管道壁厚與帶壓開孔刀具的選擇

壓力管道帶壓開孔工程施工中，管道的壁厚對帶壓開孔設(shè)備有著較大的影響。帶壓開孔設(shè)備的選擇除了依據(jù)管道材質(zhì)、管道輸送介質(zhì)溫度、以及管道的壓力外，管道的壁厚同樣是影響帶壓開孔工程施工中重要的影響因素之一。

在實(shí)際的帶壓開孔過程中，管道的尺寸大小不一，管道的壁厚同樣也有著很大的不同。例如一條美標(biāo)X80DN1000輸油管線，A點(diǎn)與B點(diǎn)相差300M，中間無加熱站，管道的材質(zhì)與壁厚卻存在著完全的不同的情況。A點(diǎn)壁厚為10mm，而B點(diǎn)壁厚為11.7mm。當(dāng)使用同一臺帶壓開孔機(jī)在兩點(diǎn)依次開孔時，卻因壁厚的不同而有著不同的開孔時長和不同的刀具磨損情況。

在A點(diǎn)進(jìn)行帶壓開孔時，開孔時長為185分鐘，進(jìn)刀深度為28mm，其刀具磨損較小，時間較快。但帶壓開孔刀內(nèi)外壁有較輕的磨損痕跡。

而在B點(diǎn)進(jìn)行管道開孔時，其開孔時長為215分鐘，進(jìn)刀深度為30.1mm，其刀具磨損較為嚴(yán)重，并出現(xiàn)了掉齒現(xiàn)象，刀具內(nèi)外壁有嚴(yán)重的磨損痕跡。

從以上帶壓開孔工程施工實(shí)例中分析可得出低合金碳鋼管輸送原油、成品油及氣體燃料等介質(zhì)的在役長輸管道進(jìn)行帶壓開孔與管道壁厚有著相應(yīng)的聯(lián)系。

在管道鋪設(shè)過程中，國內(nèi)管道的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)有歐系、美系兩大類別，隨著我國的石油天然氣產(chǎn)業(yè)的不段升級發(fā)展，國內(nèi)也開始大量使用。目前管道的壁厚經(jīng)常參照SCH表格進(jìn)行粗略計(jì)算管道壁厚，其公式：

SCH=P/δ*1000

式中:P為操作壓力，單位為MPa;

δ為材料在操作溫度下的許用應(yīng)力，單位為MPa。

而在實(shí)際的帶壓開孔工程施工中，遇到的實(shí)際管道厚度不同。最終從管道的維修記錄中找到了管道B點(diǎn)由于搶修時更換了管道，而當(dāng)時沒有其它應(yīng)急的備料，從而使用了同口徑不同厚度的管道。

管道厚度不同，造成了在帶壓開孔刀進(jìn)行對管道壁切削時工作時長的不同。而且厚度越大，時間越長，假定進(jìn)刀速度與軸轉(zhuǎn)速相同，由公式得：

VC=D*π*N*n/1000

式中VC為切削速度，D為帶壓開孔刀直徑N為帶壓開孔刀個數(shù)，n為鉆桿轉(zhuǎn)速。

FZ=VF/N*Z

其中FZ為每齒進(jìn)刀量，VF為進(jìn)刀速度，N是鉆桿轉(zhuǎn)速，Z為齒數(shù)

由以上公式可得帶壓開孔時長為T=LN/vf

因此，帶壓開孔時管道壁厚度越厚，帶壓開孔刀具切斷管道壁的時間越長。這只是通過公式理論計(jì)算得出的結(jié)果。而實(shí)際的情況，時間要更長一些，這是因?yàn)椋?br/>

1.管道壁越厚，造成帶壓開孔刀在切削管道壁時產(chǎn)生的熱量越多，而對于散熱條件不好的密閉環(huán)境中，帶壓開孔刀具的刀齒越容易磨損。

2.管道壁在厚的情況下，其帶壓開孔機(jī)的開孔行程越長。造成帶壓開孔刀伸出管道內(nèi)壁越多，由于切削管道壁時會產(chǎn)生細(xì)小的毛刺，在開孔刀內(nèi)壁及外壁引起摩擦，從而導(dǎo)致?lián)p耗一部分動力來克服摩擦力進(jìn)行切削。深入管道內(nèi)壁越多，其引起的摩擦力越大。其計(jì)算公式將在以后的文章中進(jìn)行詳細(xì)說明。

3.管道壁厚不同應(yīng)當(dāng)換裝不同深度和厚度不同的帶壓開孔刀具來提高管道切削效率。