大徑內斷螺栓氣割工藝的探究

侯懷宇+陳曉琳

（ 遼陽市宏偉區南環路1號遼陽石化分公司機械檢修部 111003 ）

摘要：手工氣割作為大直徑內斷螺栓無害取出的最有效方法，常因沒有明確的操作規范，而出現傷損螺紋等失誤。若針對該類型作業的不同特點，有區別的擬訂出明確的工藝參數和規范，配合相應的操作方法和專用工具。將使得該作業簡化易操作。

關鍵詞：鐵合金螺栓；內斷；氣割工藝

設備檢修常有因廢舊螺栓因扭斷或抱死而取不出的難題。尤以拆卸裂解機組、汽輪機組等設備的耐熱高強主承載螺栓時最為常見。這類螺栓直徑>Φ30mm、強度高、硬度較高，因而無法使用用鉆床、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”。可由于螺栓與螺孔的螺紋是重疊緊實聯接，割孔視野窄，操作有相當難度。如能制定有區別、有針對、明確的工藝參數和規范和措施，將有效提高作業成功率。

1失效內斷螺栓與氣割作業相關的特點

內斷螺栓栽絲在設備本體中，聯結緊密，導熱快，不利于該項作業。

內斷螺栓合金成分多，因而硬度值、強度值相對較高（如耐熱鋼螺栓材質為25Cr2MoVA或25Cr2MoVA），見表1-1。【1】鉆削困難。

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

2內斷螺栓的氣割

2.1內斷螺栓氣割方法的可行性及優點

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

割炬尺寸小（GO1-100型，長度550mm；GO1-300型，長度650mm）【3】；操作靈活；為操作者手持無需固定安裝，切割角度變化靈活。

切割氧氣流明亮透明，氧流直徑小，觀察范圍遠優于切削鉆頭。切割厚度大于鉆削

2.2內斷螺栓取出的氣割操作

2.2.1操作前準備

安全措施：安全防護增加著裝防燙服及套帽；作業點抵進做好防火花飛濺遮擋。

氣割設備及工具：氣割設備一套、割炬、氣瓶減壓器、手錘、長桿細徑合金扁鏟、面團若干等

2.2.2工藝參數的選擇

根據內斷螺栓遺留長度選擇割炬型號以及割嘴號。（見表2-2）【4】

根據切割厚度選擇切割氧壓力值。（見表2-3）【5】

2.2.3內斷螺栓氣割取出的操作

（1）螺孔底部留有透孔（如：測溫孔）內斷螺栓氣割取出的操作

先將火焰調成輕微碳化焰，用焰間加熱斷栓表面（如斷螺栓外部殘留部分較長可割短至剩余2～5mm）。操作時不要用內焰加熱設備本體。待螺栓斷面局部被加熱到亮紅色，即達到鐵的燃點時，開啟切割氧割出切割槽，并移動割炬。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，說明已割透。割透后，將割嘴調整與螺栓軸向平行，并向螺孔邊緣移動。期間，切割不順利可微調轉割嘴，幅度≤5°。氣割至底部，可明顯觀察到流動的明亮橙紅色鐵液體流。當切割槽抵至螺孔邊時，會出現幾點亮白色雜質。這是螺紋間不燃燒的氧化雜質。這表明切割氧流已到螺紋位置，要立即停止前行并反轉向對面，或者停止切割，關閉火焰，清渣并降溫后再氣割。待內斷螺栓已被延軸向切成2～4瓣后，用長桿細徑合金扁鏟剔離螺孔螺紋，取出。對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）螺孔底部無透孔的內斷螺栓氣割取出的操作

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

（3）割后處理

使用長桿細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。

使用面團沾渣清理后再使用空氣風吹除清理

清凈雜物后用配套絲錐重行攻絲。

3操作中典型的難點的解決方法

3.1被氣割斷螺栓內部切割點視野狹小，影響作業

解決方法：

氣割前調整切割氧流，目測其長度。修正切割氧流與割炬混合氣體管呈垂直狀。據此，切割時觀察并控制氧流與螺栓軸線的偏離角度以限定割炬運動范圍；觀察控制風線長度以限定割槽向下拓展的速度和深度。

采用斷續切割。在缺乏經驗時，可每拓深1～3mm即停割清渣；觀察后調整割炬位置，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：

準備器皿盛冷水。在斷續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典型實例

某熱電廠CC50（5萬千瓦）機組，高壓缸3個M72栽絲雙頭25Cr2MoVA耐熱鋼螺栓因損傷需更換，但因長期高溫咬住汽缸，采用氣割取出方案。操作如下：

（1）割前準備：參見本文2.2.1；割炬型號GO1-100；工藝參數選擇見表（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）所述步驟進行操作。期間，由于需控制汽缸溫度不大于200℃，進行了必要的停割冷卻。

（3）割后處理參見本文2.2.3（3）

5結論

以往氣割取大徑斷螺栓對操作者的經驗依賴性很大，且時有損傷螺紋現象。這是因為沒有明確的規范和有區別的操作方法。因而針對作業的不同特點，區別擬訂工藝參數和規范，以相應的割炬操作方法和專用工具。使得該作業較以往顯現出作業步驟清晰、參數規范選擇明確、操作簡易的特點。依據本文的制定的參數、規范和操作方法進行的數十次作業都能做到安全高效，無損傷，可為檢修生產管理者和氣割作業人借鑒使用。

參考文獻：

【1】李智誠，朱中平等編.世界金屬材料實用手冊[M]中國物質出版社，1997年. 29，45

【2】中國機械工程學會焊接學會等. 焊工手冊（手工焊接與切割）[M]. 北京：機械工業出版社，2006年.209

【3】劉云龍主編；杜則裕，劉余然等參編.焊工技師手冊.北京：機械工業出版社，2006年. 798

【4】中國機械工程學會焊接學會等.焊接手冊（焊接方法與設備）[M].北京：機械工業出版社，2012年 .735

【5】中國機械工程學會焊接學會等.焊工手冊（手工焊接與切割）[M].北京：機械工業出版社，2006年 .212

作者簡介：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畢業 中油集團技能專家；氣焊高級技師，中石油集團氣焊技術能手；中國石油集團公司機電儀研發中心在聘教師；中國石油集團公司遼化焊工實訓基地在聘教師；遼寧省遼陽石化特種設備焊接操作人員培訓考試機構教師，遼寧省安全生產資格培訓考試機構教師