帶壓開孔技術如何改進才能順利地應對不銹鋼管道？

在石油、天然氣介質的輸送行業、染料化工設備制造企業以及醫藥化工及海水淡化等領域

管道維護和新建工程施工作業中，有很大的幾率用到帶壓開孔技術。而這行業中進行輸送含腐蝕或減少摻雜物的純凈介質所使用的管道多為不銹鋼管道。因此，不銹鋼管道帶壓開孔技術也應運而生。下面簡要介紹不銹鋼管道材質的特殊性和帶壓開孔的要點：

1.1不銹鋼材料

鋼材的含鉻量大于12%或含鎳量大于8%的合金鋼叫不銹鋼。這種鋼材在常溫下大氣中或在腐蝕性介質中具有一定的耐蝕能力，并在較高溫度(>450℃)下具有較高的強度。含鉻量達16%～18%的鋼稱為耐酸鋼或耐酸不銹鋼，習慣上通稱為不銹鋼。

1.1鋼中含鉻量達12%以上時，在與氧化性介質接觸中，由于電化學作用，表面很快形成一層富鉻的鈍化膜，保護金屬內部不受腐蝕；但在非氧化性腐蝕介質中，仍不易形成堅固的鈍化膜。為了提高鋼的耐蝕能力，通常增大鉻的比例或添加可以促進鈍化的合金元素，加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W、Co等。

1.2這些元素不僅提高了鋼的抗腐蝕能力，同時改變了鋼的內部組織以及物理力學性能。當鋼中鉻量原子數量不低于12.5%時，可使鋼的電極電位發生突變，由負電位升到正的電極電位。阻止電化學腐蝕。

由于這些合金元素在鋼中的含量不同，對不銹鋼的性能產生不同的影響，有的有磁性，有的無磁性，有的能夠進行熱處理，有的則不能熱處理。

在進行這類材質管道進行帶壓開孔作業時，管道所含的合金元素對切削加工性影響很大，有的甚至很難切削。

2.我們使用相同的硬質合金刀具，同樣的切削速度，并且按照《先鋒管道帶壓開孔流程》中所規定相同的操作方法來測式以下各類不銹鋼管材的帶壓開孔刀具刀削的表象。計劃挑選DN400直徑的管材，且帶壓開孔的孔徑均為DN200。其中雙相不銹鋼管材由于使用量較小，只有DN200材質的管道，因此定為均進行DN100的開孔測試。

2.1雙相不銹鋼管材

從20世紀40年代在美國誕生以來，已經發展到第三代，雙相不銹鋼材質的管道在抗腐蝕方面，特別是管道所輸送的介質環境比較惡劣（如海水，氯離子含量較高）的條件下，雙相不銹鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優于普通的奧氏體不銹鋼，可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。

雙相不銹鋼管道材質由于具有奧氏體+鐵素體雙相組織，且兩個相組織的含量基本相當，故兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點。屈服強度可達400Mpa ~ 550MPa，是普通奧氏體不銹鋼的2倍。

尤其應用于電站鍋爐換熱管道、化肥廠尿素管道、中小型甲醇合成反應器催化劑管道、化工廠內氯乙烯氧氯化反應器管道等特殊介質防腐輸送管道常使用雙相不銹鋼管。這類管道帶壓開孔作業時，突出的表現主要是較高的屈服強度和較好的耐應力腐蝕，可焊接，其焊接性能良好，焊接冷裂紋和熱裂紋的敏感性較低，容易使帶壓開孔刀具造成卷刀齒及刀齒斷裂等現象。

2.2馬氏體不銹鋼

管道材質能夠進行淬火處理，淬火后具有較高的硬度、強度和耐磨性及良好的抗氧化性，有的有磁性，但內應力大且脆。經低溫回火后可消除其應力，提高塑性。在進行此類管道進行帶壓開孔作業時，帶壓開孔刀具切削加工較困難。管道帶壓開孔作業完成，查看刀具時，其表面有切屑擦傷或粘結，刀具易磨損。

當此類不銹鋼管道材質中含碳量低于0.3%時，可觀察到其內部組織不均勻，粘附性強。也就是在帶壓開孔作業時俗稱的材質具有“軟”和“黏”的特性，尤其在退刀時狀況更為明顯。帶壓開孔刀具切削管道壁時容易產生積屑瘤，且斷屑困難。在管道帶壓開孔測試中，管道壁表面切削后光滑度較低。

當管道材質中含碳量達0.4%～0.5%時，刀具切削作業表現較好。馬氏體不銹鋼管材經調質處理后，可獲得優良的綜合力學性能，其切削加工性比退火狀態有很大改善。

2.3鐵素體不銹鋼

鐵素體不銹鋼管材加熱冷卻時組織穩定，不發生相變，故熱處理不能使其強化，只能靠變形強化，性能較脆。帶壓開孔作業時，刀具切削性較好。但其切屑呈帶狀，切屑容易擦傷或粘結于帶壓開孔刀具的刃部，從而增大切削力，切削溫度升高，同時可能使厚度較薄的管道表面產生撕裂現象。

2.4奧氏體不銹鋼

此類管道材質中由于含有較多的鎳(或錳)，加熱時組織不變，故淬火不能使其強化，可略改善其加工性。一般是通過冷加工硬化可大幅度提高強度，如果再經時效處理，抗拉強度可達2550～2740 MPa。

奧氏體不銹鋼管材具有優良的力學性能，良好的耐蝕能力，較突出的是冷變形能力，無磁性。管材在進行帶壓開孔作業時，刀具切削管壁時帶狀的切屑連綿不斷，斷屑困難，極易產生切削硬化。其經過粘連和硬化后的管道表層給下一次刀具的切削帶來很大難度。一般呈現為帶壓開孔刀具急劇磨損，刀具耐用度大幅度下降。這一現象被帶壓開孔業內稱為“耗刀”較快。

在進行不銹鋼管材帶壓開孔作業時，一定要分清不銹鋼管材的種類、用途以及其管道輸送的介質、壓力等。雖然都被稱為不銹鋼，但不銹鋼的種類很多，因此我們想要進一步改善以上材質的帶壓開孔作業效果就要從這些不銹鋼的具體分類來逐個進行應對，只有這樣才能更好地進行管道切削和順利地進行帶壓開孔作業。將在下一節的內容中逐個講解帶壓開孔機在不銹鋼管道作業中如何改進設備和刀具以及帶壓開孔方案，歡迎點贊加關注。

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