水下割条概述编辑
水下氧一弧切割技术,是一种传统的水下金属的切割方法,由于这种切割方法设备简单,使用方法灵活,适应性广,工效快,技术易于掌握,安全可靠,在国内外仍被广泛的采用。
水下割条的运用编辑
水下割条在水下生产设施的处治中,在公路铁路桥梁和港口建设中,在水利水电大坝领域水工建筑物的安全运行维护中,特别是在船舶航运应急排故及清航拆除水下金属结构等水下工程中起着重要作用。如我国在打捞“阿波丸”沉船工程中,沉船解体总面积近5000平方米,解体钢板切割总长度约2400米,其主要的切割方式也是水下割条切割。
水下割条切割原理编辑
水下切割条与其他水下切割,如水下热切割、水下机械切割、水下爆破切割中的任何一种切割方法一样,都是通过使用其能源的作用达到水下切割的目的。水下切割工作原理,就是利用水下电弧产生的高温和氧气同被切割金属元素产生的化学反应热,加热和熔化被切割金属并借助氧气流的冲力将切割缝中的熔融金属及氧化熔渣吹除,从而形成割缝的。随着水下电弧的不断和氧气的不断供给获得所需要的切割长度,达到切断被割金属材料的目的。
由于切割中,能够获得大量的化学反应热,从而可以利用较小的切割电流进行切割,同时在切割过程中不断供给具有一定压力和流量的氧气,使割缝中的熔化金属和熔渣不断被吹除,所以切割可以获得较高的切割速度。
水下割条的分类编辑
研究进展编辑
1895年,法国人LeChatelier发明了氧乙炔火焰,1900年.Fouch和Picard制造出了*1把氧乙炔割炬。氧乙炔火焰切割作为一种热切割方法开始被应用于生产实践,但当时于陆地切割使用。水下切割是1908年德国人试图使用陆地上的氧乙炔割炬实现的,其工作水深在8 m以内.但由于周围水的强烈冷却作用,使切口处很难预热,且火焰不稳定,切割效果并不好。到了1925年,水下切割技术获得重大突破,美国海军为了便于进行海上打捞,研制出一种使用压缩空气作为外部屏幕的氧一氢割炬。在实际应用中获得了良好的效果。水下氧火焰切割的机理是采用气体火焰把钢板预热到燃点温度.然后用高速氧气射流喷向已经预热的金属,引起钢板发生氧化反应同时放出热量。氧气射流把氧化物及熔融金属吹掉形成切口。氧火焰切割所使用的气体主要包括乙炔、碳氢化合物、氢和液体燃料。
水下电弧氧切割适用于能导电的金属材料。但主要是用来切割易氧化的低碳钢和低合金高强钢。其使用水深已**过150 m。可能切割的厚度也在不断增加。但水下电弧氧切割由于割缝质量不高,多用于水下破坏性切割,以切断材料为目的。水下氧火焰切割和水下电弧氧切割都以气体为介质。在水中自由状态下气体必然要产生上浮的气泡,造成大量气泡翻腾现象。从而降低了水下可见度,增加了切割中的困难。熔化较水喷射水下切割由13本在上世纪70年代发明,用水作为切割工作介质,除保证切割过程平静外.还不必克服以空气作为介质时存在的因水深而带来的静水压问题。这种方法是利用电弧产生的热量将金属熔化.并用高压水射流将被熔化的金属及熔渣吹掉。随着现代造船工业、原子能工业和海洋开发等工业的发展。要求水下切割技术能满足切割速度快.效率高,具有较高的切割质量,热影响区小,切割工件无变形等特点,根据等离子弧的特点人们开发了水下等离子弧切割技术,这种方法成功用于水下切割的报道早见于1960年。其原理和设备与等离子弧焊基本相同。不同的是切割时应用的电流和气流都比较大。
水下热切割法都会对工件产生热影响甚至变形,而水下冷切割法则避免了这一缺点。高压水射流水下切割技术作为一种水下冷切割方法。不会破坏材料的物理、力学性能及材质的晶问组织结构,且免除了后序加工。尤其对特种材料如碳纤维材料,有切割无法比拟的效果。高压水射流切割技术可以切割各类金属或非金属、塑性或脆性硬材料。美国密执安大学教授诺曼·弗兰兹博士于1968年获得水射流切割技术**。1971年,对制作家具的硬木进行水射流切割获得成功,引起了**关注。上世纪80年代.美国又率先把水磨料射流切割技术应用于实践。使切割对象较加广泛。纯水型水射流切割的原理是将水增至**高压,再经节流小孔,使水压势能转化为射流动能,用这种高速密集的水射流进行切割:加磨料型水射流切割是再往水射流中加人磨料粒子。经混合管形成磨料射流,用磨料射流进行切割。
在日本水喷射熔化较切割原理的基础上,我国成功开发了深海半自动熔化较水下电弧切割新技术,并在20 m及60m水深处对厚20 mm的钢板进行了切割试验,切割速度高达20m以上。水下聚能切割技术在我国也逐渐兴起。西安204所研制的橡皮具有柔软轻便、使用简单、切割精度较高等特点。实际应用聚能切割厚100mm钢板和直径1.2 m、具有38 mm钢套的混凝土套管曾获得成功。在打捞“阿波丸”号沉船时,还采用了预制的聚能进行船体拆除,效果较理想 [4] 。
海洋技术
依据各种水下切割法的基本原理和切割状态不同,大体上可将现有的水下切割法分为两大类,即水下热切割法和水下冷切割法。?水下热切割法是利用热源对金属进行加热,或在纯氧气中,使金属熔化,并采取某种措施将熔化金属或熔渣去除而形成切口的切割,如水下氧—火焰切割、水下电弧切割、水下电弧—氧切割等。
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