水切割與爬管機在暴露環(huán)境下管道切割作業(yè)中的職業(yè)健康及污染分析

水刀切割機的原理與清潔生銹工件表面的噴砂設(shè)備相同，是靠水流的動能帶動磨料對工作進行磨砂作業(yè)，區(qū)別只是加水與不加水的關(guān)系。它常用于機械加工的廠房內(nèi)密閉空間中采用特殊防塵和嚴(yán)密的保障操作人員職業(yè)健康安全條件下，進行機械加工的切割工具。

水切割應(yīng)當(dāng)在密閉且有水緩沖條件下進行防塵切割 露天環(huán)境下對人體造成傷害，對環(huán)境造成污染

用水刀切割機切割出的工件材料損失較小，切割速度較快（工件在10mm厚度下，如超過10mm每增加1mm，其速度降低1/4，14mm碳鋼管道切割管道速度僅為4cm/分種，且不能坡口），可切割較為復(fù)雜的工作模型，屬于工件冷切割范疇。

而爬管機是專業(yè)用于野外管道工程建設(shè)、管道搶修作業(yè)的機械冷切割設(shè)備。其采用先進的超硬合金或納米CBN作為刀具（與數(shù)控加工中心所用的刀具材質(zhì)相同，硬度更高），具有切割精度高和切割穩(wěn)定性強等特點，20mm厚度碳鋼管道的切割速度為10cm/分鐘，還可以在切割作業(yè)的同時進行坡口作業(yè)，一次性完成管道切割和坡口作業(yè)。

  采用超硬合金技術(shù)制造的超硬刀片 散熱效率好切割精度高

下面簡述兩種切割設(shè)備在露天環(huán)境下管道切割作業(yè)中工作原理、耗材、環(huán)保、效率等方面進行簡要比較和分析：

1.設(shè)備工作原理

1.1 水切割是利用一級或多級加壓泵把水進行一次或多級加壓（原理與洗車水槍相同），為了保持較為穩(wěn)定的壓力，還需要在加壓泵后增加儲能罐以維持相對恒定的壓力。在加工作業(yè)中使水就獲得了壓力，并形成一定速度的水流流向噴嘴。

你以為這樣就可以切割了？很環(huán)保是么？不，如果切割材質(zhì)較硬的金屬材料，還需要使用20-80目左右二氧化硅（較為純凈，價格較高）、石英砂或石榴石（含有金屬雜質(zhì)，是二氧化硅的替代品，價格較低800-1200元/噸）磨料顆粒添加進來。在高速水流的沖擊下，使磨料也獲得了動能，其水與磨料的混合物經(jīng)紅寶石或合金噴嘴形成較細的水流完成磨擦管道表面進行工件的加工作業(yè)，切割作業(yè)時有較大的噪音和污染。

露天環(huán)境下進行切割，人眼無法觀測飄浮于空氣中的硅塵，人體吸入后造成塵肺

1.2爬管機（防爆切管機）工作原理是依靠液壓泵站形成的液壓能經(jīng)高壓膠管傳遞切管機液壓馬達。液壓馬達高效地將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能后驅(qū)動切削軸進行作業(yè)。其中經(jīng)過變速箱將速度降低提高扭矩，帶動管道冷切割刀片實現(xiàn)對管道的機械冷切割作業(yè)。其工作壓力10MPa，設(shè)備運轉(zhuǎn)平穩(wěn)無噪音。

依靠液壓馬達驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)沿緊固管道的鏈條自主爬行，直至管道實現(xiàn)自動切割完畢。

        雙機同時并行進行自來水DN1200管道切割，提高工作效率

2.切割作業(yè)對人體的傷害和環(huán)境污染問題

2.1水切割并不是用水切割，其真實的原理是類似于清潔工年表面的磨砂設(shè)備加水。在水流的帶動下，磨料經(jīng)噴嘴高速地向管道表面噴射，一點點地將管道表面磨出一道口子。從而看似象是切割，其實是磨料的不斷沖刷而形成的。切割時雖然肉眼看不到管道切割后的碎屑，其中一部分細小的碎屑被二氧化硅粒子帶入至空氣中，形成金屬塵埃；另一部分則在高速的沖擊下進行化學(xué)反應(yīng)形成了硅酸鹽并與水混合。這種類似于水泥類的硅酸鹽如果滲入土壤會造成建筑類水泥垃圾，無法得到有效的降解，并且會使土壤板結(jié)和酸化，滲入土層則會嚴(yán)重影響地下水水質(zhì)，造成次生危害。

而二氧化硅磨料粒子經(jīng)磨擦管道表面并經(jīng)管道的反彈后形成人眼無法看到的硅塵而分布于現(xiàn)場四周。人體吸入后無法排出，長時間累積作業(yè)會造成呼吸急促、困難，使肺部纖維化，造成塵肺，甚至肺癌。

2.2爬管機是利用切削軸帶動超硬合金刀片，對管道進行機械冷切削作業(yè)。由于先鋒管道在硬質(zhì)合金刀具的二十年研究與技術(shù)積累，其生產(chǎn)也嚴(yán)格按照《先鋒管道切割生產(chǎn)流程》生產(chǎn)，確保管道搶修、管道切割作業(yè)能夠出色且安全的完成。

由于超硬合金的硬度比管材高，且刀齒鋒利，切削時類似于剪刀剪紙一樣，還因其良好的散熱功能和水冷卻作用，使切割溫度不超過60攝氏度。如果對切削溫度有較高的要求，可以使液氮來進行冷卻，其切削溫度為-10至0攝氏度。

切割作業(yè)中會形成切屑分散于管道周圍，屬于固態(tài)切屑，肉眼可見，無污染和化學(xué)反應(yīng)物。

       管道切割現(xiàn)場，肉眼可見切屑，對人體無害且綠色環(huán)保

3.露天環(huán)境下管道切割作業(yè)防護

3.1水切割本屬于機械加工廠房內(nèi)密閉空間中進行，如果非要使用水切割在露天環(huán)境下進行管道切割就應(yīng)當(dāng)做好如下幾個防護問題，且不能完全有效防止：

a.首先從操作人員的職業(yè)健康角度，就必須要求操作者穿著防護服及佩戴防塵面具來進行作業(yè)。如果涉及易燃易爆的石油天然氣工作場所，既要做到防毒還要做到防塵，則不可能兩者同時實現(xiàn)；

b.其次要解決空氣污染問題。需要提前在管道切割現(xiàn)場建立封閉式防塵罩或防塵車間，使硅塵全部被控制住，且人員進入則要穿著防護服和防塵面具；

c.作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)有水塵、砂塵防外溢回收裝置和措施，其地面上也要有防滲保護措施。

3.2爬管機在露天環(huán)境下進行管道切割，只需穿著工作服即可。

明天的文章中會對兩種設(shè)備的價格、耗材價格、便攜性、工作效率及價格進行詳細分析，這樣才能確保您 在石油燃氣管道切割設(shè)備選型工作中不被表面現(xiàn)象所迷惑。關(guān)注天津先鋒管道帶壓開孔百家號，講述管道工程技術(shù)的先進技術(shù)和真實理念。

      爬管機進行燃氣管道切割坡口一次完成施工

參考文獻

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