燃气管道带压开孔轻量化制造简述

随着城镇建设步伐的加快，城市燃气管道建设也随之加大，天然气燃料的迅速开发利用，使得城市燃气管道利用率越来越高，燃气在人们的生活中呈现越来越重要的位置。尤其是大量城市燃气管道穿越人口稠密区和经济发达地区，城市管道一旦停止输运，将给人们的生活和企业的生产带来巨大的经济损失。

燃气管道带压开孔解决了在管道介质不停止营运的前提下进行老旧管道的监测改造和新小区、新工厂以及新的天然气发电厂区的新建管道接入燃气的安全有效且提高效率的办法。带压开孔机产品系列从小口径的DN15至大口径DN2000都可以进行带压开孔作业。

小口径燃气管道带压开孔经过几代的发展，已从现有的纯钢制造逐步发展了现有的铝合金制造发展。其主要原因有以下两点：

1.管道带压开孔施工安全。由于天然气管道一般为碳钢及X系列合金管道，具有较强的防腐性能及抗压抗拉性能。现有新建的燃气管道开始使用PE管道来敷设，都是可以使用带压开孔机实现带压开孔作业。而铁基钢制带压开孔机在带压开孔作业中遇到铁基碳钢管道施工时，则需要使用钢质及铝制防爆工具。

依据《先锋管道带压开孔生产流程》中规定，防爆带压开孔机使用的材质以铝铜合金材料为主，由于铜的良好导热性能及几乎不含碳的特质，使工具和物体摩擦或撞击时，短时间内产生的热量被吸收及传导。

另一原因由于铜本身相对较软，摩擦和撞击时有很好的退让性，不易产生微小金属颗粒，于是我们几乎看不到火花，因此防爆工具又称为无火花工具。十分适合用来制造在易爆、易燃、强磁及腐蚀性场合下使用的安全工具。

1.1带压开孔机铝制合金中的这些合金元素一部分可以固溶入材料基体，使基体强化，称为固溶强化；另一部分不溶于基体，形成第二相硬质点，称为第二相强化。然而，这两种强化方式都是有限制的：它会随着合金元素的升高材料强度升高，塑性会迅速降低并发生脆化。

目前，既能提高铝合金强度而同时又能提高塑性、韧性、抗应力腐蚀能力的强化方式是细晶强化。另外，这种方法可以消除铸造中的冶金缺陷、偏析，细化晶粒，改善合金组织，是制备高强铝合金的关键。

1.2而落后地区使用的传统铸造工艺难免会产生各种铸造缺陷，如：氧化物夹杂，宏观偏析，气孔，粗大晶粒等，这些缺陷往往会成为裂纹源，大幅降低了铝合金的断裂韧性。这在带压开孔设备制造领域中承压关键部件如带压开孔机连接箱是被严禁使用的。而其它非承压部件是被要求限制使用的。因此，在选择带压开孔机时不要先看价格低，而更为优先的是在安全性能和效能的基础上再进行价格上的挑选，否则会造成不可挽回的工程事故和相应的采购责任。

1.3超强铝合金热处理技术也对合金的综合性能影响很大。传统的T6峰值热处理可以获得最高的强度，但是合金的断裂韧性和抗应力腐蚀性能差。为提高断裂韧性和抗应力腐蚀能力，采用T73或T76过时效，却会导致强度损失。而采用RRA循环热处理，可以既具有T6状态的高强度，又有T73和T76状态的耐腐蚀性能。

因此，带压开孔机使用超强铝合金应当采用更先进、科学的制备工艺，而传统熔铸工艺严重制约其性能。

2.减重的原因：高强度铝合金具有拉伸强度大于480MPa的铝合金材料，其主要是以Al-Cu-Mg及其它稀土微量元素，因其具有较小的密度，从质量上要减轻5-6Kg，尤其对于野外作业及高空作业的操作人员来说是十分受欢迎的。

同时，在实际的带压开孔机生产过程中，通常对表面处理要求比较高的铝材采用高温封孔工艺，而对一般价值的铝型材使用常温封孔工艺。经实际的生产和带压开孔施工作业中测试，经过高温封孔带压开孔机铝制材料表现得更为耐磨和良好的防护钻体钻身功能。