大徑內(nèi)斷螺栓氣割工藝的探究

侯懷宇+陳曉琳

（ 遼陽(yáng)市宏偉區(qū)南環(huán)路1號(hào)遼陽(yáng)石化分公司機(jī)械檢修部 111003 ）

摘要：手工氣割作為大直徑內(nèi)斷螺栓無(wú)害取出的最有效方法，常因沒有明確的操作規(guī)范，而出現(xiàn)傷損螺紋等失誤。若針對(duì)該類型作業(yè)的不同特點(diǎn)，有區(qū)別的擬訂出明確的工藝參數(shù)和規(guī)范，配合相應(yīng)的操作方法和專用工具。將使得該作業(yè)簡(jiǎn)化易操作。

關(guān)鍵詞：鐵合金螺栓；內(nèi)斷；氣割工藝

設(shè)備檢修常有因廢舊螺栓因扭斷或抱死而取不出的難題。尤以拆卸裂解機(jī)組、汽輪機(jī)組等設(shè)備的耐熱高強(qiáng)主承載螺栓時(shí)最為常見。這類螺栓直徑>Φ30mm、強(qiáng)度高、硬度較高，因而無(wú)法使用用鉆床、螺栓取出器等冷加工方法。只能采用氣割取出法，俗稱“氣割掏螺栓”?？捎捎诼菟ㄅc螺孔的螺紋是重疊緊實(shí)聯(lián)接，割孔視野窄，操作有相當(dāng)難度。如能制定有區(qū)別、有針對(duì)、明確的工藝參數(shù)和規(guī)范和措施，將有效提高作業(yè)成功率。

1失效內(nèi)斷螺栓與氣割作業(yè)相關(guān)的特點(diǎn)

內(nèi)斷螺栓栽絲在設(shè)備本體中，聯(lián)結(jié)緊密，導(dǎo)熱快，不利于該項(xiàng)作業(yè)。

內(nèi)斷螺栓合金成分多，因而硬度值、強(qiáng)度值相對(duì)較高（如耐熱鋼螺栓材質(zhì)為25Cr2MoVA或25Cr2MoVA），見表1-1。【1】鉆削困難。

內(nèi)斷螺栓與被聯(lián)接設(shè)備本體間存有間隙，且大都為不燃燒的氧化物（如Fe2O3）填實(shí)。這是對(duì)氣割不傷損螺孔螺紋有利的因素。（見表1-2）【2】

2內(nèi)斷螺栓的氣割

2.1內(nèi)斷螺栓氣割方法的可行性及優(yōu)點(diǎn)

由1.2特點(diǎn)（3）可知螺栓與螺孔間存有熔點(diǎn)與Fe熔點(diǎn)相近、燃值極底的Fe2O3薄膜層，可作為保護(hù)層使得氣割火焰不傷損螺孔。

割炬尺寸?。℅O1-100型，長(zhǎng)度550mm；GO1-300型，長(zhǎng)度650mm）【3】；操作靈活；為操作者手持無(wú)需固定安裝，切割角度變化靈活。

切割氧氣流明亮透明，氧流直徑小，觀察范圍遠(yuǎn)優(yōu)于切削鉆頭。切割厚度大于鉆削

2.2內(nèi)斷螺栓取出的氣割操作

2.2.1操作前準(zhǔn)備

安全措施：安全防護(hù)增加著裝防燙服及套帽；作業(yè)點(diǎn)抵進(jìn)做好防火花飛濺遮擋。

氣割設(shè)備及工具：氣割設(shè)備一套、割炬、氣瓶減壓器、手錘、長(zhǎng)桿細(xì)徑合金扁鏟、面團(tuán)若干等

2.2.2工藝參數(shù)的選擇

根據(jù)內(nèi)斷螺栓遺留長(zhǎng)度選擇割炬型號(hào)以及割嘴號(hào)。（見表2-2）【4】

根據(jù)切割厚度選擇切割氧壓力值。（見表2-3）【5】

2.2.3內(nèi)斷螺栓氣割取出的操作

（1）螺孔底部留有透孔（如：測(cè)溫孔）內(nèi)斷螺栓氣割取出的操作

先將火焰調(diào)成輕微碳化焰，用焰間加熱斷栓表面（如斷螺栓外部殘留部分較長(zhǎng)可割短至剩余2～5mm）。操作時(shí)不要用內(nèi)焰加熱設(shè)備本體。待螺栓斷面局部被加熱到亮紅色，即達(dá)到鐵的燃點(diǎn)時(shí)，開啟切割氧割出切割槽，并移動(dòng)割炬。不斷加大切割氧流，讓割槽加深直至有熔渣從螺孔根部的透孔噴出，說(shuō)明已割透。割透后，將割嘴調(diào)整與螺栓軸向平行，并向螺孔邊緣移動(dòng)。期間，切割不順利可微調(diào)轉(zhuǎn)割嘴，幅度≤5°。氣割至底部，可明顯觀察到流動(dòng)的明亮橙紅色鐵液體流。當(dāng)切割槽抵至螺孔邊時(shí)，會(huì)出現(xiàn)幾點(diǎn)亮白色雜質(zhì)。這是螺紋間不燃燒的氧化雜質(zhì)。這表明切割氧流已到螺紋位置，要立即停止前行并反轉(zhuǎn)向?qū)γ?，或者停止切割，關(guān)閉火焰，清渣并降溫后再氣割。待內(nèi)斷螺栓已被延軸向切成2～4瓣后，用長(zhǎng)桿細(xì)徑合金扁鏟剔離螺孔螺紋，取出。對(duì)于殘留于螺孔螺紋中的小、薄鐵渣可用小火焰或直接用切割氧流吹出。

（2）螺孔底部無(wú)透孔的內(nèi)斷螺栓氣割取出的操作

前期工作與螺孔底部留有透孔內(nèi)斷螺栓氣割取出的操作相同。在擴(kuò)大切割槽過(guò)程中要控制切割氧流下的切口，要保持其連續(xù)存在。切口形狀通常為U型見圖2-1。當(dāng)熔渣上翻擋住切割氧流時(shí)要暫停切割作業(yè)。用長(zhǎng)桿細(xì)徑合金扁鏟等清理螺孔內(nèi)熔渣，待露出螺栓鐵合金截面時(shí)再次依照（1）的方法操作。直到完全取出內(nèi)斷螺栓。

（3）割后處理

使用長(zhǎng)桿細(xì)徑合金扁鏟在不損傷螺紋的情況下，輕擊分離孔壁雜物并取出。

使用面團(tuán)沾渣清理后再使用空氣風(fēng)吹除清理

清凈雜物后用配套絲錐重行攻絲。

3操作中典型的難點(diǎn)的解決方法

3.1被氣割斷螺栓內(nèi)部切割點(diǎn)視野狹小，影響作業(yè)

解決方法：

氣割前調(diào)整切割氧流，目測(cè)其長(zhǎng)度。修正切割氧流與割炬混合氣體管呈垂直狀。據(jù)此，切割時(shí)觀察并控制氧流與螺栓軸線的偏離角度以限定割炬運(yùn)動(dòng)范圍；觀察控制風(fēng)線長(zhǎng)度以限定割槽向下拓展的速度和深度。

采用斷續(xù)切割。在缺乏經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可每拓深1～3mm即停割清渣；觀察后調(diào)整割炬位置，再逐步切割，直到貫穿螺栓，繼而向邊緣切割。

3.2焰流折返易造成割炬回火

解決方法：

準(zhǔn)備器皿盛冷水。在斷續(xù)切割間隙用以浸冷割炬。

用浸濕的石棉繩纏繞割炬混合氣管隔熱。

4典型實(shí)例

某熱電廠CC50（5萬(wàn)千瓦）機(jī)組，高壓缸3個(gè)M72栽絲雙頭25Cr2MoVA耐熱鋼螺栓因損傷需更換，但因長(zhǎng)期高溫咬住汽缸，采用氣割取出方案。操作如下：

（1）割前準(zhǔn)備：參見本文2.2.1；割炬型號(hào)GO1-100；工藝參數(shù)選擇見表（2-2）、（2-3）

（2）螺栓氣割取出的操作

該種情況可視為內(nèi)斷螺栓。因有熱緊加熱孔，所以依照本文2.2.3中（1）所述步驟進(jìn)行操作。期間，由于需控制汽缸溫度不大于200℃，進(jìn)行了必要的停割冷卻。

（3）割后處理參見本文2.2.3（3）

5結(jié)論

以往氣割取大徑斷螺栓對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)依賴性很大，且時(shí)有損傷螺紋現(xiàn)象。這是因?yàn)闆]有明確的規(guī)范和有區(qū)別的操作方法。因而針對(duì)作業(yè)的不同特點(diǎn)，區(qū)別擬訂工藝參數(shù)和規(guī)范，以相應(yīng)的割炬操作方法和專用工具。使得該作業(yè)較以往顯現(xiàn)出作業(yè)步驟清晰、參數(shù)規(guī)范選擇明確、操作簡(jiǎn)易的特點(diǎn)。依據(jù)本文的制定的參數(shù)、規(guī)范和操作方法進(jìn)行的數(shù)十次作業(yè)都能做到安全高效，無(wú)損傷，可為檢修生產(chǎn)管理者和氣割作業(yè)人借鑒使用。

參考文獻(xiàn)：

【1】李智誠(chéng)，朱中平等編.世界金屬材料實(shí)用手冊(cè)[M]中國(guó)物質(zhì)出版社，1997年. 29，45

【2】中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)等. 焊工手冊(cè)（手工焊接與切割）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006年.209

【3】劉云龍主編；杜則裕，劉余然等參編.焊工技師手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006年. 798

【4】中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)等.焊接手冊(cè)（焊接方法與設(shè)備）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012年 .735

【5】中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)等.焊工手冊(cè)（手工焊接與切割）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006年 .212

作者簡(jiǎn)介：侯懷宇，男，1972年8月出生；籍貫江西贛州；2011年7月年遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè) 中油集團(tuán)技能專家；氣焊高級(jí)技師，中石油集團(tuán)氣焊技術(shù)能手；中國(guó)石油集團(tuán)公司機(jī)電儀研發(fā)中心在聘教師；中國(guó)石油集團(tuán)公司遼化焊工實(shí)訓(xùn)基地在聘教師；遼寧省遼陽(yáng)石化特種設(shè)備焊接操作人員培訓(xùn)考試機(jī)構(gòu)教師，遼寧省安全生產(chǎn)資格培訓(xùn)考試機(jī)構(gòu)教師