全機(jī)械化天然氣防爆自動(dòng)管道切割對(duì)刀具的要求

天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期且具有持續(xù)性的工作，是不斷地進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理的過程。由于規(guī)劃工作的復(fù)雜性和廣泛性，需要在策略和計(jì)劃在實(shí)施過程中分析現(xiàn)有管網(wǎng)的實(shí)際情況和出現(xiàn)增加或減少的供求關(guān)系，進(jìn)一步優(yōu)化管網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

而對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)際上就是一個(gè)管道網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化問題。天然氣管網(wǎng)最先優(yōu)化的問題，應(yīng)當(dāng)是滿足給定的最優(yōu)化準(zhǔn)則以及約束條件的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。讓現(xiàn)在所有管網(wǎng)的管理者或者后續(xù)的管理者能夠通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D感受到現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)狀況。只有這樣才能制定管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化準(zhǔn)則：最大利潤(rùn)、最小總費(fèi)用、最低成本等。當(dāng)然也同時(shí)可以制定管網(wǎng)的技術(shù)最優(yōu)化準(zhǔn)則：最大可靠性、最快動(dòng)作等。這些最優(yōu)化準(zhǔn)則可以作為選擇系統(tǒng)功能和系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)的明確策略。

                     管網(wǎng)拓?fù)鋱D（例）

1.而在實(shí)施這些策略和計(jì)劃的同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有管網(wǎng)進(jìn)行分析改進(jìn)，并同時(shí)實(shí)施管網(wǎng)的切改和優(yōu)化工作。對(duì)天然氣管道進(jìn)行切割作業(yè)的工程施工設(shè)備選型應(yīng)當(dāng)首先考慮的是安全作業(yè)、環(huán)境保護(hù)、便攜性及后續(xù)焊接作業(yè)，同時(shí)還要兼顧作業(yè)和設(shè)備成本。而XJQG-1或XJQG-3型防爆液壓切管機(jī)適應(yīng)這一特點(diǎn)。

1.1防爆切管機(jī)具有低成本

一套管道液壓防爆切割機(jī)組成：液壓泵站和防爆切管機(jī)。切管機(jī)的管道切割范圍為DN200-DN4000(4米)，而且在這個(gè)范圍內(nèi)只需一個(gè)切管主機(jī)，對(duì)于切割的管道不同直徑，是用不同的鏈條相對(duì)應(yīng)。例如：如果切割DN200的管道，需要DN200鏈條，切割DN1400管道更換DN1400鏈條即可。鏈條的成本很低，無需再購入其它設(shè)備來對(duì)應(yīng)不同管徑的管道，節(jié)省了大量的資金和成本。

1.2為后續(xù)焊接提供便利

在天然氣管道進(jìn)行防爆切割作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守《先鋒管道切割安全流程》TJXF-QG03-2018規(guī)定進(jìn)行管道切割作業(yè)（具體的操作方法可關(guān)注百家號(hào)交流或查閱2019-2021年發(fā)布的文章）。

在進(jìn)行自動(dòng)機(jī)械化管道防爆切割作業(yè)的同時(shí)，在切管機(jī)切割主軸上與切割銑刀一并裝入坡口刀。隨著主切割軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)兩種刀具進(jìn)行切坡作業(yè)，可對(duì)管道切割作業(yè)的同時(shí)進(jìn)行45度和72度坡口加工，利于管道的焊接和承插作業(yè)。

如果需要對(duì)管道焊接有著嚴(yán)格的要求時(shí)，公司研發(fā)和特制了30度切坡一體刀。在裝入防爆切管機(jī)主軸后，可對(duì)天然氣管道進(jìn)行切割和30度坡口作業(yè)，滿足了天然氣特定角度的坡口和切割作業(yè)。

1.3自動(dòng)切割功能

防爆切管機(jī)在設(shè)計(jì)之處就考慮到切管機(jī)的爬行切割作業(yè)，在主軸切削作業(yè)的同時(shí)引入驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)爬行輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并使其沿著鏈條的方向進(jìn)行切割和坡口作業(yè)。這樣可以大幅度地減少操作員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，尤其在氣溫較高的夏天和氣溫較低的冬天，其自動(dòng)切割功能避免了員工中暑和凍瘡的情況發(fā)生。

1.4可有效切割變形管道

由于管道服役時(shí)間過長(zhǎng)或受到外力擠壓使管道變形且圓率較低時(shí)，鏈條可以隨著管道的變形進(jìn)行貼合管道表面緊固，使防爆切管機(jī)能夠順利地通過管道表面，使銑刀輕松破壁并進(jìn)行切削斷管，其間不需要因其會(huì)形成卡刀而停止工作，然后再進(jìn)行調(diào)整設(shè)備（如內(nèi)卡式切管機(jī)），提高管道切割效率。

1.5低速機(jī)械冷切割功能

防爆切管機(jī)以50-80轉(zhuǎn)/分種的切割轉(zhuǎn)速來進(jìn)行管道防爆切割，這個(gè)過程是不允許有火花出現(xiàn)和過高的溫度。

在新研發(fā)刀片的設(shè)計(jì)中，使用了先進(jìn)的硬質(zhì)合金作為刀片，提高了其硬度并且增強(qiáng)了其韌度，有效地降低了切割溫度和提高了刀片散熱速度。在使用水冷卻方式下，切割溫度控制在50-80攝氏度，確保在切割過程中切割作業(yè)的防爆要求和提高了安全系數(shù)。

2.作為管道切割加工主體的防爆切管機(jī)，隨著機(jī)械要素及NC技術(shù)的發(fā)展，冷切割低速、高精度化得到普及。低速機(jī)械冷切割對(duì)管道切削變得容易，提高加工效率、降低成本，而且可以提高管道切割精度，適應(yīng)以前作為難題的管道鋼（X系列管道，典型如X80，X100等）、淬火鋼等較難切削管道的切割作業(yè)。

2.1在刃具方面，硬質(zhì)合金刃具越來越普及，而刀具裝在加工機(jī)器與刃具之間，起著保持刃具的作用。所以低速機(jī)械冷切割管道不但要求刀具自身具有良好的剛性、柔性、動(dòng)平衡性及操作性，同時(shí)對(duì)在與切管機(jī)主軸連接時(shí)的剛性和連接精度各方面都提出了嚴(yán)格的要求。

2.2刀具的剛性一直是機(jī)械加工中被重視的主要問題之一。剛性不足會(huì)引起在進(jìn)行管道防爆切割作業(yè)時(shí)刀具的振動(dòng)或發(fā)生刀具傾斜，影響管道切割精度、加工效率。并且因?yàn)榈毒叩恼駝?dòng)會(huì)加快刀刃的磨損，甚至影響防爆切管機(jī)內(nèi)部主軸及主機(jī)的使用壽命。

如果將切管機(jī)銑刀片做得較厚且實(shí)心那它的剛性與截面直徑的4次方成正比，與銑刀片的直徑的3次方成反比。也就是說，切管機(jī)銑刀片做得越厚，直徑越小，則剛性便越強(qiáng)。

而實(shí)際的管道切割作業(yè)中對(duì)防爆切管機(jī)銑刀片的要求恰恰相反，需要切割較厚的管道厚度（40-50mm），并且切割的要穩(wěn)和快（要求刀片不能過厚，過厚則使管道切割速度降低和溫度的上升以及會(huì)引起管道震動(dòng)）。因此，在近萬次的管道切割作業(yè)中來挑選比較代表性的切割厚度和尺寸來滿足95%以上的管道切割需求。而較厚的管道壁切割則需要采購定制的刀具來滿足管道切割需求。

總之，在現(xiàn)在環(huán)保要求越來越重視的今天，使用對(duì)環(huán)境污染和人身傷害較大的切割設(shè)備是不適宜的，尤其是水切割，其揚(yáng)塵的污染和靜電（防爆切割最需避免）的產(chǎn)生是無法解決的問題。因此，使用全機(jī)械化自動(dòng)冷切割防爆液壓切管機(jī)是天然氣管道搶修搶險(xiǎn)工作中管道防爆切割工具，其切割管徑范圍廣是有效節(jié)省成本的管道切割工具之一。