浅谈电厂热网管线带水切割

苏春生 金铁钢

【摘要】本文对电厂管网在带水、带压环境下管线切割进行了分析，选用氧气乙炔割炬，选择合理的切割工艺，使切割过程保持连续的进行.从而验证了切割可行性，并运用到工作中。

【关键词】带水；带压；预热；切割；后拖量；气割工艺参数

前言

由于抢修具有环境不确定性、时间紧迫性、劳动强度大等特点。要求抢修人员在最短的时间内安全、高效地完成抢修任务，保障供暖。但抢修现场存在多样性和多变性，有时看似简单的过程往往会有意外情况或特殊情况发生。

1、切割材料及特性分析

1.1钢的分类

碳素钢。这种钢中除铁以外，主要还含有碳、硅、锰、硫、磷等几种元素，这些元素的总量一般不超过2%。主要钢种：Q195、Q215A、Q235A、Q235B、Q255D等。

Q表示钢的屈服点，为“屈”字的拼音字母；235表示钢的屈服点数值，单位为MPa；A、B、C、D分为4个质量等级，其中A的质量最低，D级质量最高，F表示沸腾钢。

目前管网系统中最常用的是Q235A，也是本课题使用的钢材质。

2、气割及其种类的选择

气割是利用金属在纯净的氧气中能够剧烈的燃烧，生成熔渣和放出大量热量的原理而进行的，因此，利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧气流，使其燃烧并放出热量实现切割的方法成为气割。

2.1气割的应用范围及种类

目前，气割主要用于切割各种低碳钢和普通低合金钢；气焊、气割所用的气体分为两类，即助燃气体和可燃气体。可燃气体分类很多，但目前普遍采用乙炔气体，其次是液化石油气，也有使用氢气，天然气和煤气。下面是常见混合气体火焰温度；氧乙炔焰：约3200℃，加热集中，普遍采用。氢氧焰：2770℃，最早使用，易爆炸。液化石油气体： 2000～2850℃，预热长，过烧少，质量好，速度快。因乙炔的发热量较大，火焰温度最高，是目前气割应用最广泛的一种可燃气体；本课题也使用乙炔作为可燃气体。

2.2火焰能率选择

工业上常常采用的可燃气体有氢和碳氢化合物，如乙炔、丙烷、丙烯、天然气（甲烷）煤气、沼气等。可燃气体的发热量与火焰温度表1-2

可燃气体发热量与火焰温度1-2

气体名称 发热量（kj/m2） 火焰温度（oC）

乙炔 52963 3100

丙烷 85765 2520

天然气（甲烷） 37681 2540

乙炔与氧气混合燃烧形成的火焰成为氧-乙炔焰。根据氧和乙炔混合比的不同，可分为中性焰，碳化焰和氧化焰三种。（1）中性焰。中性焰燃烧后无过剩的氧和乙炔火焰呈中性，温度最高为3100—3200℃。主要用于焊接低碳钢、低合金钢、高铬钢、不锈钢、紫铜、锡青铜、铝及其合金等。（2）碳化焰。碳化焰燃烧后的气体中尚有部分乙炔未燃烧，焰心的轮廓不清，外焰特别长，当乙炔过剩量很大时会冒黑烟。火焰由焰心、内焰和外焰三部分组成，碳化焰最高温度为2700-3000℃，火焰具有还原性。乙炔过剩，火焰中有游离状态碳及过多的氢，焊接时会增加焊缝含氢量，焊低碳钢有渗碳现象。主要用于高碳钢、高速钢、硬质合金、铝、青铜及铸铁等的焊接或焊补。（3）氧化焰。氧化焰在氧乙炔气体燃烧后有过剩的氧气，由于氧气过剩氧化燃烧进行得很激烈，造成焰心、内焰、外焰成为一体。氧过剩火焰，有氧化性，焊钢件时焊缝易产生气孔和变脆。最高温度3100～3300℃。主要用于焊接黄铜、锰黄铜、镀锌铁皮等。

2.3切割试验及火焰选择

在一段带水带压的直径159mm钢管上，做切割准备试验。（1）先采用碳化焰对管线进行加热，因碳化焰的火焰温度低，对管线加热温度不够，不能达到预热效果，达不到融化点；所以不能进行有效切割；（2）采用中性焰对管线进行加热、切割；因核心温度优于碳化焰，可以达到预热切割效果，但不能保证切割的连续性，在带水带压的环境下，不能有效达到切割要求。（3）采用氧化焰对管线进行加热、切割；最高温度可达约3300°C。在带水带压的切割条件下，切割效果最好，速度最快，所以在本课题实验中采用氧化焰进行操作。

3、气割工艺和操作技术

1）气割前的准备.根据割件厚度选择割炬、割嘴和气割参数；（1）对设备、割炬、气瓶、减压器装置、供气接头均应仔细检查确保正常状态 橡胶管、压力表等是否正常，将气割设备按操作规程连接好。（2）在割炬的选择上，割炬型号和切割氧压力被割件越厚，割炬型号、割嘴号码、氧气压力均应增大。针对带水作业根据管材加热困难不易切割的特性，以及管材的厚度参照以上图表选择G01-100型割炬2号割嘴。

2）检查气体的压力，使之符合要求。

3）管沟内应做好防塌陷的处理，避免发生塌方现象。

4）割件清理.检查割件材质，如果割件表面有严重油污或锈蚀，应清理干净达到切割要求。管线下方应留有一定的高度空间。

5）割炬的射吸检查.应检查其射吸式割炬的射吸能力是否正常。

4、本课题操作要点

4.1起割位

因为管线中带水带压，所以必须先把水压排出一部分；又因为水的流动性，管线横置的情况下，起割位必须从底部开始，有利于水的排出。

4.2预热

从六点位置开始预热，切割方向是从六点到十二点位置（参照图-2）；因管内有水流动，造成预热苦难，底部预热更加困难，所以加热时的火焰能率调节非常重要；根据在前文中提到的切割试验得到的结论，氧化焰温度最高，效果最好，所以采用氧化焰预热；达到预热温度，准备切割。

4.3切割

1）根据预热燃烧情况，打开切割氧气流，开始气割、吹渣。

2）课题要点：正常情况下，开孔后割嘴应垂直与工件表面，倾角应成900；但在管线内带水带压的情况下，开孔后喷出的水流会立刻将火焰熄灭，因水的冷却效果，预热效果很快消失，造成再次加热困難影响切割的连续性；所以带水管割穿后，将割嘴迅速向前切斜50-100，有效避开喷出水流，防止割嘴灭火；保持割件的燃烧，保持切割的连续性；利用气割的后托量始点与终点距离和气体压力进行切割。割嘴离工件表面的距离通常使火焰焰芯与工件保持3-5mm的范围内。在切割带水管材时，由于气割速度慢，预热火焰应大一些，割嘴离工件表面距离应小一些，这样可以保持切割氧流的挺直度，提高切割质量。

5、结论

实践证明，本文对管网在带水、带压环境下管线切割进行了详细的分析和验证，对整个切割工艺的的各个环节做了详细的描述；对于本文的命题“带水热网管线气割”在实际工作的应用具有实际的指导意义。更为在管网切割的工作实践中节省工作时间，降低工作强度，提供工作效率提供了有利的理论依据。