隨著國內天然氣及石油的需求量每年遞增,管道的搶維修作業量也隨著管道的建設而增加。而管道的維護單位只能在日益增加的管道維護量中利用有限的人員和資金來維護這些管道及設施,維護單位猶如救火隊長,哪里出現緊急情況就優先解決。
而敏銳的領導者則發現使用機械化的手段來解決管道維護作業中管道切割及管道坡口的問題,不僅能切實提高勞動生產率還解決了資金不足問題。防爆切管機XJQG-1就是利用液壓及機械冷切割原理在管道上爬行一周,就能夠批量地在野外完成管道維搶修任務,不僅節省了作業時間,還提高了管道焊接質量。
在役的天然氣、石油等易燃易爆介質管道在遇有外力撞擊、重壓或腐蝕泄漏的維護作業中,管道切割的防爆功能是確保搶修作業中所必要的條件。防爆切管機刀片是由液壓馬達驅動變速齒輪,變速箱經過變速且放大扭矩后傳遞主切削軸。這時速度降低,扭矩增大,從而帶動切管機刀片轉動進行管道切削作業。
從視頻和圖片以及字義來說,防爆切管機是對管道壁進行切割直至切斷,是切削動作。但從機械的專業角度來說,防爆刀管機對管道壁實際上是銑的機械動作。所以有人稱防爆切管機的刀片為銑刀也是正確的說法。
而坡口刀的主要作用是根據管道搶修時設計或工藝需要,在即將切割的管道部位進行重新焊接作業,而待焊部位則需要加工并裝配成的一定幾何形狀的溝槽,就叫坡口。加工坡口的類型有K型坡口,V型坡口,U型坡口等,但大多要求保留一定的鈍邊。
管道的坡口是主要為了焊接工件,保證焊接度。普通情況下用人工+角磨機加工的方法進行坡口;要求不高時也可以氣割,但需人工清除氧化渣。
而天然氣、石油管道的維搶修的焊接作業是一類焊縫,需要經超聲波探傷測量,則應當使用機加工方法加工出搶修焊接的型面。
而防爆切管機則可以使用機械冷切割的方法讓管道切割和管道坡口在同時實現。即在防爆切管機主軸安裝切管機銑刀片前加入坡口刀片,使坡口刀片隨著主切削軸與銑刀片同時轉動,在管道切斷的同時,坡口刀片隨著在管道壁上利用坡口面銑功能,使管道坡口同時形成。而這一坡口過程也是利用了機械冷切割原理,具有防爆功能。
一般來說,管道的厚度在3至6mm,坡口的角度為70°左右;板材的厚度在7至10mm及12~26mm的偶數時,坡口的角度為60°;如果管道兩面開坡口時,坡口的角度為60°,而應用于天然氣20-30mm厚度的管道時,為了焊接準確快迅,則需要使用30°切坡一體坡口刀片。
旋轉類坡口切管機的切割原理是類似于車床切削,使用三把或四把類似于車床的刀具分別卡掛在一個旋轉卡盤里。原動機可以是簡易的電機、手電鉆來驅動旋轉卡盤轉動。旋轉卡盤每旋轉一圈,其進刀機構就下劃0.2mm,類似于80年代手動車床進刀方式。
這種切管機需要高速的飛盤旋轉才能實現切削,其三把刀切削工作的區域是相同的一個區域,并不利于散熱,并不屬于冷切割范疇。并且這類切管機對管道的圓率要求較為嚴格,在稍微具有橢圓形管道上切割很容易造成卡刀故障從而使刀具報廢;如果稍有泥漿或切屑混入卡盤中,容易造成機械故障,維護量較大。
而防爆切管機是利用鏈條緊固于管道之上,對管道的圓率沒有要求,即使肉眼可見的橢圓管道也能輕松切割。
從防爆切管機進行管道切割的微觀角度來看,由于防爆切管機的銑刀直徑長于坡口刀直徑,進行管道切割的區域總是要提前坡口區域50-80mm,而再對這個區域進行坡口時,防爆切管機需要爬行40秒左右的時間。因此,在進行管道切割時形成的局部80攝氏度熱量在進行管道坡口前熱量已全部消散,不存在坡口時的熱量聚集。