机械加工技术在核电厂检修的应用

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摘要：改良机械加工技术中的钻削、车削、装夹技术，应用到现场检修工作中，解决设备需要进行就地机械加工、设备零部件卡涩无法取出等现场问题。

关键词：机械加工；钻削；车削；装夹技术

核电厂检修中经常遇到的问题：①螺栓断在设备上，无法取出；②现场设备螺纹孔螺纹损坏，无法继续使用；③现场大型工件尺寸不合适，需要重新加工，但却不方便拆装或运输；④零部件卡在深孔中取不出来。遇到这些问时，传统的机械加工设备无法使用，需要运用现场机械加工技术解决问题。结合多年检修实例，总结就地机械加工技术和现场检修中应用的成功经验。就地机械加工，即在设备检修现场，在不拆除设备的情况下，运用特定的工具，设计专门的夹具，就地对现场设备进行机械加工，消除现场缺陷。与就地机械加工相对的是车间机械加工，即解体设备，把需要加工的部件送到机械加工车间，装夹在传统机械加工设备上，进行加工。就地机械加工比车间机械加工难度更大，主要体现在：①现场设备形式多样，环境复杂，不利于就地装夹加工工具；②就地机械加工对工具便携性要求很高；③就地机械加工对操作人员的操作技能要求比较高。

1机械加工技术在现场检修中的应用

1.1钻削技术应用于现场取断丝。1.1.1工况。螺栓咬死，断在现场设备上，无法取出。1.1.2问题分析。取断丝是一项风险很高的工作，不仅要求将断在螺栓孔里的螺栓取出，还要求尽量不损坏原螺栓孔的内螺纹，保证原螺纹孔可以继续使用。取断丝的难度主要取决于螺栓咬死的程度，但螺栓咬死都发生在螺纹孔内部，肉眼无法观察到咬死情况，只能尝试着取，取的过程尽量小心谨慎，尽量不伤到内螺纹。1.1.3工作思路。首先根据螺纹大小以及螺纹孔附近设备表面情况，选择钻孔工具。现场取断丝，不能安装钻床，只能采用磁力钻或手枪钻。最常用的工具是磁力钻，磁力钻比较便携，方便安装，安装好之后十分牢固，不会在钻孔过程中发生偏移，可以保证钻孔位置的准确性。而手枪钻完全依靠操作者双手把持，缺乏稳定性，对操作者的技能要求很高，损坏螺纹孔的概率很大。通常在现场取断丝，只要位置允许，优先选择磁力钻。因为要保证顺利取出断丝，且不伤害内螺纹孔，最为关键的一步就是能够在断螺栓正中心准确钻出定心孔，一旦钻偏，断丝将很可能取不出来，即使取出断丝，也会损伤原来母材上的内螺纹。磁力钻相较手枪钻更容易保证准确定心。然后根据螺栓大小，加工钻套（图1），钻套一端是内螺纹，旋在断丝上，另一端中心有个小孔，钻头从小孔钻入断丝，通过这种方式钻出的定心孔，可以更好的保证准确定心。只有在断丝露出螺纹孔平面时，才可以使用钻套进行辅助定心。如果断丝没有露头，则须钻孔前让检修钳工在断丝上打出样冲眼，然后对着样冲眼钻定心孔。使用磁力钻钻孔，通常还需要加工一块安装板，用于安装磁力钻。安装板与螺纹孔附近设备表面稳固连接，然后磁力钻吸附在安装板上，调整钻孔位置。以磁力钻钻取M27螺栓为例，取断丝步骤：（1）安装磁力钻，调整磁力钻，使钻头中心正对螺栓中心。（2）钻Φ16mm定心孔。（3）观察定心孔位置合适，再钻Φ22mm孔，然后尝试用取丝器取断丝，如果无法用取丝器取出断丝，则继续以下步骤。（4）钻Φ24mm孔，在定心好的情况下，可以看到螺旋形的螺纹大径。然后用錾子、弯嘴钳等工具顺着螺纹方向，一点点敲出断掉的外螺纹。这时要注意用力不能过猛，防止损害内螺纹。（5）取出断丝之后，用M27丝锥通过螺纹孔，修复内螺纹。1.1.4经验小结。现场取断丝存在很大的不确定性，风险较高，在钻取过程中应十分小心，总结3点成功经验及注意事项。（1）选用的磁力钻或者手枪钻最好是速度可调的，慢速挡方便控制，有利于提高取断丝成功率。（2）在条件允许的情况下，尽量使用定心套辅助钻定心孔。（3）如果使用磁力钻在竖直面上钻孔取断丝，应在磁力钻上空搭设吊架，用吊带吊着磁力钻，防止意外断电时，磁力钻丧失吸附力后坠落伤人。1.2车削技术应用于现场加工。1.2.1工况。国内某电厂在检修励磁机时，发现励磁机转子无纬带轴向尺寸与定子铁心绝缘压板干涉，经现场检查发现，该转子无纬带轴向尺寸有2处未加工的台阶。转子直径800mm，拆装工作量非常大。1.2.2问题分析。鉴于励磁机备品转子已经与发电机转子对组完成，转子可以通过盘车进行旋转，转速3.38r/min，可以在该状态下，通过加工一套工装，模拟车床上的车削工艺，就地进行无纬带台阶加工。1.2.3处理方案。将刀架固定在定子中分面上，然后通过盘车使转子旋转，使轴相对于刀架做回转运动，这样就形成了车削的模拟结构。将CL6132型车床上的小托板拆下来，安装到中分面上做刀架，不仅避免了重新设计加工专门的刀架，而且小托板操作方便，容易进刀，同时小托板本身带有刻度，可以精确控制加工尺寸。现场加工工序包括车削、倒角、抛光。由于励磁机是十分重要的设备，为防止车削时有异物掉落定子腔，转子无纬带车削周围部分和定子下半部均须用胶带、苫布、塑料布等包覆保护好，同时在车削过程中，用强力吸尘器吸取切屑。切削前，一定要检查刀架与定子中分面连接牢固，装夹可靠，刀杆夹持紧固，同时还须检查顶轴油及润滑油状态，防止车削中途盘轴工作中断。1.2.4车削技术原理小结现场运用车削技术加工主要适用于圆柱形或圆管形部件。如果待加工部件可以旋转，则在旋转部件旁安装一个静止的刀架；如果待加工部件不能旋转，则需要安装一个可绕待加工部件旋转的刀架。管道切割机和管道坡口机就是运用了车削技术原理。1.3装夹技术应用于现场检修。卡盘是机械加工中最常用的装夹工具，原理是通过卡爪张开胀紧工件，或通过卡爪收拢夹紧工件。有时将卡盘胀紧工件原理应用到现场检修，往往能得到事半功倍的效果。1.3.1工况。国内某电厂4RCV003FI出现压差高，更换过程中发现过滤器滤芯无法从过滤器中取出。1.3.2问题分析。过滤器滤芯是长800mm左右、直径约100mm的棒状结构，位于直径114mm，深800mm的长筒状过滤器内，双手只能接触到滤芯口部端盖。滤芯卡瑟部位位于滤芯底部与过滤器接触的地方，由于滤芯本身结构较软，过滤器两端和滤芯中间工作段通过黏合剂黏合，不管在口部如何使力，滤芯底部都吃不上劲，无法拔出滤芯。机加班人员分析过滤器及其滤芯结构后，设计一个胀套工具，可以伸入滤芯底部，运用卡盘胀紧工件原理，工具胀套张开，牢牢撑住滤芯底部端盖，拉拽工具，即可将滤芯取出。1.3.3处理方案v如图2所示，加工一个胀套工具伸入过滤器芯底部，通过旋紧胀紧螺栓，胀芯挤压胀套，胀套膨胀，撑在滤芯底部端盖上，类似卡盘胀紧工件原理，胀套与过滤器芯底部连接在一起。通过胀套工具另一端的拉马结构，旋转拉马螺栓，取出过滤器滤芯。1.3.4胀套使用注意事项。为了保护设备，胀套材料应选用较软的黄铜；为增加胀紧摩擦力，胀套的膨胀部分应加工成宝塔头结构；为使胀套容易膨胀，胀套的宝塔头部分应沿径向剖开成4等分。

2结语

机械加工技术是机械检修工作的一项主要工具，灵活掌握机械加工技术理念，并熟练运用到机械检修活动中，将会解决很多机械检修难题，同时也会提高机械检修效率。如何将机械加工技术理念成功运用到机械检修活动中，没有专门的教程，需要检修人员善于思考，不断总结检修经验，不断积累知识，才能在实践中熟练运用。

参考文献

［1］梁炳文.机械加工工艺与窍门精选［M］.北京：机械工业出版社，2015.

［2］陈宏钧.实用机械加工工艺手册［M］.北京：机械工业出版社，2009.

作者:汤奔 李佳 单位:1.海南核电有限公司 2.中核核电运行管理有限公司