管道切割机中的“战斗机”-耐硝酸不锈钢管道防爆切割

在化工及石化等企业的管道切割作业中，经常会遇到切削耐酸不锈钢管材，那么怎么使用防爆切管机切割方法才能达到较高的效率呢？下面先简要说明一下耐硝酸不锈钢管材的生产工艺及化学原理：

1.硝酸分子式为HNO3，它是重要的化工原料，广泛应用于国民经济的许多领域。在生产硝酸还是使用硝酸过程中，都会遇到硝酸的腐蚀问题。纯HNO₃是无色有刺激性气味的液体，浓硝酸质量分数约为68%，密度约为1.4g/cm³，沸点为83℃，容易挥发，可以任意比例溶于水，混溶时与硫酸相似会释放出大量的热。

2.不锈耐酸钢管材是从在硝酸工业中的应用而得到发展的。Cr13型不锈钢在室温下的稀硝酸中有一定的耐蚀性。Cr18型不锈钢在各种温度下对稀硝酸均有很好的耐蚀性。但在硝酸工业中大量使用的还是综合性能较好的Cr18Ni9型不锈钢。钼对耐酸钢在硝酸中的耐蚀性起着不利的作用，因而在硝酸工业中一般不选用含钼不锈钢。

2.1硝酸是强氧化性酸，即使是稀硝酸也具有很强的氧化性。不锈钢由于在稀硝酸中极易钝化，因而具有良好的耐蚀性。几乎所有的不锈钢在稀硝酸中均有相当好的耐蚀能力。由于18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢，例如0Cr19Ni9，00Cr19Ni11，0Cr18Ni11Ti（或1Cr18Ni9Ti）等既具有优异的耐稀硝酸性能，又有良好的力学、加工成形、焊接等综合性能。同时，不含Mo的双相不锈钢，如00Cr25Ni6Ti，00Cr25Ni6N等也取得很好的使用的效果。

2.2当硝酸中含有氯、铬等离子时，其腐蚀作用将会增强。硝酸中的氯离子还易使耐酸钢产生点蚀。硝酸具有较强的晶间腐蚀作用,易使焊缝热影响区产生刀状腐蚀。浓度为65%的沸腾硝酸不仅对因碳化铬析出所造成的晶间腐蚀倾向敏感，而且对a相析出所造成的晶问腐蚀倾向也敏感。

3. 耐酸不锈钢的塑性和韧性都很大，那么在进行管道切割时应当怎么做才能既节省刀片又能较为高效地完成切割作业呢？

3.1按一般钢制管材的速度进行对耐酸不锈钢管切割时，防爆切管机的整体切削负荷增大，其形成的耐酸不锈钢切屑要比其它钢质管材消耗更多的动力和损耗更多的刀片，再加上这类不锈钢的高温强度和高硬度，切削后的切屑在进行管道表面切离时不易折断。

3.2在进行普通切削时冷却硬化现象非常严重，表面硬化程度可达100%以上，硬化层厚度达0.1～0.2mm。耐酸不锈钢的导热系数小，只有碳钢的1/3～1/4，切削区温度很高，与其他金属的亲和作用强以及材料中存在的硬质点，加剧了刀具的磨损。

3.3在进行耐酸不锈钢管切割过程中要切出较小单位的切屑，这样的好处是，体积较小容易断屑，不易形成切割过程的局部高温，使分屑点处于临界分屑状态。适当使刀尖高程适当增加(h=0.05D～0.07D)并配合防爆切管机适当的进给量和较低的切削速度，使切屑在斜拧状态中折断。

3.4使用适当的切削溶液配合更有利于切管机的管道切割作业。严格按照《先锋管道切割作业规范》中3.2条款进行有效地配比，可大大降低刀片的磨损程度并延长刀片的使用寿命。尤其注意的不要使用含有氯及铬离子的切削液及切管机刀片，以免在切削耐酸不锈钢管后会降低对管道耐酸性。

4.如管道在切割后需要进行组对焊接，则可以在防爆切管机切割作业前，在先安装管道坡口刀后再安装切割铣刀片。坡口切片有三种角度可以选择：

a.利于管道承插72度坡口刀片；

b.管道焊接45度坡口刀片；

c.管道焊接30度坡口刀片。

其中C类刀片为整体含钛锋钢一体刀片，价格较高，但在管道抢修抢险作业焊接劳动强度小且焊接强度与45度坡口刀片一致。

总之，在进行耐酸不锈钢管道的防爆切割作业中，由于防爆切管机的机械冷切割特性，使不锈钢管材在不改变原有材料性能的前提下进行低温冷切割成为现实。在进行管道切割前除进行更换不锈钢管材专用切割刀片外，无需进行其它辅助手段即可在小于80摄氏温度下进行防爆切割。如果考虑延长刀片使用寿命，可适当使用水冷却进行再降温即可。

参考文献：

1.王庭俊, 周建华. 1Cr18Ni9Ti不锈钢的切削加工[J]. 工具技术, 2009, 43(7):5.

2. 谢国如. 不锈钢切削加工的研究[J]. 工具技术, 2004, 38(12):3.

3. 王庭俊. AISI 304不锈钢的车削加工[J]. 工具技术, 2017.

4. 《先锋管道切割作业规范》TJXFGD-QG13