13061582228

專業水下工程

新聞

水下切割設備與水下切割 1.水下切割設備 (1)水下電弧-氧切割 水下电弧-氧切割使用的设备主要有切割电源、割炬、切割电缆、断电开关及供氧系统等,图1所示为水下电弧-氧切割设

您當前位置>主頁 > 新聞 >

    水下切割設備與水下切割

    水下切割設備與水下切割
    ?
    1.水下切割設備 (1)水下電弧-氧切割 水下電弧-氧切割使用的設備主要有切割電源、割炬、切割電纜、斷電開關及供氧系統等,圖1所示爲水下電弧-氧切割設備的基本構成示意。 1)切割電源 水下电弧-氧切割使用的电源与水下焊条电弧焊使用的电源基本相同,也是直
    1.水下切割設備
    (1)水下電弧-氧切割
    水下電弧-氧切割使用的設備主要有切割電源、割炬、切割電纜、斷電開關及供氧系統等,圖1所示爲水下電弧-氧切割設備的基本構成示意。
    1)切割電源
    水下電弧-氧切割使用的電源與水下焊條電弧焊使用的電源基本相同,也是直流弧焊電源,只是功率大些,一般額定輸出電流不應小于500A。常用的水下切割發電機主要有AX1-500、AX8-500等型號。另外,ZDS-500型水下焊接電源及ZXG-500型弧焊整流電源也可用于水下切割。尤其是ZDS-500型水下焊接電源,是船上專用弧焊電源,具有防水、防潮、防振性能,超載能力強,容易引弧,電弧穩定,可提高切割效率。
    2)切割割炬
    水下電弧-氧切割炬應滿足下列技術要求:
    ① 割炬从夹割条处起到握柄中心的距离为150~200mm,在水中的质量不宜大于1000g;
    ② 割炬头部设有自动断弧装置,以防烘干割炬头部;
    ③ 割炬应有回火防止器等装置,以防灼热的熔渣阻塞气体通道,防止烧损氧气阀;
    ④ 割炬与电缆和氧气管的连接装置必须方便可靠,能保证连接的牢固性和气密性,割炬的割条夹紧装置应简便,并具有一定的夹紧力;
    ⑤ 电缆接头牢靠,带电部分必须包绝缘套,并且其绝缘电阻不小于35MΩ,耐压1000V(工频交流);
    ⑥ 氧气阀开启、关闭应灵活自如,接头牢固,0.6MPa气压下不漏气,并且可供气体流量不小于1000L/min;
    ⑦ 割炬构件外表面应镀铬或镀银等防腐蚀处理,镀层不得有脱壳等缺陷。
    圖2所示爲我國生産的SG-Ⅲ型水下電弧-氧切割割炬結構示意,實踐證明這種割炬是比較適用的。如注意保養,使用壽命也比較長,但割炬頭部的割條插孔使用一段時間後,與割條的接觸性能會變差,往往會在該位置産生電弧,導致割炬損壞。另外使用時間長了,割炬的絕緣性也會降低,在切割過程中可能有漏電現象産生,危及潛水員的安全。因此要對割炬經常檢查,及時維修或更換有損壞的零件。此外,也可使用圖3所示的水下焊割兩用炬進行水下切割。
    3) 切割电缆及开关
    水下电弧-氧切割中使用的电缆,应是耐海水腐蚀的橡胶套多股铜芯的船用电缆。电缆截面积一般为70~100mm2 ,长度根据水深而定,如果水的流速较大,电缆还要加长一些。如果没有船用电缆,也可用陆上用焊接电缆代替,但需要经常检查,发现有橡胶套老化龟裂时,要及时更换以防漏电。
    連接電源和割炬的電纜,俗稱“把線”;連接電源和被切割工件的電纜,俗稱“地線”。爲了水下作業的安全,把線上接一個切斷開關,以便根據潛水員的要求及時供電或斷電。斷電開關可用單閘刀開關,也可用自動斷電器,開關導電元件應具有足夠的導電斷面積。
    自動斷電器能在引弧時使電壓迅速上升到引弧所需的電壓,而在斷弧或更換割條時則快速切斷電源。這一裝置的外形尺寸爲420mm×340mm×270mm,質量約爲30kg。適用于直流正接電路。
    4) 供氧气系统
    水下電弧-氧切割供氧氣系統由氧氣瓶、減壓器及氧氣管組成。
    ① 氧气瓶 氧气瓶的容积一般是40L,质量为60kg,外圆直径为219mm,高1450mm。外表涂成天蓝色,并用黑漆注明“氧气”字样。氧气瓶是一种高压容器,额定压力为15.15MPa。
    使用氧氣瓶應注意下列事項。
    a.使用時必須平穩放置,不得與其他氣瓶混在一起,特別是嚴禁與可燃氣瓶或液體燃料容器放在一起。
    b. 氧气瓶应至少与火源保持5m的距离,至少与一般热源保持1m的距离,严防烈日曝晒及火烤。
    c. 氧气通道不得沾染油脂,尤其是在氧气瓶阀门处。
    d. 不得将瓶内氧气全部放空,至少应保留1~2个表压,以便在再装氧气时吹除灰尘及避免其他气体进入。科海加气块设备 。
    e. 瓶处要安装防振橡胶圈,搬运时要轻装轻卸,避免撞击,严禁抛滑。
    f. 对氧气瓶应定期做水压检验,及时检修或停止使用不合格的氧气瓶。
    ② 减压器 减压器是用来将氧气瓶中高压氧气降低到工作所需要的压力,并保证工作时氧气压力的稳定性。减压器上有两块压力表,分别指示瓶内气体压力及工作气体压力。减压器的种类很多,按作用原理可分为正作用式和反作用式;按降压级数可分为单级的和多级的。实际水下电弧-氧切割中一般采用单级反作用式减压器。使用减压器时应注意如下事项。
    a.安裝減壓器之前,需先打開氧氣瓶閥門,利用氧氣來吹掉閥嘴上的灰塵等雜質。操作時,氧氣瓶閥嘴不能朝向人體。
    b.檢查各接頭是否擰緊、有無滑牙現象,調節螺釘使其處在松開的位置。
    c.安裝好減壓器後再開啓氧氣瓶閥門,查看壓力表是否工作正常、各部分有無漏氣現象。待一切正常後再接氧氣膠管。
    d.減壓器如沾附油脂,必須擦淨後再使用。
    e.減壓器凍結時,不允許用火烤,可用熱水或蒸汽解凍。
    F.当发现减压器有自流现象时,即调节螺钉松开时,低压表仍自动上升,这可能是由于减压器中的活门或活门座上有污物,或是由于它们的接触面不平,从而使得高压气体向低压室渗流。此时要将污物清除,并用细砂布将活门磨平。如发现活门座有裂纹时,要及时更换。自流现象的产生,也可能是副弹簧损坏而导致压紧力不足所引起的,加气块产品 。此时应更换副弹簧。
    (2)水下等離子弧切割
    1) 切割电源
    爲適應水下等離子弧切割的特殊要求,水下等離子弧切割電源采用可控矽晶體管開關及整流器並用水冷卻,具有陡降的外特性,在弧長(電弧電壓)變化時能保證切割參數及電弧穩定;而且從“小弧”過渡到切割電弧時能按照自然間斷特性平穩地達到給定的電流值,而不産生沖擊電流。該電源在控制電路中考慮到能把空載電壓降低到110V並獲得手工電弧焊所需的外特性曲線,使之也可用于水下手工焊接。
    表1列出典型水下等離子弧切割電源的主要技術參數。
    表1 典型水下等离子弧切割电源的主要技术参数
    切割電流/A 300~600(額定負載持續率60%,切割周期10min時)
    空載電壓/V 180
    ****工作電壓/V 140(切割電流爲600A時)
    “小弧”電流/A 50
    “小弧”电源空載電壓/V 180
    2) 切割割炬
    水下等離子弧切割與陸上用的割炬不同之處在于:
    ① 在喷嘴外面增设了一个外罩,其间通以冷却水或气体,形成一“水帘”(或气帘)阻止水进入电弧区,使电弧能稳定燃烧,同时也防止了因海水的电解而影响正常切割;
    ② 各连接部分具有良好的水密性;
    ③ 具有耐高压的绝缘性。
    ?
    爲確保各連接部位的水密性,常采用糊狀有機矽黏結劑。這種材料在室溫下就發生硫化,然後變成橡膠狀物質,具有防潮隔熱及良好的絕緣性能,能在較大溫度範圍內(-55~300℃之間)保持良好的密封性能。
    爲防止因空氣進入工作氣體通道在引弧時燒壞電極,在進氣管連接處需安裝逆向閥,借助工作氣體的壓力開啓閥門,逐出暫存的空氣。
    對于PM型割炬,當電源的空載電壓爲180V時,在海水中對其進行了漏電測試,****的漏電電壓爲10V,在鹽的質量分數爲1.7%~2.0%的海水中使用是安全可靠的。這兩種割炬的噴嘴既可用淡水也可用壓縮空氣進行強制冷卻,可在水深52m以內進行碳素鋼、不鏽鋼及鋁合金的水下切割。
    (3)熔化極水噴射水下切割
    熔化極水噴射水下切割主要采用半自動方式。國內已有專用切割設備供應,型號爲GSS-800。這種切割設備由主機(包括切割電源、控制裝置、水路系統和高壓水泵)、送絲箱、割炬、遙控盒、組合電纜盤及接地電纜盤等組成。
    熔化極水噴射水下切割電源與陸用熔化極氣體保護焊電源基本相同,爲自然平特性的弧焊整流器,只是功率大些,額定輸出電流一般爲500~1500A。表2列出GSS-800型熔化極水噴射水下切割設備的主要技術參數。
    ?
    這種切割設備能在水深60m處對厚度爲10~28mm的碳素鋼、不鏽鋼、銅、鋁等金屬進行半自動切割,特別適用于水下打撈、海底采礦及海底石油輸送管道鋪設等工程的水下金屬切割。采用直徑2.5mm割絲切割,切口寬度爲4~5mm。
    2.切割材料
    (1)水下電弧-氧切割
    水下電弧-氧切割適用于能導電的金屬材料,但主要是用來切割易氧化的低碳鋼和低合金高強鋼。水下電弧-氧切割使用的割條大體上有3種:鋼管割條、陶瓷管割條、碳棒割條。
    水下電弧-氧切割用的氧氣爲一般的工業用氧,其純度分爲兩級:一級不低于99.2%,二級不低于98.5%。氧氣的供應方式是瓶裝:將氧氣壓縮到120~150個大氣壓,裝入氧氣瓶內,以備使用及儲存。想知道小本創業網。
    1)鋼管割條
    鋼管割條的結構及制造方法與水下焊條類似,是用無縫鋼管作芯,外塗礦物質塗料或包敷塑料纖維膜制成。塗料主要起防水、絕緣及穩弧作用。割條的防水性能可通過兩個途徑實現:一是將防水劑加在塗料中,烘幹後具有防水性;二是將割條烘幹後再塗一層防水劑,達到防水目的。割條的結構如圖6所示。
    割条芯外径一般为6~10mm,内径为1.25~4.0mm,长度为350~400mm。实践证明,切割效率同割条内径有很大关系。其实加气块厚度 。在相同切割条件下,割条内径增加,切割速度增加,切割效率也增加,见表3。
    ?
    加大割條內徑使切割速度提高,這可能是由于供氧量的增加使得氧化速度加快,同時對熔化金屬及熔渣的吹力加大,使它們從切口中迅速排除的結果。國外有用外徑爲10mm,內徑爲4mm割條的,切割大厚度鋼板的效果良好。但是,海上作業時氧氣的供應是很困難的,不適宜消耗過大的氧氣,所以一般不采用大內徑割條。
    割條藥皮中加入適量的金屬粉,可以提高割條的導電性、穩定電弧,同時可大大提高割條本身的氧化反應熱,從而使切割速度提高。藥皮中加入鐵粉的效果****,其次是鎂粉和鋁粉。這些金屬粉單獨加入到钛鐵礦型藥皮中時,鐵粉不宜超過35%,鎂粉和鋁粉不宜超過10%。加入的金屬粉太多,藥皮的塗敷性能就會下降,藥皮強度及防水性能也降低。如果同時加入幾種金屬粉,其比例也要適當降低。另外,加入金屬粉的藥皮,應適當增加其重量系數,但不宜超過30%,否則會使塗敷性能變壞。
    鋼制割條比較堅韌,價格便宜,而且切割質量良好(切口窄、切割面光潔)。雖然因受電弧熱本身也熔化,更換割條較頻繁,但實踐證明,當切割厚度大于19mm的工件時,鋼管割條的總切割效率高于陶瓷管割條。鋼管割條是水下電弧-氧切割最常用的割條。
    我國生産的水下電弧-氧鋼管割條爲特304,其鋼芯外徑爲8mm,內孔直徑爲3mm的低碳無縫鋼管,外塗1mm厚的藥層,防水絕緣層是酚醛清漆,長度有350mm及400mm兩種規格。特304割條屬于钛鐵礦型厚藥皮割條,重量系數爲20%,其性能不亞于國外同類産品。
    新研制的水下電弧-氧割條特點是采用混合黏結劑代替以往的水玻璃爲藥皮的黏結材料,使割條更適合于長期保存及在深水中切割。這種割條在海水中浸泡240h後仍能使用,而且切割效率也比特304割條高。
    2)陶瓷管割條
    以陶瓷管作芯的割條成爲陶瓷管割條,其規格一般爲:外徑12~14mm、內徑3mm、長度200~250mm。制造時先經高溫焙烘,使陶瓷管具有一定的韌性,然後在其外表面噴塗鋼制塗層(厚度約8mm),以增加陶瓷管強度。在陶瓷管一端約32mm長的範圍內,應磨成直徑與割炬相匹配的尺寸,作爲夾持端,其余部分用絕緣材料塗敷或用水密絕緣材料包纏,成爲陶瓷管割條。
    陶瓷管割條的外層金屬不僅增加了割條強度,也提高了割條的導電性及引弧性能。切割時,外層金屬先與被切割工件接觸,由于電流的集膚效應,在部分電流從外層金屬流向被切割工件,電弧也先在外層金屬與被切割工件之間産生,外層金屬先熔化。同時,電弧及熔化金屬對割條端部的金剛砂進行預熱,從而使金剛砂導電性增加。這時,切割電流不僅在陶瓷管割條的外層金屬上流動,也在陶瓷管上流動,電弧流向割條端部並穩定燃燒。
    因爲陶瓷具有較高的抗氧化能力,一根陶瓷管割條可使用40~60min,從而可大幅度縮短水下切割作業輔助時間,但在單位純切割時間內的切割速度低于鋼管割條,電弧穩定性也比鋼管割條差。因此在作業時間緊迫,只要一兩根割條就能完成合作的情況下,還是采用鋼管割條爲宜。
    3)碳棒割條
    碳棒割條是用中空的碳棒或石墨管再外鍍一層銅制成,其外徑爲10~11mm,內孔徑爲1.6~2mm,長度爲200~300mm。碳棒割條的抗壓強度較低,爲防止割條端部不被割炬夾頭夾碎,在割條的一端裝上一個黃銅端子。起割時,將端子插入夾頭內。爲了防止觸電,在鍍銅層外再塗上絕緣層(塑料或樹脂)。
    碳棒割條的壽命很長,僅次于陶瓷管割條。對于200mm長的碳棒割條,其工作時間約是400mm長的鋼管割條的工作時間的10~12倍;但在純切割時間內的切割速度低于鋼管割條。
    (2)水下等離子弧切割
    可用作等离子气的气体主要有N2 、Ar-H2 混合气体、O2 和压缩空气;可用作形成屏蔽的保护气体有CO2 、Ar、N2 和压缩空气。使用不同的等离子气,相应的电极材料也不同。一般情况下,等离子气为N2 、Ar-H2混合气体时,应选用钨电极;等离子气为O2 或压缩空气时,应选用铪电极。为增加电极的使用寿命,应采用水冷电极。
    用N2 作等离子气体时,虽然切割速度及质量均较高,但有损耗较快,操作人员也需要较高的技能,尤其在水深大于40~60m处切割时,喷嘴也容易损坏。所以在深水中切割时宜选用Ar作等离子气体,在浅水中切割时宜选用Ar-H2 混合气体作等离子气体。
    (3)熔化極水噴射水下切割
    現用的熔化極噴射水下切割法采用的割絲有實芯割絲及藥芯割絲。
    1)實芯割絲
    实芯割丝采用CO2 气体保护焊用的焊丝或铝丝,通常用的直径为2.4mm。
    采用CO2 焊丝作割丝在200mm水深范围内切割时,有如下特点。
    ① 水深对所能切割的厚度及切割厚度的影响不大。
    ② 随着电弧电压增高,切口变宽,甚至下部扩展成喇叭形。若水深每增加100m,电弧电压增大5~10V,则能获得与在浅水中切割时同样的切口形状。
    ③ 喷射水的压力应随水深的增加而增大,适宜的水压为:相当于水深的静水压力再加0.5MPa(切割低碳素钢)或0.35MPa(切割铝)。
    ④ 铝比低碳钢容易切割。因为铝的熔点低,很少发生电弧短路,所以在同样板厚和相同的切割电流条件下,切割铝的速度要比低碳素钢快50%。
    ⑤ 切割低碳素钢时,切口下缘粘渣较多;切割铝时粘渣较少且可以用钢丝刷除去,这是由于在切割过程中生成了脆性的铁铝合金。
    采用铝线作割丝切割低碳素钢时,切口下缘不粘渣,切口面光洁。但为了获得与用CO2 焊丝切割时相同的切割电流,送丝速度应加快,这往往会超出标准型MIG焊送丝速度的范围。
    2)藥芯割絲
    藥芯割絲采用低碳素鋼MIG焊接所用的藥芯焊絲,常用的直徑爲2.4mm。熔化極水噴射水下切割采用藥芯割絲既可切割碳素鋼,也可切割不鏽鋼及鋁。

    相关服務項目查看更多

    seofunctions.bdtj_fanlianseofunctions.baidupush