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          管道研究

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          火焰切割機微調裝置的研制與應用

          來源:《管道保護》2023年第1期 作者:高鐵龍 郭依寶 曹延雙 蔣云福 時間:2023-3-3 閱讀:

          高鐵龍 郭依寶 曹延雙 蔣云福

          國家管網集團北京管道維搶修分公司

           

          摘要:大口徑管道動火作業斜口切割下料時,火焰切割機調節裝置時常出現卡頓現象,切割出來的管口就會豁口或切割不齊,給后續打磨、組對、焊接等環節增加了工作量,并直接影響焊接質量。為此研制了一種能夠順暢切割大口徑斜口的火焰切割機微調裝置,經過施工現場實踐應用,切割質量顯著提高,同時降低人工勞動強度,提高了生產效率。

          關鍵詞:管道動火連頭;火焰切割機;微調裝置

           

          火焰切割機具有切割速度快、工作量小、切割坡口效果好等優勢,在管道動火作業中得到普遍應用。在管道改造、擴建以及應急搶修過程中,為避免管道強力組對,必要時會采取斜口下料方式。由于火焰切割機的調節軸常常出現卡頓等問題,導致現場作業質量不高、效率較低。通過對火焰切割機調節裝置進行研制改造,提升可操作性和切割質量。

          1  問題分析

          目前普遍應用的火焰切割機的調節裝置是利用一個手動齒輪帶動伸縮桿上的齒條左右移動,在伸縮桿的一端固定火焰切割機的割槍實現切割斜口的目的。在切割直口時,只需要把切割機軌道調直調正固定好,割槍調整到切割位置,角度調整好,將固定螺絲擰緊就可以了。但是在切割斜口時則差異較大,需要隨時轉動手輪帶動齒條,使割槍沿著事先畫好的切割線勻速運動,如果固定螺絲固定過緊,伸縮桿就調節不動,固定過松,伸縮桿在調節時就會來回晃動,割嘴也跟著晃動,從而切割出來的管口就會出現豁口、切割不透、參差不齊等現象,給后續的打磨、組對、焊接造成影響,輕者拖延動火時間,增加施工人員勞動強度,重者造成焊接質量問題。

          2  微調裝置組成

          新研制的火焰切割機微調裝置是利用滾珠絲杠滑動導軌改裝而成的,主要由底座、螺旋絲杠、滾珠滑塊、手輪等組成(圖 1)。其工作原理是在絲杠的一端裝有一個手輪,手輪帶動絲杠轉動時滾珠滑塊就會沿絲杠的方向來回運動,每轉動1/4圈手輪,滑塊運動1 mm。滾珠滑塊上裝有火焰割嘴,可調節割嘴沿著切割線平穩運動;鹧娓钭鞀A持裝置由三個不同方向可以轉動的連接軸組成,可以調節任意角度,連接軸上標有刻度,能夠快速準確調整到想要的角度,從而切割任意角度的管道外坡口。將割嘴角度調節到管道內壁,還可以進行管道內壁減薄切割。


          圖 1 火焰切割機微調裝置

          切割斜口時為使切割機的槍嘴隨時沿著事先畫出的斜口切割線運動,需要隨時調整槍嘴位置,避免偏離切口線,且在調節時要特別順滑不能卡頓,因為滾珠滑塊與螺旋絲杠的連接既緊密又順滑,所以在轉動手輪帶動滑塊運動時,非常穩定,可操作性極強,從而能切割出優質的斜口。

          3  現場應用

          3.1  彎管更換作業中的應用

          某1219 mm管道環焊縫缺陷治理施工中,需要割除上游管線與彎管連接的缺陷焊口,作業難點是更換彎管加短節。

          作業過程中需要將新舊彎管角度存在的4°偏差合理分配到將要組對的三道焊口上,才能滿足技術規程要求。經過前期測量和計算,將在役管線上游管口做成2°斜口,根據管道中心線走向把新彎管旋轉疊加一定角度與之組對、焊接,將彎管固定;接下來重新測量新彎管管口與在役管線下游管口的距離,得出管段短節尺寸,將剩余2°分配在該短節兩端管口上,進行斜口下料,完成組對。先將管口四等分,在四等分線上畫出相應的點,利用畫線圈畫出斜口線。安裝改造后的火焰切割機,點火調整火焰,手動轉動調節手輪,帶動割槍沿著斜口線進行切割,每旋轉1/4手輪可微調1.0 mm,23 min順利完成切割,切割后的管口光滑平整,用平口圈檢測平直度小于1.5 mm,經20 min平口、磨口后小于1.0 mm,符合組對要求,實現了精準調節目的(圖 2)。切割后的管口打磨比以往一道管口至少50 min~60 min節約近40 min,組對后的焊縫間隙均在5 mm~6 mm以內,為后續焊接質量提供了有力保障。


          圖 2 管口切割現場應用

          3.2  管件更換作業中的應用

          某壓氣站因LNG方向球筒閥(DN 1000)1102#內漏及清管三通(DN 1000×DN 700)管材有腐蝕坑缺陷,存在較大安全隱患,需進行更換。閥門和三通拆除后由于沉降造成主管上下偏差120 mm、左右偏差30 mm,三通支路與主管高差105 mm,球筒與閥門壁厚相差6 mm。需要對管道進行斜口下料,對球筒進行內壁減薄處理。

          將球筒管口內壁用砂輪機平口,平出6 mm標記,將改造后的火焰切割機軌道安裝好,割嘴調整到管道內部且其角度調整到15°,利用微調裝置帶動割槍沿標記邊緣進行管道內壁切割,切割后查看切割表面平整光滑,測量角度一致(圖 3)。然后修磨達到焊縫組對要求。切割球筒管道內徑用時25 min,打磨用時40 min,相較以往用手把割槍切割管壁表面參差不齊,打磨費時90 min~120 min不等,1道1016 mm管道內壁減薄處理可節約動火時間50 min~80 min。


          圖 3 火焰切割機微調裝置使用現場

          4  結論

          改造后的火焰切割機微調裝置改善了以往火焰切割機在切割斜口時的卡頓現象,切割角度調節順暢,能夠精準地調節割嘴沿著切割線進行切割下料,切割后的管口平整光滑,角度一致,且能進行內口減壁切割。顯著節約了管口管壁打磨時間,降低了作業勞動強度,保障了焊接質量。因其具有實用性、可靠性和穩定性,已在動火作業中推廣使用。


          作者簡介:高鐵龍,北京管道公司維搶修分公司管工技師,現主要從事長輸管道維搶修工作。聯系方式:18635699171,yibaoguo11@163.com。


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