船舶建造中气割的操作及其注意事项

1、青岛远洋船员学院毕业设计论文青岛远洋船员学院毕业设计论文题目：船舶建造中气割的操作及其注意事项 姓 名： 专 业：船舶工程技术 ( 船体方向 ) 学 号： 201 年 4 月 17 日青岛远洋船员学院毕业设计任务书学生姓名班级学号题目船舶建造中气割操作及注意事项内容：1气割的种类及其各种操作规程2气割的适用范围及需要注意的安全问题应达到的技术指标或要求：1.能够根据工件规格材料和加工要求，分析、制定合理的工艺流程；2.能够明确操作工艺参数的选择范围，并据此选择恰当的气割规范；3.论文字数不少于8000字，要求附有必要的插图、表格或曲线图。主要设计方法或技术路线：1.论文写作要求理论分析与实践相

2、结合，不可照搬书本和说明书，要有本人实践的内容；2.论文要求围绕一个具体的实例展开叙述，内容要重点突出，不能泛泛而谈，没有实例；3.工艺参数要求既有范围或计算公式，又要有具体的选择数值；4.认真总结个人心得体会。完成本课题应具备的环境（软件、硬件）1.具有完成论文所需的较为完整的技术资料和设备环境；2.具有经验丰富的技术指导人员。各阶段任务安排：毕业设计时间2月28日6月18日2.283.26：开始实习，确定论文题目和研究内容，提交开题报告。3.276.3：撰写论文，并于指导老师沟通、修改，提交论文初稿。6.46.18：按指导老师意见修改论文，定稿打印并寄回，指导老师评定分数。6.197.2：

3、准备论文答辩。参考资料：1.有关气割技术的书籍、资料；2.有关船级社的气割技术标准；3.其他下载、复印的与论文内容相关的技术资料、参考文献和图片资料。任务完成后须上交的资料：1.毕业论文书面文稿；2.论文答辩所需的图文资料。学生姓名： 指导教师姓名：201 年 3 月 24 日 201 年 3 月23 日船舶建造中气割的操作及其注意事项 摘要：本文从气割原理入手，涉及到气割的种类及其适用性，并对各种气割设备的正确使用方法做了进一步的探讨，并对气割的未来发展方向稍作推测！通过本文，你将对气割有一个全面的了解。关键词:原理,适用性, 使用方法, 发展方向Gas cutting and matter

4、s need our attention in the process of buildingAbstractThe article begins from the principle of gas-cutting, then states its kinds and applicabilities.Thirdly its assignment is to discuss correct ways of using equipments. At last, it will predict the direction of development of gas-cutting in the fu

5、ture. Through this article, you will have a whole impression on gas-cutting.Keywords: principle，applicabilities，usages，the direction of development目录目录1.选题背景72.方案论证73.气割的原理81.气割的过程82.金属的可气割性83.气割所用气体81.乙炔82.液化石油气93.氧气94.气体质量对气割的影响91.氧气纯度的影响92.氧气湿度的影响93.氧气温度的影响94.氧气压力的影响105.气割对钢组织与性能的影响101.化学成分变化102.

6、金相组织的变化104.气割工具及安全操作方法111.气割工具的构成111.乙炔发生器112.乙炔瓶113.回火防止器114.氧气瓶115.主要附件116.割刀122.手工气割安全使用注意事项123.手工气割安全操作规程134.气割的实例（割板方法及操作过程）145.气割过程中的注意事项151.橡胶软管152.氧气瓶153.乙炔气瓶165.总结161. 选题背景在现代造船技术中，火焰气割技术被广泛的使用，是必不可少的一项技术，是船舶建造中重要的一步。由于船舶建造过程中装配的的工作量大，工人数量大，工人装配技术良莠不齐。从而装配的质量难以保证，而火焰切割是现代造船过程中应用最广的一种装配方法，所以

7、对火焰切割的检验工作，在船舶建造过程中显得尤为重要。而我作为一名装配工，必须要对火焰割刀技术有一定的了解并熟练地掌握。最重要的是在实际的生产过程中能够熟练地运用。写这篇论文的目的是有助于提高现场工作人员的技术，提高质检合格率，发现并改进装配质量差的部位，规范装配工的职责，避免因个人原因造成装配质量差的现象。从而来提高整个船舶的建造效率，来促进我国造船业地发展。2. 方案论证这篇论文首先用简短的文字介绍氧乙炔火焰切割的原理，金属的气割性及造船工业当中的应用。然后坐在转写到气割工具及安全操作方法，将会举少许的例子来简述在船厂中是如何被应用的，比如割板然还有割管的实例，详细的描写氧乙炔火焰切割的工艺

8、过程。用火焰割刀切割圆的工艺过程来进行叙述在切割以前所要做好的准备工作，在切割过程中应该注意的一些问题和操作时所要遵循的操作规范。以及在切割以后割缝的成型和质量问题也要进行简单的陈述。在成型以后所遇到的问题也要进行阐述，对割件存在的质量问题及其原因结合操作实际情况进行适当的分析，针对前面出现的质量问题，提出相应的措施，并简要的叙述处理方法。这一部分会根据一些参考资料以及自己在实际操作中所遇到的问题相结合来完成。最后说明气割技术对于造船业来说是一个不可或缺的部分。希望我们能结合气割技术的现状，并对存在的问题加以解决，让中国的造船效率更上一层楼。3. 气割的原理1. 气割的过程钢材的氧化切割是利用

9、气体火焰（称为预热火焰）将钢材表面加热到燃点并形成活化状态，然后向其喷射高纯度，高流速的切割氧，使钢中的铁在氧氛围中燃烧生成氧化铁熔渣同时放出大量的热，借助这些燃烧热和熔渣不断的加热钢材下层的切口前缘使之也达到燃点，直至工件的底部。与此同时，切割氧气流把熔渣吹除掉，从而将钢材割开。这样连续的进行预热燃烧去渣三个过程，随着割炬的移动便可以得到割缝。氧气切割的过程实质上是金属燃烧的过程。2. 金属的可气割性并不是所有的金属都能进行气割作业，这跟金属本身的特性密切相关：1. 金属在氧气中的燃点必须低于金属本身的熔点。只有这样才能保证割缝平整。若熔点低，金属会在氧化前融化，割缝表面也会被熔化金属污染，

10、达不到平整要求。金属氧化物熔点必须低于金属熔点。若不能满足这一条件，则金属氧化物会在金属表面形成固态薄膜而无法吹除，使气割过程无法继续进行。2. 金属燃烧要能放出足够的热量，这有利于气割过程的进行。一般而言金属预热的热能，30%左右由预热火焰提供，70%左右由燃烧反应供给。若燃烧反应热量不足，则要将金属加热到熔点便十分困难，此时要有很强的预热火焰。3. 金属的导热性要小。若金属导热大，则金属火焰和切割过程放出的热量散失快，也会使切割过程难以进行。4. 金属氧化物的熔点应低于基本金属的熔点，并且具有良好的流动性。气割过程中形成的金属氧化物和非金属氧化物熔点低，流动性好，这使氧化物易被氧气流吹除，

11、使气割过程继续进行；否则，形成的氧化物薄膜附着在金属表面会破坏气割过程继续进行。5. 金属中使气割过程恶化的杂质（碳，硅，铬）和能提高淬火性的杂质（钼，钨等）应尽量减少。减少气割过程恶化的杂质，可保证切割过程正常进行；尽量减少淬火性的杂质，可使气割中的金属表面不产生裂纹。3. 气割所用气体气割用的预热火焰是由可燃气体在氧气中燃烧产生的。主要有乙炔，氢气，煤气和液化石油气等。其中应用最为广泛的是乙炔，随着石油工业的发展，液化石油气逐渐得到重视。1. 乙炔1) 电石CaC2与水接触后，迅速反应生成乙炔C2H2和熟石灰，并放出热量。乙炔是碳氢化合物，极易燃烧，在下列情况下可能会发生爆炸：2) 与空气

12、混合，乙炔体积占2.2%6.0%，或与氧气混合，乙炔体积占2.8%65%时，遇火星或高温（450摄氏度）便会引起爆炸。3) 加热至300摄氏度时，乙炔能发生聚合反应生成苯C6H6。如反应生成的热量不能很快散发，便有爆炸的危险。4) 乙炔和铜长时间接触，铜的表面会生成易爆炸的氧化铜，遇到敲击就会发生爆炸。所以与乙炔接触的器具和管具不能用铜制作。2. 液化石油气液化石油气是石油炼制的附属品，主要成分是丙烷丁烷等碳氢化合物。在普通温度和大气压力下以气态存在，但只要增加不大的压力，约为0.81.47MPa即变成液体，故称为液化石油气。液化石油气完全燃烧放出的能量比乙炔多，因此割炬要进行适当改制。液化石

13、油气的火焰温度主要取决于燃料的成分和它氧气的比例，液化石油气的火焰温度比乙炔低，故在气割过程中要有较长的预热时间。3. 氧气氧气无色无味，约占空气体积的1/5,助燃。如果氧气在高压情况下遇到油脂，就有爆炸的危险。氧气的瓶嘴、氧气表、氧气导管及割炬绝对不允许沾染油脂。氧气的浓度越高越好，满足切割需要的最低浓度为98.5%，否则就会消耗大量的氧气，降低工作效率，影响气割质量。4. 气体质量对气割的影响气割火焰由外围环状预热火焰和中心纯氧射流组成。预热火焰要求具有较高的热能率，保证金属预热到适当温度使气割过程连续进行。氧气射流的纯度、湿度、温度和压力都会影响气割速度、气割质量和气体的消耗量。1. 氧

14、气纯度的影响工业上应用的氧气，其纯度一般在99.5%以上，氧气纯度降低，会使燃烧过程变慢，气体消耗量和切割的时间增加。通常，氧气纯度每降低1%，气割时间就延长10%15%，氧气的消耗量就增加25%35%，并且切割面质量差。2. 氧气湿度的影响氧气瓶中储存的压缩氧气中通常含有少量的水蒸气，水蒸气和氮气杂质会吸收气割时的热量（水蒸气吸收的热量比氮气吸收的热量多25%），使气割速度降低。通常，氧气瓶内的压力相当高，气瓶的温度又低，水蒸气总是冷凝成水珠聚集在瓶底，故影响不大。但当氧气的压力降低时，瓶底的水珠就会蒸发，使氧气的湿度显著增加（如氧气瓶内氧气的压力为1.96Mpa时，氧气中水蒸气含量低于1m

15、g/l；瓶内氧气压力降至1.96Mpa0.49Mpa时，氧气中水蒸气含量低于5mg/l），由于杂质在气割过程中吸热，致使切割速度减慢。3. 氧气温度的影响适当提高氧气温度不但可以提高切割速度，而且还可以降低氧气的消耗量。由于这个原因，割嘴的预热火焰喷孔是环状或六环状，切割氧气喷孔位于中心，这样切割时氧气从喷孔中喷射到割件表面途中，就得到预热火焰的预热，这有利于提高切割速度。4. 氧气压力的影响气割时，要根据被切割钢板的厚度、割嘴型号和氧气的纯度等因素来决定氧气的压力。氧气的压力不能过低否则会使气割过程缓慢，割缝背面形成熔渣粘结物，甚至不能沿割件的全部厚度割开。氧气压力不能过高，否则会使割缝表面

16、凹凸不平，割缝上口出现凹陷现象。此外，氧气压力过高会对割件产生较强的冷却作用，致使切割速度降低，氧气消耗量增加。5. 气割对钢组织与性能的影响1. 化学成分变化气割低碳钢和中碳钢时，割缝表面层的碳会与氧气射流发生剧烈的氧化，导致表面层脱碳。一般脱碳层很薄，只有十分之几毫米。与脱碳层相邻的金属层中含碳量增加，这是由于热影响区其他部分的碳元素向这里扩散，故其含碳量比基本金属的含碳量低些。气割合金钢时，合金元素（如镍、铬等）也会向割缝处扩散，致使气割后与割缝表面相邻近金属层内合金元素含量增加，而稍远离的金属热影响区内合金元素含量降低。2. 金相组织的变化气割时，热影响区的温度由金属在氧气中燃烧过渡到

17、室温，所以热影响区的金属会发生过热和重结晶。实际上，气割5mm30mm的低碳钢时，热影响区温度仅升高至250摄氏度左右，不会引起金相组织的变化；气割高碳钢及合金时，热影响区的钢材硬度和脆性会大大提高，在气割条件不良时，会产生裂纹。4. 气割工具及安全操作方法1. 气割工具的构成1. 乙炔发生器在乙炔发生器中，电石与水发生下述化学反应： CaC2+2H2OàC2H2á+Ca（OH）22. 乙炔瓶由乙炔的性质可知，当压力大于0.147MPa时，具有爆炸性，故通常乙炔的储存不超过0.147MPa。但乙炔的爆炸性与容器的尺寸有很大关系，若乙炔装在极窄（如毛细管状）的容器中其爆炸性可

18、大大减小，且可经受1.96MPa2.45MPa压力。乙炔瓶中所装乙炔量可用钢瓶的容积乘以气压数再乘以9.2。3. 回火防止器乙炔发生器和割炬间必须装回火防止器。回火防止器分低压式、中压式和高压式。4. 氧气瓶1) 氧气瓶：决定氧气瓶规格的两大参数是耐压能力和容量,一般氧气瓶会明确标明这两大参数。而这两大参数和我们使用氧气瓶时的经济性和安全性直接相关。 容量*压力=氧气的体积2) 氧气瓶容量：在钢瓶的瓶肩上刻有钢瓶的容量，V15.6表示能装入体积为15.6升的水，工业用标准氧气瓶容量一般为40L ，瓶体漆成天蓝色，并漆有“氧气”黑色字样。氧气瓶使用压力：耐压能力是决定氧气瓶安全性的主要参数，我国

19、的钢质氧气瓶一般来说使用状态下的压力上限都定为15Mp。3) 气瓶本体：系管状无缝结构，上端瓶口处的缩颈部分为瓶颈，瓶颈与瓶体的过渡部分叫瓶肩，瓶颈外侧固定连接有颈圈。下端一般为凹形底。瓶体由优质锰钢、铬钼钢或其他合金钢制成。最常用的是中容积瓶，外径219mm，容积40L，高度约1.5mm，公称工作压力15Mpa，许用压力18Mpa。5. 主要附件（1）瓶阀 一般由铜材制成，抗燃，且不起静电及机械火花。其密封材料应有好的阻燃及密封性能。（2）瓶帽 保护瓶阀免受磕碰，通过螺纹与颈圈连接。瓶帽上一般有排气孔或侧孔，以防瓶阀漏气使瓶帽承压。（3）防震圈 套于瓶体上的两个弹性橡胶圈，起减震和保护瓶体的

20、作用。（4）氧气表氧气表又称压力调节器，对压缩气有减压稳压的作用。（5）乙炔表显示乙炔压力，一般气割用压力为0.05MP。6. 割刀割刀是进行气割的主要工具。按其构造与工作原理可分成射吸式割刀和等压式割刀两种。结构如下：图4-1割枪结构1) 割嘴：它由外套和内芯组成。内芯由一段铜棒加工而成，中心有孔，它包括前芯杆、后芯杆和芯柄三部分。2) 割枪：气割用的带活门的工具，形状略像枪，前端有喷嘴。也叫割炬。割枪一般有三个开关，最上面的是高压氧开关，也就是俗称的高风开关；高风开关下面的是混合气开关；最后面，的一个开关是乙炔开关。使用的顺序是：先开乙炔开关，点燃，然后再通过调节混合气和乙炔的大小来控制火

21、焰的大小，对待切割物预热，当达到熔融状态的时候，打开高风开关，进行切割。2. 手工气割安全使用注意事项 1. 由于乙炔化学性质很活泼，极易发生燃烧爆炸事故。2. 纯乙炔当温度大于200300时即发生聚合反应。发生聚合时温度升高很容易发生爆炸，爆炸时气体温度达到25003000，压力增大1012倍。压力愈高，则聚合过渡爆炸的温度愈低。温度愈高，则聚合过渡爆炸的压力愈低。3. 乙炔和铜或银及其盐类长期接触会生成乙炔铜或乙炔银，这两种物质都是极易爆炸的物质，因此规定制造乙炔器的零部件不能采用铜，银及其含量高于70的合金。4. 乙炔中有氧存在时，其爆炸能力增大。乙炔与空气或纯氧的混合物在常压

22、下温度达到燃点即能爆炸。乙炔在空气中的燃点为305，在空气中的爆炸极限是2.380.7，在氧气中的爆炸极限是2.393，所以乙炔储存时绝对避免混进空气或氧气占有比例达到起爆炸极限。5. 乙炔的爆炸性与装乙炔的容器的形状、大小有关，容器直径愈大愈容易爆炸。乙炔不能直接装在使用的容器里。6. 乙炔由于燃烧速度非常快(在空气中为4.7ms，在氧气中为7.5ms)，回火的速度也相当快，所以规定乙炔各级管路部位均要加装中央回火防止器和岗位回火防止器，并要经常检查其安全性。7. 发生回火时必须立即关闭乙炔阀，切断乙炔气源。回火排除以后再点火时，一定要先用高压氧气吹除残余碳粒。3. 手工气割安全操作规程1.

23、 工地现场必须修建专用的氧气、乙炔瓶存放库房，并配备相应的消防器材，库房明显的墙上要悬挂“严禁烟火”标志；2. 氧气、乙炔瓶进场前，材料主管人员应确保气瓶安全帽齐全，运输中严禁撞击，严禁在地下滚动或阳光下曝晒，以免爆炸。3. 使用前须检查乙炔瓶、氧气瓶及软管、阀、仪表是否齐全有效，紧固连接，不得松动；检查乙炔、氧气瓶、橡胶软管接头、阀门等可能泄露的部位是否良好，氧气瓶及其附件、胶管、工具上均不得粘有油污；操作人必须随身携带专用工具如板手、钳子等。4. 乙炔瓶的压力要保持正常，压力超过1.5Kgfcm2时应停止使用，不得用金属棒等硬物敲击乙炔瓶、氧气瓶；5. 氧气瓶、乙炔气瓶应分开放置，间距不得

24、少于8米，距离明火不得少于10米，乙炔瓶、氧气瓶应放在操作地点的上风口，不得放在高压线及一切电线下面，不得在强烈日光下长时间暴晒； 6. 新胶皮软管必须经过压力试验，变质、老化、不合格的胶管严禁使用；使用的胶管应为经耐压实验合格的产品，不得使用代用品、变质、老化、脆裂、漏气和沾有油污的胶管，发生回火倒燃应更换胶管，可燃、助燃气体胶管不得混用。7. 气割作业时，应先开乙炔气，再开氧气。焊（割）炬点火前，应用氧气吹风，检查有无风压及堵塞、漏气现象当气焊（割）炬由于高温发生炸鸣时，必须立即关闭乙炔供气阀，将焊（割）炬放入水中冷却，同时也应关闭氧气阀。在作业时，如发现氧气瓶阀门失灵或损坏不能关闭时，应

25、将瓶内的氧气自动逸尽后，再行拆卸修理；严禁将胶皮软管背在背上操作；严禁使用未安装减压器的氧气瓶进行作业；8. 气焊（割）作业中。当乙炔管发生脱落、破裂、着火时，应先将焊机或割炬的火焰熄灭，然后停止供气。当氧气管着火时，应立即关闭氧气瓶阀，停止供氧。禁止用弯折的方法断气灭火。进入容器内焊割时，点火和熄灭均应在容器外进行。气焊时不要把火焰喷到人身上和胶皮管上。不得拿着有火焰的焊炬和割炬到处行走。9. 熄灭气焊火焰时，先灭乙炔，后关氧气，以免回火。气焊如发现火焰忽然回缩并听到“嗤嗤”声，就是回火的象征，当发生回火，胶管或回火防止器上喷火，应迅速关闭氧气阀和乙炔气阀，再关上一级氧气阀和乙炔气阀门，然后

26、采取灭火措施。10. 发现乙炔瓶因漏气着火燃烧时，应立即把乙炔瓶朝安全方向推倒，并用砂或消防灭火器材扑灭火种； 11. 乙炔软管、氧气软管不得错装，使用时氧气软管着火时，不得折弯软管断气，应迅速关闭氧气阀门，停止供氧，乙炔软管着火时，应先关熄炬火，可采取折弯前面一段软管的办法来将火熄灭； 12. 作业后，应卸下减压器，拧上气瓶安全帽。将软管卷起捆好，挂在库内干燥处，并将乙炔发生器卸压。氧气瓶中的氧气不得全部用完，应保留0.5Kgfcm2的剩余压力；4. 气割的实例（割板方法及操作过程）1. 根据钢板厚度选用割嘴。如型号为100的割嘴则说明其可切割最大厚度为100毫米，一般来讲，割嘴的最大型号为

27、300。2. 检查切割氧流线。流线应为笔直清晰的圆柱体，若流线不规则，要关闭所有阀门修整割嘴。3. 气割工件采用氧化焰，火焰的大小应根据工件的厚度适当调整。具体步骤如下：打开乙炔开关，使用火机或者是专用打火器将其点燃，而后开氧气开关，这要根据钢板的厚度进行调整，10-15毫米的钢板看起来稍微发红即可，快风氧开关则可大可小，根据个人喜好。20毫米以上的钢板则要将乙炔及氧气的开关稍微开大，焰心的长度大概在10毫米左右，焰心越短，说明氧气开的越大。4. 气割时的姿势为自然下蹲，将胳膊自然放于两腿上，右手握住焊枪，左手调节氧气开关及快风开关，而后双手配合，使割嘴与钢板的角度符合相应的要求，10毫米以下

28、的钢板要求后倾10度-15度，超过15毫米的钢板可将割枪垂直于钢板，而后进行切割，亦可稍微后倾。5. 气割时打开乙炔开关及氧气开关，根据钢板厚度调节乙炔火焰，一般来讲不同板厚所需的火焰长度与钢板厚度大体相同，而且要将火焰调成中性焰，再加上均匀的移动速度，正确的姿势，即可获得成型良好的割缝。在火焰为碳化焰的情况下，割缝会发黑，而且割渣会比较多;在氧化焰的情况下，会出现钢板表面熔化，进而导致割不透的情况出现。切割时，要先对钢板进行预热，而后将割嘴对准气割线一端加热工件至熔融状态，随后开快风将其吹除，工件割穿后再开始沿气割线移动割嘴，这时应按工件的厚度，灵活掌握气割速度。割件表面距离焰心尖端以25m

29、m为宜，距离太近会使切口边沿熔化，太远热量不足，易使切割中断。这样随着割炬的移动，就会得到一条合格的割缝。6. 切割要在钢板中间开始的，如割圆，应在钢板上先割出孔，如钢板较厚可先钻孔，再由孔开始切割。操作如下：先将乙炔及氧气开大，对钢板中心进行预热，待其出现铁水的时候，打开快风开关，而后移动割枪，此时会出现铁水上涌的情况，但无需害怕，只管继续移动割枪，便可在钢板上打开一个小圆孔，而后由此孔开始，按照正常切割步骤进行切割，但要注意，割枪的锋线要沿着所画圆的中间，割出的圆孔尺寸要保证误差在5毫米左右。7. 气割薄板，割嘴不能垂直于工件，需偏斜5度10度，火焰能率要小，气割速度要快。气割速度是否正常

30、，可以从熔渣的流动方向来判断。当熔渣的流动方向基本上与割件表面相垂直时，说明气割速度正常；若熔渣成一定角度流出，即产生较大的后拖量，则说明气割速度过快。8. 气割厚板，割嘴垂直于工件，距表面35mm，切割终了割嘴向切割方向的反向倾斜510度，以利收尾时割缝整齐。气割速度是否正常，和薄板的辨别方法是一致的。9. 使用拖轮切割弧线，割枪不可抬太高，尤其割小弧线厚板应使割枪与工件平行。10. 工作时应常用针疏通割嘴，割嘴过热应浸入水中冷却。11. 气割特殊钢材，按工艺要求。12. 气割完毕要除去熔渣，并对工件进行检查，也就是要检查钢板的成型情况。合格的情况是钢板双面夹渣较少，整体看起来很是清洁,割缝平整,无明显沟槽。5. 气割过程中的注意事项1. 橡胶软管1. 橡胶软管须经压力试验。氧气软管试验压力为2兆帕；乙炔软管试验压力为0.5兆帕。未经压力试验的代用品及变质、老化、脆裂、漏气的胶管及沾上油脂的胶管不准使用。2. 氧气软管为红色，乙炔软管为黑色，连接时不可错乱。3. 乙炔软管使用中发生脱落、破裂、着火时，应先将焊炬或割炬的火熄灭，然后停止供气。氧气软管着火时，应迅速关闭氧气阀门。不准用弯折的办法来消除氧气软管着火。乙炔软管着火时可用弯折前一段胶管的办法来将火熄灭。4. 禁止把橡胶软管放在高温管道和电线上，或把重的或热的物件压在软管上，也不准将软管与电焊用的导线