水切割與爬管機(jī)在暴露環(huán)境下管道切割作業(yè)中的職業(yè)健康及污染分析

水刀切割機(jī)的原理與清潔生銹工件表面的噴砂設(shè)備相同，是靠水流的動(dòng)能帶動(dòng)磨料對(duì)工作進(jìn)行磨砂作業(yè)，區(qū)別只是加水與不加水的關(guān)系。它常用于機(jī)械加工的廠房?jī)?nèi)密閉空間中采用特殊防塵和嚴(yán)密的保障操作人員職業(yè)健康安全條件下，進(jìn)行機(jī)械加工的切割工具。

水切割應(yīng)當(dāng)在密閉且有水緩沖條件下進(jìn)行防塵切割 露天環(huán)境下對(duì)人體造成傷害，對(duì)環(huán)境造成污染

用水刀切割機(jī)切割出的工件材料損失較小，切割速度較快（工件在10mm厚度下，如超過(guò)10mm每增加1mm，其速度降低1/4，14mm碳鋼管道切割管道速度僅為4cm/分種，且不能坡口），可切割較為復(fù)雜的工作模型，屬于工件冷切割范疇。

而爬管機(jī)是專業(yè)用于野外管道工程建設(shè)、管道搶修作業(yè)的機(jī)械冷切割設(shè)備。其采用先進(jìn)的超硬合金或納米CBN作為刀具（與數(shù)控加工中心所用的刀具材質(zhì)相同，硬度更高），具有切割精度高和切割穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，20mm厚度碳鋼管道的切割速度為10cm/分鐘，還可以在切割作業(yè)的同時(shí)進(jìn)行坡口作業(yè)，一次性完成管道切割和坡口作業(yè)。

  采用超硬合金技術(shù)制造的超硬刀片 散熱效率好切割精度高

下面簡(jiǎn)述兩種切割設(shè)備在露天環(huán)境下管道切割作業(yè)中工作原理、耗材、環(huán)保、效率等方面進(jìn)行簡(jiǎn)要比較和分析：

1.設(shè)備工作原理

1.1 水切割是利用一級(jí)或多級(jí)加壓泵把水進(jìn)行一次或多級(jí)加壓（原理與洗車水槍相同），為了保持較為穩(wěn)定的壓力，還需要在加壓泵后增加儲(chǔ)能罐以維持相對(duì)恒定的壓力。在加工作業(yè)中使水就獲得了壓力，并形成一定速度的水流流向噴嘴。

你以為這樣就可以切割了？很環(huán)保是么？不，如果切割材質(zhì)較硬的金屬材料，還需要使用20-80目左右二氧化硅（較為純凈，價(jià)格較高）、石英砂或石榴石（含有金屬雜質(zhì)，是二氧化硅的替代品，價(jià)格較低800-1200元/噸）磨料顆粒添加進(jìn)來(lái)。在高速水流的沖擊下，使磨料也獲得了動(dòng)能，其水與磨料的混合物經(jīng)紅寶石或合金噴嘴形成較細(xì)的水流完成磨擦管道表面進(jìn)行工件的加工作業(yè)，切割作業(yè)時(shí)有較大的噪音和污染。

露天環(huán)境下進(jìn)行切割，人眼無(wú)法觀測(cè)飄浮于空氣中的硅塵，人體吸入后造成塵肺

1.2爬管機(jī)（防爆切管機(jī)）工作原理是依靠液壓泵站形成的液壓能經(jīng)高壓膠管傳遞切管機(jī)液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)高效地將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后驅(qū)動(dòng)切削軸進(jìn)行作業(yè)。其中經(jīng)過(guò)變速箱將速度降低提高扭矩，帶動(dòng)管道冷切割刀片實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的機(jī)械冷切割作業(yè)。其工作壓力10MPa，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無(wú)噪音。

依靠液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)沿緊固管道的鏈條自主爬行，直至管道實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切割完畢。

        雙機(jī)同時(shí)并行進(jìn)行自來(lái)水DN1200管道切割，提高工作效率

2.切割作業(yè)對(duì)人體的傷害和環(huán)境污染問(wèn)題

2.1水切割并不是用水切割，其真實(shí)的原理是類似于清潔工年表面的磨砂設(shè)備加水。在水流的帶動(dòng)下，磨料經(jīng)噴嘴高速地向管道表面噴射，一點(diǎn)點(diǎn)地將管道表面磨出一道口子。從而看似象是切割，其實(shí)是磨料的不斷沖刷而形成的。切割時(shí)雖然肉眼看不到管道切割后的碎屑，其中一部分細(xì)小的碎屑被二氧化硅粒子帶入至空氣中，形成金屬塵埃；另一部分則在高速的沖擊下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成了硅酸鹽并與水混合。這種類似于水泥類的硅酸鹽如果滲入土壤會(huì)造成建筑類水泥垃圾，無(wú)法得到有效的降解，并且會(huì)使土壤板結(jié)和酸化，滲入土層則會(huì)嚴(yán)重影響地下水水質(zhì)，造成次生危害。

而二氧化硅磨料粒子經(jīng)磨擦管道表面并經(jīng)管道的反彈后形成人眼無(wú)法看到的硅塵而分布于現(xiàn)場(chǎng)四周。人體吸入后無(wú)法排出，長(zhǎng)時(shí)間累積作業(yè)會(huì)造成呼吸急促、困難，使肺部纖維化，造成塵肺，甚至肺癌。

2.2爬管機(jī)是利用切削軸帶動(dòng)超硬合金刀片，對(duì)管道進(jìn)行機(jī)械冷切削作業(yè)。由于先鋒管道在硬質(zhì)合金刀具的二十年研究與技術(shù)積累，其生產(chǎn)也嚴(yán)格按照《先鋒管道切割生產(chǎn)流程》生產(chǎn)，確保管道搶修、管道切割作業(yè)能夠出色且安全的完成。

由于超硬合金的硬度比管材高，且刀齒鋒利，切削時(shí)類似于剪刀剪紙一樣，還因其良好的散熱功能和水冷卻作用，使切割溫度不超過(guò)60攝氏度。如果對(duì)切削溫度有較高的要求，可以使液氮來(lái)進(jìn)行冷卻，其切削溫度為-10至0攝氏度。

切割作業(yè)中會(huì)形成切屑分散于管道周圍，屬于固態(tài)切屑，肉眼可見，無(wú)污染和化學(xué)反應(yīng)物。

       管道切割現(xiàn)場(chǎng)，肉眼可見切屑，對(duì)人體無(wú)害且綠色環(huán)保

3.露天環(huán)境下管道切割作業(yè)防護(hù)

3.1水切割本屬于機(jī)械加工廠房?jī)?nèi)密閉空間中進(jìn)行，如果非要使用水切割在露天環(huán)境下進(jìn)行管道切割就應(yīng)當(dāng)做好如下幾個(gè)防護(hù)問(wèn)題，且不能完全有效防止：

a.首先從操作人員的職業(yè)健康角度，就必須要求操作者穿著防護(hù)服及佩戴防塵面具來(lái)進(jìn)行作業(yè)。如果涉及易燃易爆的石油天然氣工作場(chǎng)所，既要做到防毒還要做到防塵，則不可能兩者同時(shí)實(shí)現(xiàn)；

b.其次要解決空氣污染問(wèn)題。需要提前在管道切割現(xiàn)場(chǎng)建立封閉式防塵罩或防塵車間，使硅塵全部被控制住，且人員進(jìn)入則要穿著防護(hù)服和防塵面具；

c.作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有水塵、砂塵防外溢回收裝置和措施，其地面上也要有防滲保護(hù)措施。

3.2爬管機(jī)在露天環(huán)境下進(jìn)行管道切割，只需穿著工作服即可。

明天的文章中會(huì)對(duì)兩種設(shè)備的價(jià)格、耗材價(jià)格、便攜性、工作效率及價(jià)格進(jìn)行詳細(xì)分析，這樣才能確保您 在石油燃?xì)夤艿狼懈钤O(shè)備選型工作中不被表面現(xiàn)象所迷惑。關(guān)注天津先鋒管道帶壓開孔百家號(hào)，講述管道工程技術(shù)的先進(jìn)技術(shù)和真實(shí)理念。

      爬管機(jī)進(jìn)行燃?xì)夤艿狼懈钇驴谝淮瓮瓿墒┕?/span>

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