全機械化天然氣防爆自動管道切割對刀具的要求

天然氣管網的規劃設計工作是一項長期且具有持續性的工作，是不斷地進行監測和管理的過程。由于規劃工作的復雜性和廣泛性，需要在策略和計劃在實施過程中分析現有管網的實際情況和出現增加或減少的供求關系，進一步優化管網結構。

而對管網進行優化實際上就是一個管道網絡最優化問題。天然氣管網最先優化的問題，應當是滿足給定的最優化準則以及約束條件的網絡拓撲結構。讓現在所有管網的管理者或者后續的管理者能夠通過網絡拓撲圖感受到現實的網絡經營狀況。只有這樣才能制定管網的經濟最優化準則：最大利潤、最小總費用、最低成本等。當然也同時可以制定管網的技術最優化準則：最大可靠性、最快動作等。這些最優化準則可以作為選擇系統功能和系統發展目標的明確策略。

                     管網拓撲圖（例）

1.而在實施這些策略和計劃的同時，對現有管網進行分析改進，并同時實施管網的切改和優化工作。對天然氣管道進行切割作業的工程施工設備選型應當首先考慮的是安全作業、環境保護、便攜性及后續焊接作業，同時還要兼顧作業和設備成本。而XJQG-1或XJQG-3型防爆液壓切管機適應這一特點。

1.1防爆切管機具有低成本

一套管道液壓防爆切割機組成：液壓泵站和防爆切管機。切管機的管道切割范圍為DN200-DN4000(4米)，而且在這個范圍內只需一個切管主機，對于切割的管道不同直徑，是用不同的鏈條相對應。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，無需再購入其它設備來對應不同管徑的管道，節省了大量的資金和成本。

1.2為后續焊接提供便利

在天然氣管道進行防爆切割作業時，應當嚴格遵守《先鋒管道切割安全流程》TJXF-QG03-2018規定進行管道切割作業（具體的操作方法可關注百家號交流或查閱2019-2021年發布的文章）。

在進行自動機械化管道防爆切割作業的同時，在切管機切割主軸上與切割銑刀一并裝入坡口刀。隨著主切割軸的轉動帶動兩種刀具進行切坡作業，可對管道切割作業的同時進行45度和72度坡口加工，利于管道的焊接和承插作業。

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

1.3自動切割功能

防爆切管機在設計之處就考慮到切管機的爬行切割作業，在主軸切削作業的同時引入驅動力驅動爬行輪轉動，并使其沿著鏈條的方向進行切割和坡口作業。這樣可以大幅度地減少操作員工的勞動強度，尤其在氣溫較高的夏天和氣溫較低的冬天，其自動切割功能避免了員工中暑和凍瘡的情況發生。

1.4可有效切割變形管道

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

1.5低速機械冷切割功能

防爆切管機以50-80轉/分種的切割轉速來進行管道防爆切割，這個過程是不允許有火花出現和過高的溫度。

在新研發刀片的設計中，使用了先進的硬質合金作為刀片，提高了其硬度并且增強了其韌度，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的防爆要求和提高了安全系數。

2.作為管道切割加工主體的防爆切管機，隨著機械要素及NC技術的發展，冷切割低速、高精度化得到普及。低速機械冷切割對管道切削變得容易，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。

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

2.2刀具的剛性一直是機械加工中被重視的主要問題之一。剛性不足會引起在進行管道防爆切割作業時刀具的振動或發生刀具傾斜，影響管道切割精度、加工效率。并且因為刀具的振動會加快刀刃的磨損，甚至影響防爆切管機內部主軸及主機的使用壽命。

如果將切管機銑刀片做得較厚且實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，切管機銑刀片做得越厚，直徑越小，則剛性便越強。

而實際的管道切割作業中對防爆切管機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引起管道震動）。因此，在近萬次的管道切割作業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，在現在環保要求越來越重視的今天，使用對環境污染和人身傷害較大的切割設備是不適宜的，尤其是水切割，其揚塵的污染和靜電（防爆切割最需避免）的產生是無法解決的問題。因此，使用全機械化自動冷切割防爆液壓切管機是天然氣管道搶修搶險工作中管道防爆切割工具，其切割管徑范圍廣是有效節省成本的管道切割工具之一。