CN115722777A - 一种核电厚壁不锈钢复杂管件等离子-火焰复合割炬 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电管件切割装置技术领域，公开了一种核电厚壁不锈钢复杂管件切割用等离子‑火焰复合割炬，包括等离子割炬，及其上套设的且能沿等离子割炬的轴向上下移动的火焰炬；火焰炬内分别设置有氧气通道和燃气通道，氧气通道的出气口A与燃气通道的出气口B位于同一水平面上，氧气通道的出气口A与燃气通道的出气口B与等离子割炬的喷嘴之间的竖直距离为10～20mm。本发明通过在现有的等离子割炬上同轴复合火焰炬，降低了等离子弧因激波效应所产生的能量和速度损失等，提高等离子切割的能力和质量，解决了AP1000核电厚壁不锈钢管道挤压成形制造工艺生产过程中全系列型号的等离子切割难题。

Description

一种核电厚壁不锈钢复杂管件等离子-火焰复合割炬

技术领域

本发明提出一种等离子-火焰复合割炬，属于超大厚度不锈钢及核电厚壁管件切割装置技术领域，尤其涉及到120mm-180mm厚度或壁厚的316L和316LN不锈钢的高质量、高效率割炬。

背景技术

与传统的锻造成形相比，挤压成形过程中金属各部分连续变形，成形时间短，因此挤压成形在提高产品质量和缩短制造周期方面具有显著优势。为进一步降低生产成本、提高效率，实现核电复杂管件的接管嘴“近净成形”制造，迫切需要专用的大功率等离子切割技术和设备。然而，核电主管道最大壁厚在80-120mm，坡口切割理论厚度大于国内外现有最大功率等离子电源切割能力，导致厚壁坡口切割质量较差或难以切除；并且，国外发达国家对等离子大厚度切割技术实施技术封锁，只提供大功率等离子切割电源，不提供大厚度切割工艺参数及技术规范。

挤压成型的管件需要将接管嘴等多余部分切除，然而核电主管件、超级管件、斜三通等管件尺寸规格较大；如AP1000核电主管件最大总长达8000mm，最大端面直径2000mm，最大壁厚120mm，在切割时无法翻转，只能将管件固定采用机器人手臂进行各位置切割，又因切割位置不固定，因此要求切割能够完成在放置区域内的任意位置切割，即全位置360°切割。

现有技术中，通过采用通用型等离子电源设备可以实现对管件的薄壁部分进行切除，目前国内外最大功率的电源切割能力理论上能够实现不锈钢160mm厚竖直切割和100mm厚的管道360°切割(如本发明人之前的专利CN201710896069.0和CN201810526046.5)，而AP1000超级管道最大壁厚一般为80～120mm，坡口切割最大理论需求可达170mm(45°坡口360°切割)，所以，现有的等离子切割技术无法满足全型号核电管道的切割要求。此外，国际上目前普遍采用的技术为整体锻造后机加加工，由于核电典型用钢316LN硬度高，加工难度大，机加制造需耗费大量的刀具和时间，成本过高；核电管件尺寸较大，需要大型多轴加工中心进行加工，装夹十分困难；管件壁厚较大，坡口加工去除量较大，机加效率极低；以上缺点导致加工处理效率低且成本较高，不利于挤压成形核电管件新技术的开发。

且现有技术中采用等离子电源设备进行切割时，由于受到等离子电源功率和电流的限制，随着切割厚度的增加，等离子体的动能逐渐降低，速度急速下降，功率密度降低，等离子射流冲击力下降，导致切割能力不足，切口下部质量明显变差，易残留熔化金属或切不断，无法满足不锈钢等材料150mm以上的竖直切割以及120mm以上的360°环形切割要求。

此外，由于大功率等离子切割电流较大，随着切割功率的增加，阴极弧根处的功率密度将非常大，导致电极的局部烧蚀率很高，相关易损件极易损坏，严重影响生产效率和切割质量。这些问题极大地制约了厚度70mm以上不锈钢穿孔和厚度120mm以上有色金属的高质量等离子切割加工，尤其在150mm厚度以上等离子切割时，电极喷嘴烧损频次极高，导致切割质量极差甚至无法完成切割作业。因此，在短时期内无法获得更大功率和电流的等离子电源和割炬现状下，通过割炬创新设计进行工艺改进，提高现有大功率等离子切割的厚度和质量，使之满足核电管道等重大核心技术装备制造需要，是目前最切实可行、行之有效的方法。

为此，本发明提供一种核电厚壁不锈钢复杂管件等离子-火焰同轴复合割炬。

发明内容

为了解决背景技术中存在的现有等离子切割设备切割厚度和质量达不到120-180mm的问题，本发明提出一种核电厚壁不锈钢复杂管件等离子-火焰同轴复合切割割炬。

本发明的核电厚壁不锈钢复杂管件等离子-火焰同轴复合切割工艺是通过以下技术方案实现的：

一种核电厚壁不锈钢复杂管件等离子-火焰复合割炬，包括等离子割炬和火焰炬，所述火焰炬同轴套设于所述等离子割炬外，且所述火焰炬能够沿所述等离子割炬的轴向上下移动；

所述火焰炬内分别设置有互相独立存在的氧气通道和燃气通道，且所述氧气通道的出气口A与所述燃气通道的出气口B位于同一水平面上；且所述出气口A与出气口B的底部与所述等离子割炬的喷嘴之间的竖直距离为10～20mm

所述出气口A与出气口B均由稳定段和扩散段结构组成，呈扩散型结构；且所述出气口A与出气口B均为倾斜设置，所述出气口A与出气口B的底部均指向所述等离子割炬的轴线。

进一步地，所述氧气通道的出气口A由稳定段A和扩散段A组成，且所述稳定段A的直径为2.5mm，扩散段A的扩散锥度1.146％且扩散长度为8～10mm；

所述燃气通道的出气口B由稳定段B和扩散段B组成，且所述稳定段B的直径为2.5mm，扩散段B的扩散锥度1.146％且扩散长度为12～16mm。

进一步地，所述氧气通道设置于所述火焰炬靠近所述等离子割炬一侧，所述燃气通道设置于所述火焰炬远离所述等离子割炬一侧。

进一步地，所述氧气通道的出气口A与所述等离子割炬的轴线之间所呈角度为8°～12°；

所述燃气通道的出气口B与所述等离子割炬的轴线之间所呈角度为12°～16°。

进一步地，所述氧气通道的出气口A设置有若干个，且若干个所述氧气通道的出气口A沿周向等间隔设置于所述火焰炬本体上；

所述燃气通道的出气口B设置有若干个，且若干个所述燃气通道的出气口B沿周向等间隔设置于所述火焰炬本体上。

进一步地，所述火焰炬包括火焰炬上体和火焰炬下体，所述火焰炬上体与所述火焰炬下体之间以锥管螺纹密封。

进一步地，所述火焰炬上体与所述火焰炬下体的牙顶和牙底均为圆弧形；

所述火焰炬上体与所述火焰炬下体之间以55°锥管螺纹密封，且螺纹锥度比为1:16。

进一步地，所述调节手轮设置于所述火焰炬上体上，所述火焰炬上体上分别设置有氧气进气口和燃气进气口，所述氧气进气口和燃气进气口分别与所述氧气通道的进气端和燃气通道的进气端连通。

进一步地，所述氧气进气口处设置有第一气阀，所述燃气进气口处设置有第二气阀。

进一步地，所述火焰炬采用黄酮材质加工而成。

进一步地，所述氧气进气口的内径为8mm。

进一步地，所述燃气进气口的内径为6mm。

本发明所述等离子割炬为现有HRP800XD型等离子电源配套割炬(其他型号割炬的复合火焰炬尺寸和工艺参数相应变化)。

进一步地，在等离子切割配套设备中添加氧气和丙烷气供气气瓶(气罐)，以及保证火焰炬燃烧稳定的针阀气体调控装置。且所述等离子割炬采用较高等级的冷却系统，如大功率水冷器、较高的热和化学稳定性且沸程较窄的冷却液。

进一步地，等离子割炬电极、喷嘴和保护帽等应更换为冷却效果好更好的紫铜材质配件。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明的复合割炬包括等离子割炬及火焰炬，火焰炬同轴套设于等离子割炬外，且火焰炬能够沿等离子割炬的轴向上下移动。本发明的火焰炬为外混合式结构，即氧气出气口和燃气出气口在火焰炬内部不交叉，氧气与燃气在割炬内部不预先混合，而在喷出火焰炬喷嘴后在大气中混合燃烧，这种结构不易发生退火与回火，有利于保护等离子炬不被烧坏，且氧气在孔道内高速喷出对等离子割炬有冷却作用。

本发明的火焰炬中氧气出气口的轴线与等离子割炬轴线间夹角为8°，燃气出气口的轴线与等离子割炬轴线间的夹角为12°，且这种氧气出气口和燃气出气口均倾斜并指向等离子割炬的轴线，这种结构有利于提高混合气体对等离子切割电弧的保护，有利于对被切割工件的加热效果，其火焰与工件的加热点应尽量与等离子电弧与工件加热区域(阳极区)重合，可改变火焰炬与等离子割炬之间距离进行微调。

本发明通过在现有的等离子割炬上套设相应尺寸的火焰炬，配合复合热源切割工艺，以实现提高等离子设备切割能力、切割厚度及切割质量的目的。

本发明的复合割炬能提高现有等离子设备的切割能力和切割厚度，可实现120-180mm厚不锈钢材质的360°环形切割，能解决现有AP1000核电主管道、超级管道切割能力不足的问题，并且具有切割面质量好、切缝窄、切割残渣少等优点。

本发明的复合割炬能够用于解决现有的等离子电源切割能力不足，且短时间内技术无法突破等问题，尤其在核电厚壁管道等离子切割方面，为AP1000核电全系列厚壁管道全位置360°等离子高效优质切割提供了最佳的等离子切割装备。

本发明的复合割炬是与核电“轴向补料-径向挤压”新工艺配套的新技术，抛开传统锻造工艺和挤压成形工艺所需周期，仅对比机加周期，等离子切割效率提高幅度巨大。以AP1000主管道为例，机加周期至少150天，等离子切割约60天(批量生产无需每次示教效率更高)，缩短90天；机加材料利用率为18.3％，等离子切割至少50％以上，提高现有技术的3倍。

本发明的复合割炬切割方便，且切割加工的成本相比于现有技术而言大幅度降低。不锈钢切削刀具价格较高，由于核电管道壁厚较大，切削刀具更换频次较高，造成巨大成本；由于机加效率低造成时间成本、人工成本和材料浪费成本也巨大。

附图说明

图1为本发明复合割炬的整体结构示意图；

图2为本发明复合割炬的结构剖视图；

图3为本发明复合割炬中氧气进气口和燃气进气口的结构示意图；

图4为本发明复合割炬的氧气出气口和燃气出气口的结构示意图；

图5为本发明复合割炬的氧气出气口和燃气出气口的结构剖视图；

图6为为图5中A处的结构放大图；

图7为本发明复合割炬的氧气出气口的形状示意图；

图8为本发明复合割炬的燃气出气口的形状示意图；

图9为本发明复合割炬中手轮的结构示意图；

图10为采用本发明复合割炬进行坡口切割的示意图；

图11为采用本发明复合割炬进行平整工件切割的示意图；

图12为本发明复合割炬的全位置360°等离子切割设备及配套装置示意图。

具体实施方式

正如背景技术中，现有技术中，等离子切割虽能够解决一定厚度的全位置360°切割问题，但是当厚度过大时，等离子电源设备则无法实现，也就无法满足核电管道“轴向补料，径向挤压”新技术全系列管道制造。传统的“锻造+机加”技术周期长、能耗大、成本高，缺乏国际竞争力。

基于上述，本发明提出了核电厚壁不锈钢复杂管件等离子-火焰同轴复合切割割炬，通过与火焰同轴复合切割，提高等离子切割的能力和质量上限，实现了我国AP1000核电厚壁不锈钢管件坡口切割的全系列厚度指标；将该技术与机器人手臂连接，即可实现核电厚壁不锈钢复杂管件全位置360°的切割。从而克服现有国内外大功率等离子切割能力的不足，解决核电80～120mm厚壁不锈钢等离子全位置360°坡口切割的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，本发明以下实施例所采用的等离子割炬为现有HRP800XD型等离子电源配套割炬(其他型号割炬的复合火焰炬尺寸和工艺参数相应变化)。

实施例1

请参阅图1和图2，本实施例提供一种核电厚壁不锈钢复杂管件等离子-火焰复合割炬，包括等离子割炬1和火焰炬2，火焰炬2同轴套设于等离子割炬1上，且火焰炬2能够沿等离子割炬1的轴向上下移动。

其中，需要说明的是，上述等离子割炬1采用现有技术的等离子割炬1，其内部结构与工作原理均与现有技术相同，故本发明在此不做赘述，本领域技术人员应当知晓。比如，如图1所示，等离子割炬1包括电极11，电极11底部套设有导电环12，且电极11下端设置有喷嘴13，且喷嘴13上套设有陶瓷帽14，由喷嘴13喷射等离子弧以实现切割作用。

请参阅图2至图5，本实施例中，上述火焰炬2为外混式火焰炬2，通过在火焰炬2内分别设置氧气通道21和燃气通道23，使氧气通道21和燃气通道23相互独立存在，且氧气通道21的出气口A22与燃气通道23的出气口B24位于同一水平面上，氧气通道21的出气口A22与燃气通道23的出气口B24均为倾斜设置且其底部指向等离子割炬1的轴线，从而使得通入的氧气和燃气在火焰炬2内不预先混合，而是分别经氧气通道21和燃气通道23输送同步至氧气通道21的出气口A22和燃气通道23的出气口B24处，从而使得燃气和氧气在出气口处相遇，并在大气中混合燃烧。

为了提高复合割炬的火焰燃烧长度，提高复合割炬在进行使用的效果，本发明另一个优选的实施例中，请参阅图2至图5，使氧气通道21设置于火焰炬2靠近等离子割炬1一侧，燃气通道23设置于火焰炬2远离等离子割炬1一侧；并且将氧气通道21的出气口A22设置有若干个，且若干个氧气通道21的出气口A22沿周向等间隔设置于火焰炬2本体上；燃气通道23的出气口B24也设置有若干个，且若干个燃气通道23的出气口B24也沿周向等间隔设置于火焰炬2本体上，且本实施例中，每个氧气出气口、以及每个为倾斜设置且其底部指向等离子割炬1的轴线，从而使得火焰炬2分别向氧气通道21和燃气通道23通入氧气和燃气后，氧气和燃气在火焰炬2内不预先混合，分别经氧气通道21、燃气通道23流出后分别由氧气出气口和燃气出气口喷出，从而确保氧气通道21和燃气通道23在火焰炬2内部不交叉，而是在它们分别由氧气出气口和燃气出气口喷出后在大气中混合燃烧，从而有利于提高火焰燃烧长度。

为了进一步提高氧气和燃气混合的效果，本发明的另一个优选的实施例中，请参阅图5，是氧气通道21的出气口A22处的轴线与等离子割炬1的轴线夹角为8°，燃气出气口通道的出气口处的轴线与等离子割炬1的轴线夹角为12°，这种特殊角度的倾斜设置，能够使氧气和燃气混合效果更好，以使火焰对等离子弧射流的保护逐渐增强，并且能够确保加热区域集中，进而提高切割效果。

为了增加火焰长度，提高对等离子弧的保护效果，本发明另一个优选的实施例中，请参阅图6、图7和图8，氧气出气口和燃气出气口均由稳定段和扩散段结构组成，即孔道下部出气口为稍微扩散型结构。且由图7可以看出，氧气通道的出气口A由稳定段A和扩散段A组成，且稳定段A的直径为2.5mm，扩散段A的扩散锥度1.146％且扩散长度为8～10mm。由图8可以看出，燃气通道的出气口B由稳定段B和扩散段B组成，且稳定段B的直径为2.5mm，扩散段B的扩散锥度1.146％且扩散长度为12～16mm。本发明中氧气出气口和燃气出气口这种结构设置，有利于增加火焰长度，以及对等离子弧的保护效果。

为了便于控制燃气和氧气的流量，使得火焰炬2中通入氧气与燃气的流量比例优选为3:1，本发明在氧气通道21的氧气进气口27和燃气通道23的燃气进气口28处分别设置有第一气阀、第二气阀。可选的，本发明的第一气阀和第二气阀为针阀式气体调节装置。且本实施例中，氧气进气口27内径为8mm；燃气进气口28内径为6mm。

为了便于实现火焰炬2能够沿等离子割炬1的轴向进行上下移动，以实现氧气通道21的出气口A22、燃气通道23的出气口B24与等离子割炬1的喷嘴之间的竖直距离在10～20mm范围内可调，本发明的另一个优选的实施例中，请参阅图9，等离子割炬1上沿其轴向上安装有齿条3，火焰炬2上设置有手轮安装基座4，手轮安装基座4内安装有手轮5，且手轮安装基座4与手轮5之间设置有轴用弹性挡圈6，手轮4上同轴固定套设有齿轮7，齿轮7与齿条3啮合连接以使火焰炬2同轴设置于等离子割炬1外，且通过转动手轮5，使得手轮5在齿条3上发生位移，进而使其沿等离子割炬1上下移动，即调节火焰炬2与等离子割炬1之间的相互距离。其中，手轮5可替换为其他手动调节固定机构或电动机构，只要能够实现使火焰炬2沿等离子割炬1上下短距离(10～20mm)移动，以便于调节火焰对等离子弧的增加效果即可，且上述手轮5为机械机构通用传动装置，起使火焰炬2沿等离子割炬1上下微调的作用，本领域技术人员应当明确其工作原理，故本发明在此不做赘述。其中，为了保证火焰对等离子弧的增加效果，优选的使出气口A22和出气口B24的底部与等离子割炬1的喷嘴13之间的竖直距离通过手轮5调节为13～17mm。

为了便于加工，本发明另一个优选的实施例中，采用黄铜材质(如H90)加工制成火焰炬2，请参阅图1，本实施例为了便于加工，采用上、下分体式结构，即分别将黄铜材质制成火焰炬上体25和火焰炬下体26后，以55°锥管螺纹密封，并将牙顶和牙底均加工成圆弧形，螺纹锥度比为1:16。其中，上述调节手轮设置于火焰炬上体25上，且火焰炬上体25上分别设置有氧气进气口27和燃气进气口28；氧气通道21及其多个氧气出气口、燃气通道23及其多个燃气出气口均设置于火焰炬下体26上，且氧气进气口27和燃气进气口28分别与氧气通道21的进气端和燃气通道23的进气端连通。

需要说明的是，在进行切割时，复合割炬的喷嘴高度以等离子割炬的喷嘴13的高度为准(即等离子割炬1出气口与工件上表面的高度)，与现有技术中采用单一等离子割炬1切割时的喷嘴高度相同，故在此不再赘述，本领域技术人员应当知晓。

在使用本发明的复合割炬进行切割时，首先根据实际需求，按照图10或图11调整喷嘴高度(d，等离子割炬1出气口与工件上表面的距离)，如果待切割工件为坡口结构则按照图10调整喷嘴高度d，如果待切割工件为平面结构则按照图11调整喷嘴高度d。并且，可按照表1，根据实际待切割工件的厚度调整相应的喷嘴高度。

表1部分材料厚度喷嘴高度

调整好后，按照图12所示，将各个设备连接好，然后启动火焰炬2，打开燃气入口上设置的第二气阀通入燃气，通过气体调节装置中的压力表观测并根据切割厚度调节燃气压力为0.2～0.4MPa，这里的气体调节装置为图12设备中火焰炬2氧气和燃气气瓶的配套装置(距离短可不用另设置气体调节装置，直接调节气瓶减压阀，读取气瓶压力表数值)，与本发明的复合割炬无关，属于热切割行业通用装置，故在此不作详述，本领域技术人员均知晓。

打开第二气阀并调节好压力后，打开氧气入口上设置的第一气阀，并由小到大调节通入氧气的压力(0.4～0.7MPa)，使得将火焰调节为中性焰或弱氧化焰，调节火焰炬2上下位置，使火焰末端收敛于工件上表面，待火焰稳定后立即启动等离子切割程序，按原切割程序所设定的路径及工艺进行切割。

启动等离子割炬1后，使得大功率等离子弧射流经等离子割炬1的喷嘴压缩后高速射出，在离开喷嘴时与周边冷空气作用而出现激波现象，导致弧柱扩张，等离子体的动能转化为内能，速度急速下降，功率密度降低，等离子弧射流冲击力下降；此时，火焰炬2附加的同轴火焰热源对等离子弧进行“环形保护”(如图11所示)，将等离子弧隔绝在火焰中心，并提供热能；从而降低等离子弧与空气的热交换，减少等离子射流阻力，减弱等离子弧射流因激波现象造成的能量损失，提高等离子弧射流能流密度，使离子弧射流能量更集中，冲击力更大，因此，复合割炬中火焰炬2的设置可通过提高等离子弧射流的能力和速度等方面提高现有等离子切割电源和割炬的能力。

另一方面，火焰炬2中氧-火焰热源的同轴复合，可减少切割时切口厚度方向上的温度差，缩短切口厚度方向的冷却时间差，使切口厚度方向的温度更均匀，提高切割“熔深”，并且减少不锈钢切割时产生的热裂纹，从而提高中厚板等离子切割的能力和质量。而且，等离子弧射流的速度与冲击力取决于电场强度和电流密度场，等离子弧中带电粒子的运动实际上是在电场力、热扩张力和自磁压缩力等共同作用下的热运动。附加的火焰热源会增强热运动，改变射流粒子的各种特性，提高熔融金属的流动性。因此，复合割炬中火焰炬2的设置可通过热源补充、增强等离子活动特性及提高熔融金属流动等方面进一步提高等离子切割的能力、质量和切割速度。

需要说明的是，具体采用本发明的复合割炬进行切割时，可以将本发明的复合割炬置于任何行走机构上，本实施例将复合割炬与龙门机架立柱8下端的倒置机器人手臂9连接，如图12所示，将等离子割炬1与等离子电源10连通，火焰炬2与氧气源101、燃气源102连通，机器人手臂9与机器人控制柜103电性连接，根据实际切割需求，通过机器人控制柜103控制机器人手臂9进行移动，即可实现核电厚壁不锈钢复杂管件的全位置切割。本发明不涉及等离子切割所采用的执行机构，运行平稳可靠即可，本领域技术人员应当知晓，故本发明不再赘述。

试验部分

本发明以上述复合割炬切割核电用不锈钢316LN，经分析该切割核电用不锈钢316LN材料为023Cr17Ni12Mo2N，该材料的厚度为180mm。

本发明试验时采用上述复合割炬作为割炬，且其氧气出气口的轴线与等离子割炬1轴线间夹角为8°，燃气出气口的轴线与等离子割炬1轴线间的夹角为12°，这种结构有利于提高混合气体对等离子切割电弧的保护，有利于对被切割工件的加热效果，其火焰与工件的加热点应尽量与等离子电弧与工件加热区域(阳极区)重合，可改变火焰炬2与等离子割炬1之间距离进行微调。其中，每个氧气出气口和燃气出气口均设计加工成下部扩散的结构，其每个氧气出气口和燃气出气口的进气端直径为2.5mm，扩散锥度为1.146％，扩散段长度为8mm。

且利用本发明的复合割炬进行切割时的工艺规范如下：

由氧气入口通入氧气的进口压力为0.7MPa；

由氧气出气口流出的氧气流量为1.5Nm³/h；

由燃气入口通入丙烷气的进口压力为0.4MPa；

由燃气出气口流出的丙烷气流量为0.5Nm³/h；

利用上述割炬和工艺规范的切割速度为80mm/min(竖直切割)，注：如360°切割需根据工艺规范降低切割速度，水平切割速度约为75mm/min，竖直向上切割速度约为60mm/min，切割时割炬切割速度和角度应由控制程序线性、平稳调整。

等离子气体选用H35(H₂-35％，Ar-65％)，流量调节为4.2m³/h；

保护气体选用N₂，流量调节为4.26m³/h；

弧压调节为233V，电流为800A；

喷嘴高度调节为12.5mm，切割速度为80mm/min；(等离子切割工艺其他参数按现有工艺或操作手册调节，本领域技术人员应当知晓，故本发明不再赘述)

完成材料切割，切割断面光滑，无挂渣，属优质断面。

显然，上述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种核电厚壁不锈钢复杂管件等离子-火焰复合割炬，其特征在于，包括等离子割炬(1)和火焰炬(2)，所述火焰炬(2)同轴套设于所述等离子割炬(1)外，且所述火焰炬(2)能够沿所述等离子割炬(1)的轴向上下移动；

所述火焰炬(2)内分别设置有互相独立存在的氧气通道(21)和燃气通道(23)，所述氧气通道(21)的出气口A(22)与所述燃气通道(23)的出气口B(24)位于同一水平面上；且所述出气口A(22)和出气口B(24)的底部与所述等离子割炬(1)的喷嘴(13)之间的竖直距离均为10～20mm；

所述出气口A(22)与出气口B(24)均由稳定段结构和扩散段结构组成，均呈扩散型结构；且所述出气口A(22)与出气口B(24)均为倾斜设置，所述出气口A(22)与出气口B(24)底部均指向所述等离子割炬(1)的轴线。

2.如权利要求1所述的复合割炬，其特征在于，所述出气口A(22)由稳定段A(221)和扩散段A(222)组成，且所述稳定段A(221)的直径为2.5mm，扩散段A(222)的扩散锥度1.146％且扩散长度为8～10mm；

所述出气口B(24)由稳定段B(241)和扩散段B(242)组成，且所述稳定段B(241)的直径为2.5mm，扩散段B(242)的扩散锥度1.146％且扩散长度为12～16mm。

3.如权利要求1所述的复合割炬，其特征在于，所述氧气通道(21)设置于所述火焰炬(2)靠近所述等离子割炬(1)一侧，所述燃气通道(23)设置于所述火焰炬(2)远离所述等离子割炬(1)一侧。

4.如权利要求3所述的复合割炬，其特征在于，所述出气口A(22)的轴线与所述等离子割炬(1)的轴线之间所呈角度为8°～12°；

所述出气口B(24)的轴线与所述等离子割炬(1)的轴线之间所呈角度为12°～16°。

5.如权利要求3所述的复合割炬，其特征在于，所述出气口A(22)设置有若干个，且若干个所述出气口A(22)沿周向等间隔设置于所述火焰炬(2)本体上；

所述出气口B(24)设置有若干个，且若干个所述出气口B(24)沿周向等间隔设置于所述火焰炬(2)本体上。

6.如权利要求1所述的复合割炬，其特征在于，所述火焰炬(2)包括火焰炬上体(25)和火焰炬下体(26)，所述火焰炬上体(25)与所述火焰炬下体(26)之间以锥管螺纹密封。

7.如权利要求6所述的复合割炬，其特征在于，所述火焰炬上体(25)与所述火焰炬下体(26)的牙顶和牙底均为圆弧形；

所述火焰炬上体(25)与所述火焰炬下体(26)之间以55°锥管螺纹密封，且螺纹锥度比为1:16。

8.如权利要求6所述的复合割炬，其特征在于，所述火焰炬上体(25)上分别设置有氧气进气口(27)和燃气进气口(28)，所述氧气进气口(27)和燃气进气口(28)分别与所述氧气通道(21)的进气端和燃气通道(23)的进气端连通。

9.如权利要求8所述的复合割炬，其特征在于，所述氧气进气口(27)处设置有第一气阀，所述燃气进气口(28)处设置有第二气阀。

10.如权利要求1所述的复合割炬，其特征在于，所述火焰炬(2)采用黄铜材质加工而成。

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