管道帶壓開孔機主要用于管道在不停止運營的狀況下進行開孔作業(yè),從而達到新增管路支線或進行帶壓堵漏前期作業(yè)的目的。帶壓開孔的過程中,關(guān)鍵部件要確保其在設(shè)計時的條件(管道壓力、介質(zhì)溫度、化學性質(zhì)等)下的機械穩(wěn)定性及物理特性。
這種關(guān)鍵部件的機械特性表現(xiàn)在溫度大幅度地進行曲線變化范圍內(nèi)時,關(guān)鍵部件所表現(xiàn)出的抗拉力、摩擦力、密閉性及形變很小,都在允許的范圍內(nèi)進行直線變化。我們稱之為機械特性穩(wěn)定或機械特性可控。區(qū)別主要體現(xiàn)在原材料內(nèi)部金屬排列及雜質(zhì)多少。
因此,批量地生產(chǎn)帶壓開孔機關(guān)鍵部件(如帶壓開孔機底座及連接法蘭、銅質(zhì)軸承、帶壓開孔機鉆桿等)需要更多地鍛造和機加工方式獲得,才能在批量生產(chǎn)出承壓及耐磨性合格的帶壓開孔機關(guān)鍵部件。
這些關(guān)鍵部件在因使用鑄造方法生產(chǎn),其內(nèi)部不可避免地存在的氣孔。這些氣孔的形成原因包括:
1.在鑄造時,為降低成本或質(zhì)量控制不嚴而使模具預(yù)熱溫度降低,液體金屬經(jīng)過澆注系統(tǒng)時冷卻太快,從而阻滯了后續(xù)的液體金屬流動。當后續(xù)的液體金屬過多流入時,已冷卻的金屬溫度又所提升,液體金屬將覆蓋這些含有氣體的團塊一同冷卻,不銹鋼澆鑄件從而形成氣泡。這種情況下的金屬氣泡體積較大而不易在金屬表面發(fā)覺。同時,模具溫度過高也會使鑄造的精度下降,因此,合理地控制模具的溫度成為傳統(tǒng)鑄造企業(yè)的難題。只有全面實現(xiàn)計算機數(shù)??刂萍艾F(xiàn)代化的澆鑄工藝才能實現(xiàn)帶壓開孔機關(guān)鍵部件的鑄造。顯然,這樣會更大地增加了生產(chǎn)成本。
2.鑄造時所用的模具排氣設(shè)計不良,氣體不能通暢排出。大型的鑄件排氣設(shè)計要通過數(shù)據(jù)模型和液體金屬的流動來計算機排氣口位置和方向,從而使液體流過時通暢地滿負荷地將注模中的氣體通過排氣口排出。小型的鑄件幾乎沒有排氣設(shè)計,質(zhì)量變得不可控制。
4.帶壓開孔機部件的模具型腔表面有孔洞或凹坑,導致液體金屬注入后在該處的氣體迅速膨脹壓縮液體金屬,形成氣孔。這種情況下形成的氣孔較小,但如果這種較小的氣孔數(shù)量較多時,不銹鋼澆鑄件對帶壓開孔機的承壓和機械性能將大打折扣。
5.部件進行鑄造生產(chǎn)時,因經(jīng)營管理不善或降低人工成本從而造成鑄造用的模具型腔表面銹蝕,不銹鋼澆鑄件沒有清理干凈,造成了氧化物過多,從而使液壓金屬流過表面時,因銹蝕的模具也隨之加熱,產(chǎn)生了許多氧化還原反應(yīng),從而使生成的氣體逸出。但因在溢出過程中,金屬液體逐漸冷卻,氣體便被包裹于金屬之中形成氣泡。
6.生產(chǎn)帶壓開孔關(guān)鍵部件的鑄造用原材料存放不當或原材料不合,使用前沒有經(jīng)過必要的預(yù)處理。一般來說來,鑄造用原材料使用廢鋼及廢銅、廢鋁等。在鑄造使用這些廢鋼原材料之前應(yīng)當進行廢鋼的化學成分檢驗。鑄造用廢鋼主要控制化學成分要求:C2.0% S、P0.05%.對于廢鋼材沒有進行嚴格的分類供應(yīng)管理,質(zhì)量也無法控制。對于單件表面有銹蝕的廢鋼,其每面附著的鐵銹厚度不大于單件厚度的10%。
非合金廢鋼不應(yīng)混有合金廢鋼、鐵合金、廢鐵、有害物。廢鋼表面和器件、打包件內(nèi)部不應(yīng)存在泥塊、水泥、不銹鋼澆鑄件粘砂及琺瑯等。
因此,帶壓開孔機的關(guān)鍵部件使用鑄造的方法進行生產(chǎn)時,氣泡的產(chǎn)生是對其機械性能的嚴重損壞。氣體在金屬液結(jié)殼之前未及時逸出,在鑄件內(nèi)生成的孔洞類缺陷。氣孔的內(nèi)壁光滑,明亮或帶有輕微的氧化色。
鑄件中產(chǎn)生氣孔后,將會減小帶壓開孔機的關(guān)鍵部件的有效承載面積,且在氣孔周圍會引起應(yīng)力集中而降低鑄件的抗沖擊性和抗疲勞性。這些氣孔還會降低鑄件的致密性,致使帶壓開孔機在要求承受水壓的管道中進行帶壓開孔作業(yè),是要承受極大風險的,一不小心就會釀成人員傷亡事故。因此,嚴格地進行帶壓開孔機關(guān)鍵部件生產(chǎn)質(zhì)量控制是前提。
另外,氣孔對鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。這些將在以后的文章中逐一闡述。
鑄造帶壓開孔機的關(guān)鍵部件如果只是去除氣泡這一項缺陷就需要更大的成本來投入,那么鑄造件還存在縮孔、渣孔等其它復(fù)雜的復(fù)合問題來解決。
因此,在質(zhì)量優(yōu)先而不是價格優(yōu)先的選項下,帶壓開孔機的關(guān)鍵部件采用鍛造和機械加工相結(jié)合的方法來進行,不銹鋼澆鑄件不僅能有效地降低生產(chǎn)成本和節(jié)省人工成本,同時確保了這些部件在帶壓開孔施工作業(yè)時的質(zhì)量,也同樣加強了施工企業(yè)的安全生產(chǎn)。
因此,不銹鋼澆鑄件帶壓開孔機的關(guān)鍵部件的生產(chǎn)中嚴禁使用鑄造來降低成本而忽視質(zhì)量問題。
4.《模具的現(xiàn)代制造技術(shù)》范迎珍 《河南科技》半月刊1999003 P22頁
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