X80（L系列）管线抢修作业防爆切割操作

2021年4月22日习近平主席在出席“领导人气候峰会”上讲话指出，气候变化给人类生存和发展带来严峻挑战。面对全球环境治理前所未有的困难，国际社会要以前所未有的雄心和行动，共商应对气候变化之策，共谋人与自然和谐共生之道，勇于担当，勠力同心，共同构建人类与自然生命共同体。

在这个大背景下，使用能源清洁化是全球能源发展的重要趋势，天然气作为当前最重要、应用最广泛的清洁能源之一，在我国对天然气的需求量逐年增长。由于天然气管道输送能力同管径和输送压力成正比，大直径高压输送已成为国内外重大管道工程必然的发展趋势。同时，随着管道设计输送能力的增加，超大输量长输管道用管线钢向着更高钢级、更大壁厚发展。

而X80管道钢在国内西气东输及中俄东线天然管道工程中得到了普通应用，其使用前景十分广泛。西气东输二线工程采用X80管线钢，Φ1219 mm螺旋埋弧焊管用热轧板卷最大壁厚18.4 mm，而中俄东线天然气管道工程工程采用X80管线钢，Φ1422 mm螺旋埋弧焊管用热轧板卷壁厚达到21.4 mm。如此硬度的合金管道，其壁厚管径比也达到了0.015。其切割难度随着厚度的增加而呈指数级增长。

切割这类X80管道时使用液压防爆切管机（XJ-QG-1），其具有的机械冷切割特性以及对非对称、圆率较低的管道有着较高的适应性和宽泛性。其切割刀片（XJ-DX03）是以粉末冶金高速钢为基体制成，避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。高速钢是一种含多量碳（C）、钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600摄氏度以上时，硬度仍无明显下降。抗弯强度可达4700MPa,在切割X80管道时，切割温度不超过80摄氏度，使有水冷却方法即可；当要求切割温度不超过10摄氏度时，可采用液氮冷却方式进行石油及燃气管道切割作业。

高性能高速钢刀具与普通刀具相比，有更好的硬度和热硬性，这是通过改变高速钢的化学成分，提高管道切割性能而新研发的专门应用于X80（国内L系列）管道的切割作业刀片。在不进行冷却的切割破坏性实验中，切削温度达650摄氏度时，硬度仍然保持了60HRC以上。其耐用性为普通刀片的6倍，适用于切割高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢、合金钢等材质管道。

下面详细研究一下X80（国内L系列）管道特性：

X80管道钢的碳当量CEpcm=C+Si/30+（Mn+Cu+Cr）/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。

其成分含量w（C）w（S i）w（M n）w（P）w（S）w（N b+V+T i）w（Cu+Cr+Mo+Ni）w（B）CEpcm≤0.07≤0.30≤1.80≤0.01 5≤0.0050≤0.150≤1.20≤0.0005≤0.22。

拉伸性能屈服强度/M P a 抗拉强度/M P a 延伸率/%屈强比弯曲（180°， 弯心直径2.0t，t为试样厚度）HV10555～690625～780≥21≤0.93无裂纹≤265

-2 0℃比冲击韧性冲击功/J 剪切面积/-2 0℃DWTT剪切面积/单值均值单值均值单值均值≥205≥275≥70≥85≥70≥85

21.4 mm特厚壁X80钢热轧板卷开发的技术难点，采用低C-Mn-Nb成分体系，同时加入Cr、Mo、Ni、Cu等合金元素。主要生产工艺流程：铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼（LF+RH+钙处理）、连铸、铸坯加热、2250 mm热连轧机轧制、超快冷冷却、卷取。

采用低C的成分设计关键在于提高钢的断裂韧性；较高的Nb含量可以通过组织强化和析出强化提高强韧性；同时高钢级特厚壁管线钢中通常加入Mo元素提高淬透性，有利于形成针状铁素体组织，改善低温韧性；添加Cr、Ni、Cu等元素有利于提高低温韧性和耐蚀性。冶炼工艺通过铁水预处理+转炉冶炼+炉外精炼的全流程控制和钙处理，提高钢质纯净度；通过全保护浇铸、动态二冷水控制和动态轻压下实现高均质化铸坯控制。热轧过程在2250 mm热连轧机上采用两阶段轧制完成，轧后充分利用超快冷设备获得全板厚方向细小均匀的针状铁素体组织。

对X80石油及燃气管道进行抢修和切割作业时，依据《石油燃气管道维抢修管理程序》规定，现场应当使用防爆类电器及液压工具、手动工具入场。电动机切割、手砂轮、气割、高速粒子水切设备均不得在抢修现场使用。抢修物资实行集装管理，在抢修后，抢修物资消耗应按程序及时进行补充。其中液压防爆切管机铣刀片及坡口刀片应备数量为10片和4片。

维抢修在进行管道切割时，应按照预警信息的内容，做好人员、设备、物资的准备工作，同时启动事故抢修应急处置方案。携带必要的劳保用品、现场安全检测设备和抢修工具前往事故现场。

与普通管道切割的不同点

1.选择使用与管径相同的强度链条，在进行管道切割预紧时，使其拉应力比普通管道的扭矩提高10N.m左右，注意左右两副链条相对管道的垂直度与相互的平行关系。如果两副链条存在不平行时，存在较大的切割应力不仅使切管机发生切割轨道偏移还会使切管刀片加剧磨损。

2.选择使用XJ-DX03型刀片。在安装刀片时，不得使用硬物敲击、击打刀齿及刀片，以防止变形和刀片脱落。旋起切管机，使刀片与管道表面保持20-30mm的距离，防止安装时刀片刀齿刮划管道表面，造成切管机刀片变形。

3.使用水冷却时，应当保持水流匀速喷洒，均匀施洒于刀片表面，地面应当有石油回收槽或冷却水回收槽，防止水量过大而影响作业坑施工；使用液氮冷却时，注意其低温特性对体的伤害。使用液氮添加时，应当穿戴防冻手套，避免与液氮大面积和长时间接触。如果切管机切割管道时处于狭小的空间，一定要注意操作安全，操作人员应当戴压缩空气进行管道切割作业，防止液氮大面积蒸发后对人员造成窒息。