水切割可在水下切割應用大展拳腳
- 發(fā)布時間:2018-12-26
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在陸地資源日益匱乏的今天,海洋資源開發(fā)日益受到人們的重視,《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》明確將海洋資源高效開發(fā)利用、大型海洋工程技術(shù)與裝備等列為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。被廣泛應用于水下施工制造、水下打撈與水下拆除等領(lǐng)域的水下焊接/切割技術(shù),得到了發(fā)展契機和空間。相比水下焊接而言,水下切割技術(shù)發(fā)展相對緩慢,文中就水下切割技術(shù)的發(fā)展概況作詳細介紹。
1.水下切割的特點和分類
獨特的水汽環(huán)境及水壓環(huán)境使得水下切割技術(shù)的理論探索較為獨特,從1908年成功使用氧-乙炔割炬在8m內(nèi)水深進行切割開始,人們不斷改進水下切割技術(shù),朝著高效、安全、自動化方向不斷前進。水下切割技術(shù)分類繁雜,常見的分類方法是根據(jù)是否對工件加熱熔化將其分為冷切割和熱切割,如圖
總之,目前水下熱切割和冷切割技術(shù)各自的優(yōu)缺點都不足以支持自身得到優(yōu)先發(fā)展。盡管當下使用的水下切割方法中,熱切割技術(shù)應用居多,占水下切割總量的90%以上。但水下冷切割技術(shù)在許多領(lǐng)域仍然不可替代,水下熱切割和冷切割技術(shù)在可預見的長時間內(nèi)仍會協(xié)同發(fā)展并相互補充。
2.水下冷切割
水下冷切割是利用機械能或動能對工件切割的一種技術(shù),基本可以適用于所有材料的切割,但其對工件的尺寸、形狀有要求。利用水下冷切割技術(shù)獲得的割口縫寬較窄,割口面平整,熱變形較小。常見的水下冷切割技術(shù)包括機械切割、高壓水切割、聚能爆炸切割。
2.1機械切割
水下機械切割是利用銑刀、車刀等工具對被切割件進行擠壓破壞并實施切割。根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)的不同,可將水下機械切割系統(tǒng)細分為液壓功率驅(qū)動系統(tǒng),氣動功率驅(qū)動系統(tǒng)和電動功率驅(qū)動系統(tǒng)[6,7,8].
總的來說,機械切割在切割過程中不對工件加熱,工件的材質(zhì)性能變化小,切割材料也不局限于金屬材料。機械切割易于實現(xiàn)自動化,切割過程相對于其他切割方式環(huán)保,但設(shè)備體積大,投資較多,切割速度也較慢。
2.2高壓水切割
高壓水切割技術(shù)是對工件進行連續(xù)高壓水流沖擊而實現(xiàn)工件的切割[9],該技術(shù)工作噪音小,割縫狹窄,割口整齊;屬無刃切割,設(shè)備價格較低、故障率低。超高壓水射流技術(shù)是目前較為先進的一種高壓水切割技術(shù),該技術(shù)是在水中加入金剛砂、銅礦渣等磨料顆粒后增壓,形成一股高速磨料液流[10],水流速度可達600~1000m/s[11],切割效率顯著提高。
1.水下切割的特點和分類
獨特的水汽環(huán)境及水壓環(huán)境使得水下切割技術(shù)的理論探索較為獨特,從1908年成功使用氧-乙炔割炬在8m內(nèi)水深進行切割開始,人們不斷改進水下切割技術(shù),朝著高效、安全、自動化方向不斷前進。水下切割技術(shù)分類繁雜,常見的分類方法是根據(jù)是否對工件加熱熔化將其分為冷切割和熱切割,如圖
總之,目前水下熱切割和冷切割技術(shù)各自的優(yōu)缺點都不足以支持自身得到優(yōu)先發(fā)展。盡管當下使用的水下切割方法中,熱切割技術(shù)應用居多,占水下切割總量的90%以上。但水下冷切割技術(shù)在許多領(lǐng)域仍然不可替代,水下熱切割和冷切割技術(shù)在可預見的長時間內(nèi)仍會協(xié)同發(fā)展并相互補充。
2.水下冷切割
水下冷切割是利用機械能或動能對工件切割的一種技術(shù),基本可以適用于所有材料的切割,但其對工件的尺寸、形狀有要求。利用水下冷切割技術(shù)獲得的割口縫寬較窄,割口面平整,熱變形較小。常見的水下冷切割技術(shù)包括機械切割、高壓水切割、聚能爆炸切割。
2.1機械切割
水下機械切割是利用銑刀、車刀等工具對被切割件進行擠壓破壞并實施切割。根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)的不同,可將水下機械切割系統(tǒng)細分為液壓功率驅(qū)動系統(tǒng),氣動功率驅(qū)動系統(tǒng)和電動功率驅(qū)動系統(tǒng)[6,7,8].
總的來說,機械切割在切割過程中不對工件加熱,工件的材質(zhì)性能變化小,切割材料也不局限于金屬材料。機械切割易于實現(xiàn)自動化,切割過程相對于其他切割方式環(huán)保,但設(shè)備體積大,投資較多,切割速度也較慢。
2.2高壓水切割
高壓水切割技術(shù)是對工件進行連續(xù)高壓水流沖擊而實現(xiàn)工件的切割[9],該技術(shù)工作噪音小,割縫狹窄,割口整齊;屬無刃切割,設(shè)備價格較低、故障率低。超高壓水射流技術(shù)是目前較為先進的一種高壓水切割技術(shù),該技術(shù)是在水中加入金剛砂、銅礦渣等磨料顆粒后增壓,形成一股高速磨料液流[10],水流速度可達600~1000m/s[11],切割效率顯著提高。