全机械化天然气防爆自动管道切割对刀具的要求

天然气管网的规划设计工作是一项长期且具有持续性的工作，是不断地进行监测和管理的过程。由于规划工作的复杂性和广泛性，需要在策略和计划在实施过程中分析现有管网的实际情况和出现增加或减少的供求关系，进一步优化管网结构。

而对管网进行优化实际上就是一个管道网络最优化问题。天然气管网最先优化的问题，应当是满足给定的最优化准则以及约束条件的网络拓扑结构。让现在所有管网的管理者或者后续的管理者能够通过网络拓扑图感受到现实的网络经营状况。只有这样才能制定管网的经济最优化准则：最大利润、最小总费用、最低成本等。当然也同时可以制定管网的技术最优化准则：最大可靠性、最快动作等。这些最优化准则可以作为选择系统功能和系统发展目标的明确策略。

                     管网拓扑图（例）

1.而在实施这些策略和计划的同时，对现有管网进行分析改进，并同时实施管网的切改和优化工作。对天然气管道进行切割作业的工程施工设备选型应当首先考虑的是安全作业、环境保护、便携性及后续焊接作业，同时还要兼顾作业和设备成本。而XJQG-1或XJQG-3型防爆液压切管机适应这一特点。

1.1防爆切管机具有低成本

一套管道液压防爆切割机组成：液压泵站和防爆切管机。切管机的管道切割范围为DN200-DN4000(4米)，而且在这个范围内只需一个切管主机，对于切割的管道不同直径，是用不同的链条相对应。例如：如果切割DN200的管道，需要DN200链条，切割DN1400管道更换DN1400链条即可。链条的成本很低，无需再购入其它设备来对应不同管径的管道，节省了大量的资金和成本。

1.2为后续焊接提供便利

在天然气管道进行防爆切割作业时，应当严格遵守《先锋管道切割安全流程》TJXF-QG03-2018规定进行管道切割作业（具体的操作方法可关注百家号交流或查阅2019-2021年发布的文章）。

在进行自动机械化管道防爆切割作业的同时，在切管机切割主轴上与切割铣刀一并装入坡口刀。随着主切割轴的转动带动两种刀具进行切坡作业，可对管道切割作业的同时进行45度和72度坡口加工，利于管道的焊接和承插作业。

如果需要对管道焊接有着严格的要求时，公司研发和特制了30度切坡一体刀。在装入防爆切管机主轴后，可对天然气管道进行切割和30度坡口作业，满足了天然气特定角度的坡口和切割作业。

1.3自动切割功能

防爆切管机在设计之处就考虑到切管机的爬行切割作业，在主轴切削作业的同时引入驱动力驱动爬行轮转动，并使其沿着链条的方向进行切割和坡口作业。这样可以大幅度地减少操作员工的劳动强度，尤其在气温较高的夏天和气温较低的冬天，其自动切割功能避免了员工中暑和冻疮的情况发生。

1.4可有效切割变形管道

由于管道服役时间过长或受到外力挤压使管道变形且圆率较低时，链条可以随着管道的变形进行贴合管道表面紧固，使防爆切管机能够顺利地通过管道表面，使铣刀轻松破壁并进行切削断管，其间不需要因其会形成卡刀而停止工作，然后再进行调整设备（如内卡式切管机），提高管道切割效率。

1.5低速机械冷切割功能

防爆切管机以50-80转/分种的切割转速来进行管道防爆切割，这个过程是不允许有火花出现和过高的温度。

在新研发刀片的设计中，使用了先进的硬质合金作为刀片，提高了其硬度并且增强了其韧度，有效地降低了切割温度和提高了刀片散热速度。在使用水冷却方式下，切割温度控制在50-80摄氏度，确保在切割过程中切割作业的防爆要求和提高了安全系数。

2.作为管道切割加工主体的防爆切管机，随着机械要素及NC技术的发展，冷切割低速、高精度化得到普及。低速机械冷切割对管道切削变得容易，提高加工效率、降低成本，而且可以提高管道切割精度，适应以前作为难题的管道钢（X系列管道，典型如X80，X100等）、淬火钢等较难切削管道的切割作业。

2.1在刃具方面，硬质合金刃具越来越普及，而刀具装在加工机器与刃具之间，起着保持刃具的作用。所以低速机械冷切割管道不但要求刀具自身具有良好的刚性、柔性、动平衡性及操作性，同时对在与切管机主轴连接时的刚性和连接精度各方面都提出了严格的要求。

2.2刀具的刚性一直是机械加工中被重视的主要问题之一。刚性不足会引起在进行管道防爆切割作业时刀具的振动或发生刀具倾斜，影响管道切割精度、加工效率。并且因为刀具的振动会加快刀刃的磨损，甚至影响防爆切管机内部主轴及主机的使用寿命。

如果将切管机铣刀片做得较厚且实心那它的刚性与截面直径的4次方成正比，与铣刀片的直径的3次方成反比。也就是说，切管机铣刀片做得越厚，直径越小，则刚性便越强。

而实际的管道切割作业中对防爆切管机铣刀片的要求恰恰相反，需要切割较厚的管道厚度（40-50mm），并且切割的要稳和快（要求刀片不能过厚，过厚则使管道切割速度降低和温度的上升以及会引起管道震动）。因此，在近万次的管道切割作业中来挑选比较代表性的切割厚度和尺寸来满足95%以上的管道切割需求。而较厚的管道壁切割则需要采购定制的刀具来满足管道切割需求。

总之，在现在环保要求越来越重视的今天，使用对环境污染和人身伤害较大的切割设备是不适宜的，尤其是水切割，其扬尘的污染和静电（防爆切割最需避免）的产生是无法解决的问题。因此，使用全机械化自动冷切割防爆液压切管机是天然气管道抢修抢险工作中管道防爆切割工具，其切割管径范围广是有效节省成本的管道切割工具之一。