淺談電廠熱網(wǎng)管線帶水切割

蘇春生 金鐵鋼

【摘要】本文對(duì)電廠管網(wǎng)在帶水、帶壓環(huán)境下管線切割進(jìn)行了分析，選用氧氣乙炔割炬，選擇合理的切割工藝，使切割過(guò)程保持連續(xù)的進(jìn)行.從而驗(yàn)證了切割可行性，并運(yùn)用到工作中。

【關(guān)鍵詞】帶水；帶壓；預(yù)熱；切割；后拖量；氣割工藝參數(shù)

前言

由于搶修具有環(huán)境不確定性、時(shí)間緊迫性、勞動(dòng)強(qiáng)度大等特點(diǎn)。要求搶修人員在最短的時(shí)間內(nèi)安全、高效地完成搶修任務(wù)，保障供暖。但搶修現(xiàn)場(chǎng)存在多樣性和多變性，有時(shí)看似簡(jiǎn)單的過(guò)程往往會(huì)有意外情況或特殊情況發(fā)生。

1、切割材料及特性分析

1.1鋼的分類

碳素鋼。這種鋼中除鐵以外，主要還含有碳、硅、錳、硫、磷等幾種元素，這些元素的總量一般不超過(guò)2%。主要鋼種：Q195、Q215A、Q235A、Q235B、Q255D等。

Q表示鋼的屈服點(diǎn)，為“屈”字的拼音字母；235表示鋼的屈服點(diǎn)數(shù)值，單位為MPa；A、B、C、D分為4個(gè)質(zhì)量等級(jí)，其中A的質(zhì)量最低，D級(jí)質(zhì)量最高，F(xiàn)表示沸騰鋼。

目前管網(wǎng)系統(tǒng)中最常用的是Q235A，也是本課題使用的鋼材質(zhì)。

2、氣割及其種類的選擇

氣割是利用金屬在純凈的氧氣中能夠劇烈的燃燒，生成熔渣和放出大量熱量的原理而進(jìn)行的，因此，利用氣體火焰的熱能將工件切割處預(yù)熱到一定溫度后，噴出高速切割氧氣流，使其燃燒并放出熱量實(shí)現(xiàn)切割的方法成為氣割。

2.1氣割的應(yīng)用范圍及種類

目前，氣割主要用于切割各種低碳鋼和普通低合金鋼；氣焊、氣割所用的氣體分為兩類，即助燃?xì)怏w和可燃?xì)怏w?？扇?xì)怏w分類很多，但目前普遍采用乙炔氣體，其次是液化石油氣，也有使用氫氣，天然氣和煤氣。下面是常見(jiàn)混合氣體火焰溫度；氧乙炔焰：約3200℃，加熱集中，普遍采用。氫氧焰：2770℃，最早使用，易爆炸。液化石油氣體： 2000～2850℃，預(yù)熱長(zhǎng)，過(guò)燒少，質(zhì)量好，速度快。因乙炔的發(fā)熱量較大，火焰溫度最高，是目前氣割應(yīng)用最廣泛的一種可燃?xì)怏w；本課題也使用乙炔作為可燃?xì)怏w。

2.2火焰能率選擇

工業(yè)上常常采用的可燃?xì)怏w有氫和碳?xì)浠衔?，如乙炔、丙烷、丙烯、天然氣（甲烷）煤氣、沼氣等。可燃?xì)怏w的發(fā)熱量與火焰溫度表1-2

可燃?xì)怏w發(fā)熱量與火焰溫度1-2

氣體名稱 發(fā)熱量（kj/m2） 火焰溫度（oC）

乙炔 52963 3100

丙烷 85765 2520

天然氣（甲烷） 37681 2540

乙炔與氧氣混合燃燒形成的火焰成為氧-乙炔焰。根據(jù)氧和乙炔混合比的不同，可分為中性焰，碳化焰和氧化焰三種。（1）中性焰。中性焰燃燒后無(wú)過(guò)剩的氧和乙炔火焰呈中性，溫度最高為3100—3200℃。主要用于焊接低碳鋼、低合金鋼、高鉻鋼、不銹鋼、紫銅、錫青銅、鋁及其合金等。（2）碳化焰。碳化焰燃燒后的氣體中尚有部分乙炔未燃燒，焰心的輪廓不清，外焰特別長(zhǎng)，當(dāng)乙炔過(guò)剩量很大時(shí)會(huì)冒黑煙?；鹧嬗裳嫘?、內(nèi)焰和外焰三部分組成，碳化焰最高溫度為2700-3000℃，火焰具有還原性。乙炔過(guò)剩，火焰中有游離狀態(tài)碳及過(guò)多的氫，焊接時(shí)會(huì)增加焊縫含氫量，焊低碳鋼有滲碳現(xiàn)象。主要用于高碳鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、鋁、青銅及鑄鐵等的焊接或焊補(bǔ)。（3）氧化焰。氧化焰在氧乙炔氣體燃燒后有過(guò)剩的氧氣，由于氧氣過(guò)剩氧化燃燒進(jìn)行得很激烈，造成焰心、內(nèi)焰、外焰成為一體。氧過(guò)剩火焰，有氧化性，焊鋼件時(shí)焊縫易產(chǎn)生氣孔和變脆。最高溫度3100～3300℃。主要用于焊接黃銅、錳黃銅、鍍鋅鐵皮等。

2.3切割試驗(yàn)及火焰選擇

在一段帶水帶壓的直徑159mm鋼管上，做切割準(zhǔn)備試驗(yàn)。（1）先采用碳化焰對(duì)管線進(jìn)行加熱，因碳化焰的火焰溫度低，對(duì)管線加熱溫度不夠，不能達(dá)到預(yù)熱效果，達(dá)不到融化點(diǎn)；所以不能進(jìn)行有效切割；（2）采用中性焰對(duì)管線進(jìn)行加熱、切割；因核心溫度優(yōu)于碳化焰，可以達(dá)到預(yù)熱切割效果，但不能保證切割的連續(xù)性，在帶水帶壓的環(huán)境下，不能有效達(dá)到切割要求。（3）采用氧化焰對(duì)管線進(jìn)行加熱、切割；最高溫度可達(dá)約3300°C。在帶水帶壓的切割條件下，切割效果最好，速度最快，所以在本課題實(shí)驗(yàn)中采用氧化焰進(jìn)行操作。

3、氣割工藝和操作技術(shù)

1）氣割前的準(zhǔn)備.根據(jù)割件厚度選擇割炬、割嘴和氣割參數(shù)；（1）對(duì)設(shè)備、割炬、氣瓶、減壓器裝置、供氣接頭均應(yīng)仔細(xì)檢查確保正常狀態(tài) 橡膠管、壓力表等是否正常，將氣割設(shè)備按操作規(guī)程連接好。（2）在割炬的選擇上，割炬型號(hào)和切割氧壓力被割件越厚，割炬型號(hào)、割嘴號(hào)碼、氧氣壓力均應(yīng)增大。針對(duì)帶水作業(yè)根據(jù)管材加熱困難不易切割的特性，以及管材的厚度參照以上圖表選擇G01-100型割炬2號(hào)割嘴。

2）檢查氣體的壓力，使之符合要求。

3）管溝內(nèi)應(yīng)做好防塌陷的處理，避免發(fā)生塌方現(xiàn)象。

4）割件清理.檢查割件材質(zhì)，如果割件表面有嚴(yán)重油污或銹蝕，應(yīng)清理干凈達(dá)到切割要求。管線下方應(yīng)留有一定的高度空間。

5）割炬的射吸檢查.應(yīng)檢查其射吸式割炬的射吸能力是否正常。

4、本課題操作要點(diǎn)

4.1起割位

因?yàn)楣芫€中帶水帶壓，所以必須先把水壓排出一部分；又因?yàn)樗牧鲃?dòng)性，管線橫置的情況下，起割位必須從底部開(kāi)始，有利于水的排出。

4.2預(yù)熱

從六點(diǎn)位置開(kāi)始預(yù)熱，切割方向是從六點(diǎn)到十二點(diǎn)位置（參照?qǐng)D-2）；因管內(nèi)有水流動(dòng)，造成預(yù)熱苦難，底部預(yù)熱更加困難，所以加熱時(shí)的火焰能率調(diào)節(jié)非常重要；根據(jù)在前文中提到的切割試驗(yàn)得到的結(jié)論，氧化焰溫度最高，效果最好，所以采用氧化焰預(yù)熱；達(dá)到預(yù)熱溫度，準(zhǔn)備切割。

4.3切割

1）根據(jù)預(yù)熱燃燒情況，打開(kāi)切割氧氣流，開(kāi)始?xì)飧睢⒋翟?/p>

2）課題要點(diǎn)：正常情況下，開(kāi)孔后割嘴應(yīng)垂直與工件表面，傾角應(yīng)成900；但在管線內(nèi)帶水帶壓的情況下，開(kāi)孔后噴出的水流會(huì)立刻將火焰熄滅，因水的冷卻效果，預(yù)熱效果很快消失，造成再次加熱困難影響切割的連續(xù)性；所以帶水管割穿后，將割嘴迅速向前切斜50-100，有效避開(kāi)噴出水流，防止割嘴滅火；保持割件的燃燒，保持切割的連續(xù)性；利用氣割的后托量始點(diǎn)與終點(diǎn)距離和氣體壓力進(jìn)行切割。割嘴離工件表面的距離通常使火焰焰芯與工件保持3-5mm的范圍內(nèi)。在切割帶水管材時(shí)，由于氣割速度慢，預(yù)熱火焰應(yīng)大一些，割嘴離工件表面距離應(yīng)小一些，這樣可以保持切割氧流的挺直度，提高切割質(zhì)量。

5、結(jié)論

實(shí)踐證明，本文對(duì)管網(wǎng)在帶水、帶壓環(huán)境下管線切割進(jìn)行了詳細(xì)的分析和驗(yàn)證，對(duì)整個(gè)切割工藝的的各個(gè)環(huán)節(jié)做了詳細(xì)的描述；對(duì)于本文的命題“帶水熱網(wǎng)管線氣割”在實(shí)際工作的應(yīng)用具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。更為在管網(wǎng)切割的工作實(shí)踐中節(jié)省工作時(shí)間，降低工作強(qiáng)度，提供工作效率提供了有利的理論依據(jù)。