在陆地资源日益匮乏(缺乏)的 今天, 海洋资源开发日益受到人们的 重视, 《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》明确将海洋资源高效开发利用、大型海洋工程技术与装备等列为优先发展领域。混凝土拆除由翻转架、大车、小车、翻转主油缸及行走油缸等组成,其作用是使用水平摆放在翻转台大车上的坯体向前翻转90°,并移动至切割位置,进行水平、垂直切割和六面切割,完成切割后再向后翻转到起始位置。被广泛(extensive)应用于水下施工制造、水下打捞与水下拆除等领域的 水下焊接/切割技术, 得到了前所未有的 发展契机和空间。相比水下焊接而言, 水下切割技术发展相对缓慢, 文中就水下切割技术的 发展概况作详细介绍。
1 水下切割的 特点和分类
独特的 水汽环境及水压(特指:压强)环境使得水下切割技术的 理论探索较为独特, 从1908年成功使用氧-乙炔割炬在8 m内水深进行切割开始, 人们不断改进水下切割技术, 朝着高效、安全、自动化方向不断前进。水下切割技术分类繁杂, 常见的 分类方法是根据是否对工件加热熔化(定义:物质由固态变成液态的变化过程)将其分为冷切割和热切割, 如图
总之, 目前水下热切割和冷切割技术各自的 优缺点都不足以支持自身得到优先发展。混凝土拆除由车架、刮刀装置、切边装置、传动装置、挂线柱、槽轮组、平论组等组成。水平切割车两侧分别装有两组槽轮和两组平轮,由传动装置带动水平切割车在尖轨和平轨上来回行走,实现水平切割和“面包头”切割。尽管当下使用的 水下切割方法中, 热切割技术应用居多, 占水下切割总量的 90%以上。但水下冷切割技术在许多领域仍然不可替代, 水下热切割和冷切割技术在可预见的 长时间内仍会协同发展并相互补充。
2 水下冷切割
水下冷切割是利用机械能(mechanical energy)或动能对工件切割的 一种技术, 基本可以适用于所有材料的 切割, 但其对工件的 尺寸、形状有要求。利用水下冷切割技术获得的 割口缝宽较窄, 割口面平整, 热变形较小。常见的 水下冷切割技术包括机械切割、高压水切割、聚能爆炸切割。
2。1 机械切割
水下机械切割是利用铣刀、车刀等工具对被切割件进行挤压破坏并实施切割。根据驱动系统的 不同, 可将水下机械切割系统细分为液压(hydraulic)功率驱动系统, 气动功率驱动系统和电动功率驱动系统[6, 7, 8]。
总的 来说, 机械切割在切割过程中不对工件加热, 工件的 材质性能变化小, 切割材料也不局限于金属材料。机械切割易于实现自动化, 切割过程相对于其他切割方式环保, 但设备体积(volume)大, 投资(意义:是未来收益的累积)较多, 切割速度也较慢。
2。2 高压水切割
高压水切割技术是对工件进行连续高压水流冲击而实现工件的 切割[9], 该技术工作噪音小, 割缝狭窄, 割口整齐; 属无刃切割, 设备价格较低、故障率低。超高压水射流技术是目前较为先进的 一种高压水切割技术, 该技术是在水中加入金刚砂、铜矿渣等磨料颗粒后增压, 形成一股高速磨料液流[10], 水流速度可达600~1 000 m/s[11], 切割效率(efficiency)显著提高。
水下高压水切割技术在国外已被应用多年并形成了系列化产品, 最初在20世纪70年代, 由美国的 Ingersoll Rand公司在Alton建立了第一套工业应用装置。桥梁切割是采用水冷却金刚石轨道或绳锯切割机对混凝土进行开洞、拆除,施工速度快,噪音小,无震动,质量好,对建筑结构没有影响,是取代电锤、风镐、人工钎打等震动较大机具施工的最先进工艺。在国内关于水下高压水切割技术, 特别是其在深水条件作业的 研究(research)尚鲜见报道。