管道切割機(jī)中的“戰(zhàn)斗機(jī)”-耐硝酸不銹鋼管道防爆切割

在化工及石化等企業(yè)的管道切割作業(yè)中，經(jīng)常會(huì)遇到切削耐酸不銹鋼管材，那么怎么使用防爆切管機(jī)切割方法才能達(dá)到較高的效率呢？下面先簡要說明一下耐硝酸不銹鋼管材的生產(chǎn)工藝及化學(xué)原理：

1.硝酸分子式為HNO3，它是重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域。在生產(chǎn)硝酸還是使用硝酸過程中，都會(huì)遇到硝酸的腐蝕問題。純HNO?是無色有刺激性氣味的液體，濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為68%，密度約為1.4g/cm3，沸點(diǎn)為83℃，容易揮發(fā)，可以任意比例溶于水，混溶時(shí)與硫酸相似會(huì)釋放出大量的熱。

2.不銹耐酸鋼管材是從在硝酸工業(yè)中的應(yīng)用而得到發(fā)展的。Cr13型不銹鋼在室溫下的稀硝酸中有一定的耐蝕性。Cr18型不銹鋼在各種溫度下對(duì)稀硝酸均有很好的耐蝕性。但在硝酸工業(yè)中大量使用的還是綜合性能較好的Cr18Ni9型不銹鋼。鉬對(duì)耐酸鋼在硝酸中的耐蝕性起著不利的作用，因而在硝酸工業(yè)中一般不選用含鉬不銹鋼。

2.1硝酸是強(qiáng)氧化性酸，即使是稀硝酸也具有很強(qiáng)的氧化性。不銹鋼由于在稀硝酸中極易鈍化，因而具有良好的耐蝕性。幾乎所有的不銹鋼在稀硝酸中均有相當(dāng)好的耐蝕能力。由于18-8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼，例如0Cr19Ni9，00Cr19Ni11，0Cr18Ni11Ti（或1Cr18Ni9Ti）等既具有優(yōu)異的耐稀硝酸性能，又有良好的力學(xué)、加工成形、焊接等綜合性能。同時(shí)，不含Mo的雙相不銹鋼，如00Cr25Ni6Ti，00Cr25Ni6N等也取得很好的使用的效果。

2.2當(dāng)硝酸中含有氯、鉻等離子時(shí)，其腐蝕作用將會(huì)增強(qiáng)。硝酸中的氯離子還易使耐酸鋼產(chǎn)生點(diǎn)蝕。硝酸具有較強(qiáng)的晶間腐蝕作用,易使焊縫熱影響區(qū)產(chǎn)生刀狀腐蝕。濃度為65%的沸騰硝酸不僅對(duì)因碳化鉻析出所造成的晶間腐蝕傾向敏感，而且對(duì)a相析出所造成的晶問腐蝕傾向也敏感。

3. 耐酸不銹鋼的塑性和韌性都很大，那么在進(jìn)行管道切割時(shí)應(yīng)當(dāng)怎么做才能既節(jié)省刀片又能較為高效地完成切割作業(yè)呢？

3.1按一般鋼制管材的速度進(jìn)行對(duì)耐酸不銹鋼管切割時(shí)，防爆切管機(jī)的整體切削負(fù)荷增大，其形成的耐酸不銹鋼切屑要比其它鋼質(zhì)管材消耗更多的動(dòng)力和損耗更多的刀片，再加上這類不銹鋼的高溫強(qiáng)度和高硬度，切削后的切屑在進(jìn)行管道表面切離時(shí)不易折斷。

3.2在進(jìn)行普通切削時(shí)冷卻硬化現(xiàn)象非常嚴(yán)重，表面硬化程度可達(dá)100%以上，硬化層厚度達(dá)0.1～0.2mm。耐酸不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)小，只有碳鋼的1/3～1/4，切削區(qū)溫度很高，與其他金屬的親和作用強(qiáng)以及材料中存在的硬質(zhì)點(diǎn)，加劇了刀具的磨損。

3.3在進(jìn)行耐酸不銹鋼管切割過程中要切出較小單位的切屑，這樣的好處是，體積較小容易斷屑，不易形成切割過程的局部高溫，使分屑點(diǎn)處于臨界分屑狀態(tài)。適當(dāng)使刀尖高程適當(dāng)增加(h=0.05D～0.07D)并配合防爆切管機(jī)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量和較低的切削速度，使切屑在斜擰狀態(tài)中折斷。

3.4使用適當(dāng)?shù)那邢魅芤号浜细欣谇泄軝C(jī)的管道切割作業(yè)。嚴(yán)格按照《先鋒管道切割作業(yè)規(guī)范》中3.2條款進(jìn)行有效地配比，可大大降低刀片的磨損程度并延長刀片的使用壽命。尤其注意的不要使用含有氯及鉻離子的切削液及切管機(jī)刀片，以免在切削耐酸不銹鋼管后會(huì)降低對(duì)管道耐酸性。

4.如管道在切割后需要進(jìn)行組對(duì)焊接，則可以在防爆切管機(jī)切割作業(yè)前，在先安裝管道坡口刀后再安裝切割銑刀片。坡口切片有三種角度可以選擇：

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類刀片為整體含鈦鋒鋼一體刀片，價(jià)格較高，但在管道搶修搶險(xiǎn)作業(yè)焊接勞動(dòng)強(qiáng)度小且焊接強(qiáng)度與45度坡口刀片一致。

總之，在進(jìn)行耐酸不銹鋼管道的防爆切割作業(yè)中，由于防爆切管機(jī)的機(jī)械冷切割特性，使不銹鋼管材在不改變?cè)胁牧闲阅艿那疤嵯逻M(jìn)行低溫冷切割成為現(xiàn)實(shí)。在進(jìn)行管道切割前除進(jìn)行更換不銹鋼管材專用切割刀片外，無需進(jìn)行其它輔助手段即可在小于80攝氏溫度下進(jìn)行防爆切割。如果考慮延長刀片使用壽命，可適當(dāng)使用水冷卻進(jìn)行再降溫即可。

參考文獻(xiàn)：

1.王庭俊, 周建華. 1Cr18Ni9Ti不銹鋼的切削加工[J]. 工具技術(shù), 2009, 43(7):5.

2. 謝國如. 不銹鋼切削加工的研究[J]. 工具技術(shù), 2004, 38(12):3.

3. 王庭俊. AISI 304不銹鋼的車削加工[J]. 工具技術(shù), 2017.

4. 《先鋒管道切割作業(yè)規(guī)范》TJXFGD-QG13