在陸地資源日益匱乏(缺乏)的 今天, 海洋資源開發(fā)日益受到人們的 重視, 《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)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?;炷敛鸪煞D(zhuǎn)架、大車、小車、翻轉(zhuǎn)主油缸及行走油缸等組成,其作用是使用水平擺放在翻轉(zhuǎn)臺(tái)大車上的坯體向前翻轉(zhuǎn)90°,并移動(dòng)至切割位置,進(jìn)行水平、垂直切割和六面切割,完成切割后再向后翻轉(zhuǎn)到起始位置。被廣泛(extensive)應(yīng)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), 得到了前所未有的 發(fā)展契機(jī)和空間。相比水下焊接而言, 水下切割技術(shù)發(fā)展相對(duì)緩慢, 文中就水下切割技術(shù)的 發(fā)展概況作詳細(xì)介紹。
1 水下切割的 特點(diǎn)和分類
獨(dú)特的 水汽環(huán)境及水壓(特指:壓強(qiáng))環(huán)境使得水下切割技術(shù)的 理論探索較為獨(dú)特, 從1908年成功使用氧-乙炔割炬在8 m內(nèi)水深進(jìn)行切割開始, 人們不斷改進(jìn)水下切割技術(shù), 朝著高效、安全、自動(dòng)化方向不斷前進(jìn)。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(duì)工件加熱熔化(定義:物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的變化過程)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(diǎn)都不足以支持自身得到優(yōu)先發(fā)展。混凝土拆除由車架、刮刀裝置、切邊裝置、傳動(dòng)裝置、掛線柱、槽輪組、平論組等組成。水平切割車兩側(cè)分別裝有兩組槽輪和兩組平輪,由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)水平切割車在尖軌和平軌上來回行走,實(shí)現(xiàn)水平切割和“面包頭”切割。盡管當(dāng)下使用的 水下切割方法中, 熱切割技術(shù)應(yīng)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(yù)見的 長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍會(huì)協(xié)同發(fā)展并相互補(bǔ)充。
2 水下冷切割
水下冷切割是利用機(jī)械能(mechanical energy)或動(dòng)能對(duì)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(duì)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(jī)械切割、高壓水切割、聚能爆炸切割。
2。1 機(jī)械切割
水下機(jī)械切割是利用銑刀、車刀等工具對(duì)被切割件進(jìn)行擠壓破壞并實(shí)施切割。根據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的 不同, 可將水下機(jī)械切割系統(tǒng)細(xì)分為液壓(hydraulic)功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng), 氣動(dòng)功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電動(dòng)功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)[6, 7, 8]。
總的 來說, 機(jī)械切割在切割過程中不對(duì)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(jī)械切割易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化, 切割過程相對(duì)于其他切割方式環(huán)保, 但設(shè)備體積(volume)大, 投資(意義:是未來收益的累積)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(duì)工件進(jìn)行連續(xù)高壓水流沖擊而實(shí)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(jià)格較低、故障率低。超高壓水射流技術(shù)是目前較為先進(jìn)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(dá)600~1 000 m/s[11], 切割效率(efficiency)顯著提高。
水下高壓水切割技術(shù)在國(guó)外已被應(yīng)用多年并形成了系列化產(chǎn)品, 最初在20世紀(jì)70年代, 由美國(guó)的 Ingersoll Rand公司在Alton建立了第一套工業(yè)應(yīng)用裝置。橋梁切割是采用水冷卻金剛石軌道或繩鋸切割機(jī)對(duì)混凝土進(jìn)行開洞、拆除,施工速度快,噪音小,無震動(dòng),質(zhì)量好,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)沒有影響,是取代電錘、風(fēng)鎬、人工釬打等震動(dòng)較大機(jī)具施工的最先進(jìn)工藝。在國(guó)內(nèi)關(guān)于水下高壓水切割技術(shù), 特別是其在深水條件作業(yè)的 研究(research)尚鮮見報(bào)道。