機械加工技術在核電廠檢修的應用

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摘要：改良機械加工技術中的鉆削、車削、裝夾技術，應用到現場檢修工作中，解決設備需要進行就地機械加工、設備零部件卡澀無法取出等現場問題。

關鍵詞：機械加工；鉆削；車削；裝夾技術

核電廠檢修中經常遇到的問題：①螺栓斷在設備上，無法取出；②現場設備螺紋孔螺紋損壞，無法繼續使用；③現場大型工件尺寸不合適，需要重新加工，但卻不方便拆裝或運輸；④零部件卡在深孔中取不出來。遇到這些問時，傳統的機械加工設備無法使用，需要運用現場機械加工技術解決問題。結合多年檢修實例，總結就地機械加工技術和現場檢修中應用的成功經驗。就地機械加工，即在設備檢修現場，在不拆除設備的情況下，運用特定的工具，設計專門的夾具，就地對現場設備進行機械加工，消除現場缺陷。與就地機械加工相對的是車間機械加工，即解體設備，把需要加工的部件送到機械加工車間，裝夾在傳統機械加工設備上，進行加工。就地機械加工比車間機械加工難度更大，主要體現在：①現場設備形式多樣，環境復雜，不利于就地裝夾加工工具；②就地機械加工對工具便攜性要求很高；③就地機械加工對操作人員的操作技能要求比較高。

1機械加工技術在現場檢修中的應用

1.1鉆削技術應用于現場取斷絲。1.1.1工況。螺栓咬死，斷在現場設備上，無法取出。1.1.2問題分析。取斷絲是一項風險很高的工作，不僅要求將斷在螺栓孔里的螺栓取出，還要求盡量不損壞原螺栓孔的內螺紋，保證原螺紋孔可以繼續使用。取斷絲的難度主要取決于螺栓咬死的程度，但螺栓咬死都發生在螺紋孔內部，肉眼無法觀察到咬死情況，只能嘗試著取，取的過程盡量小心謹慎，盡量不傷到內螺紋。1.1.3工作思路。首先根據螺紋大小以及螺紋孔附近設備表面情況，選擇鉆孔工具。現場取斷絲，不能安裝鉆床，只能采用磁力鉆或手槍鉆。最常用的工具是磁力鉆，磁力鉆比較便攜，方便安裝，安裝好之后十分牢固，不會在鉆孔過程中發生偏移，可以保證鉆孔位置的準確性。而手槍鉆完全依靠操作者雙手把持，缺乏穩定性，對操作者的技能要求很高，損壞螺紋孔的概率很大。通常在現場取斷絲，只要位置允許，優先選擇磁力鉆。因為要保證順利取出斷絲，且不傷害內螺紋孔，最為關鍵的一步就是能夠在斷螺栓正中心準確鉆出定心孔，一旦鉆偏，斷絲將很可能取不出來，即使取出斷絲，也會損傷原來母材上的內螺紋。磁力鉆相較手槍鉆更容易保證準確定心。然后根據螺栓大小，加工鉆套（圖1），鉆套一端是內螺紋，旋在斷絲上，另一端中心有個小孔，鉆頭從小孔鉆入斷絲，通過這種方式鉆出的定心孔，可以更好的保證準確定心。只有在斷絲露出螺紋孔平面時，才可以使用鉆套進行輔助定心。如果斷絲沒有露頭，則須鉆孔前讓檢修鉗工在斷絲上打出樣沖眼，然后對著樣沖眼鉆定心孔。使用磁力鉆鉆孔，通常還需要加工一塊安裝板，用于安裝磁力鉆。安裝板與螺紋孔附近設備表面穩固連接，然后磁力鉆吸附在安裝板上，調整鉆孔位置。以磁力鉆鉆取M27螺栓為例，取斷絲步驟：（1）安裝磁力鉆，調整磁力鉆，使鉆頭中心正對螺栓中心。（2）鉆Φ16mm定心孔。（3）觀察定心孔位置合適，再鉆Φ22mm孔，然后嘗試用取絲器取斷絲，如果無法用取絲器取出斷絲，則繼續以下步驟。（4）鉆Φ24mm孔，在定心好的情況下，可以看到螺旋形的螺紋大徑。然后用鏨子、彎嘴鉗等工具順著螺紋方向，一點點敲出斷掉的外螺紋。這時要注意用力不能過猛，防止損害內螺紋。（5）取出斷絲之后，用M27絲錐通過螺紋孔，修復內螺紋。1.1.4經驗小結。現場取斷絲存在很大的不確定性，風險較高，在鉆取過程中應十分小心，總結3點成功經驗及注意事項。（1）選用的磁力鉆或者手槍鉆最好是速度可調的，慢速擋方便控制，有利于提高取斷絲成功率。（2）在條件允許的情況下，盡量使用定心套輔助鉆定心孔。（3）如果使用磁力鉆在豎直面上鉆孔取斷絲，應在磁力鉆上空搭設吊架，用吊帶吊著磁力鉆，防止意外斷電時，磁力鉆喪失吸附力后墜落傷人。1.2車削技術應用于現場加工。1.2.1工況。國內某電廠在檢修勵磁機時，發現勵磁機轉子無緯帶軸向尺寸與定子鐵心絕緣壓板干涉，經現場檢查發現，該轉子無緯帶軸向尺寸有2處未加工的臺階。轉子直徑800mm，拆裝工作量非常大。1.2.2問題分析。鑒于勵磁機備品轉子已經與發電機轉子對組完成，轉子可以通過盤車進行旋轉，轉速3.38r/min，可以在該狀態下，通過加工一套工裝，模擬車床上的車削工藝，就地進行無緯帶臺階加工。1.2.3處理方案。將刀架固定在定子中分面上，然后通過盤車使轉子旋轉，使軸相對于刀架做回轉運動，這樣就形成了車削的模擬結構。將CL6132型車床上的小托板拆下來，安裝到中分面上做刀架，不僅避免了重新設計加工專門的刀架，而且小托板操作方便，容易進刀，同時小托板本身帶有刻度，可以精確控制加工尺寸。現場加工工序包括車削、倒角、拋光。由于勵磁機是十分重要的設備，為防止車削時有異物掉落定子腔，轉子無緯帶車削周圍部分和定子下半部均須用膠帶、苫布、塑料布等包覆保護好，同時在車削過程中，用強力吸塵器吸取切屑。切削前，一定要檢查刀架與定子中分面連接牢固，裝夾可靠，刀桿夾持緊固，同時還須檢查頂軸油及潤滑油狀態，防止車削中途盤軸工作中斷。1.2.4車削技術原理小結現場運用車削技術加工主要適用于圓柱形或圓管形部件。如果待加工部件可以旋轉，則在旋轉部件旁安裝一個靜止的刀架；如果待加工部件不能旋轉，則需要安裝一個可繞待加工部件旋轉的刀架。管道切割機和管道坡口機就是運用了車削技術原理。1.3裝夾技術應用于現場檢修。卡盤是機械加工中最常用的裝夾工具，原理是通過卡爪張開脹緊工件，或通過卡爪收攏夾緊工件。有時將卡盤脹緊工件原理應用到現場檢修，往往能得到事半功倍的效果。1.3.1工況。國內某電廠4RCV003FI出現壓差高，更換過程中發現過濾器濾芯無法從過濾器中取出。1.3.2問題分析。過濾器濾芯是長800mm左右、直徑約100mm的棒狀結構，位于直徑114mm，深800mm的長筒狀過濾器內，雙手只能接觸到濾芯口部端蓋。濾芯卡瑟部位位于濾芯底部與過濾器接觸的地方，由于濾芯本身結構較軟，過濾器兩端和濾芯中間工作段通過黏合劑黏合，不管在口部如何使力，濾芯底部都吃不上勁，無法拔出濾芯。機加班人員分析過濾器及其濾芯結構后，設計一個脹套工具，可以伸入濾芯底部，運用卡盤脹緊工件原理，工具脹套張開，牢牢撐住濾芯底部端蓋，拉拽工具，即可將濾芯取出。1.3.3處理方案v如圖2所示，加工一個脹套工具伸入過濾器芯底部，通過旋緊脹緊螺栓，脹芯擠壓脹套，脹套膨脹，撐在濾芯底部端蓋上，類似卡盤脹緊工件原理，脹套與過濾器芯底部連接在一起。通過脹套工具另一端的拉馬結構，旋轉拉馬螺栓，取出過濾器濾芯。1.3.4脹套使用注意事項。為了保護設備，脹套材料應選用較軟的黃銅；為增加脹緊摩擦力，脹套的膨脹部分應加工成寶塔頭結構；為使脹套容易膨脹，脹套的寶塔頭部分應沿徑向剖開成4等分。

2結語

機械加工技術是機械檢修工作的一項主要工具，靈活掌握機械加工技術理念，并熟練運用到機械檢修活動中，將會解決很多機械檢修難題，同時也會提高機械檢修效率。如何將機械加工技術理念成功運用到機械檢修活動中，沒有專門的教程，需要檢修人員善于思考，不斷總結檢修經驗，不斷積累知識，才能在實踐中熟練運用。

參考文獻

［1］梁炳文.機械加工工藝與竅門精選［M］.北京：機械工業出版社，2015.

［2］陳宏鈞.實用機械加工工藝手冊［M］.北京：機械工業出版社，2009.

作者:湯奔 李佳 單位:1.海南核電有限公司 2.中核核電運行管理有限公司