第35卷第2期
前混合磨料射流在管道和储罐切割中的应用
邓松圣于以兵廖松陈晓晨黄龙
中国人民解放军后勤工程学院军事供油工程系，重庆401311
摘要：为了研究前混合廉料射流的切制性能，使用“稳健设计”的方法设计切制实验，根据实验数据建立切割模型以指导工程实际。结果表明，切割深度与泵压正相关、与喷嘴横移速度负相关、存在最优靶距使切割深度最大。切割模型的计算结果跟实验数据之间的相对误差最小为1.32%，最大误差为12.41%，平均相对误差为4.73%，模型具有较高的准确性，利用该模型对管道切割进行了预测分析，并将模型应用于储罐切制作业，提高了切割效率，对工程实际具有积极意义。
关键词：前混合磨料射流；X60钢；切割预测模型 DOI:10. 3969 /j. issn. 1006 5539. 2017. 02. 007
0前言
输油管线在运行过程中可能会出现穿孔或断裂的情况，从而导致泄漏事故的发生1。油品泄漏影响油料输送任务，造成严重经济损失，维抢修中的明火极易导致燃烧甚至爆炸[2]，造成难以估量的影响3]。停输状态下的维修作业在紧急情况不能完成特定的收发和输转任务[4]。当输油管道泄漏时，可采用快速捆扎技术、管道修补器快速封堵技术等进行抢修[5-6]。当管道完全断开或出现大长度、大面积的破裂时，可以采用带压堵漏技术建立管道临时通路来实现不停输状态下的快速修复[7]，利用各种快装接头和快装管道快速地恢复输油能力。当破断的管道由于破口的原因无法放人封堵器时，需要先把断裂的管头割除，利用机械能或化学反应能产生机械作用力和高温熔融效果实现对材料的切割，会造成高温并有火花产生*)，并且切割过程中产生热应力，无法保证切割端口处的圆度和平整度。
作为油田地面工程中的油、气、水处理设施，每年都会有一定数量的储罐因腐蚀或改建、扩容等原因需要拆除。在拆除作业之前，储罐均须经过清洗、通风干燥等工序，拆除过程中对施工的安全性要求也比较高。常规拆除作业多采用动火切割方式，切割时会产生明火和飞
溅的火星，可能引发燃烧、火灾、爆炸事故，存在较大的安全隐患。
前混合磨料射流切割技术近年来在煤矿井下等一些特殊场合的切割作业中得到研究应用[9-13]，具有更高的安全性。利用便携式磨料射流设备可以在管道内流有可燃介质的情况下快速将管道切断，且坡口成形效果好，不需打磨就可直接进行后续的焊接工作【4]。并且磨料射流工作机构体积小、移动方便，便于实现机械手控制，也可选燃油机或者电动机作为动力源，以适应复杂环境下的施工作业（14-15)。
为提高前混合磨料射流设备在实际操作中的方便性，需准确选择切割工艺参数，以达到快速高效应急切割的目的。利用前混合磨料射流装置，对油气设备材料 X60钢进行切割实验研究并建立切割预测模型，实现对磨料水射流切割结果的预测。
前混合磨料射流切割实验设计实验基本设定：
1)实验的基本目的是通过一定数量的切割实验数据考察切割参数和切割深度之间的统计关系，以对切割参数进行优化选择。
收稿日期：2016-0908
基金项目：中国石油天然气第七建设公司装备制造分公司项目“移动式磨料水射流应急切制装置研究"（2013GJTC0401）
作者简介：邓松圣（1963－），男，重庆人，教投，博士，主要从事油气储存技术、射流及多相流研究。万方数据
31