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关于水下切割的详细阐明

时间:2016-11-12

江苏信安水利工程公司为您供给关于水下切割的详细阐明,接洽方法13515131766;接洽人:夏经理、电话: 0515-88706159、qq: 392810918、地址:盐城市盐都区龙冈镇凤凰居委会永昌南路15号。

关于水下切割的详细阐明
  1. 水下切割设备 (1)水下电弧-氧切割 水下电弧-氧切割应用的设备重要有切割电源、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-氧切割设备的基础构成示意。 1)切割电源 水下电弧-氧切割应用的电源与水下焊条电弧焊应用的电源基础雷同
1.水下切割设备
(1)水下电弧-氧切割
水下电弧-氧切割应用的设备重要有切割电源、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-氧切割设备的基础构成示意。
1)切割电源
水下电弧-氧切割应用的电源与水下焊条电弧焊应用的电源基础雷同,也是直流弧焊电源,只是功率大些,一般额定输出电流不应小于500A。
常用的水下 切割发电机重要有AX1-500、AX8-500等型号。另外,ZDS-500型水下焊接电源及ZXG-500型弧焊整流电源也可用于水下切割。
尤其是 ZDS-500型水下焊接电源,是船上专用弧焊电源,具有防水、防潮、防振性能,超载能力强,容易引弧,电弧稳固,可进步切割效率。
2)切割割炬
水下电弧-氧切割炬应满足下列技巧请求:
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 割炬头部设有主动断弧装置,以防烘干割炬头部;
③ 割炬应有回火防止器等装置,以防炽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,能保证连接的坚固性和睦密性,割炬的割条夹紧装置应简便,并具有必定的夹紧力;
⑤ 电缆接头坚固,带电部分必须包绝缘套,并且其绝缘电阻不小于35MΩ,耐压1000V(工频交换);
⑥ 氧气阀开启、关闭应机动自如,接头坚固,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化处理,镀层不得有脱壳等缺点。
图 2所示为我国生产的SG-Ⅲ型水下电弧-氧切割割炬结构示意,实践证明这种割炬是比较实用的。如注意保养,应用寿命也比较长,但割炬头部的割条插 孔应用一段时间后, 与割条的接触性能会变差,往往会在该地位产生电弧,导致割炬损坏。 另外应用时间长了,割炬的绝缘性也会降低,在切割过程中可能有漏电现 象产生,危及潜水员的安全。因此要对割炬经常检查,及时维修或调换有损坏的零件。 此外,也可应用图3所示的水下焊割两用炬进行水下切割。
3) 切割电缆及开关
水下电弧-氧切割中应用的电缆,应是耐海水腐化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,创造有橡胶套老化龟裂时,要及时调换以防漏电。
连接电源和割炬的电缆,俗称“把线”;连接电源和被切割工件的电缆,俗称“地线”。 为了水下作业的安全,把线上接一个切断开关,以便根据潜水员的请求及时供电或断电。断电开关可用单闸刀开关,也可用主动断电器,开关导电元件应具有足够的导电断面积。
主动断电器能在引弧时使电压迅速上升到引弧所需的电压,而在断弧或调换割条时则快速切断电源。 这一装置的外形尺寸为420mm×340mm×270mm,质量约为30kg。实用于直流正接电路。
4) 供氧气系统
水下电弧-氧切割供氧气系统由氧气瓶、减压器及氧气管组成。
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。
应用氧气瓶应注意下列事项。
a.应用时必须安稳放置,不得与其他气瓶混在一起,特别是严禁与可燃气瓶或液体燃料容器放在一起。
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,至少应保存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,及时检修或结束应用不合格的氧气瓶。
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固性。减压器上有两块压力表,分辨唆使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。应用减压器 时应注意如下事项。
a.安装减压器之前,需先打开氧气瓶阀门,利用氧气来吹掉阀嘴上的灰尘等杂质。操作时,氧气瓶阀嘴不能朝向人体。
b.检查各接头是否拧紧、有无滑牙现象,调节螺钉使其处在松开的地位。
c.安装好减压器后再开启氧气瓶阀门,查看压力表是否工作正常、各部分有无漏气现象。待一切正常后再接氧气胶管。
d.减压器如沾附油脂,必须擦净后再应用。
e.减压器冻结时,不容许用火烤,可用热水或蒸汽解冻。
F. 当创造减压器有自流现象时,即调节螺钉松开时,低压表仍主动上升,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。此时要将污物扫除,并用细砂布将活门磨平。如创造活门座有裂纹时,要及时调换。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 。此时应调换副弹簧。
(2)水下等离子弧切割
1) 切割电源
为 适应水下等离子弧切割的特别请求,水下等离子弧切割电源采用可控硅晶体管开关及整流器并用水冷却,具有陡降的外特征, 在弧长(电弧电压)变更时能 保证切割参数及电弧稳固;而且从“小弧”过渡到切割电弧时能按照自然间断特征安稳地达到给定的电流值,而不产生冲击电流。 该电源在把持电路中考虑到能把空 载电压降低到110V并获得手工电弧焊所需的外特征曲线,使之也可用于水下手工焊接。
表1列出范例水下等离子弧切割电源的重要技巧参数。
 
表1 范例水下等离子弧切割电源的重要技巧参数
切割电流/A 300~600(额定负载持续率60%,切割周期10min时)
空载电压/V 180
最大工作电压/V 140(切割电流为600A时)
“小弧”电流/A 50
“小弧”电源空载电压/V 180
2) 切割割炬
水下等离子弧切割与陆上用的割炬不同之处在于:
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)禁止水进入电弧区,使电弧能稳固燃烧, 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。
图4及图5分辨所示为两种水下等离子弧切割用的割炬结构,其中KB型割炬用于在淡水中切割,外形尺寸为160mm×370mm×40mm, 质量为2.5kg;而PM型割炬用于在海水中切割,外形尺寸为150mm×350mm×35mm,质量为2.5kg。
为确保各连接部位的水密性,常采用糊状有机硅黏结剂。这种材料在室温下就产生硫化,然后变成橡胶状物质,具有防潮隔热及良好的绝缘性能, 能在较大温度领域内(-55~300℃之间)保持良好的密封性能。
为防止因空气进入工作气体通道在引弧时烧坏电极,在进气管连接处需安装逆向阀,借助工作气体的压力开启阀门,逐出暂存的空气。
对 于PM型割炬,当电源的空载电压为180V时,在海水中对其进行了漏电测试,最高的漏电电压为10V,在盐的质量分数为1.7%~2.0%的海水中应用是 安全可靠的。 这两种割炬的喷嘴既可用淡水也可用压缩空气进行强制冷却,可在水深52m以内进行碳素钢、不锈钢及铝合金的水下切割。
(3)融化极水喷射水下切割
融化极水喷射水下切割重要采用半主动方法。国内已有专用切割设备供给,型号为GSS-800。 这种切割设备由主机(包含切割电源、把持装置、水路系统和高压水泵)、送丝箱、割炬、遥控盒、组合电缆盘及接地电缆盘等组成。
融化极水喷射水下切割电源与陆用融化极气体掩护焊电源基础雷同,为自然平特征的弧焊整流器,只是功率大些,额定输出电流一般为500~1500A。 表2列出GSS-800型融化极水喷射水下切割设备的重要技巧参数。
 
表2 GSS-800型融化极水喷射水下切割设备的重要技巧参数
输入电源 电压/V 3相380
频率/Hz 50
额定输入电流/A 100
额定输入容量/kW 65
切割电源 电源特征 直流,自然平特征
最大切割电流/A 800
额定负载持续率/% 60
空载电压调节领域/V 50~70
割炬及送丝箱 割丝直径/mm 2.5
送丝速度/m.min-1 4~9
送丝软管长度/m 4
割丝盘装丝量/kg 约15
供气压力/MPa 0.8
高压水泵 电动机功率/kW 3
工作水压/MPa 0.6~1.0
外形尺寸(长×宽×高)/mm 主机 2120×1120×1615
组合电缆盘 1552×1620×1805
接地电缆盘 1452×1370×1655
送丝箱 600×360×660
质量/kg 主机 1300
组合电缆盘 1000
接地电缆盘 8000
送丝箱 50
这种切割设备能在水深60m处对厚度为10~28mm的碳素钢、不锈钢、铜、铝等金属进行半主动切割,特别实用于水下打捞、海底采矿及海底石油输送管道铺设等工程的水下金属切割。采用直径2.5mm割丝切割,切口宽度为4~5mm。
2.切割材料
(1)水下电弧-氧切割
水下电弧-氧切割实用于能导电的金属材料,但重要是用来切割易氧化的低碳钢和低合金高强钢。水下电弧-氧切割应用的割条大体上有3种:钢管割条、陶瓷管割条、碳棒割条。
水下电弧-氧切割用的氧气为一般的工业用氧,其纯度分为两级:一级不低于99.2%,二级不低于98.5%。氧气的供给方法是瓶装:将氧气压缩到120~150个大气压,装入氧气瓶内,以备应用及储存。想知道小本创业网。
1)钢管割条
钢 管割条的结构及制作方法与水下焊条类似,是用无缝钢管作芯,外涂矿物质涂料或包敷塑料纤维膜制成。涂料重要起防水、绝缘及稳弧作用。割条的防水性 能可通过两个道路实现:一是将防水剂加在涂料中,烘干后具有防水性;二是将割条烘干后再涂一层防水剂,达到防水目标。割条的结构如图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 。在雷同切割条件下,割条内径增长,切割速度增长,切割效率也增长,见表3。
 
表3切割10~12mm厚钢板时的切割效率
割条外径
/mm
割条内径
/mm
氧气压力
/MPa
工作电流
/A
每根割条切割长度/cm 每根割条切割时间/s 每根割条耗氧量/m3
6 1.25 0.65 240 24 55 0.18
7 2 0.65 260 28 61 0.30
8 3 0.7 340 32 61 0.35
加 大割条内径使切割速度进步,这可能是由于供氧量的增长使得氧化速度加快,同时对融化金属及熔渣的吹力加大,使它们从切口中迅速排除的成果。国外有 用外径为10mm,内径为4mm割条的,切割大厚度钢板的效果良好。但是,海上作业时氧气的供给是很艰苦的,不合适耗费过大的氧气,所以一般不采用大内径 割条。
割条药皮中参加适量的金属粉,可以进步割条的导电性、稳固电弧,同时可大大进步割条本身的氧化反响热,从而使切割速度进步。药皮中 参加铁粉的效果最 好,其次是镁粉和铝粉。这些金属粉单独参加到钛铁矿型药皮中时,铁粉不宜超过35%,镁粉和铝粉不宜超过10%。参加的金属粉太多,药皮的涂敷性能就会下 降,药皮强度及防水性能也降低。如果同时参加几种金属粉,其比例也要适当降低。另外,参加金属粉的药皮,应适当增长其重量系数,但不宜超过30%,否则会 使涂敷性能变坏。
钢制割条比较坚韧,价格便宜,而且切割质量良好(切口窄、切割面光洁)。虽然因受电弧热本身也融化,调换割条较频繁,但实践证明,当切割厚度大于19mm的工件时,钢管割条的总切割效率高于陶瓷管割条。钢管割条是水下电弧-氧切割最常用的割条。
我国生产的水下电弧-氧钢管割条为特304,其钢芯外径为8mm,内孔直径为3mm的低碳无缝钢管,外涂1mm厚的药层,防水绝缘层是酚醛清漆,长度有350mm及400mm两种规格。特304割条属于钛铁矿型厚药皮割条,重量系数为20%,其性能不亚于国外同类产品。
新研制的水下电弧-氧割条特点是采用混杂黏结剂代替以往的水玻璃为药皮的黏结材料,使割条更合适于长期保存及在深水中切割。这种割条在海水中浸泡240h后仍能应用,而且切割效率也比特304割条高。
2)陶瓷管割条
以 陶瓷管作芯的割条成为陶瓷管割条,其规格一般为:外径12~14mm、内径3mm、长度200~250mm。制作时先经高温焙烘,使陶瓷管具有一 定的韧性,然后在其外表面喷涂钢制涂层(厚度约8mm),以增长陶瓷管强度。在陶瓷管一端约32mm长的领域内,应磨成直径与割炬相匹配的尺寸,作为夹持 端,其余部分用绝缘材料涂敷或用水密绝缘材料包缠,成为陶瓷管割条。
陶瓷管割条的外层金属不仅增长了割条强度,也进步了割条的导电性及引 弧性能。切割时,外层金属先与被切割工件接触,由于电流的集肤效应,在部分电流 从外层金属流向被切割工件,电弧也先在外层金属与被切割工件之间产生,外层金属先融化。同时,电弧及融化金属对割条端部的金刚砂进行预热,从而使金刚砂导 电性增长。这时,切割电流不仅在陶瓷管割条的外层金属上流动,也在陶瓷管上流动,电弧流向割条端部并稳固燃烧。
因为陶瓷具有较高的抗氧化能力,一根陶瓷管割条可应用40~60min,从而可大幅度缩短水下切割作业赞助时间,但在单位纯切割时间内的切割速度低于钢管割条,电弧稳固性也比钢管割条差。因此在作业时间紧急,只要一两根割条就能完成合作的情况下,还是采用钢管割条为宜。
3)碳棒割条
碳 棒割条是用中空的碳棒或石墨管再外镀一层铜制成,其外径为10~11mm,内孔径为1.6~2mm,长度为200~300mm。碳棒割条的抗压强 度较低,为防止割条端部不被割炬夹头夹碎,在割条的一端装上一个黄铜端子。起割时,将端子插入夹头内。为了防止触电,在镀铜层外再涂上绝缘层(塑料或树 脂)。
碳棒割条的寿命很长,仅次于陶瓷管割条。对于200mm长的碳棒割条,其工作时间约是400mm长的钢管割条的工作时间的10~12倍;但在纯切割时间内的切割速度低于钢管割条。
(2)水下等离子弧切割
可用作等离子气的气体重要有N2 、Ar-H2 混杂气体、O2 和压缩空气;可用作形成屏蔽的掩护气体有CO2 、Ar、N2 和压缩空气。应用不同的等离子气,相应的电极材料也不同。一般情况下,等离子气为N2 、Ar-H2 混杂气体时,应选用钨电极;等离子气为O2 或压缩空气时,应选用铪电极。由于水下切割时需要的电流较大,其实为增长电极的应用寿命,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巧,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 混杂气体作等离子气体。
(3)融化极水喷射水下切割
现用的融化极喷射水下切割法采用的割丝有实芯割丝及药芯割丝。
1)实芯割丝
实芯割丝采用CO2 气体掩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水深领域内切割时,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,甚至下部扩大成喇叭形。若水深每增长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长而增大,合适的水压为: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,很少产生电弧短路,所以在同样板厚和雷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 焊丝切割时雷同的切割电流,送丝速度应加快,这往往会超出标准型MIG焊送丝速度的领域。
2)药芯割丝
药芯割丝采用低碳素钢MIG焊接所用的药芯焊丝,常用的直径为2.4mm。融化极水喷射水下切割采用药芯割丝既可切割碳素钢,也可切割不锈钢及铝。
我公司是专业的水下切割单位,服务于全国各地
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