分析带压开孔振动原因，是保护设备的重要环节

在管道系统运行过程中振动是经常发生的现象。振动的理论分析是以牛顿定律为依据的，振动是指点或点系在它的平衡位附你的家人往返重复的运动。因此，任何具有弹性的结构物，当使它离开平衡位置后都可能发生振动，尤其是共振会使管道结构发生破坏。在分析振动的原因时，要考虑弹性物体的摆动规律。

引起机械振动的原因是动力荷载，该荷载的特点是它的大小、方向、作用位置随时间而变化，从而使管道结构物产生加速度而形成惯性力。架设于管道系统中的中继泵、电动机、压力不均、水锤效应、管线周围大型设备的高速振动所引起的共振等都是引起管道振动的原因。

管道带压开孔作业所引起的振动主要由钻轩转动、管道切削以及介质在开孔时所形成的涡流、温差等造成振动等。这些振动所形成的惯性力是否对带压开孔作业有所影响，下面就简要对钻杆的振动进行分析，其它方面放在以后的文章中进行阐述：

1.钻杆的制造环节

钻杆的制造环节是减少带压开孔作业时振动比较重要的环节。钻杆在使用过程中必须能够随受巨大的内外压力，这使得钻杆必须要有足够高的强度、硬度和耐磨性。而在带压开孔机钻头进行管道钻孔作业时，因钻头断裂、磨平等情况下，不能发生弯曲变形。因此，钻杆的材料前提是应能进行调质。

使用铸造的钻杆因其本身具有砂眼、夹渣等缺陷，而且不可调质，天然地造成钻杆不可使用性。因砂眼及夹渣的现象，在显微镜下显示凹凸不平的表面，尤其是铸造的钻杆内部含有其它杂质硬颗粒对带压开孔机的密封及铜套形成永久的拉伤而造成泄漏事故。

1.1钻杆材料成分

在管道带压开孔钻杆生产过程中，根据管道材质及开孔长度通常会选用35CrMO和36Mn2V两种材料。其中35CrMo合金结构钢材，具有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温状态下有较高的蠕变强度与持久强度。

36Mn2V属于中碳合金钢，具有更高的强度和韧性。铬元素的加入使得钢材的淬透性，细化日粒，减小过热敏感性，但增加了钢材的回火脆性的敏感性。适量加入钼元素不仅可以提高钢材的淬透性，消除铬元素带来的回火脆性，并使其在调质后能获得较高的冲击韧性。

因此，在定制钻杆时应根据不同场合和通用场合来分别定制带压开孔机钻杆，以提高带压开孔机的适用性。

1.2钻杆的加工

选取带压开孔机的材料后，开始进行下料生产。根据不同的带压开孔机型号切选取不同直径和型号的钢材进行切割截断处理。如钻杆为DN1600以上带压开孔机上使用时，还应对钢材两端进行锻压热挤压处理，以形成有效的强度提高钻杆初次启动时的较大扭矩适应性。

a.对钻杆的刀具装载部分与钻杆的推进部分按《先锋管道带压开孔机生产流程》中7.1.6及7.2.4条款规定进行粗车加工处理。

b.调质处理。热处理工序是为了加强带压开孔机钻杆的整体力学性能，使其具有较强的硬度和良好的塑性及韧性。调质分为高温奥氏体化，在标准的温度并保温一定时间进行淬火。最后进行回火工艺，主要是消除淬火和正火所产生的残余应力并增加钻杆钢材的延展性及韧性。

2.钻杆的校直。在对钻杆进行调质过程中，钻杆在经历淬火过程中的组织应力热应力的作用，调质处理后钻杆会产生变形，通过校直使其恢复。

在带压开孔机钻杆校直过程中，要通过两种方法来进行校正。

2.1静止调直。将钻杆两端相对应的分成8等份。使用两组激光测距分别测试4次。每次记录下偏移点位，然后标记进行初级静态校正。

2.2转动调直。将钻杆放入调直车床，两端分别固定，分别以30、50、80的速度使钻杆转动，使用标记尺进行测量。跳动较高的部位为首要调直目标。

带压开孔机的钻杆跳动会直接影响管道开孔刀进行管道切削作业的效果。钻杆的振动直接影响中心定位钻工作点位偏移，形成椭圆形工作区域。在带压开孔刀进行管道切削时，刀具会随着钻杆的跳动而变得切削轨迹变化。

由于中心定位钻工作点位偏移和带压开孔刀切削轨迹变化造成：

a.管道切削不完整。在钻杆跳动时切削，带压开孔刀容易形成较大波动的切削轨迹，对管壁切削形成大锯齿状或波浪状。对刀齿形成一定的冲击力，容易造成刀齿破损或断裂。

b.效率降低。由于以上原因形成的锯齿状和波浪状的管道壁，极大地增加了带压开孔刀进一步向内切削的阻力。而这些锯齿状的管道壁还会对刀壁进行磨擦并磨损刀具内外沿。

3.长时间存放及保养

钻杆在带压开孔工程完成后，应当及时清理表面泥砂及灰尘。涂油并保存于湿度较小且通风处静悬存放。

总之，看似不起眼的钻杆如果保养不当，会造成管道带压开孔时的振动现象并严重影响带压开孔效率及刀具磨损。