CN110039113B - 一种金刚石线锯在役管道切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在役管道金刚石线锯切割装置，金刚石线锯依次连接绕丝筒、导轮，垂直导轮固定板、转向导轮固定板和导轮板转向轴用来调整金刚石线锯切割方向，切割***导轮固定板安装在轨道上，轨道安装在底座上部，底座下部安装有两组对称分布的管道固定V型块与管道外侧固定带，距离调整传动机构安装在两块切割***导轮固定板之间，距离调整传动机构设有距离调整齿轮，距离调整齿轮连接两条齿条，距离调整齿轮上设有把手，通过把手拧动距离调整齿轮，带动两条齿条做相对运动。本发明的有益效果是机器体积小巧，易于拆卸，方便携带，能够在一些要求较低的设备与管道不停工时进行在线取样，取样后基本不影响设备与管道的正常运行。

Description

一种金刚石线锯在役管道切割装置
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种金刚石线锯在役管道切割装置。
背景技术
在石油、化工等行业中，大多数管道与设备长期在高温、高压及腐蚀性环境下工作，其材料微观组织会发生劣化与损伤，机械性能会下降，极易在设计的服役寿命之前就发生失效。如何评价和预测这些工业设备的当前性能和剩余寿命，对其结构进行完整性评估，一直是国内外研究的热点。目前，传统材料力学性能试验方法都不得不对这些在役设备进行破坏性切割取样，无法满足设备无损在线检测要求，从而引起停工并造成过高的经济损失。在这样的工业大背景下，众多使用微型试样进行力学性能评估的试验方法应运而生。小冲杆试验(Small Punch Test，SPT)便是近几十年来发展起来的，对设备材料劣化性能进行评估的近乎无损的微试样试验方法。然而，如何在设备上切取微损试块，从而能够进一步制备用于小冲杆试验的试样，是目前亟待解决的重要问题。目前，市面上已有的微损取样设备主要分为机械切割式和电火花切割式两大类。小冲杆试验概念提出不久，Merchaldi就设计出了第一款机械式球壳取样机，该取样机的切刀形式为“碗状”，能够在设备表面切取截面为弓形的块状试样。然而，此种取样设备具有体积大，不宜随身携带等缺点。因此Rolls-Royce公司对该种机械式切割取样机进行了改进，使其外形尺寸更小，便于携带。尽管如此，由于其切刀具有的碗状特征，目前机械式取样设备取出的试样最大厚度仍较大，会对设备带来无法修补的损伤。另外，为了提高切割精度以及尽量减小对设备的损伤，该设备必须采用很薄的碗状刀具，但过薄的刀具极易在取样时崩坏，并且由于该碗状刀具形状复杂，加工成本高昂，间接提高了取样机的整体成本。而电火花式取样机的取样时间过长，切割效率低下。在切割过程中，电火花放电会产生大量的热量影响切取试样的力学性能以及管道的正常运行，因此不能够对在役设备进行取样。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金刚石线锯在役管道切割装置，本发明的有益效果是利用金刚石线锯对正在服役的管道进行切割，使其在切割过程中对在役设备损伤较小、取样厚度尺寸可以精确控制，切割时发热量低，并且机器体积小巧，易于拆卸，方便携带，能够在管道和设备不停工时进行在线取样，取样后基本不影响管道与设备的正常运行。
本发明所采用的技术方案是包括对称设置并安装在切割***导轮固定板上的两组绕丝筒、导轮、垂直导轮固定板、转向导轮固定板和导轮板转向轴，金刚石线锯依次连接绕丝筒、导轮，垂直导轮固定板、转向导轮固定板和导轮板转向轴用来调整金刚石线锯切割方向，切割***导轮固定板安装在轨道上，轨道安装在底座上部，切割***导轮固定板能够沿着轨道移动，底座下部安装有两组对称分布的管道固定V型块与管道外侧固定带，管道固定V型块能够调整位置，使底座与管道外壁紧密接触，管道外侧固定带从一侧管道固定V型块的预留孔中穿过，从待切割的管道下方穿过连接到另一侧管道固定V型块上，使底座牢固地固定于管道外壁，距离调整传动机构安装在两块切割***导轮固定板之间，距离调整传动机构设有距离调整齿轮，距离调整齿轮连接两条齿条，距离调整齿轮上设有把手，通过把手拧动距离调整齿轮，带动两条齿条做相对运动。
进一步，管道外侧固定带使用皮质或者钢制链条制成。
进一步，切割***导轮固定板连接电机上的丝杠，打开电机，通过丝杠带动切割***导轮固定板沿着导轨往复运动。
进一步，在底座上还设有冷却水通道，冷却水通道连接喷嘴，冷却水通过冷却水通道从喷嘴喷出，在管道切割过程中对切割部分进行冲洗降温。
进一步，整个切割***导轮固定板通过三角形固定支架加固。
附图说明
图1是金刚石线锯管道切割装置结构示意图；
图2是金刚石线锯管道切割装置侧视图；
图3是金刚石线锯管道切割装置立体图。
图中，1.绕丝筒，2.导轮，3.导轮板转向轴，4.轨道，5.底座，6.切割***导轮固定板，7.距离调整传动机构，8.距离调整齿轮，9.金刚石线锯，10.冷却水通道，11.垂直导轮固定板，12.转向导轮固定板，13.管道固定V型块，14.管道外侧固定带，15.管道，16.电机，17.丝杠，18.三角形固定支架，19.齿条，20.喷嘴。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种金刚石线锯在役管道切割装置如图1至图3所示，包括对称设置并安装在切割***导轮固定板6上的两组绕丝筒1、导轮2、垂直导轮固定板11、转向导轮固定板12和导轮板转向轴3，金刚石线锯9依次连接绕丝筒1、导轮2，垂直导轮固定板11、转向导轮固定板12和导轮板转向轴3用来调整金刚石线锯9切割方向，切割***导轮固切定板6安装在轨道4上，轨道4安装在底座5上部，切割***导轮固定板6能够沿着轨道4移动。底座5下部安装有两组对称分布的管道固定V型块13与管道外侧固定带14。管道固定V型块13能够根据实际情况(不同管径等)调整位置，使底座5与管道15外壁紧密接触，管道外侧固定带14可使用皮质或者钢制链条制成，从一侧管道固定V型块13的预留孔中穿过，从带切割的管道15下方穿过连接到另一侧管道固定V型块13上，使底座5牢固地固定于管道15外壁。距离调整传动机构7安装在两块切割***导轮固定板6之间，距离调整传动机构7设有距离调整齿轮8，距离调整齿轮8连接两条齿条19，距离调整齿轮8上设有把手，通过把手拧动距离调整齿轮8，带动两条齿条19做相对运动，最终达到调整金刚石线锯9长度的目的，避免了在切割过程中张力过大，金刚石线锯9可能发生崩断，造成危险。根据管道15直径利用距离调整传动机构7上的距离调整齿轮8调整导轮2之间的距离(金刚石线锯进行切割部分的长度)，通过绕丝筒1的转动，实现金刚石线锯9往复式切割，并且可以在切割过程中，根据金刚石线锯9的张力大小，实时调整距离，使金刚石线锯9始终处于安全状态，不会崩断。切割***导轮固定板6连接电机16上的丝杠17，打开电机16，通过丝杠17带动切割***导轮固定板6沿着导轨4往复运动。在底座5上还设有冷却水通道10，冷却水通道10连接喷嘴20，冷却水通过冷却水通道10从喷嘴20喷出，在管道15切割过程中进行冲洗降温。整个切割***导轮固定板6还可通过三角形固定支架18加固。
切割过程：首先测量管径，对导轮2距离进行调整，保证切割时只有金刚石线锯9与管壁进行接触，防止两侧的导轮2与管壁进行接触，使其无法切割。提前计算需要材料的尺寸大小，在管道外壁做好记号，为切割开始与结束做准备。金刚石线锯9总长度根据现场情况而定，保证切割时金刚石线锯9可以得到足够的冷却。将金刚石线锯9缠绕好之后，开始“对刀”，使金刚石线锯9对准切割开始的位置。首先切割方向为垂直于管道15运输方向向下切割，切割出一个凹槽。在切割过程中，金刚石线锯9会产生变形，调整导轮2之间的距离，调整金刚石线锯9的张力，防止崩断。在切割凹槽的后半阶段，适当加大金刚石线锯9的张力，使其尽量为一条直线，使切割的凹槽下端尽量是一个平面，减少对管道15的损伤。当凹槽切割到需要的深度时，通过导轮板转向轴3与转向导轮固定板12使金刚石线锯9切割方向发生改变，使其可以沿管道15运输方向进行水平切割，并且不会切割到导轮2。此时需要控制好切割的长度，满足试验需要并且尽可能的减小切割长度，减少对管道15的损伤。在水平切割的后半阶段，也应适当加大金刚石线锯9的张力，使其尽量切出平面。当切割到需要的长度时，同样通过导轮板转向轴3与转向导轮固定板12调整方向，使其开始向垂直于管道15运输方向向上切割，将整块材料切下。在切割过程中，如果需要可以使用冷却水冷却切割部位，使得切割部位的温度始终保持环境温度，避免温度对切取试样的热影响。切割完成后，便可将整套装置拆下。
金刚石线锯9切割钢铁的速度相较于常规机械式取样机和电火花式取样机速度更快，在产率上有较大的提升，切割厚度可以精确控制。整套装置操作比较简单，并不需要专业培训人士在场便可进行工作，同时安装、拆卸比较方便，如果管道在环境比较恶劣的地区，也可应用此套装置进行操作。并且利用金刚石线锯对管道进行加工，对管道的损伤非常小。利用更细的线锯设置可以在较薄管壁的管道上进行微损取样工作。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种金刚石线锯在役管道切割装置，其特征在于：包括对称设置并安装在切割***导轮固定板上的两组绕丝筒、导轮、垂直导轮固定板、转向导轮固定板和导轮板转向轴，金刚石线锯依次连接绕丝筒、导轮，垂直导轮固定板、转向导轮固定板和导轮板转向轴用来调整金刚石线锯切割方向，切割***导轮固定板安装在轨道上，轨道安装在底座上部，切割***导轮固定板能够沿着轨道移动，底座下部安装有两组对称分布的管道固定V型块与管道外侧固定带，管道固定V型块能够调整位置，使底座与管道外壁紧密接触，管道外侧固定带从待切割管道一侧的管道固定V型块预留孔中穿过，从待切割管道下方经过，连接到另一侧管道固定V型块上，使底座牢固地固定于管道外壁，距离调整传动机构安装在两块切割***导轮固定板之间，距离调整传动机构设有距离调整齿轮，距离调整齿轮连接两条齿条，距离调整齿轮上设有把手，通过把手拧动距离调整齿轮，带动两条齿条做相对运动。
2.按照权利要求1所述一种金刚石线锯在役管道切割装置，其特征在于：所述管道外侧固定带使用皮质或者钢制链条制成。
3.按照权利要求1所述一种金刚石线锯在役管道切割装置，其特征在于：所述切割***导轮固定板连接电机上的丝杠，打开电机，通过丝杠带动切割***导轮固定板沿着导轨往复运动。
4.按照权利要求1所述一种金刚石线锯在役管道切割装置，其特征在于：所述底座上还设有冷却水通道，冷却水通道连接喷嘴，冷却水通过冷却水通道从喷嘴喷出，在管道切割过程中进行冲洗降温。
5.按照权利要求1所述一种金刚石线锯在役管道切割装置，其特征在于：所述整个切割***导轮固定板通过三角形固定支架加固。
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