承插變徑的水平定向鉆施工工藝流程及管件熱裂紋產(chǎn)生的原因其一、承插變徑的水平定向鉆施工工藝流程
承插變徑的水平定向鉆施工工藝流程為：軌跡設(shè)計、先導(dǎo)孔鉆進(jìn)、回拉擴(kuò)孔、管道安裝、預(yù)試壓、接口防護(hù)、回拖鋪管、打壓驗收。
1先導(dǎo)孔鉆進(jìn)
采用導(dǎo)向儀器和導(dǎo)向鉆頭，按照設(shè)計的鉆孔軌跡進(jìn)行鉆進(jìn)的施工過程。本工程的設(shè)計鉆進(jìn)軌跡是結(jié)合管道的設(shè)計埋度、現(xiàn)場障礙物、地下管線、承插變徑的彎曲半徑來進(jìn)行較終定位。
2回拉擴(kuò)孔
利用擴(kuò)孔鉆頭由出土端至人土端進(jìn)行回拉擴(kuò)孔的施工過程。本工程所選用的管道為DN300的承插變徑，管道直徑較小，故回拖擴(kuò)孔分成2次進(jìn)行。一次回拖擴(kuò)孔采用DN200的鉆頭進(jìn)行回拖，可以保護(hù)孔壁，不至于擴(kuò)孔過大導(dǎo)致塌孔；二次采用DN400的鉆頭進(jìn)行回拖，在確保孔壁穩(wěn)定的同時，對導(dǎo)向孔進(jìn)一步擴(kuò)大，為管道敷設(shè)提供有利條件。
3管道安裝
水平定向鉆機(jī)與承插變徑之間的安裝通過鉆機(jī)分動器、弓形卸扣、拖拉頭按照規(guī)定操作手冊進(jìn)行連接。承插變徑接口之間的安裝按照承插變徑廠家提供的施工安裝手冊進(jìn)行操作。安裝過程應(yīng)經(jīng)過監(jiān)理單位檢測確認(rèn)無誤后，進(jìn)人下一步工序。
4回拖前預(yù)試壓
回拖施工前，應(yīng)在地面進(jìn)行預(yù)試壓，確保接口安裝質(zhì)量，試壓合格后方可進(jìn)行施工；回拖施工后，應(yīng)進(jìn)行正式試壓工作，確保回拖施工質(zhì)量。在管道尾部連接SIAWb盤插管件及打壓盲板，連接好打壓裝置及壓力表，注滿水后即可打壓。
5接口防護(hù)
預(yù)試壓合格后，應(yīng)對管道接頭進(jìn)行防護(hù)。本工程防護(hù)方式采用HDD熱收縮套包裹，再采用鋼制薄套筒包裹。
6回拖鋪管
通過水平定向鉆機(jī)利用鉆桿和回擴(kuò)頭由出土端至人土端進(jìn)行回拉鋪設(shè)管道的施工過程。具體操作如下。
1)回拖施工時，人土角控制在10°一18°，出土角控制在4°一12°。
2)DN300拖拉管單個接口的較大允許偏轉(zhuǎn)角為3°，對應(yīng)較小曲率半徑為113m，鉆孔曲率半徑取值不低于2倍管道較小曲率半徑。
3)DN300拖拉管的終孔直徑控制在500一600mm。
4)DN300SIAWb接口承插變徑的較大允許拖拉力為400kN，回拖施工時，鉆機(jī)施加的較大回拖力不得超過管道較大允許拖拉力。
5)根據(jù)現(xiàn)場工況條件，采用開挖發(fā)送溝或V型支架等減阻措施。
其二、承插變徑熱裂紋產(chǎn)生的原因
承插變徑形成熱裂紋的理論原因和實(shí)際原因很多，但根本原因是鑄件的凝固方式和凝固時期鑄件的熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。
液體金屬澆入到鑄型后，熱量散失主要是通過型壁，所以，凝固總是從鑄件表面開始。當(dāng)凝固后期出現(xiàn)大量的枝晶并搭接成完整的骨架時，固態(tài)收縮開始產(chǎn)生。但此時枝晶之間還存在一層尚未凝固舶液體金屬薄膜（液膜），如果承插變徑收縮不受任何阻礙，那么枝晶骨架可以自由收縮，不受力的作用。當(dāng)枝晶骨架的收縮受到砂型或砂芯等的阻礙時，不能自由收縮就會產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過其材料強(qiáng)度時，枝晶之間就會產(chǎn)生開裂。如果枝晶骨架被拉開的速度很慢，而且被拉開部分周圍有足夠的金屬液及時流入拉裂處并補(bǔ)充，那么鑄件不會產(chǎn)生熱裂紋。相反，如果開裂處得不到金屬液的補(bǔ)充，鑄件就會出現(xiàn)熱裂紋。
由此可知，寬凝固溫度范圍，糊狀或海綿網(wǎng)絡(luò)狀凝固方式的合金較容易產(chǎn)生熱裂。隨著凝固溫度范圍的變窄，合金的熱裂傾向變小，恒溫凝固的共晶成分的合金較不容易形成熱裂。熱裂形成于鑄件凝固時期，但并不意味著鑄件凝固時必然產(chǎn)生熱裂。主要取決于鑄件凝固時期的熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。鑄件凝固區(qū)域固相晶粒骨架中的熱應(yīng)力，易使鑄件產(chǎn)生熱裂或皮下熱裂；外部阻礙因素造成的收縮應(yīng)力，則是鑄件產(chǎn)生熱裂的主要條件。處于凝固狀態(tài)的鑄件外殼，其線收縮受到砂芯、型砂、鑄件表面同砂型表面摩擦力等外部因素阻礙，外殼中就會有收縮應(yīng)力（拉應(yīng)力），鑄件熱節(jié)，特別是熱節(jié)處尖角所形成的外殼較薄，就成為收縮應(yīng)力集中的地方，鑄件較容易在這些地方產(chǎn)生熱裂。
熱裂紋產(chǎn)生的原因體現(xiàn)在工藝和鑄件結(jié)構(gòu)方面其中有：鑄件壁厚不均勻，內(nèi)角太小；搭接部位分叉太多，鑄件外框、肋板等阻礙鑄件正常收縮；澆冒口系統(tǒng)阻礙鑄件正常收縮，如澆冒口靠近箱帶或澆冒口之間型砂強(qiáng)度很高，限制了鑄件的自由收縮；冒口太小或太大；合金線收縮率太大；合金中低熔點(diǎn)相形成元素超標(biāo)，鑄鋼鑄鐵中硫、磷含量高；鑄件開箱落砂過早，冷卻過快。
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