫措施時,刀片在高溫下切削、管道壁與刀具接觸過程中,雙方的化學元素在固態下相互擴散,改變刀具的成分結構,使刀具表層變得脆弱,加劇了刀具的磨損。

          管道切割的刀具材料擴散現象總是保持著深度梯度高的物體向深度梯度低物體持續擴散。例如硬質合金在800℃時其中的鈷便迅速地擴散到切屑、工件中去,WC分解為鎢和碳擴散到鋼中去;刀具在切削鋼、鐵材料時當切削溫度高于800℃時,碳原子將以很大的擴散強度轉移到工件表面形成新的合金,刀具表面石墨化。鈷、鎢擴散比較嚴重,鈦、鉭、鈮的抗擴散能力較強。故YT類硬質合金耐磨性較好。

          陶瓷和PCBN切削時,當溫度高達1000℃-1300℃時,擴散磨損尚不顯著。 合金類管道管材、切屑與刀具由于材料的不同,切削時在接觸區將產生熱電勢,這種熱電勢有促進擴散的作用而加速刀具的磨損。這種在熱電勢的作用下的擴散磨損,稱為“熱電磨損”。

          1.4氧化磨損

          當溫度升高時,刀具表面氧化產生較軟的氧化物被切屑摩擦而形成的磨損稱為氧化磨損。如:在700℃~800℃時空氣中的氧與硬質合金中的鈷及碳化物、碳化鈦等發生氧化反應,形成較軟的氧化物;在1000℃時PCBN與水蒸氣發生化學反應。

          進行管道機械冷切割作業時,應當注意按照天津先鋒管道切割作業規范進行,刀片的降溫和采取適當的降溫方式(如風冷、水冷、氣冷和強制冷氣以及速凍方式等)才能做做節省刀片和真正的安全冷切割。

          機械冷切割的降溫方式在以后的章節中有所闡述,這里就不進行詳細說明。


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          2. 俞江龍, 趙輝. 天然氣管道的管理與維護[J]. 科技與企業, 2013(15):87-87.

          3.杜亞利.先鋒管道泄漏應急管理措施[J].中國化工貿易,2019(7):33

           

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