大径内断螺栓气割工艺的探究

侯怀宇+陈晓琳

（ 辽阳市宏伟区南环路1号辽阳石化分公司机械检修部 111003 ）

摘要：手工气割作为大直径内断螺栓无害取出的最有效方法，常因没有明确的操作规范，而出现伤损螺纹等失误。若针对该类型作业的不同特点，有区别的拟订出明确的工艺参数和规范，配合相应的操作方法和专用工具。将使得该作业简化易操作。

关键词：铁合金螺栓；内断；气割工艺

设备检修常有因废旧螺栓因扭断或抱死而取不出的难题。尤以拆卸裂解机组、汽轮机组等设备的耐热高强主承载螺栓时最为常见。这类螺栓直径>Φ30mm、强度高、硬度较高，因而无法使用用钻床、螺栓取出器等冷加工方法。只能采用气割取出法，俗称“气割掏螺栓”。可由于螺栓与螺孔的螺纹是重叠紧实联接，割孔视野窄，操作有相当难度。如能制定有区别、有针对、明确的工艺参数和规范和措施，将有效提高作业成功率。

1失效内断螺栓与气割作业相关的特点

内断螺栓栽丝在设备本体中，联结紧密，导热快，不利于该项作业。

内断螺栓合金成分多，因而硬度值、强度值相对较高（如耐热钢螺栓材质为25Cr2MoVA或25Cr2MoVA），见表1-1。【1】钻削困难。

内断螺栓与被联接设备本体间存有间隙，且大都为不燃烧的氧化物（如Fe2O3）填实。这是对气割不伤损螺孔螺纹有利的因素。（见表1-2）【2】

2内断螺栓的气割

2.1内断螺栓气割方法的可行性及优点

由1.2特点（3）可知螺栓与螺孔间存有熔点与Fe熔点相近、燃值极底的Fe2O3薄膜層，可作为保护层使得气割火焰不伤损螺孔。

割炬尺寸小（GO1-100型，长度550mm；GO1-300型，长度650mm）【3】；操作灵活；为操作者手持无需固定安装，切割角度变化灵活。

切割氧气流明亮透明，氧流直径小，观察范围远优于切削钻头。切割厚度大于钻削

2.2内断螺栓取出的气割操作

2.2.1操作前准备

安全措施：安全防护增加着装防烫服及套帽；作业点抵进做好防火花飞溅遮挡。

气割设备及工具：气割设备一套、割炬、气瓶减压器、手锤、长杆细径合金扁铲、面团若干等

2.2.2工艺参数的选择

根据内断螺栓遗留长度选择割炬型号以及割嘴号。（见表2-2）【4】

根据切割厚度选择切割氧压力值。（见表2-3）【5】

2.2.3内断螺栓气割取出的操作

（1）螺孔底部留有透孔（如：测温孔）内断螺栓气割取出的操作

先将火焰调成轻微碳化焰，用焰间加热断栓表面（如断螺栓外部残留部分较长可割短至剩余2～5mm）。操作时不要用內焰加热设备本体。待螺栓断面局部被加热到亮红色，即达到铁的燃点时，开启切割氧割出切割槽，并移动割炬。不断加大切割氧流，让割槽加深直至有熔渣从螺孔根部的透孔喷出，说明已割透。割透后，将割嘴调整与螺栓轴向平行，并向螺孔边缘移动。期间，切割不顺利可微调转割嘴，幅度≤5°。气割至底部，可明显观察到流动的明亮橙红色铁液体流。当切割槽抵至螺孔边时，会出现几点亮白色杂质。这是螺纹间不燃烧的氧化杂质。这表明切割氧流已到螺纹位置，要立即停止前行并反转向对面，或者停止切割，关闭火焰，清渣并降温后再气割。待内断螺栓已被延轴向切成2～4瓣后，用长杆细径合金扁铲剔离螺孔螺纹，取出。对于残留于螺孔螺纹中的小、薄铁渣可用小火焰或直接用切割氧流吹出。

（2）螺孔底部无透孔的内断螺栓气割取出的操作

前期工作与螺孔底部留有透孔内断螺栓气割取出的操作相同。在扩大切割槽过程中要控制切割氧流下的切口，要保持其连续存在。切口形状通常为U型见图2-1。当熔渣上翻挡住切割氧流时要暂停切割作业。用长杆细径合金扁铲等清理螺孔内熔渣，待露出螺栓铁合金截面时再次依照（1）的方法操作。直到完全取出内断螺栓。

（3）割后处理

使用长杆细径合金扁铲在不损伤螺纹的情况下，轻击分离孔壁杂物并取出。

使用面团沾渣清理后再使用空气风吹除清理

清净杂物后用配套丝锥重行攻丝。

3操作中典型的难点的解决方法

3.1被气割断螺栓内部切割点视野狭小，影响作业

解决方法：

气割前调整切割氧流，目测其长度。修正切割氧流与割炬混合气体管呈垂直状。据此，切割时观察并控制氧流与螺栓轴线的偏离角度以限定割炬运动范围；观察控制风线长度以限定割槽向下拓展的速度和深度。

采用断续切割。在缺乏经验时，可每拓深1～3mm即停割清渣；观察后调整割炬位置，再逐步切割，直到贯穿螺栓，继而向边缘切割。

3.2焰流折返易造成割炬回火

解决方法：

准备器皿盛冷水。在断续切割间隙用以浸冷割炬。

用浸湿的石棉绳缠绕割炬混合气管隔热。

4典型实例

某热电厂CC50（5万千瓦）机组，高压缸3个M72栽丝双头25Cr2MoVA耐热钢螺栓因损伤需更换，但因长期高温咬住汽缸，采用气割取出方案。操作如下：

（1）割前准备：参见本文2.2.1；割炬型号GO1-100；工艺参数选择见表（2-2）、（2-3）

（2）螺栓气割取出的操作

该种情况可视为内断螺栓。因有热紧加热孔，所以依照本文2.2.3中（1）所述步骤进行操作。期间，由于需控制汽缸温度不大于200℃，进行了必要的停割冷却。

（3）割后处理参见本文2.2.3（3）

5结论

以往气割取大径断螺栓对操作者的经验依赖性很大，且时有损伤螺纹现象。这是因为没有明确的规范和有区别的操作方法。因而针对作业的不同特点，区别拟订工艺参数和规范，以相应的割炬操作方法和专用工具。使得该作业较以往显现出作业步骤清晰、参数规范选择明确、操作简易的特点。依据本文的制定的参数、规范和操作方法进行的数十次作业都能做到安全高效，无损伤，可为检修生产管理者和气割作业人借鉴使用。

參考文献：

【1】李智诚，朱中平等编.世界金属材料实用手册[M]中国物质出版社，1997年. 29，45

【2】中国机械工程学会焊接学会等. 焊工手册（手工焊接与切割）[M]. 北京：机械工业出版社，2006年.209

【3】刘云龙主编；杜则裕，刘余然等参编.焊工技师手册.北京：机械工业出版社，2006年. 798

【4】中国机械工程学会焊接学会等.焊接手册（焊接方法与设备）[M].北京：机械工业出版社，2012年 .735

【5】中国机械工程学会焊接学会等.焊工手册（手工焊接与切割）[M].北京：机械工业出版社，2006年 .212

作者简介：侯怀宇，男，1972年8月出生；籍贯江西赣州；2011年7月年辽宁石油化工大学毕业 中油集团技能专家；气焊高级技师，中石油集团气焊技术能手；中国石油集团公司机电仪研发中心在聘教师；中国石油集团公司辽化焊工实训基地在聘教师；辽宁省辽阳石化特种设备焊接操作人员培训考试机构教师，辽宁省安全生产资格培训考试机构教师