管道机械冷切割机的刀具磨损原因

栏目：自爬式液压切管机（爬管机）工程发布时间：2020-12-02 作者: 杜亚利来源: 原创浏览量: 822

分享到：

进行管道机械冷切割作业时，应当注意按照天津先锋管道切割作业规范进行，刀片的降温和采取适当的降温方式（如风冷、水冷、气冷和强制冷气以及速冻方式等）才能做做节省刀片和真正的安全冷切割。

管道机械冷切割机是一种采用液压方式驱动，并由机械锯片方式的切割方法，在管道切割过程进行温度控制或低温的技术手段或方法，使被切割的管道材质保持原有材料特性，切割过程在切削液、水冷却下，切割温度没有剧烈的升温变化的设备总称。

管道机械冷切割机一般适用于原油管道、天然气管道、煤气管道、机场燃料管道的抢维修作业，同样适合水下40米作业深度。

机械冷切割机适用的切割管材为合金钢管（含X系列管道）、不锈钢管道、钢管（含螺旋钢管）、铸铁管、PE管等。依据切割的管材不同，换装不同的管道切割刀片。

机械冷切割机目前在认识上存在误区，尤其是安全切割作业，如应急管理部指定的可燃气体的环境下作业，要求非常严格。千万不要将液压锯、燃油机切割锯、水降温等离子、高压水切割归类为安全冷切割机具，这是极其危险的。

管道机械冷切割机既然采用的是机械锯片方式进行切割，就存在刀具磨损现象。严格按照《天津先锋管道切割规范》进行操作下，正常的切割状态，磨损分为正常磨损和非正常磨损，下面就刀具磨损的原因进行分析和研究：

1.刀具磨损

刀具在进行管道切割时，按磨损原因可分为：

1.1管道材料磨损

被切割的管道材料中常有一些硬度极高的微小颗粒，能在冷切割机刀具表面划出沟纹，这就是管道材料磨砂损。管道材料磨损在各个面都存在，刀具的前刀面最明显。而且在进行管道切割过程中以不同的切削速度下都能发生材料磨损。严格按照《天津先锋管道切割规范》进行操作，对管道进行低于0.3mm/S的速度进行低速切削时，由于切削温度较低，其它原因产生的磨损都不明显，因而管道材料磨损是其主要原因。另外，刀具硬度越低管道材料磨损的现象越严重。

因此，在进行管道切割作业过程中，如果只存在管道材料磨损情况下，尽量选用硬度较高的刀具效果越好，反正更加节省成本。此种管道切割环境下作业，不会产生刀瘤，并不需要选用添加了快速散热物质的刀片来辅助散热。

1.2冷焊磨损

冷切割机刀片进行管道切削时，管道壁、切削与前后刀面之间，存在很大的压力和强烈的摩擦，局部温度降温措施不足而导致温度升高后因而会发生冷焊。由于摩擦副之间有相对运动，冷焊将产生破裂被一方带走，从而造成冷焊磨损。严格按照《先锋管道切割规范》进行操作冷焊磨损一般是在管道切割的中等切削速度下比较严重。

根据实验表明，脆性金属比塑性金属的抗冷焊能力强；多相金属比单向金属小；金属化合物比单质冷焊倾向小；化学元素周期表中B族元素与铁的冷焊倾向小。高速钢与硬质合金低速切削时冷焊比较严重。

1.3扩散磨损

如果机械冷切割机在进行管道切割过程中降温措施不到位或无降温措施时，刀片在高温下切削、管道壁与刀具接触过程中，双方的化学元素在固态下相互扩散，改变刀具的成分结构，使刀具表层变得脆弱，加剧了刀具的磨损。

管道切割的刀具材料扩散现象总是保持着深度梯度高的物体向深度梯度低物体持续扩散。例如硬质合金在800℃时其中的钴便迅速地扩散到切屑、工件中去，WC分解为钨和碳扩散到钢中去；刀具在切削钢、铁材料时当切削温度高于800℃时，碳原子将以很大的扩散强度转移到工件表面形成新的合金，刀具表面石墨化。钴、钨扩散比较严重，钛、钽、铌的抗扩散能力较强。故YT类硬质合金耐磨性较好。

陶瓷和PCBN切削时，当温度高达1000℃-1300℃时，扩散磨损尚不显著。合金类管道管材、切屑与刀具由于材料的不同，切削时在接触区将产生热电势，这种热电势有促进扩散的作用而加速刀具的磨损。这种在热电势的作用下的扩散磨损，称为“热电磨损”。

1.4氧化磨损

当温度升高时，刀具表面氧化产生较软的氧化物被切屑摩擦而形成的磨损称为氧化磨损。如：在700℃~800℃时空气中的氧与硬质合金中的钴及碳化物、碳化钛等发生氧化反应，形成较软的氧化物;在1000℃时PCBN与水蒸气发生化学反应。

机械冷切割的降温方式在以后的章节中有所阐述，这里就不进行详细说明。