帶壓開孔鉆頭工作原理

帶壓開孔機(jī)是指在役管道新建支線或管道搶修時(shí)，在不停止管道輸送的前提下，運(yùn)用帶壓開孔技術(shù)給新建支線或搶修管道封堵分流的措施。它是一種安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效的在役管線維搶修技術(shù)，適用于水、原油、成品油、化工介質(zhì)、天然氣等多種介質(zhì)管線的正常維修改造和突發(fā)事故的搶修（如帶壓搶修、更換腐蝕管段、加裝裝置、分輸改造等作業(yè)）。

被開管道的直徑越大，對于帶壓開孔作業(yè)施工時(shí)難度越是有所提升。當(dāng)新建管道和原管道的直徑比達(dá)到1：6以上時(shí)，帶壓開孔作業(yè)的施工難度系數(shù)提升0.8倍。以手動(dòng)鉆DN50規(guī)格以下帶壓開孔為例，其對原管道通徑大于300以上管道開孔時(shí)，與深孔加工的工作環(huán)境相類似，但工況條件要比深孔加工面臨更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

以上工程事例中可以看出，手動(dòng)帶壓開孔鉆的鉆頭與深孔加工鉆頭相類似。簡單的說就是以鉆頭為主在管道壁上加工的孔都是開孔鉆進(jìn)行的鉆削加工，有一定直經(jīng)，深度，精度的圓形孔工藝，特點(diǎn)就是設(shè)備攜帶快捷，不需要額外的動(dòng)力設(shè)備，但相對于深孔加工存在著排削相對困難，管道未鉆透時(shí)冷卻條件差，開孔鉆頭磨損較快等許多問題需要解決。

帶壓開孔鉆頭的鉆削加工是指用鉆頭旋進(jìn)并附加以管道壁壓力來鉆孔的方法，鉆削刀具與管道壁作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

鉆頭繞軸心所作的旋轉(zhuǎn)，也就是切下管道壁切屑的運(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)。鉆頭對著管道所作的直線前進(jìn)運(yùn)動(dòng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

目前，先鋒管道對于DN50以下的鉆頭主要有麻花鉆和中心深孔鉆頭。麻花鉆頭是最為常用的一種鉆頭，下面簡要介紹麻花鉆的組成及切削角度。

1.麻花鉆主要由柄部、頸部和工作部分組成，其結(jié)構(gòu)見下圖：

1.1柄部：鉆頭的柄部是與手動(dòng)開孔鉆的連接部分，鉆孔時(shí)用來傳遞所需的轉(zhuǎn)矩和軸向力。柄部一般分為圓柱形和圓錐形。先鋒管道DN40-50鉆頭是圓柱絲扣，用于與鉆桿連接。

1.2頸部：鉆頭的頸部為加工鉆頭的承力點(diǎn)，加工后用來預(yù)留商標(biāo)和規(guī)格的部分。

1.3工作部分：手動(dòng)開孔鉆頭的工作部分是由切削部分和導(dǎo)向部分組成。切削部分由兩條主切削刃、一條橫刃、兩個(gè)前刀面和兩個(gè)后刀面組成。如下圖所示。

其作用主要是切削管道壁。

而導(dǎo)向部分有兩?螺旋槽和兩條窄的螺旋形棱邊與螺旋槽表面相交成兩條棱刃（副切削刃）。導(dǎo)向部分的作用是在切削管道壁的過程中，使鉆頭保持正直的鉆削方向并起到修光管道孔壁的作用。通過螺旋槽排屑和輸送冷切削液（一般為水，有特殊要求的化工管道不加冷卻水，防止水與其它物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)），導(dǎo)向部分還是切削部分的后備部分。

帶壓開孔施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保鉆頭的排屑正常和定期清孔動(dòng)作。在對管道進(jìn)行開孔時(shí)，操作帶壓開孔設(shè)備的機(jī)械工人鉆孔到先鋒管道規(guī)定的數(shù)值時(shí)（與鉆頭直徑相關(guān)，需要詳細(xì)數(shù)據(jù)可來電詢問并可以定制適合專項(xiàng)工程的鉆頭），需要進(jìn)行管道壁的鉆孔清理，即用外部冷卻液沖洗，以清除切屑。盡管開孔很費(fèi)時(shí)間，但這總比另一種情況更好。如果你在一個(gè)管壁進(jìn)行開孔的過程中折斷了一個(gè)小鉆頭或套刀硬質(zhì)合金的碎屑掉入管壁孔中，那么你可能將面臨重新選擇帶壓開孔位置另行開孔，報(bào)廢了一個(gè)價(jià)值數(shù)千元閥門的危險(xiǎn)。

先鋒管道生產(chǎn)的刀具在產(chǎn)品樣本中，提供了切削刀具數(shù)據(jù)的詳細(xì)清單，這些規(guī)格必須準(zhǔn)確遵守。哪種刀具是最適宜對哪一種管道材料進(jìn)行帶壓開孔的刀具，這些刀具包括：鑲?cè)秀@頭、硬質(zhì)合金或高速鋼鉆頭、焊接鉆頭、小螺旋角(12°螺旋角)麻花鉆或標(biāo)準(zhǔn)35°螺旋角麻花鉆頭。例如，小螺旋角麻花鉆通常適用于特別硬的材料，也適用于那些加工時(shí)發(fā)粘的材料，如鈦等。

最后，帶壓開孔鉆的鉆頭旋緊的剛性也是在提高管道開孔時(shí)鉆頭鉆削效率中的一個(gè)特別重要的因素。如果鉆頭夾緊不好，將會導(dǎo)致帶壓開孔鉆的鉆頭在管道壁鉆孔的表面質(zhì)量差、震顫以及許多其他問題，甚至?xí)斐摄@頭報(bào)廢。