怎樣在水壓和燃?xì)鈳旱奈ｋU(xiǎn)環(huán)境下管道切割坡口安全作業(yè)？

燃?xì)夤艿缼馇懈罨蚬┧艿涝谟兴畨旱那闆r下實(shí)現(xiàn)安全管道切割作業(yè)是管道切改優(yōu)化工程和管道搶修搶險(xiǎn)作業(yè)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。那么在管道工程施工中常見(jiàn)的管道切割和坡口的工具按切割的溫度來(lái)分，它可以分為：機(jī)械冷切割坡口和火花切割人工坡口。下面就這兩類切割手段來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：

1.火花類切割和坡口工具

火花類切割和人工坡口工具是管道施工中常見(jiàn)的施工和搶修工具，主要是以氣割、角磨機(jī)以及激光、線切割以及水切割等為代表的設(shè)備在進(jìn)行管道切割。其共同的特點(diǎn)是在進(jìn)行管道切割時(shí)有火花濺出，雖然水切割時(shí)并不會(huì)產(chǎn)生火花，但其在生產(chǎn)中產(chǎn)生的靜電也是不容忽視的安全問(wèn)題因此被歸為火花類切割工具。

1.1氣割

氣割的工作原理主要是利用氣體火焰將被切割的金屬預(yù)熱到燃點(diǎn)，使其在純氧氣流中劇烈燃燒，形成熔渣并放出大量的熱。在高壓氧的吹力作用下，將氧化熔渣吹掉，所放出的熱量又進(jìn)一步預(yù)熱下一層金屬，使其達(dá)到熔點(diǎn)。金屬的氣割過(guò)程，就是預(yù)熱、燃燒、吹渣的連續(xù)過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是金屬在純氧中燃燒的過(guò)程，而不是熔化過(guò)程。

這種切割是具有較高的溫度且會(huì)改變金屬金相的切割作業(yè)，氣割后的管材邊緣較硬且還需要再進(jìn)行人工坡口。

1.2激光切割

激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同時(shí)用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料，并使激光束與材料沿一定軌跡作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使管道表面形成一定形狀的切縫。激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中。

激光切割要求較高的工作條件和工作環(huán)境，切割前穿孔是管道施工中難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@會(huì)帶來(lái)更加危險(xiǎn)的工作環(huán)境。并且其電源要求及氧氣的存放在工程施工中受到了極大的限制。

1.3線切割

電火花線切割機(jī)（Wire Electrical Discharge Machining簡(jiǎn)稱WEDM），屬電加工范疇，是由前蘇聯(lián)拉扎聯(lián)科夫婦研究開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時(shí)，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時(shí)高溫可以使局部的金屬熔化、氧化而被腐蝕掉，從而開(kāi)創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法。

這種切割方法與激光切割類設(shè)備一樣要求較高的生產(chǎn)環(huán)境，而工程施工的惡劣條件顯然無(wú)法滿足。

1.4水切割

水切割又稱水刀，即高壓水射流切割技術(shù)，是一種利用高壓水流切割的機(jī)器。在高壓的水流中添加砂料（石榴石，砂紙上常用的一種材料）作為切割金屬部件的主要磨料。高壓射出的混有砂料的水柱在密閉的環(huán)境中具有較好的切割性能。

水切割根本無(wú)法消除靜電，且在露天環(huán)境中進(jìn)行管道搶修及切割作業(yè)時(shí)，其水柱中的細(xì)小顆粒（二氧化硅）會(huì)造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題以及會(huì)引起操作人員的身心健康問(wèn)題（引起塵肺）。其在切割大口徑管道時(shí)所需要的磨料是驚人的，還要保障其更大的用水量，因此在野外作業(yè)的管道工程中使用具有相當(dāng)大的限制性。并且其在切割作業(yè)中產(chǎn)生的靜電問(wèn)題是在危險(xiǎn)的易燃易爆的環(huán)境中應(yīng)極力避免的。

1.5角磨機(jī)

角磨機(jī)的工作原理是利用電機(jī)帶動(dòng)手砂輪進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，利用速度差及砂輪表面的磨料來(lái)進(jìn)行管道切割的。在管道工程中這種設(shè)備具有小巧靈活的特性而被廣泛采用。

在切割大口徑管道和坡口時(shí)(DN1000以上)時(shí)，所耗費(fèi)的人工工時(shí)較大，并不會(huì)成為管道切割作業(yè)設(shè)備的主流，其主要是作為輔助設(shè)備來(lái)使用的。

2.機(jī)械冷切割設(shè)備

機(jī)械冷切割是一種切割方法，采用切割過(guò)程不產(chǎn)生高溫的技術(shù)手段或方法，使被切割物保持原有材料特性，切割過(guò)程溫度沒(méi)有劇烈的升溫變化，通常溫升不超過(guò)40攝氏度。主要的工作原理是使用摩擦切割法、切削法、化學(xué)法等進(jìn)行管道切割的設(shè)備或工具。如，鉸接式切管機(jī)、液壓擠刀（片式或鏈條式，主要切割鑄鐵管道）、防爆自動(dòng)液壓切管機(jī)（爬管機(jī)）等工具。

2.1鉸接式切管機(jī)

XJ-QS系列鉸接式切管機(jī)（手搖刀）與管子割刀都是一種簡(jiǎn)易的小型切管機(jī)，用來(lái)切割鋼管（不可切割合金鋼、螺旋鋼管）、不銹鋼、鑄鐵、球墨、銅合金、鋁合金等管材的專用工具。使用前要根據(jù)管道的通徑不同來(lái)進(jìn)行選擇不同的切管機(jī)型號(hào)。

在小口徑管道（DN300以下）燃?xì)饧疤烊粴夤艿肋M(jìn)行冷切割作業(yè)較為常見(jiàn)。主要是利用刀刃不斷刃入管道表面并做小于90度的旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到一層層地進(jìn)行管道剝離作業(yè)。

這種切管機(jī)是屬于機(jī)械冷切割切管機(jī)，其主要應(yīng)用于提前做好人身防護(hù)且出水（氣）量較小的工作場(chǎng)合中使用。

這是因?yàn)樗谑褂弥行枰斯げ粩嗟匦D(zhuǎn)，而斷口出現(xiàn)則是突然性的一次斷開(kāi)，如遇到大水量或氣量較大的管道，對(duì)人身操作是有極大的安全隱患的。并且管道切斷后需要人工再進(jìn)行坡口的作業(yè)，具有一定的安全隱患和較多的人工來(lái)進(jìn)行管道切割作業(yè)。

這種設(shè)備早在上世紀(jì)50年代就已經(jīng)出現(xiàn)的技術(shù)，目前DN150以上管道切割的作業(yè)被防爆自動(dòng)切管機(jī)所代替。

2.2防爆自動(dòng)切管機(jī)

XJQG-1/3型防爆自動(dòng)切管機(jī)是新一代具有管道自動(dòng)切割同時(shí)坡口制備的自動(dòng)化切管機(jī)。在管道切割前，將鏈條緊密貼合于管道之上后，切管機(jī)可自動(dòng)進(jìn)行管道切割和坡口作業(yè)（如不需要坡口，只需卸下坡口刀即可），切割作業(yè)過(guò)程中不再需要人工的干預(yù)，直至重口切斷。

2.2.1在出水量較大，且口徑較大的管道（DN1000以上）切割作業(yè)時(shí)，由于其管道切割破壁是從刀片切坡管道后就開(kāi)始，因此，管道內(nèi)的水或燃油、石油是較小量從破壁處流出，可有效安全地掌握管道切割作業(yè)的出水量。即使有人在管道切割現(xiàn)場(chǎng)周邊，也能做到從容應(yīng)對(duì)。

2.2.2在石油天然氣管道切割作業(yè)中，其較低的機(jī)械冷切割溫度（水冷條件下80攝氏度，液氮條件下0攝氏度切割溫度）進(jìn)行管道切割和坡口作業(yè)。具有較高的安全性和切割精度。

2.2.3切割范圍及厚度

切割范圍為DN150-DN4000（4米)，厚度32mm以下的金屬管道。

切割金屬管道的材質(zhì)：鑄鐵管、球墨管、鋼管、管線鋼（X120以下或L830M）、不銹鋼等合金管材。

2.2.4驅(qū)動(dòng)使用液壓動(dòng)力，如在野外施工則優(yōu)先選用汽油機(jī)液壓泵站，如在氣站或加油站內(nèi)作業(yè)則選用防爆電機(jī)液壓泵站。

2.2.5自動(dòng)化程度較高，節(jié)省大量人工及消除危險(xiǎn)環(huán)境（易燃易爆）的不安全因素人身傷害，極大提高管道工程的勞動(dòng)生產(chǎn)率。

參考文獻(xiàn)：

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