Технология газовой сварки металлов – технология соединения, характеристики шва и основы мастерства
Газовое скрепление или резка металла не были возможны, пока француз Деви в 1836 году не понял, что ацетилен (этин) на основе карбида кальция может гореть. Потом его стали использовать в уличных фонарях и фарах авто и паровозов. Гораздо позже его земляки Фуше и Пикар описали «сварочную ванну» при газоплавильной сварке на основе того же ацетилена.
Но именно в Советском Союзе было впервые начато промышленное производство ацетилена и его «расфасовка» в прочные стальные баллоны белого цвета. Это позволило повысить производительность работы сварщиков на 20 процентов, на столько же не терять ацетилена. Так газовая сварка металлов – стали, чугуна и цветных – стала доступна в любой, даже отдаленной, местности.
Газосварка – универсальное решение
Трудно найти отрасль, где бы ни использовалась газосварка – способ прочного соединения металлов друг с другом в стадии расплава пламенем особых температур. Ведь ацетилен горит при 3 200-3 400 градусах.
Технология газовой сварки простая. Этот способ может заменить электродуговую, но газовую – нет. Но все же первая приоритетна на тонких металлах. Дуга же их просто расплавит, как в мартене, а не скрепит.
Чем «газовать»?
Ацетилен и сегодня широко используется, там, где необходимы небольшие объемы сварки, особенно в аварийных случаях. Широко применяются и иные горючие газы: водород и природный, пропан (отдельно и в смеси с бутаном) и нефтяной, а также пары бензина и керосина.
Но этин среди них – король по теплотворности и термичности факела (на фото газовой сварки это видно) в его смеси с О2. И он больше других газов используется для этих целей.
Плюсы и минусы технологии:
- не нужен подвод электротока;
- недорогое оборудование и аксессуары;
- ведется только вручную;
- не высокое качество изделий по механике и долговечности.
Что необходимо для газосварки/резки
Оборудование для газосварки простое и удобное для переноски и перевозки. По любому типу горючего газосварочные устройства имеют приставку кислородные. Потому что без него процесс практически невозможен.
Главное оборудование для газовой сварки: баллон или генератор (газгольдер), резак. В генераторе карбид кальция вырабатывает ацетилен (его формула – C2H2) в смеси с водой. В работе их больше используют профессиональные газосварщики, поскольку такой метод взрывоопасен. Поэтому в быту, на СТО автомобилей, в различных мастерских, на морских судах пользуются только баллонным ацетиленом.
Баллоны с газом и кислородом. Кислород не горит, но усиливает горение. При соединении с различными минеральными или синтетическими маслами, в то числе и с пищевыми, может произойти взрыв.
Поэтому для обслуживания баллонов голубого цвета необходима чуть ли не медицинская стерильность: чистые перчатки, хорошо вымытые или обезжиренные ключи, редукторы.
Для каждого вида газа есть свой вентиль и редуктор, чтобы не было дополнительной реакции с металлом. Вентили для ацетилена стальные, кислорода и пропан/бутана – латунные. К ним подсоединяются редукторы, рассчитанные на определенное давление: ацетиленовые – на 2,5 МПа (5320 литров газа в баллоне), кислородные – 15 МПа (6000).
В белые баллоны засыпается пористый материал (древесный уголь) и заливается ацетон и лишь после этого закачивается ацетилен. Внутри происходит еще одна химическая реакция и вырабатывается дополнительный ацетилен.
Как варить газовой сваркой? Смешивание кислорода с газами однотипно. В резаке усилитель пламени соединяется с этином и в паре выходят из сопла горелки после поджига огнем синего цвета.
Различия сварки
Горячее схватывание металлов производится такими методами:
Шаг горелки влево. Подходит для тонкой и быстроплавкой стали. Горелка правой рукой рабочего движется влево, а сварочная проволока находится чуть дальше пламени по линии будущего соединения;
Движение вправо. Рычаг с пламенем движется по указанному маршруту, а присадка следует за горелкой. Энергия пламени рассеивается меньше, и раскрытие шва от этого – не прямой угол, а только 60-70 градусов.
Применяется для железа от 3 мм и выше, а также с высокой термопроводимостью. В обоих случаям диаметр присадки согласуется с толщиной скрепляемого железа – наполовину меньше.
Одна практическая тонкость метода Фуше и Пикара – расплавные ванны. Если грамотно варить металл, то ванна постоянно следует позади горелки. Она – указатель качественной сварки.
На том месте, где возникла температура плавки – металл как бы становится жидким. Именно в этот момент присадочная проволока попадает в сталь, также плавится, и эта «река» течет по шву. В нем расплав присадки выполняет важную роль упрочняющего шов материала. Ванна прочно скрепляет тонкие полосы и трубы из стали с низким содержанием углерода и легированием ниже пяти процентов.
Отличия соединения различных швов:
- по горизонтали и потолкам выбирается правый способ, когда металл не льется из «ванны»;
- по вертикали и наклонам – левым методом;
Этим отличается применение газовой сварки в различных отраслях.
Фото газовой сварки металлов
Также рекомендуем просмотреть:
- Принцип работы плазмотрона
- Токарные станки по металлу для дома
- Споттер своими руками
- Как сделать аппарат точечной сварки
- Как собрать простой сварочный аппарат в домашних условиях
- Стол для сварки своими руками
- Какие типы сварочных аппаратов бывают
- Выбор хорошего сварочного провода
- Инструкция, как залудить жало паяльника
- Какой сварочный полуавтомат лучше
- Как выбрать проволоку для сварки
- Обзор лучших плазменных сварочных аппаратов
- Горелка для полуавтоматической сварки
- Обзор лучших сварочных электродов
- Как выбрать сварочный трансформатор
- Инверторные сварочные аппараты
- Обзор лучших масок для сварщика
- Как выбрать сварочный аппарат для дома
- Как запаять автомобильный радиатор охлаждения своими руками
- Современное сварочное оборудование
- Холодная сварка для металла
- Ручная дуговая сварка
- Как выбрать хороший костюм сварщика
- Как правильно паять паяльником
- Какой сварочный аппарат лучше для дома
- Инструкция, как и чем варить алюминий
- Как научиться варить металл
Помогите сайту, поделитесь в соцсетях
ГЛАВА
1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ
СТАЛИ
1.1.
Газовая сварка и пайка
металлов
Газовая
сварка относится к сварке плавлением. Источником нагрева при газовой сварке
служит пламя сварочной горелки, получаемое сжиганием горючего газа в смеси с технически
чистым кислородом. Газовая сварка осуществляется как с применением присадочной
проволоки, так и без нее, если формирование шва возможно за счет расплавления
кромок основного металла (сварка в торец, с отбортовкой).
Этим
способом можно сваривать почти все металлы, применяемые в технике. Такие
металлы, как чугун, медь, свинец, латунь, легче поддаются газовой сварке, чем
дуговой. Широкое применение в настоящее время получили многопламенные
горелки, которые позволяют нагревать сразу значительную поверхность металла и
используются при газопрессовой сварке. К преимуществам газовой сварки можно
отнести и то, что она не требует сложного, дорогого оборудования и источника
электроэнергии.
Недостатками
газовой сварки являются понижение производительности с увеличением толщины
свариваемого металла и большая зона нагрева. Однако при правильном выборе
мощности и вида сварочного пламени, марки присадочной проволоки газовая сварка
обеспечивает получение качественных сварных соединений.
Рабочее
место сварщика, оборудованное всем необходимым для выполнения сварочных работ,
называется сварочным постом.
Для
организации газосварочного поста необходимы: кислородный баллон с редуктором;
ацетиленовый генератор для получения ацетилена из карбида кальция или ацетиленовый
баллон с редуктором;
резиновые
рукава для подачи кислорода и ацетилена в горелку или резак;
сварочные
горелки с набором наконечников, для резки — резаки с комплектом мундштуков и
приспособлениями для резки;
присадочная
проволока для сварки и наплавки; принадлежности для сварки и резки; очки с
темными стеклами для защиты глаз от сварочного пламени, набор ключей, молоток,
зубило, стальные щетки и др.;
флюсы,
если они требуются для сварки данного металла;
Сварочный
стол и приспособления для сборки.
Сварочный
пост газосварщика показан на рис. 7.
Пайка
металлов. Пайкой
называется процесс получения неразъемного соединения металлических деталей,
находящихся в твердом состоянии, при помощи расплавленного присадочного металла
или сплава (припоя). При пайке в отличие от сварки расплавляется только
припой, а основной металл нагревается до температуры, несколько выше температуры
припоя. Процесс пайки выгодно отличается от большинства видов сварки тем, что
не требует высокого нагрева свариваемых деталей, благодаря чему сохраняются
структура и свойства основного металла- Осуществляется пайка мягкими
(оловянно-свинцовыми) припоями с температурой плавления до 400° С или твердыми
(медно-цинковыми, медно-серебряными) припоями с температурой плавления 550° С
и выше. Пайка широко применяется в различных отраслях народного хозяйства при
изготовлении изделий из чугуна и цветных металлов.
2.1.
Сущность процесса резки
металлов
Процесс
кислородной резки металлов основан на способности металла сгорать в струе
технически чистого кислорода и удалении этой струей образующихся продуктов
горения.
Рис. 7. Рабочее место
газосварщика:
I — ящик для воды, 2
— стол, 3 — ящик для присадочного материала, 4 — кислородный
редактор, 5 — крышка стола, 6 — предохранительный затвор, 7 — горелка
Резка
начинается с нагрева металла в начале реза подогревающим пламенем резака до
температуры воспламенения металла в струе кислорода. Металл сгорает с
выделением тепла, которое передается через образовавшийся шлак нижележащим
слоям; происходит сгорание металла по всей толщине разрезаемого листа с образованием
узкой щели (реза). Образующиеся в процессе резки окислы и шлаки удаляются из
реза струей кислорода, а также под действием силы собственного веса.
Различают
поверхностную (срезается поверхностный слой металла), разделительную (металл
разрезается на части) и копьевую (в металле прожигается глубокое отверстие)
кислородную резку.
По
характеру применяемого подогрева резка подразделяется на кислородную,
кислородно-флюсовую, кислородно-дуговую, плазменно-кислородную и другие виды.
Разделительная
кислородная резка нашла широкое применение при раскрое листов и резке
профильного материала. В настоящее время получила значительное распространение
машинная разделительная кислородная резка, которая производится на
стационарных и переносных машинах. Основное применение поверхностной
кислородной резки — исправление брака на литье н прокатке. Копьевая резка
находит широкое применение при обработке неметаллических материалов, например,
бетона.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ,
ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ГАЗОВОЙ СВАРКЕ И РЕЗКЕ МЕТАЛЛОВ
2.1. Свойства кислорода
способы его получения.
При
газовой сварке и резке нагрев металла осуществляется высокотемпературным
газовым пламенем, получаемым при сжигании горючего газа или паров жидкости в
технически чистом кислороде.
Кислород
является распространенным элементом на земле, встречающимся в виде химических
соединений с различными веществами: в земле — до 50% по массе, в соединении с
водородом в воде — около 86% по массе и в воздухе — до 21% по объему и 23% по
массе.
Кислород
при нормальных условиях (температура 20° С, давление 760 мм рт. ст.) — это
бесцветный, негорючий газ, немного тяжелее воздуха, не имеющий запаха, но
активно поддерживающий горение.
При
нормальном атмосферном давлении и температуре 0° С масса 1 м3
кислорода равна 1,43 кг, а при температуре 20° С и нормальном атмосферном
давлении — 1,33 кг.
Кислород
имеет высокую химическую активность, образуя соединения со всеми химическими
элементами, кроме инертных газов (аргона, гелия, ксенона, криптона и неона).
Реакции соединения с кислородом протекают с выделением большого количества
тепла, т. е. носят экзотермический характер.
При
соприкосновении сжатого газообразного кислорода с маслами, жирами или твердыми
горючими веществами, находящимися в распыленном состоянии, происходит их
самовоспламенение, что служит причиной взрыва или пожара. Для предупреждения
несчастных случаев кислородную аппаратуру необходимо тщательно обезжиривать.
Кислород способен образовывать в широких пределах взрывчатые смеси с горючими
газами или парами жидкостей в определенных соотношениях кислорода при наличии
открытого огня или искры.
Технический
чистый кислород получают разделением воздуха методом глубокого охлаждения или
разложением воды при пропускании через нее электрического тока (электролиз).
Атмосферный
воздух представляет собой смесь, содержащую по объему: азота — 78,08%,
кислорода — 20,95%, инертные газы — 0,94%. остальное — углекислый газ, водород
и другие газы. При получении кислорода из воздуха происходит разделение
воздуха на кислород, азот и аргон.
Аргон
и азот так же, как и кислород, применяют при сварке в качестве защитного газа.
Сущность способа получения кислорода из атмосферного воздуха заключается в
охлаждении его с переходом в жидкое состояние, что достигается при нормальном
атмосферном давлении и температуре —182,9° С.
Кислород
получают из воздуха в специальных установках, где воздух, проходя через
фильтр, очищается от вредных примесей, пыли, углекислоты, а также осушается от
влаги. Перерабатываемый воздух сжимается компрессором до давления 200 кгс/см2,
после чего охлаждается в теплообменниках до сжижения.
Разделение
жидкого воздуха на кислород и азот основано на разнице температур их кипения:
температура кипения жидкого азота —196° С, а жидкого кислорода — 182,9° С при
нормальном атмосферном давлении. При испарении в газообразную фазу сначала
будет переходить азот, как имеющий более низкую температуру кипения, а по
мере его выделения жидкость будет обогащаться кислородом.
Кислород
направляется в газгольдер, откуда и наполняется в кислородные баллоны под
давлением 150— 165 кгс/см2. К месту сварки кислород доставляется в
кислородных баллонах, а в жидком виде — в специальных сосудах с хорошей
теплоизоляцией. Для превращения жидкого кислорода в газ используются
газификаторы или насосы с испарителями для жидкого кислорода. При нормальном
атмосферном давлении и температуре 20° С 1 дм3 жидкого кислорода при
испарении дает 860 дм3 газообразного. Поэтому доставлять кислород к
месту сварки целесообразно в жидком состоянии, так как при этом в 10 раз
уменьшается масса тары, что позволяет экономить металл на изготовление
баллонов, уменьшать расходы на транспортировку и хранение баллонов.
Для
сварки и резки по ГОСТ 5583—68 технический кислород выпускается трех сортов —
1-й чистотой не менее 99,7%, 2-й — не менее 99,5%, 3-й — не менее 99,2% по
объему. Чистота кислорода имеет большое значение для кислородной резки. Чем
меньше содержится в нем газовых примесей, тем выше скорость реза, чище кромки и
меньше расход кислорода.
2.2. Карбид кальция
Карбид
кальция является основным сырьем для получения ацетилена.
Карбид
кальция — химическое соединение кальция с углеродом (СаСг). Карбид кальция
представляет собой твердое вещество темно-серого или коричневого цвета.
Удельный вес карбида кальция 2,22 кгс/см3. Карбид кальция имеет
резкий чесночный запах и жадно поглощает воду. Его получают в электрических
дуговых печах при температуре 1900—2300° С сплавлением кокса с негашеной
известью по реакции:
СаО + ЗС = СаС3 + СО
Расплавленный
карбид кальция сливают из печи в специальные изложницы, в которых он остывает и
затвердевает. Затвердевший карбид кальция дробят и сортируют на куски
размером от 2 до 80 мм. По ГОСТ 1460—76 установлены следующие размеры
(грануляция) кусков карбида кальция: 2 Х 8; 8 X 15; 15 X 25; 25 X 80
мм.
Технический
карбид кальция содержит 75% химически чистого карбида кальция, остальное —
примеси (негашеная известь, окислы железа, магния, алюминия и др.).
Карбид
кальция активно взаимодействует с водой и интенсивно поглощает влагу из
воздуха, выделяя при этом ацетилен. Так как карбид кальция поглощает атмосферную
влагу, его упаковывают в специальные барабаны из кровельной стали вместимостью
100 и 130 кг. На складах и рабочих местах его хранят в специальных бидонах,
снабженных герметической крышкой. Вскрывать барабаны с карбидом кальция
необходимо специальным латунным ножом или латунным зубилом и молотком с
соблюдением мер безопасности, исключающих возможность образования искры. При
раскупорке барабана за счет влаги воздуха может образоваться взрывоопасная
ацетилено-воздушная смесь, что при наличии искры может привести к взрыву.
Карбид
кальция, взаимодействуя с водой, быстро разлагается с образованием
газообразного ацетилена и гашеной извести:
CaC2
+ 2Н30 = С2Н2 + Са (ОН)2
Реакция
взаимодействия карбида кальция с водой протекает бурно с выделением большого количества
тепла. Теоретически для разложения 1 кг карбида кальция требуется 0,562 кг
воды, но так как реакция взаимодействия карбида кальция с водой идет с большим
выделением тепла, практически берут от 5 до 20 кг воды. Скорость разложения
карбида кальция зависит от температуры и чистоты воды, грануляции и чистоты
карбида кальция. Чем выше чистота и температура воды, тем быстрее разлагается
карбид кальция. Чем мельче куски ‘карбида кальция, тем больше скорость его
разложения.
Например,
карбид кальция размером 8X15 мм разлагается в течение 6,5 мин, а размером 50 X
80 мм — за 13 мин.
Карбидная
пыль (частицы меньше 2 мм) при взаимодействии с водой разлагается почти
мгновенно, поэтому ее нельзя применять в обычных ацетиленовых генераторах,
рассчитанных для работы на кусковом карбиде кальция, так как это может привести
к взрыву. Для разложения карбидной пыли применяют ацетиленовые генераторы
специальной конструкции. Из 1 кг карбида кальция в зависимости от его чистоты и
грануляции можно получить от 235 до 285 дм3 ацетилена.
ГОСТ
1460—76 устанавливает следующие нормы выхода ацетилена в зависимости от
размеров кусков карбида кальция.
14.3. Ацетилен и другие
горючие газы
Ацетилен
является основным горючим газом для газовой сварки и
резки металлов, температура его пламени при сгорании в технически чистом
кислороде достигает 3150° С.
Ацетилен
(С2Н2) является химическим соединением углерода и
водорода. Технический ацетилен при нормальных давлении и температуре
представляет собой бесцветный газ с резким специфическим чесночным запахом,
обусловленным содержащимися в нем примесями сероводорода, аммиака,
фосфористого водорода и др.
Длительное
вдыхание его вызывает тошноту, головокружение и даже отравление.
Ацетилен
легче воздуха — 1 м3 ацетилена при нормальном атмосферном давлении
и температуре 20° С имеет массу 1,09 кг. При нормальном давлении и температуре
от — 82,4° С до — 84,0° С ацетилен переходит в жидкое состояние, а при
температуре — 85° С затвердевает. Температура самовоспламенения ацетилена колеблется
в пределах 500—600° С при давлении 2 кгс/см2, а при давлении 22
кгс/см2 температура самовоспламенения ацетилена равна 350° С. В
жидком и твердом состоянии ацетилен взрывается от трения и удара. При температуре
400° С молекулы ацетилена соединяются между собой, образуя новые более сложные
вещества— бензол (С6Н6), стирол (С8Н8),
нафталин (С10Н10) и др.
При
взрыве ацетилена происходит резкое повышение давления и температуры, что может
вызвать большие разрушения и тяжелые несчастные случаи. Ацетилен с воздухом
образует взрывоопасные смеси в пределах от 2,2 до 81% ацетилена по объему при
нормальном атмосферном давлении, а с технически чистым кислородом в пределах
от 2,3 до 93% ацетилена. Наиболее взрывоопасны смеси, содержащие 7—13% ацетилена.
Взрыв ацетилено-кислородной и ацетилено-воздушной смеси в указанных пределах
может произойти от сильного нагрева и искры.
Присутствие
окиси меди снижает температуру самовоспламенения ацетилена до 240° С. При
определенных условиях ацетилен реагирует с медью, образуя взрывоопасные
соединения, вот почему категорически запрещается при изготовлении
ацетиленового оборудования применение сплавов, содержащих более 70% меди.
Взрываемость
ацетилена понижается при растворении его в жидкостях. Особенно хорошо он
растворяется в ацетоне. В одном объеме технического ацетона при 20°С и
нормальном атмосферном давлении можно растворить до 20 объемов ацетилена.
Растворимость ацетилена в ацетоне увеличивается с увеличением давления и
понижением температуры.
Технический
ацетилен получают двумя способами: из карбида кальция и из природного газа,
нефти, угля.
Ацетилен,
полученный из природного газа, называется пиролизным. Пиролизный ацетилен
выпускается по МРТУ-03-165-64. Получение ацетилена из природного газа на
30—40% дешевле, чем из карбида кальция.
К
месту сварки ацетилен доставляется в специальных стальных баллонах, заполненных
пористой пропитанной ацетоном массой, под давлением 19 кгс/см2.
Кроме
ацетилена при сварке и резке металлов применяют и другие более дешевые и менее
дефицитные горючие газы и пары горючих жидкостей. Основная область применения
газов-заменителей — кислородная резка, однако в последние годы они находят
широкое применение и при других видах газопламенной обработки металлов — пайке,
наплавке, газопламенной закалке, металлизации, газопрессовой сварке, сварке
цветных металлов и сплавов. Правильное использование газов-заменителей не
ухудшает качество сварки и резки металлов. Применение газов-заменителей дает
более высокую чистоту реза при резке металла малых толщин.
При
сварке температура пламени должна примерно в два раза превышать температуру
плавления металлов, поэтому газы-заменители, температура пламени которых ниже,
чем у ацетилена, необходимо использовать при сварке металлов с более низкой
температурой плавления, чем у сталей. При кислородной резке используются горючие
газы, которые при сгорании в смеси с кислородом дают пламя с температурой не
ниже 2000° С. Выбор горючего газа зависит также от его теплотворной способности.
Теплотворной способностью газа называется количество тепла в килокалориях,
получаемое при полном сгорании 1 м3 газа. Чем выше теплотворная
способность газа, тем меньше его расход при сварке, и резке металлов. Для
полного сгорания одинакового объема различных горючих газов требуется
различное количество кислорода, от этого зависит эффективная мощность пламени.
Эффективной
мощностью пламени называется количество тепла,
вводимое в нагреваемый металл в единицу времени. Для расчетов замены ацетилена
другим газом- заменителем пользуются коэффициентом замены ацетилена.
Коэффициентом замены ацетилена (ψ)
называется отношение расхода газа-заменителя (V3)
к расходу ацетилена (Va)
при одинаковой эффективной тепловой мощности:
Ψ =
В
табл. 3 приведены основные свойства горючих газов и жидкостей и области их
применения.
Водород
(Н2). В нормальных условиях он представляет
собой горючий газ без цвета и запаха. Это один из самых легких газов, он в 14,5
раз легче воздуха. Водород способен образовывать в определенных пропорциях
взрывоопасные смеси с воздухом и кислородом. Поэтому при сварочных работах
необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Получают водород
разложением воды электрическим током. К месту сварки водород доставляют в
стальных баллонах в газообразном состоянии под давлением 150 кгс/см2.
Баллоны для водорода окрашивают в зеленый цвет. Водород, применяемый для
сварочных работ, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 3022—70 «Водород
технический». Водородно-кислородное пламя имеет синюю окраску и не имеет четких
очертаний зон пламени, что затрудняет его регулировку.
Коксовый
газ—бесцветный газ с запахом сероводорода.
Коксовый газ получают при выработке кокса из каменного угля и состоит из смеси
газообразных горючих продуктов водорода, метана и других непредельных
углеводородов. Он применяется в основном для резки сталей, сварки и пайки
легкоплавких цветных металлов. Для сварки и резки применяют коксовый газ, очищенный
от сернистых соединений и смолистых веществ. Для полного сгорания 1 м3
газа необходимо 0,9 м3 кислорода. К месту сварки и резки коксовый
газ подают по трубопроводам под давлением 130—150 мм вод. ст.
Городской
газ — смесь различных углеводородов. Состав
городского газа непостоянен. Городской газ имеет следующий состав (в % по
объему): метана — 70— 95, водорода — до 25, тяжелых углеводородов — до 1, азота
— до 3, окиси углерода—до 3, двуокиси углерода—до 1. К месту сварки городской
газ доставляется в стальных баллонах под давлением 150 кгс/см2 и по
трубопроводам под давлением до 3 кгс/см2. Как заменитель ацетилена
он используется для резки сталей, а также сварки и пайки легкоплавких цветных
металлов.
Пропан-бутановые
смеси — это смеси, состоящие в основном из
пропана (С3Н8) и бутана (С4Н10) и представляющие
собой при нормальных условиях бесцветный газ, не имеющий запаха. Для
безопасного пользования в состав смеси добавляют сильно пахнущие вещества (до
0,005% по массе). При понижении температуры и повышении давления газообразная
смесь превращается в жидкость.
Пропан-бутановые
смеси обладают большим коэффициентом объемного расширения. Так у пропана он в
1G
раз, а бутана в 11 раз больше, чем у воды. Это свойство делает очень опасным
наполнение баллонов свыше 85% по объему. Пропан-бутановые смеси обладают самой
большой теплотворной способностью. Соотношение между пропаном и бутаном в смеси
меняется в зависимости от времени года —в холодное время преобладает пропан, в
теплое — бутан.
Пропан-бутановые
смеси широко применяют при резке сталей, сварке и пайке легкоплавких цветных
металлов, закалке, газовой сварке пластмасс. К месту сварки смесь поставляют в
стальных баллонах под давлением 16 кгс/см2 или по газопроводам через
перепускную рампу. При испарении 1 кг пропана образуется 500 дм3 газа.
Бензин
является продуктом переработки нефти. Он представляет собой легко испаряющуюся
прозрачную жидкость с резким характерным запахом. Пары бензина при сгорании в
кислороде дают температуру пламени 2400—2500° С. Для очистки бензина его
фильтруют через войлок. Бензин используется для кислородной резки, а также для
сварки и пайки легкоплавких металлов.
Керосин
также является продуктом переработки нефти и представляет собой бесцветную
желтоватую легко испаряющуюся жидкость. Керосин, применяемый для сварки и
резки металлов, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 4753—68. Керосин
применяют также для сварки и пайки легкоплавких цветных металлов.
2.4. Сварочная проволока
Для
заполнения зазора между кромками свариваемого металла и образования валика шва
в сварочную ванну вводят присадочный металл в виде проволоки, прутков или
полосок, нарезаемых из металла того же или близкого состава, что и свариваемый
металл. Нельзя сваривать металл проволокой неизвестной марки.
Для
улучшения свойств металла шва в присадочный металл добавляют легирующие
элементы.
Сварочная
проволока перед сваркой должна быть тщательно очищена от краски, масла,
ржавчины и других загрязнений.
Сварочная
проволока поставляется в мотках массой не более 80 кг. На каждый моток
проволоки крепят бирку, где указывается завод-изготовитель, условное обозначение
проволоки, номер партии.
Марки
сварочной проволоки применяют по ГОСТ 2246—70, который включает в себя 6 марок
низкоуглеродистой, 30 — легированной, 41—высоколегированной неомедненной и
омедненной проволоки. Для сварки изготовляют стальную холоднотянутую проволоку
диаметром 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0;
8,0; 10,0; 12,0 мм.
Обозначение
сварочной проволоки состоит из букв Св (сварочная) и буквенно-цифрового
обозначения ее состава. Легирующие элементы, содержащиеся в металле проволок,
обозначаются: Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, М — молибден, Н
— никель, С — кремний, Ф — ванадий, X — хром, Ц — цирконий, Ю— алюминий. Цифры
после букв Св указывают на содержание в проволоке углерода в сотых долях
процента, а цифры после буквенного обозначения легирующего элемента указывают
на содержание данного элемента в составе проволоки в процентах. Отсутствие цифр
после буквы означает, что данного легирующего элемента в проволоке меньше
одного процента. Буква А в конце условного обозначения марок низкоуглеродистой
и легированной проволоки указывает на повышенную чистоту металла по содержанию
серы и фосфора. Сдвоенная буква А указывает на пониженное содержание серы и
фосфора по сравнению с проволокой, в обозначении которой одна буква А.
Например,
проволока сварочная диаметром 4 мм, марки Св-08А, с омедненной поверхностью обозначается
4Св-08А-0 ГОСТ 2246—70. Проволока сварочная диаметром 3 мм, марки Св-08Г2С, с
необмедненной поверхностью ЗСв-08Г2С ГОСТ 2246—70.
Химический
состав некоторых марок сварочной проволоки, применяемой для газовой сварки
углеродистых и легированных сталей, а также чугуна, приведен в табл. 4 и 5.
Присадочный
металл при газовой сварке должен отвечать следующим требованиям:
температура
плавления присадочного металла должна быть не выше температуры плавления
основного металла;
поверхность
проволоки и стержней должна быть ровной и чистой — без окалины, ржавчины,
масла, краски и других загрязнений;
присадочный
металл должен плавиться спокойно, без разбрызгивания, способствуя получению
наплавленного металла, по свойствам близкого к основному;
присадочный
металл должен содержать минимальное количество вредных примесей.
Диаметр
присадочной проволоки и прутков выбирают в зависимости от толщины и вида
свариваемого металла.
ГЛАВА 3. ОБОРУДОВАНИЕ И АППАРАТУРА ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ
3.1. Ацетиленовые генераторы
Ацетиленовым
генератором называется аппарат, служащий для
получения ацетилена разложения карбида кальция водой. Ацетиленовые генераторы,
применяемые для сварки и резки металлов согласно ГОСТ 5190—67, классифицируются
по следующим признакам:
по
производительности —0,5; 0,75; 1,25; 2,5; 3; 5; 10; 20; 40; 80; 160 м3/ч;
по
способу применения — передвижные с производительностью 0,5—3 м3/ч,
стационарные с производительностью 5—160 м3/ч;
по
давлению вырабатываемого ацетилена — низкого давления до 0,1 кгс/см2,
среднего давления от 0,1 до 0,7 кгс/см2 и от 0,7 до 1,5 кгс/см2;
по
способу взаимодействия карбида кальция с водой — генераторы системы KB
(«карбид в воду»), в которых разложение карбида кальция осуществляется при
подаче определенного количества карбида кальция в воду, находящуюся в
реакционном пространстве; генераторы системы ВК («вода на карбид»), в которых
разложение карбида кальция происходит при подаче определенного количества воды
в реакционное пространство, где находится карбид кальция; генераторы системы
ВВ («вытеснение воды»), в которых разложение карбида кальция осуществляется при
соприкосновении его с водой в зависимости от изменения уровня воды, находящейся
в реакционном пространстве и вытесняемой образующимся газом.
Все
ацетиленовые генераторы, независимо от их системы, имеют следующие основные
части: газообразователь, газосборник, предохранительный затвор, автоматическую
регулировку вырабатываемого ацетилена в зависимости от его потребления.
На
корпусе генератора прикрепляется табличка со следующими данными:
марка,
заводской номер и год выпуска генератора; производительность, м3/ч;
рабочее давление, кгс/см2; единовременная загрузка карбида, кг;
пределы температур, в которых может работать ацетиленовый генератор.
Ацетиленовые
генераторы системы KB обладают высоким
коэффициентом использования карбида кальция, обеспечивают наилучшие условия его
разложения, хорошее охлаждение и промывку газа. Недостатками генераторов
системы KB
являются значительный расход воды, что обусловливает увеличенные габариты
генераторов и большое количество отходов. Данная система нашла применение для
стационарных генераторов большой производительности.
Ацетиленовые
генераторы системы ВК проще по конструкции, требуют небольшого количества
воды, способны работать на карбиде с различной грануляцией. Данная система
применяется преимущественно для передвижных аппаратов с производительностью
ацетилена до 3 м3/ч. Недостатки генераторов этой системы — возможность
перегрева ацетилена в зоне реакции и неполное разложение карбида кальция.
Ацетиленовые
генераторы системы ВВ надежны в эксплуатации и удобны в обращении. Эта система
нашла применение в передвижных аппаратах низкого и среднего давления
производительностью не выше 10 м3/ч. Недостатком генераторов этой
системы является возможность его перегрева при прекращении отбора газа.
Основные
требования к ацетиленовым генераторам:
1.
Температура окружающей среды, при которой
допускается работа ацетиленовых стационарных генераторов— от +5° С до +35° С,
передвижных — от —25° С до +40° С.
2.
Производительность генератора должна соответствовать
расходу ацетилена.
3.
Разложение карбида кальция в генераторе
должно регулироваться автоматически в зависимости от расхода газа.
4.
В генераторе не должно быть деталей и
арматуры из сплавов, содержащих более 70% меди, а также устройств, способных вызвать
при работе образование искр.
5.
Коэффициент использования карбида кальция
(КПИ) должен быть не меньше 0,85.
6.
Генератор должен быть рассчитан на работу
с определенной грануляцией карбида кальция.
7.
Генератор должен быть герметичным и иметь
газосборник достаточной емкости, чтобы при прекращении отбора газа не
происходил выброс ацетилена в помещение.
8.
В генераторах должна быть предусмотрена
продувка всех объемов до заполнения их ацетиленом для удаления остатков
воздуха.
9.
Конструкция генератора должна обеспечивать
хорошее охлаждение в зоне реакции, чтобы температура воды и гашеной извести в
зоне реакции не превышала 80° С, а ацетилена — 115° С.
10.
Габариты и масса передвижных генераторов
должны быть минимальными.
Наибольшее
распространение получили передвижные ацетиленовые генераторы низкого и среднего
давления.
Ацетиленовый
генератор АНВ-1, 25-68. Этот переносной генератор низкого давления (рис. 12)
работает по системе ВВ в сочетании с системой ВК. Генератор является
одноретортным, однопостовым генератором прерывистого действия, может быть
использован на монтажных и ремонтных работах в зимних условиях при температуре
до —25° С.
Генератор
состоит из корпуса 1 с вваренной в него ретортой 2, в
которой помещается загрузочная корзина 3. Корпус генератора делится на две
части (нижнюю — газосборник и верхнюю, открытую сверху — водосборник)
горизонтальной перегородкой 25. Эти части сообщаются между собой
соединительной циркуляционной трубой 8, доходящей почти до дна
газосборника. Между газосборником и водяным затвором помещается карбидный
осушитель 22, соединенный с ними резиновыми шлангами 23
и 21.
Генератор
заполняется водой через открытую верхнюю часть корпуса до уровня воды 24.
Вода в реторту поступает по газоотводящей трубке 28 через
отверстие 26 при открывании вентиля 27. Реторта закрывается крышкой
5, рычагом 6 и специальным болтом 7.
Ацетилен,
выделяющийся в результате взаимодействия карбида кальция с водой, поступает по
газоотводящей трубке 28 в газосборник и вытесняет находящуюся в нем
воду через циркуляционную трубу 8 в верхнюю часть
генератора. Вода в реторту подается до тех пор, пока она не будет вытеснена из
газосборника ниже уровня вентиля 27. При этом по мере выделения
ацетилена и возрастания давления ацетилена в газосборнике и реторте вода
вытесняется из реторты 2 в камеру 13 через трубу 12. Благодаря
вытеснению воды из реторты дальнейшее газообразование замедляется. При отборе
газа из газосборника давление ацетилена в нем и реторте падает, вода,
вытесненная в камеру, возвращается в реторту и газообразование возобновляется.
При
падении давления в генераторе до 230—270 мм вод. ст. вода в газосборнике
поднимается выше вентиля 26 и начинает также пополнять реторту. Поступление
воды в реторту прекращается после того, как давление газа превысит 270—280 мм
вод. ст., т. е. когда уровень воды в газосборнике снова опустится ниже уровня
вентиля 27.
Газ
при отборе поступает из газосборника в карбидный осушитель 22,
загруженный карбидом, после чего проходит в водяной затвор 14, а из него
через ниппель 15 в горелку или резак. Карбидный осушитель 22 представляет
собой цилиндрический сосуд, имеющий входной и выходной ниппели. Внутри корпуса
помещена решетка, на которую загружают карбид кальция. Водяной затвор 14
служит для предохранения генератора от проникновения в него взрывной
волны при обратном ударе пламени. Водяной затвор при низких температурах
устанавливают в соединительную трубу 8, чтобы предохранить его от замерзания;
в теплое время года затвор устанавливают снаружи генератора. Ацетилен
поступает в водяной затвор по резиновому шлангу 20. Плотность в месте
соединения нижнего донышка с корпусом затвора создается резиновой прокладкой
(кольцом) 10. Нижний конец трубки имеет шесть отверстий, через которые
ацетилен проходит в корпус затвора. Над отверстиями трубки расположена шайба
9, служащая рассекателем.
Ацетилен,
пройдя через воду, залитую до уровня контрольного крана 11, вытесняет
часть воды в зазор между предохранительной н газоподводящей трубками. Газ
выходит из затвора через ниппель 15. При обратном ударе взрывчатая смесь
вытесняет воду в предохранительную и газоподводящую трубки до тех пор, пока не
выйдет из воды нижнее отверстие предохранительной трубки. Через предохранительную
трубу взрывчатая смесь выходит в атмосферу, унося с собой воду. При проходе
через отверстие в трубе часть воды задерживается в обечайке 17 и
стекает обратно в затвор. Газоотводящая труба закрывается пробкой 16.
Перед
пуском генератор необходимо осмотреть, обратив особое внимание на отсутствие
ила в реторте 2 и шлангах 21 и 23. При подготовке
генератора к пуску необходимо зарядить карбидный осушитель 22
карбидом кальция в количестве 1 кг; закрыть крышку, положив под нее резиновую
прокладку; заполнить генератор водой до уровня 24, при этом вентиль
19 водяного затвора, который присоединяется гайкой 18 к предохранительной
трубке, должен быть открыт, а вентиль 27 закрыт; заполнить водой затвор
14 через открытую верхнюю обечайку 17 до уровня контрольного крана
11, после чего закрыть вентиль 19.
При
температуре ниже 0° С затвор заливают антифризом [1]. При применении в
качестве антифризов растворов хлористого калия н кальция после окончания работы
затвор необходимо промыть водой для предотвращения коррозии.
Открыв
вентиль 27, надо убедиться в том, что вода поступает в реторту, после
чего закрыть вентиль и контрольный кран 4. Вставив корзину 3 (в
корзину можно загрузить до 4 кг карбида кальция) в реторту 2, плотно
закрыть реторту крышкой 5 специальным болтом 7 и рычагом 6.
Открыв вентиль 27, пустить воду в реторту с выделившимся ацетиленом,
продуть реторту через контрольный кран 4, после чего контрольный кран
закрыть. Во время продувки вентиль 27 должен быть закрыт.
Для
того, чтобы перезарядить реторту, необходимо открыть крышку, вынуть корзину,
очистить реторту от ила и высушить ее. Затем снова загрузить корзину карбидом
кальция, вставить в реторту и закрыть ее, после чего снова открыть вентиль
27.
Ацетиленовый
генератор АСМ-1,25-3. Этот генератор (рис. 13) работает по системе ВВ. Он
является однопостовым генератором прерывистого действия и используется при
ремонтных и монтажных работах.
Генератор
представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, состыкованный из промывателя
1 и газообразователя 2. К верхней части газообразователя
приварено верхнее эллиптическое днище 3 с горловиной, через горловину в корпус
вставляется корзина 4, укрепленная на крышке 5. Крышка
уплотняется винтом 6. Корпус газообразователя 2 и промывателя
1 сообщается между собой трубкой 8.
Пространство между корпусом газообразователя 2 и шахтой 9
образует газовую подушку. Верхний конец трубки 8
расположен в газовом пространстве газообразователя, нижний—в воде промывателя.
Сверху на трубку 8 ставится стакан 10, препятствующий
проникновению пены в промыватель. Воду в газообразователь заливают через
горловину. В промыватель вода переливается через трубку 8
до уровня контрольного крана 11. Ил из газообразователя и воду из промывателя
сливают через штуцера, закрываемые пробками 12 и 13. Загрузочная
корзина изготовляется из стальных прутков. В шахте устанавливается тарелка
14 с отверстиями диаметром 8 мм для разложения кусков карбида мельче 20
мм. Загруженную карбидом кальция корзину опускают в шахту и уплотняют винтом
6 и рычагом 7.
Образующийся
ацетилен по трубке 8 поступает в промыватель, проходя через слой воды,
охлаждается и промывается. Из промывателя ацетилен, пройдя через штуцер 22
и предохранительный клапан 15, по шлангу 16 попадает в водяной
затвор 17, из которого поступает в горелку или резак. Предохранительный
клапан установлен на штуцере 22 и уплотнен прокладкой 31 с
помощью контргайки 32.
На
корпусе генератора устанавливается манометр 18, который ввертывается в
бобышку горловины генератора и уплотняется двумя резиновыми прокладками 29
и фибровой прокладкой 28. Между прокладками устанавливается сетка
30, предохраняющая манометр от заиливания.
Для
предотвращения повышения давления свыше допустимого служит разрывная мембрана
27, устанавливаемая в бобышке между прокладками 26.
Усилие для уплотнения создается накидной гайкой 23 через нажимное
кольцо 25. Мембрана предохраняется от повреждений сеткой 24.
Для
переноса генератора служат ручки 19.
При
подготовке генератор а к работе необходимо залить воду в водяной
предохранительный затвор до уровня контрольного крана 20. В
газообразователь и промыватель вода заливается через горловину верхнего
эллиптического днища 3 до уровня контрольного крана. Опустив загруженную
карбидом кальция корзину 4 в шахту, необходимо быстро уплотнить крышку
винтом 6. После чего плавно открыть вентиль 21 клапана 15 и
продуть ацетиленом шланги и сварочную горелку или резак в течение минуты. При
переносе генератора и длительных перерывах в работе необходимо закрывать
вентиль клапана 15.
После
полного разложения загруженного карбида кальция необходимо произвести
перезарядку генератора. После окончания работы — тщательно промыть корзину,
газообразователь и промыватель от ила.
На
генераторе установлен водяной предохранительный затвор ЗСГ-1,25-3.
Ацетиленовый
генератор ГВР-1,25М. Этот переносной
генератор производительностью 1,25 м3/ч, рабочим давлением 0,08—0,15
кгс/см2 работает по системе ВК в сочетании с системой ВВ.
Генератор
(рис. 14) состоит из корпуса 1, в который вмонтирована реторта 2,
имеющая два отсека I и //. В верхней части корпуса помещен открытый бачок для
воды 3, соединенный трубкой 7 с регулятором 8 для подачи
воды в реторту 2. На генераторе смонтирован водяной предохранительный
затвор 11.
Корпус
генератора и бачок 3 заполняют водой через горловину 4 до уровня
контрольного крана. После загрузки корзины 9 карбидом кальция, ее
вставляют в реторту 2, которая закрывается крышкой с
резиновой прокладкой, плотно прижимаемой к реторте винтом 10. Вращая
по часовой стрелке винт регулятора 8, открывают его клапан
и вода из бачка 3 поступает в реторту.
В
результате реакции между карбидом кальция и водой в реторте выделяется
ацетилен, который поступает в газосборник и далее через водяной затвор по
шлангу в сварочную горелку. При установившемся режиме давление ацетилена
сохраняется почти постоянным.
Если
в корпусе генератора давление ацетилена небольшое, то клапан и мембрана отжаты
пружиной влево
и
вода поступает в реторту. Когда давление в корпусе и реторте возрастает,
пружина сжимается и закрывает клапан, прекратив поступление воды в реторту.
Регулятор отрегулирован таким образом, что подача воды в реторту начинается
при давлении 0,16—0,18 кгс/см2 и прекращается при давлении
свыше 0,18 кгс/см2. По мере выделения газа давление в генераторе и
реторте возрастает и вода вытесняется из первого отделения во второе через
отверстие, имеющееся в перегородке. Благодаря
этому
дальнейшее разложение карбида кальция уменьшается и рост давления замедляется.
Когда часть газа будет израсходована, давление в реторте понизится, вода из
второго отделения реторты снова поступит в первое и разложение карбида кальция
возобновится. Следовательно, газообразование в реторте регулируется автоматически
в зависимости от отбора и давления газа.
Генератор
снабжается предохранительным клапаном 5 и манометром 6.
Для
подготовки генератора к работе: заливают водой предохранительный затвор до
уровня контрольного крана;
заливают
воду в корпус генератора до уровня контрольного крана;
загружают
корзину карбидом кальция грануляции 25×80 мм не более 4 кг и вставляют в
реторту, плотно закрывая крышкой;
открывают
кран для подачи воды в реторту; продувают генератор, выпуская первые порции ацетилена
в окружающую среду;
при
повышении давления ацетилена в генераторе свыше 0,15 кгс/см2
начинают сварку
Рис. 15. Ацетиленовый
генератор АСВ-1,25
Для
предупреждения замерзания воды в генераторе и водяном затворе при работе в зимнее
время генератор утепляют ватным чехлом.
Ацетиленовый
генератор АСВ-1,25. Это — переносной генератор среднего
давления, работающий по системе ВВ. Схема генератора представлена на рис. 15.
Генератор
представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, состыкованный из корпуса
промывателя 1 и корпуса газообразователя 2. К верхней части газообразователя
приварено сферическое днище 7 с горловиной, через которую в корпус вставляется
корзина 6, укрепленная на крышке 12. Крышка уплотняется винтом 14
и рычагом 13.
Корпусы
газообразователя и промывателя сообщаются между собой трубкой 22.
Пространство между корпусом газообразователя и шахтой 4 образует
газовую подушку. Верхний конец трубки 22 расположен в газовом
пространстве газообразователя, нижний — в воде промывателя. Воду в
газообразователь заливают через горловину. В промыватель вода переливается
через трубку 22 до уровня контрольного крана 29. Ил из
газообразователя сливают через штуцер 31, а воду из промывателя через
штуцер 30.
В
шахте установлена решетка 3 с отверстиями для разложения мелких кусков карбида
кальция (просыпающихся между прутками). Загрузочная корзина, изготовленная из
стальных прутков, цепляется за крышку, опускается в шахту и уплотняется винтом
14 и рычагом 13.
Образующийся
ацетилен по трубке 22 поступает в промыватель, проходя через слой воды,
охлаждается и промывается. Из промывателя ацетилен, пройдя бобышку 27,
предохранительный клапан 24 по шлангу 28 попадает в
предохранительный затвор 32, из которого поступает в горелку или резак.
Предохранительный клапан устанавливается в скобе 35, скоба цепляется за
крючки 36. Уплотняется клапан прокладкой 25 и нажимным винтом
37.
На
генераторе с помощью накидной гайки 9 установлен манометр 11, который
уплотняется прокладкой 10 и присоединяется к бобышке 8. Для
предохранения генератора от резкого повышения давления свыше допустимого
служит мембрана 18, устанавливаемая в бобышке 20 между
прокладками 19. Усилие для уплотнения создается накидной гайкой 15
через нажимное кольцо 17. От повреждения мембрана предохраняется сеткой
16.
Для
предохранения генератора от проникновения в него взрывной волны при обратном
ударе пламени служит предохранительный затвор среднего давления ЗСГ-1,25.
Затвор 32 закрепляется на генераторе хомутиками 33,
Для
подготовки генератора к работе необходимо снять крышку и вынуть корзину из
генератора. Установить решетку 3 в шахте генератора и надеть стакан 21 на
трубку 22. Закрепить предохранительный клапан 24 к генератору. Закрыть вентиль
38 клапана до упора. Залить воду в затвор до уровня контрольной пробки 34 ив
генератор до уровня контрольной пробки 29, вывернув предварительно эти пробки.
Воду в затвор заливать через штуцер, а в генератор — через горловину. После
слива избытка воды необходимо закрыть контрольные пробки 29 и 34. Соединить
шлангом 28 предохранительный клапан и затвор с помощью гайки 26 и
уплотнительной прокладки 25. Загрузить (не более 3 кг) карбид кальция
грануляцией 25X80 мм в сухую и очищенную от ила корзину. Закрепить загруженную
корзину за крышку 12 и опустить ее в шахту, уплотнив крышку с помощью рычага и
винта. Плавно открыть вентиль клапана 24 и оттянуть шток 23 клапана для предупреждения
прилипания мембраны. После продува шлангов в течение минуты приступают к сварке
или резке.
После
полного разложения карбида кальция, находящегося в корзине, необходимо
произвести перезарядку. После каждой перезарядки и после каждого обратного
удара необходимо проверять уровень жидкости в предохранительном затворе. При
необходимости нужно пополнять его водой до уровня контрольного крана, а зимой
— морозоустойчивым раствором. В случае разрыва мембраны на генераторе
необходимо вынуть загрузочную корзину, заменить мембрану и снова произвести
зарядку генератора.
Для
переноса генератора служат ручки 5. Перенос осуществляется в вертикальном
положении, при этом необходимо избегать толчков, встряхивания, а вентиль
клапана должен быть закрыт.
Регулировка
предохранительного клапана проводится каждые шесть месяцев, о проведенной
регулировке ответственное лицо вносит запись в паспорт генератора. В случае
отсутствия разрывных мембран их можно изготовить из оловянной, алюминиевой или
свинцовой фольги. Для нормальной эксплуатации необходимо: не реже одного раза в
месяц промывать клапан предохранительного затвора;
не
реже двух раз в месяц прочищать трубку 22 и бобышку 27 латунным или
алюминиевым прутком; не реже одного раза в три месяца производить общий осмотр,
устранение неплотностей в соединениях, очистку и промывку арматуры;
не
реже одного раза в год производить пневматическое испытание на плотность при
закрытом вентиле клапана 24.
Для
снабжения ацетиленом стационарных газосварочных постов используются
ацетиленовые генераторы большой производительности.
Наибольшее
распространение получили стационарные ацетиленовые генераторы АСК-2, АСК-Ю;
ГНД-80 и др.
Стационарный
ацетиленовый генератор типа АСК.
Генератор
АСК является генератором среднего давления непрерывного действия, работающим по
совмещенным системам ВК и ВВ. Генератор (рис. 16) состоит из двух поочередно
работающих реторт 14, газосборника 2, регулятора подачи воды 3,
предохранительного клапана 1, обратного водяного клапана 6, двух
обратных клапанов 12, загрузочных корзин 18, предохранительного
водяного затвора 24 и влагосборника 22. Обе реторты разделены
перегородкой 16 на две части: вытеснитель 15 и загрузочная камера
17. Вокруг загрузочной камеры имеются водяные рубашки 19,
охлаждаемые проточной водой.
Перед
пуском генератора газосборник 2 заливают водой до уровня контрольного
крана 9, водяной затвор 24 — до уровня контрольного крана 23
и включают подачу воды в рубашки загрузочных камер. Загружают в корзины карбид
кальция и вставляют в реторты 14, плотно закрывая их крышками 20.
Открыв продувочный 7 и сбросной 8 вентили, продувают
реторту. Затем, перекрыв вентиль 8 и открыв вентиль 25 перед
затвором и сбросной вентиль 21, продувают влагосборник и
водяной затвор. После продувки вентили 7, 8 и 21 закрывают.
Генератор
начинает работать после открытия вентиля подачи воды 4 на одной из
реторт. Начало газообразования проверяют открытием пробного крана на реторте.
Ацетилен поступает по трубопроводу 11 через обратный клапан 12 в
трубу 13 газосборника 2. По мере выделения ацетилена давление в
газосборнике возрастает, происходит переливание воды из загрузочной камеры в
вытеснитель 15 через отверстие в разделительной перегородке и
отключение воды через регулятор, в результате процесс газообразования
приостанавливается. По мере отбора газа из газосборника давление в нем падает,
вода вновь поступает из вытеснителя в реторту и процесс выработки ацетилена
возобновляется. Клапан регулятора воды отрегулирован так, что при давлении в
газосборнике выше 0,24—0,26 кгс/см2 подача воды прекращается, а
начало подачи воды на реакцию происходит при давлении 0,2—0,22 кгс/см2.
После
начала газообразования в первой реторте подготавливают к работе вторую
реторту. Предварительную замочку карбида производят открытием вентиля подачи
воды 4 второй реторты до интенсивного газовыделения из пробного крана
10. После этого оба крана перекрывают и открывают кран перелива 5,
через который после окончания разложения в первой реторте автоматически
начнется подача воды для разложения карбида во второй реторте.
При
работе генератора необходимо следить за тем, чтобы давление газа в генераторе
не превышало 0,7 кгс/см2, а давление газа в сети не было выше 0,3
кгс/см2. Необходимо производить смену воды в газообразователе, если
температура ее поднимается до 35—40° С. Уровень воды в водяном затворе
контролируется не мене двух раз в смену. Доливать воду следует при отсутствии
отбора газа.
Регулировка
регулятора подачи воды производится только в случае нарушения его работы.
Правила
обслуживания передвижных ацетиленовых генераторов.
При обслуживании ацетиленовых генераторов необходимо помнить о том, что
ацетилен является взрывоопасным газом, что он образует взрывоопасные смеси с
кислородом и воздухом.
Поэтому
газосварщик должен изучить инструкцию по технике безопасности при работе с
карбидом кальция и ацетиленом, а также тщательно изучить инструкцию по
эксплуатации ацетиленового генератора, на котором он работает.
Перед
подготовкой генератора к работе водяной затвор заполняется водой до уровня контрольного
крана. Реторты и корзины должны быть промыты водой и высушены. Карбид кальция
загружают в корзины только той грануляции и в таком количестве, которое указано
в инструкции по эксплуатации. Первые порции ацетилена, содержащие примесь
воздуха, выпускаются в атмосферу, чтобы в генераторе не осталась взрывоопасная
смесь ацетилена с воздухом.
При
перерывах в работе в зимнее время нельзя допускать замерзания воды в
генераторах, для чего производится отепление генератора, а при длительных перерывах
в работе — слив воды. При работе нельзя оставлять возле генератора ил, его
следует относить в специальные иловые ямы.
Нельзя
подходить с огнем или зажженной горелкой к генератору или к выгруженной из
генератора гашеной извести, так как вблизи них всегда возможно выделение
ацетилена в окружающую среду и образование взрывчатой ацетилено-воздушной
смеси.
Работающий
генератор нельзя оставлять без надзора. После окончания сварочных работ
генератор необходимо освободить от иловых остатков и тщательно промыть.
Профилактические
осмотры генераторов проводятся каждые три месяца, при этом разбирается и
проверяется водяной затвор, газоподводящая и отводящая трубки. Разбирать,
очищать и ремонтировать генератор можно только под открытым небом.
Ежегодный
осмотр генераторов производит администрация предприятия, о чем составляется
соответствующий документ.
На
каждый переносной ацетиленовый генератор должен быть составлен паспорт и
инструкция по эксплуатации. Инструкция утверждается главным инженером предприятия.
Переносные
ацетиленовые генераторы используются преимущественно на открытом воздухе. Не
допускается установка переносных ацетиленовых генераторов в наклонном
положении и на одной тележке с кислородным баллоном.
Помещение,
в котором был установлен действующий переносной генератор, по окончании работы
должно быть тщательно проветрено.
3.2. Предохранительные
затворы и химические очистители
Предохранительные
затворы — это устройства, предохраняющие
ацетиленовые генераторы и газопроводы от попадания в них взрывной волны при
обратных ударах пламени из сварочной горелки или резака.
Обратным
ударом называется воспламенение горючей смеси в
каналах горелки или резака и распространение пламени по шлангу горючего.
Обратный удар характеризуется резким хлопком и гашением пламени. Горящая
смесь газов устремляется по ацетиленовому каналу горелки или резака в шланг, а
при отсутствии предохранительного затвора — в ацетиленовый генератор, что
может привести к взрыву ацетиленового генератора и вызвать серьезные разрушения
и травмы.
Сгорание
ацетилено-кислородной смеси происходит с определенной скоростью. Горючая смесь
вытекает из отверстия мундштука горелки или резака также с определенной
скоростью, которая всегда должна быть больше скорости сгорания. Если скорость
истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, то пламя проникает
в канал мундштука и воспламенит смесь в каналах горелки или резака, произойдет
хлопок и возникнет обратный удар пламени. Обратный удар может произойти от
перегрева и засорения канала мундштука горелки.
Предохранительные
затворы бывают жидкостные и с у х и е. Жидкостные предохранительные затворы
обычно заливают водой, сухие — заполняют мелкопористой металлокерамической
массой.
Предохранительные
затворы устанавливают между ацетиленовым генератором или ацетиленопроводом и горелкой
или резаком. Если сварка или резка производится от ацетиленового баллона,
предохранительный затвор не ставят, потому что ацетилен из баллона в горелку
или резак поступает с повышенным давлением, а установленный на баллоне
редуктор и заполняющая баллон пористая масса надежно защищают баллон от пламени
обратного удара.
Согласно
ГОСТ 8766—73 затворы делятся: по пропускной способности—0,8; 1,25; 2,0; 3,2 м3/ч;
по предельному давлению — низкого давления, в которых предельное давление
ацетилена не превышает 0,1 кгс/см2, среднего давления — 0,7 кгс/см2
и высокого Давления — 1,5 кгс/см2,
Предохранительные
водяные затворы подразделяются на центральные, устанавливаемые на магистрали
стационарных ацетиленовых генераторов, и постовые, устанавливаемые на
ответвлениях трубопровода у каждого сварочного поста или у однопостовых
ацетиленовых генераторов.
Конструкция
предохранительных затворов должна отвечать следующим основным требованиям:
обеспечивать
наименьшее сопротивление потоку газа; задерживать прохождение
ацетилено-кислородного пламени с удалением взрывчатой смеси в атмосферу;
обеспечивать
минимальный вынос воды с проходящим через затвор газом;
обеспечивать
необходимую прочность при гидравлическом испытании на давление, равное 60
кгс/см2;
не
допускать возможного прохождения кислорода и воздуха через затвор со стороны
потребителя;
каждый
затвор должен иметь устройство для контроля за уровнем воды в нем;
все
части затвора должны быть доступны для очистки, промывки и ремонта.
На
корпусе каждого затвора должны быть нанесены его паспортные данные.
Окрашиваются водяные предохранительные затворы в белый цвет.
Схема
работы водяного предохранительного затвора показана на рис. 17, а—г. Затвор
состоит из цилиндрического корпуса / и двух трубок — газоподводящей 4 и
предохранительной 8. Предохранительная трубка делается несколько короче
газоподводящей и снабжается сверху воронкой 6 с отбойником 7. На корпусе
затвора находится газовыпускной кран 3 и контрольный кран 2, а на
газоподводящей трубке — кран 5. При нормальной работе водяного
предохранительного затвора (рис. 17, б) ацетилен проходит через газоподводящую
трубку 4 (проходя через воду) и через газовыпускной кран 3 поступает в
шланг и далее в горелку или резак. При обратном ударе пламени (рис. 17, в)
давление в затворе возрастает, часть воды вытесняется, при этом нижний конец
короткой предохранительной трубки 8 оказывается на уровне воды. В этот
момент вода из предохранительной трубки 8 выбрасывается наружу. Когда
горящая ацетилено-кислородная смесь оказывается на уровне нижнего конца
предохранительной трубки 8, она также выбрасывается наружу и не может
пройти в трубку 4 ив ацетиленовый генератор, так как эта трубка длиннее
трубки 8, заполнена водой, а ее конец находится ниже уровня воды в
затворе.
Жидкостный
затвор низкого давления. Конструкция жидкостного
затвора низкого давления показана на рис. 18. Затвор представляет собой
цилиндрический корпус 10 с приваренной к нему бортшайбой 5. В затворе
размещается газоподводящая труба 8 с приваренным в ее нижней части дном
и установленным наверху запорным вентилем 1. На газоподводящую трубу
надевается предохранительная труба 9 с закрепленным на ее верхней части
водоприемником 3. Необходимую герметичность создают гайкой 2,
которая при навертывании нажимает на торец трубы 9, зажимая прокладку
6 между бортшайбой 5 и диском 4 водоприемника. Гайка тянет
трубу 8 вверх, сжимая прокладку 13 между дном 14 и
бортшайбой 12. К предохранительной трубе 9 приварена решетчатая
шайба 11, на которую насыпают керамические кольца Шайба 16
служит для лучшего распределения потока газа в воде Газ подается в затвор по
ниппелю 18 и выходит через ниппель 7. Затвор заполняют водой до уровня
верхней кромки трубы 17. Сливается вода через трубу 8 при
вывернутой заглушке 15.
Предохранительный
водяной затвор среднего давления ЗСП-8-75.
Конструкция затвора производительностью 1,25 и 3,2 м3/ч
представлена на рис. 19. Принцип действия этих затворов одинаков, а различное
конструктивное исполнение диктуется различной их пропускной способностью.
Затвор состоит из корпуса 4, в дно которого ввернут обратный клапан,
состоящий из штуцера 8, шарикового клапана 7 и колпачка 6,
который ограничивает подъем клапана. В верхней части корпуса приварен
рассекатель 2, выше рассекателя размещен выходной ниппель 1. Для
контроля уровня воды имеется контрольный кран 3, а для слива воды из затвора с
нижней части корпуса — пробка 5. Газоподводящая труба 11 с вентилем
12 на входе ввертывается в тройник 10 с пробкой 9, который
соединяется с штуцером 8. Перед тройником в газоподводящей трубке
расположен сетчатый фильтр, который задерживает карбидный ил или другие твердые
частицы, чтобы они не попадали под клапан и не нарушали его герметичность.
При
работе ацетилен поступает по газоподводящей трубке, поднимает шариковый клапан,
проходит через слой воды и выходит, огибая рассекатель, через верхний штуцер к
потребителю.
В
случае обратного удара клапан давлением воды прижимается к седлу и препятствует
проникновению пламени в газоподводящую трубку, т. е. к генератору или в сеть.
Затвор заливают водой через верхний штуцер, вывернув предварительно выходной
ниппель. Рабочее давление ацетилена в затворах не должно превышать 0,7 кгс/см2.
Водяной
предохранительный затвор ЗСГ-1,25. Этот затвор (рис.
20) относится к затворам среднего давления; предельно допустимое давление—1,5
кгс/см2, пропускная способность — 1,25 м3/ч, масса — 2,5
кг.
Затвор
состоит из цилиндрического корпуса 1 с верхним и нижним сферическими днищами.
В нижнее днище ввернут обратный клапан, состоящий из корпуса 4,
гуммированного [2]
клапана 3 и колпачка 2, ограничивающего
подъем
гуммированного клапана. Обратный клапан имеет отверстие для слива воды,
закрытое пробкой 6, и ниппель 7 для ввода ацетилена в затвор.
Сетка
5 предназначена для задержания частиц карбидного ила, окалины и других
твердых частиц. В верхней части затвора расположен пламяпреградитель 10
и штуцер 11, а в нижней части — рассекатель 14. Пробка 8
предназначена для слива воды. Вода в затвор заливается до уровня контрольной
пробки 9 при вывернутой накидной гайке 12 и снятом ниппеле
13.
Ацетилен
поступает в затвор по газоподводящей трубке, приподняв гуммированный клапан,
проходит через слой воды, затем выходит через ниппель 13 в шланги
горелки или резака. При обратном ударе ацетилено- кислородного пламени клапан
прижимается давлением воды к седлу и препятствует проникновению ацетилена из
генератора в затвор, а пламя гасится столбом воды.
Затвор
сухого типа ЗСЗ-1. Преимуществом сухих предохранительных затворов является
возможность их эксплуатации при любой температуре окружающей среды. Затвор
ЗСЗ-1 (рис.21) состоит из корпуса 1 и крышки 2,
которые крепятся между собой шпильками 22. Между
крышкой и корпусом установлены отбойник 3, пламягасящий элемент 27,
мембрана 15 и клапан 6. Затвор приводится в рабочее состояние
вводом штока 13. Газ по ниппелю 18 поступает в затвор, своим
давлением отжимает мембрану 15 от штока 4 и через выходной ниппель
поступает в горелку или резак.
При
обратном ударе ударная волна пламени гасится на отбойнике 3, а пламя — в
пламягасящем элементе 27. Мембрана 15 прижимается давлением
пламени к штоку 4 и закрывает доступ горючего газа в корпус затвора. Под
давлением горючего газа мембрана 15 давит на шток 4, который
перемещается вниз, в результате чего под действием пружины 5 клапан
6 закрывает входное отверстие для доступа газа в затвор. Пропускная
способность затвора при температуре 20° С и давлении 760 мм рт. ст.—5 м3/ч,
рабочее давление поступающего газа— 1,5 кгс/см2.
Аналогично
устроен и работает сухой предохранительный затвор среднего давления ЗСМ-1.
Номинальная пропускная способность затвора при температуре 20°С и давлении 760
мм рт. ст. — 3,2 м3/ч, рабочее давление ацетилена — 1,5 кгс/см2.
Химические
очистители. Ацетилен, получаемый в ацетиленовых
генераторах, содержит твердые частицы извести, пары воды и различные
химические соединения аммиака, сероводорода, фосфористого и кремнистого водорода.
Твердые частицы удаляются при промывке ацетилена водой. Для очистки от влаги
применяют осушители и влагоотделители, для очистки от фосфористого водорода и
сероводорода — химические очистители.
В
химических очистителях в качестве очистительной массы используют геротоль,
представляющую собой инфузорную землю пропитанную хромовым ангидридом, серной
кислотой и водой. Одним килограммом геротоля можно очистить 25 м3
ацетилена.
Химический
очиститель представляет собой цилиндрический сосуд с несколькими
горизонтальными сетками, на которые укладывают марлю, слой геротоля и затем снова
марлю. При прохождении ацетилена через слой геротоля, фосфористый водород и
сероводород вступают во взаимодействие с массой геротоля и остаются в ней. При
этом ярко-желтая масса приобретает темно-зеленый цвет, что служит признаком ее
замены.
3.3. Баллоны для сжатых
газов
Для
хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов, находящихся
под давлением, применяют стальные баллоны. Баллоны имеют различную вместимость
— от 0,4 до 55 дм3.
Баллоны
представляют собой стальные цилиндрические сосуды, в горловине которых имеется
конусное отверстие с резьбой, куда ввертывается запорный вентиль. Для каждого
газа разработаны свои конструкции вентилей, что исключает установку
кислородных вентилей на ацетиленовый баллон, и наоборот. На горловину плотно
насаживается кольцо с наружной резьбой, служащее для навертывания
предохранительного колпака, который служит для предохранения вентиля баллонов
от возможных ударов при транспортировке.
Баллоны
для сжатых, сжиженных и растворенных газов изготовляют согласно ГОСТ 949—73 из
бесшовных труб углеродистой и легированной стали. Для сжиженных газов при
рабочем давлении не свыше 30 кгс/см2 допускается применение сварных
баллонов. Требования к баллонам регламентируются правилами Ростехнадзора РФ.
В
зависимости от рода газа, находящегося в баллоне, баллоны окрашивают снаружи в
условные цвета, а также соответствующей каждому газу краской наносят наименование
газа. Например, кислородные баллоны окрашивают в голубой цвет, а надпись
делают черной краской, ацетиленовый — в белый и красной краской, водородные —
в темно-зеленый и красной краской, пропан— в красный и белой краской. Часть
верхней сферической части баллона не окрашивают и выбивают на ней паспортные
данные баллона: тип и заводской номер баллона, товарный знак
завода-изготовителя, масса порожнего баллона, вместимость, рабочее и
испытательное давление, дата изготовления, клеймо ОТК и клеймо инспекции
Госгортехнадзора, дата следующего испытания. Баллоны периодически через каждые
пять лет подвергают осмотру и испытанию.
Кислородные
баллоны. Для газовой сварки и резки металлов
согласно ГОСТ 949—73 кислород доставляется в стальных кислородных баллонах типа
150 и 150Л. Кислородный баллон (рис. 22, а) представляет собой стальной
цельнотянутый цилиндрический сосуд 3, имеющий выпуклое днище 1, на
которое напрессовывается башмак 2, вверху баллон
заканчивается горловиной 4. В горловине имеется конусное отверстие, куда ввертывается
запорный вентиль 5. На горловину для защиты вентиля навертывается
предохранительный колпак 6.
Наибольшее
распространение при газовой сварке и резке получили баллоны вместимостью 40 дм3.
Эти баллоны имеют размеры: наружный диаметр — 219 мм, толщину стенки —7 мм,
высоту —1390 мм. Масса баллона без газа — 67 кг. Они рассчитаны на рабочее
давление —150 кгс/см2, а испытательное — 225 кгс/см2.
Чтобы
определить количество кислорода, находящегося в баллоне, нужно вместимость
баллона в дм3 умножить на давление в кгс/см2. Например,
если вместимость баллона — 40 дм3, давление— 150 кгс/см2,
то количество Кислорода в баллоне — 40Х 150=6000 дм3 или 6 м3.
На
сварочном посту кислородный баллон устанавливают в вертикальном положении и
закрепляют цепью или хомутом. Для подготовки кислородного баллона к работе
отвертывают колпак и заглушку штуцера; осматривают вентиль, чтобы установить,
нет ли на нем жира или масла; осторожно открывают вентиль баллона и продувают
его штуцер, после чего перекрывают вентиль; осматривают накидную гайку
редуктора; присоединяют редуктор к вентилю баллона; устанавливают рабочее
давление кислорода регулировочным винтом редуктора. При окончании отбора газа
из баллона необходимо следить, чтобы остаточное давление в нем было не меньше
0,5—1,0 кгс/см2.
При
обращении с кислородными баллонами необходимо строго соблюдать правила
эксплуатации и техники безопасности, что обусловлено высокой химической активностью
кислорода и высоким давлением. При транспортировке баллонов к месту сварки
необходимо твердо помнить, что запрещается перевозить кислородные баллоны
вместе с баллонами горючих газов. При замерзании вентиля кислородного баллона
отогревать его надо ветошью, смоченной в горячей воде.
Причинами
взрыва кислородных баллонов могут быть попадания на вентиль жира или масла;
падения или удары баллонов; появление искры при слишком большом отборе газа (электризуется
горловина баллона); нагрев баллона каким-либо источником тепла, в результате
чего давление газа в баллоне станет выше допустимого.
Ацетиленовые
баллоны. Питание постов газовой сварки и резки
ацетиленом от ацетиленовых генераторов связано с рядом неудобств, поэтому в
настоящее время большое распространение получило питание постов непосредственно
от ацетиленовых баллонов. Ацетиленовые баллоны выпускают по ГОСТ 5948—60. Они
имеют те же размеры, что и кислородный (рис. 22,6). Ацетиленовый баллон
заполняют пористой массой из активированного древесного угля (290—320 г на 1
дм3 вместимости баллона) или смесь угля, пемзы и инфузорной земли.
Массу в баллоне пропитывают ацетоном (225—300 г на 1 дм3 вместимости
баллона), в котором хорошо растворяется ацетилен. Ацетилен, растворяясь в
ацетоне и находясь в парах пористой массы, становится взрывобезопасным и его
можно хранить в баллоне под давлением 25—30 кгс/см2. Пористая масса
должна быть мягкой и иметь максимальную пористость, вести себя инертно
по отношению к металлу баллона, ацетилену и ацетону, не давать осадка в
процессе эксплуатации.
Ацетон
(химическая формула СН3СОСН3) является одним из лучших растворителей ацетилена,
он пропитывает пористую массу и при наполнении баллонов ацетиленом растворяет
его.
Ацетилен,
доставляемый потребителям в баллонах, называется растворенным ацетиленом.
Максимальное
давление ацетилена в баллоне составляет 30 кгс/см2. Давление
ацетилена в полностью наполненном баллоне изменяется при изменении
температуры:
Давление
наполненных баллонов не должно превышать при 20° С 19 кгс/см2.
При
открывании вентиля баллона ацетилен выделяется из ацетона и в виде газа
поступает через редуктор и шланг в горелку или резак. Ацетон остается в порах
пористой массы и растворяет новые порции ацетилена при последующих наполнениях
баллона газом. Для уменьшения потерь ацетона во время работы необходимо ацетиленовые
баллоны держать в вертикальном положении. При нормальном атмосферном давлении и
20° С в 1кг (л) ацетона растворяется 28 кг (л) ацетилена. Растворимость
ацетилена в ацетоне увеличивается (примерно прямо пропорционально с увеличением
давления и уменьшается с понижением температуры).
Для
полного использования емкости баллона порожние ацетиленовые баллоны рекомендуется
хранить в горизонтальном положении, так как это способствует равномерному
распределению ацетона по всему объему, и с плотно закрытыми вентилями. При
отборе ацетилена из баллона он уносит часть ацетона в виде паров. Это уменьшает
количество ацетилена в баллоне при следующих наполнениях. Для уменьшения
потерь ацетона из баллона ацетилен необходимо отбирать со скоростью не более
1700 дм3/ч.
Для
определения количества ацетилена баллон взвешивают до и после наполнения газом
и по разнице определяют количество находящегося в баллоне ацетилена в кг.
Пример.
Масса баллона с ацетиленом 89 кг, порожнего — 83 кг, следовательно, количество
ацетилена в баллоне равно: по массе 89—83 = 6 кг, по объему —6: 1,09=5,5 м3
(1,09 кг/м3 — плотность ацетилена при атмосферном давлении и
температуре 20° С).
Масса
пустого ацетиленового баллона складывается из масс самого баллона, пористой
массы и ацетона. При отборе ацетилена из баллона вместе с газом расходуется
30—40 г ацетона на 1 м3 ацетилена. При отборе ацетилена из баллона
необходимо следить за тем, чтобы в баллоне остаточное давление было не менее
0,5—1,0 кгс/см2.
Использование
ацетиленовых баллонов вместо ацетиленовых генераторов дает ряд преимуществ:
компактность и простота обслуживания сварочной установки, безопасность и
улучшение условий работы, повышение производительности труда газосварщиков.
Кроме этого, растворенный ацетилен содержит меньшее количество посторонних
примесей, чем ацетилен, получаемый из ацетиленовых генераторов.
Причинами
взрыва ацетиленовых баллонов могут быть резкие толчки и удары, сильный нагрев
(свыше 40°С), неплотное соединение вентиля с редуктором (ацетилен может
выходить в атмосферу, создавая взрывоопасные ацетилено-воздушные смеси).
Баллоны
для пропан-бутана. Баллоны изготовляют согласно ГОСТ
15860—70 сварными из листовой углеродистой стали (рис. 23). Основное
применение нашли баллоны вместимостью 40 и 50 дм3. Они окрашиваются
в красный цвет с белой надписью «пропан».
Баллон
представляет собой цилиндрический сосуд 1, к верхней части которого
приваривается горловина 5, а к нижней —днище 2 и башмак 3.
В горловину ввертывается латунный вентиль 6. На корпус баллона напрессовываются
подкладные кольца 4. Для защиты вентиля баллона служит колпак 7.
Баллоны
рассчитаны на максимальное давление 16 кгс/см2. Из-за большого
коэффициента объемного расширения баллоны для сжиженных газов заполняют на
85—90% от общего объема. Норма заполнения баллонов для пропана — 0,425 кг
сжиженного газа на 1 дм3 вместимости баллона. В баллон вместимостью
55 дм3 наливается 24 кг жидкого пропан-бутана. Максимальный отбор
газа не должен превышать 1,25 м3/ч.
Хранение
и транспортировка баллонов. Транспортировка баллонов разрешается только на
рессорных транспортных средствах, а также на специальных ручных тележках или
носилках. При бесконтейнерной транспортировке баллонов должны соблюдаться
следующие требования:
на
всех баллонах должны быть до отказа навернуты предохранительные колпаки;
кислородные
баллоны должны укладываться в деревянные гнезда; разрешается применять
металлические подкладки с гнездами, оклеенными резиной или другими мягкими
материалами;
кислородные
баллоны должны укладываться только поперек кузова машины так, чтобы
предохранительные колпаки были в одной стороне; укладывать баллоны допускается
в пределах высоты бортов;
погрузка
и выгрузка баллонов должна производиться рабочими, прошедшими специальный инструктаж.
При
перевозке в вертикальном положении кислородных и ацетиленовых баллонов
допускается применение только специальных контейнеров. Совместная транспортировка
кислородных и ацетиленовых баллонов на всех видах транспорта запрещается, за
исключением транспортировки двух баллонов на специальной тележке к рабочему
месту. В летнее время баллоны должны быть защищены от солнечных лучей
брезентом или другими покрытиями.
Перемещение
баллонов в пределах рабочего места разрешается производить кантовкой в
наклонном положении. Перемещение баллонов из одного помещения в другое
производится на специальных тележках или носилках. На рабочих местах баллоны
должны быть прочно закреплены в вертикальном положении.
3.4. Запорные вентили для
баллонов с газами
Вентиль
— это запорное устройство, служащее для наполнения баллонов газом, подачи газа
в горелку или резак и позволяющее сохранять в баллоне сжатые и сжиженные газы.
Вентили
разделяются на баллонные и рамповые. Принцип работы баллонных вентилей
одинаков, однако они различаются между собой материалом, из которого они
изготовлены, присоединительной резьбой и способом уплотнения. Вентили
разделяются по роду газа.
Кислородные
вентили. Вентили для кислородных баллонов изготовляют из латуни, так как сталь
сильно коррозирует в среде сжатого кислорода. Маховики и заглушки можно
изготовлять из стали, алюминиевых сплавов и пластмасс.
Устройство
кислородного вентиля показано на рис. 24,а. Вентиль состоит из корпуса 9
с штуцером. К штуцеру, имеющему правую резьбу, присоединяется накидной гайкой
кислородный редуктор. В корпусе находится клапан 11 с уплотнителем
12. На верхнюю часть корпуса навертывается накидная гайка 6, плотно
прижимающая фибровую прокладку 7. На выступающую часть шпинделя 5
надевается маховичок 3, который закрепляется с помощью пружины 2
и маховичковой гайки 1 и уплотняется фибровой прокладкой 4.
Вентиль снабжается заглушкой 10. Для того чтобы открыть клапан для
выхода кислорода из баллона, необходимо поверить маховичок 3. Открывается
вентиль поворотом маховичка против часовой стрелки, а закрывается вращением по
часовой стрелке. Передача вращения от шпинделя 5 к клапану
осуществляется соединительной муфтой 8. Вентиль имеет сальниковое
уплотнение в виде фибровой прокладки 7. Для уменьшения трения буртика шпинделя
фибровую прокладку ставят после пропитки ее парафином в течение 40 мин при
температуре 70°С.
При
работе все детали кислородного вентиля должны быть тщательно обезжирены, так
как загрязнение их жирами и маслами недопустимо.
Ацетиленовые
вентили. Вентиль ацетиленового баллона изготовляется из стали. Применение
сплавов меди с содержанием ее более 70% недопустимо, так как при контакте с
ацетиленом возникает взрывоопасная ацетиленистая медь.
Вентиль
ацетиленового баллона (рис. 24, б) состоит из корпуса 10, редуктор к
ацетиленовому баллону присоединяется хомутом, снабженным специальным нажимным
винтом. Для вращения шпинделя 5 применяется торцовый ключ, надеваемый на
выступающий квадратик хвостового шпинделя. Нижняя часть шпинделя имеет
уплотнитель 6 из эбонита, который является клапаном.
В
качестве сальника применяют кожаные кольца 3, прижимаемые сальниковой гайкой 1
и шайбой 2. В резьбовой хвостовик вентиля вставляется прокладка из войлока 9,
которая выполняет роль фильтра. Войлочный фильтр 9 и сетка 7 крепятся
стальным кольцом 8. На боковой грани корпуса вентиля имеется кольцевая
выточка, в которую вставляется прокладка штуцера 11, изготовляемая из
кожи или другого эластичного материала. К этой прокладке прижимается входной
штуцер ацетиленового редуктора.
Ацетиленовый
вентиль имеет отличную от других типов вентилей резьбу, что исключает
возможность установки его на другие баллоны.
Вентиль
для пропан-бутанового баллона. Вентиль для пропан-бутана (рис. 24, в)
состоит из стального корпуса 1, внутри которого имеется резиновый чулок-ниппель
3. Ниппель надевают на шпиндель 2 и клапан 4 и зажимают
сальниковой гайкой 5.
3.5. Редукторы для сжатых
газов
При
газовой сварке и резке металлов рабочее давление газов должно быть меньше, чем
давление в баллоне или газопроводе. Для понижения давления газа применяют
редукторы. Редуктором называется прибор, служащий для понижения давления
газа, отбираемого из баллона до рабочего и для автоматического поддержания
этого давления постоянным, независимо от изменения давления газа в баллоне или
газопроводе.
Согласно
ГОСТ 6268—68 редукторы для газопламенной обработки классифицируются:
по
принципу действия — на редукторы прямого и обратного действия;
по
назначению и месту установки — баллонные (Б), рамповые (Р), сетевые (С);
по
схемам редуцирования — одноступенчатые с механической установкой давления (О),
двухступенчатые с механической установкой давления (Д), одноступенчатые с
пневматической установкой давления (У);
по
роду редуцируемого газа — ацетиленовые (А), кислородные (К), пропан-бутановые
(П), метановые (М).
Редукторы
отличаются друг от друга цветом окраски корпуса и присоединительными
устройствами для крепления их к баллону. Редукторы, за исключением ацетиленовых,
присоединяются накидными гайками, резьба которых соответствует резьбе штуцера
вентиля. Ацетиленовые редукторы крепятся к баллонам хомутом с упорным винтом.
Принцип
действия редуктора определяется его характеристикой. У редукторов прямого
действия — падающая характеристика, т. е. рабочее давление по мере расхода
газа из баллона несколько снижается, у редукторов обратного действия —
возрастающая характеристика, т. е. с уменьшением давления газа в баллоне рабочее
давление повышается.
Редукторы
различаются по конструкции, принцип действия и основные детали одинаковы для
каждого редуктора. Более удобны в эксплуатации редукторы обратного действия.
Редуктор
обратного действия (рис. 25,а) работает следующим образом. Сжатый газ из
баллона поступает в камеру высокого давления 8 и
препятствует открыванию клапана 9. Для подачи газа в горелку или резак
необходимо вращать по часовой стрелке регулирующий винт 2, который
ввертывается в крышку 1. Винт сжимает нажимную пружину 3, которая в свою
очередь
выгибает
гибкую резиновую мембрану 4 вверх. При этом передаточный диск со штоком
сжимает обратную пружину 7, поднимая клапан 9, который открывает
отверстие для прохода газа в камеру низкого давления 13.
Открыванию
клапана препятствует не только давление газа в камере высокого давления, но и
пружина 7, имеющая, меньшую силу, чем пружина 3.
Автоматическое
поддержание рабочего давления на заданном уровне происходит следующим образом.
Если отбор газа в горелку или резак уменьшится, то давление в камере низкого
давления повысится, нажимная пружина 3 сожмется и мембрана 4
выправится, а передаточный диск со штоком 5 опустится и редуцирующий
клапан 9 под действием пружины 7 прикроет седло клапана 10, уменьшив
подачу газа в камеру низкого давления.
При
увеличении отбора газа процесс будет автоматически повторяться. Давление в камере
высокого давления 8 измеряется манометром 6, а в камере низкого
давления 13—манометром 11. Если давление в рабочей камере
повысится сверх нормы, то при помощи предохранительного клапана 12
произойдет сброс газа в атмосферу.
Помимо
однокамерных редукторов применяют двухкамерные, в которых давление газа
понижается постепенно в двух камерах редуцирования, расположенных
последовательно одна за другой. Двухкамерные редукторы обеспечивают более
постоянное рабочее давление и менее склонны к замерзанию, однако они сложнее по
конструкции, поэтому двухкамерные редукторы используют тогда, когда необходимо
поддерживать рабочее давление с повышенной точностью.
Редукторы
прямого действия. В редукторах прямого действия (рис. 25, б) газ через штуцер
3, попадая в камеру высокого давления 6 и действуя на клапан 7,
стремится открыть его (а в редукторах обратного действия — закрыть его).
Редуцирующий клапан 7 прижимается к седлу запорной пружиной 5 и преграждает
доступ газа высокого давления. Мембрана 1 стремится отвести редуцирующий
клапан 7 от седла и открыть доступ газа высокого давления в камеру низкого
(рабочего) давления 10. В свою очередь мембрана 1 находится под
действием двух взаимно противоположных сил. С наружной стороны на мембрану 1
через нажимной винт 12 действует нажимная пружина 11, которая
стремится открыть редуцирующий клапан 7, а с внутренней стороны камеры
редуктора на мембрану давит редуцированный газ низкого давления,
противодействующий нажимной пружине 11. При уменьшении давления в рабочей
камере нажимная пружина 11 распрямляется и клапан уходит от седла, при
этом происходит увеличение притока газа в редуктор. При возрастании давления в
рабочей камере 10 нажимная пружина 11 сжимается, клапан подходит
ближе к седлу и поступление газа в редуктор уменьшается
Рабочее
давление определяется натяжением нажимной пружины 11, которое
изменяется регулировочным винтом 12. При вывертывании регулировочного
винта 12 и ослаблении нажимной пружины 11 снижается рабочее
давление и, наоборот, при ввертывании регулировочного винта сжимается нажимная
пружина 11 и происходит повышение рабочего давления газа. Для контроля
за давлением на камере высокого давления установлен манометр 4, а на
рабочей камере — манометр 9 и предохранительный клапан 8.
В
практике наибольшее распространение получили редукторы обратного действия как
более удобные и безопасные в эксплуатации.
Кислородные
редукторы. Кислородные редукторы, применяемые при
газовой сварке и резке металлов, окрашивают в голубой цвет и крепят к вентилям
баллонов накидными гайками.
На
рис. 26, а представлена схема баллонного кислородного одноступенчатого
редуктора ДКП-1-65. Данному редуктору присвоен государственный Знак качества.
Редуктор выпускается согласно ГОСТ 6268—68. Наибольшее допустимое давление газа
на входе в редуктор—200 кгс/см2, наименьшее давление— 30 кгс/см2,
наибольшее рабочее давление — 15 кгс/см2, наименьшее 1 кгс/см2.
При наибольшем рабочем давлении расход газа составляет 60 м3/ч, при
наименьшем — 7,5 м3/ч. Масса редуктора 2,3 кг.
Редуктор
присоединяется к баллону накидной гайкой 15. Газ, пройдя фильтр 14,
попадает в камеру высокого давления А. При вращении регулировочного
винта 4 по часовой стрелке усилие нажимной пружины 5 передается
через нажимной диск 2, мембрану 6 и толкатель 3 на редуцирующий
клапан 12, который, перемещаясь, открывает проход газу
через образовавшийся зазор между клапаном 12 и седлом 10 в
рабочую камеру Б. Редуцирующий
узел,
состоящий из седла 10, клапана 12, пружины 13 и второго
фильтра 11, выполнен в виде самостоятельного узла. На корпусе редуктора
рабочей камеры Б установлен предохранительный клапан 9, отрегулированный
на выпуск газа при давлении в рабочей камере Б в интервале 17,5—21,6
кгс/см2.
Давление
в баллоне контролируется манометром 1, а в рабочей камере — манометром
7. Отбор газа осуществляется через ниппель 8, который
присоединяется к редуктору гайкой с резьбой М16Х1,5. К ниппелю присоединяется
шланг диаметром 9 мм, идущий к горелке или резаку.
Двухступенчатый
кислородный редуктор ДКД изготовляется в двух вариантах: ДКД-8-65 для сварки и
ДКД-15-65 для резки.
Понижение
давления газа в редукторе происходит при двухступенчатом расширении газа.
Редуктор присоединяется к баллону накидной гайкой 2 (рис. 26,6). Газ,
пройдя фильтр 3, попадает в первую ступень редуцирования— камеру А.
Давление в камере А контролируется манометром 4. Нажимная пружина
19 рабочей камеры первой ступени редуцирования под действием регулирующего
колпачка 20 находится в сжатом состоянии и через диск 21,
мембрану 22 и толкатель 18 отжимает клапан от седла. Газ, пройдя
из камеры высокого давления А через образовавшийся зазор между клапаном 17
и седлом 16, снижает давление газа до 11 кгс/см2 в редукторе
ДКД-8 и до 19,4 кгс/см2 в редукторе ДКД-15. Под этими давлениями газ
поступает во вторую ступень редуцирования. Давление в рабочей камере второй
ступени редуцирования Б устанавливается вращением регулирующего винта
8 и контролируется манометром 11. При повороте регулирующего винта
8 по часовой стрелке нажимная пружина 7 через диск 6, мембрану 5,
толкатель 9 отжимает клапан 14 от седла 10 и газ через
образовавшийся зазор поступает в рабочую камеру Б, где расширяется до
требуемого давления. Под этим давлением газ поступает в горелку или резак. В
случае прекращения отбора газа давление в рабочей камере Б через мембрану
5 отожмет нажимную пружину 7, а запорная пружина 15 прижмет клапан к
седлу, прекращая тем самым дальнейший пропуск газа. При этом давление в рабочей
камере первой ступени также возрастет и отожмет нажимную пружину 19, а
запорная пружина 23 прижмет клапан к седлу.
На
корпусе редуктора установлен предохранительный клапан 13, соединенный с
рабочей камерой первой ступени редуцирования и отрегулированный на начало
выпуска газа при давлениях в интервалах: для ДКД-8 — от 17,5 до 21,6 кгс/см2,
для ДКД-15—от 23 до 28 кгс/см2. Отбор газа осуществляется через
ниппель 12.
Рамповые
редукторы. Рамповые кислородные редукторы типа
ДКР-250 и ДКР-500 предназначены для понижения давления кислорода, поступающего
от источника газопитания, до рабочего. Редукторы служат для централизованного
снабжения кислородом нескольких постов для сварки и резки металлов.
Ацетиленовые
редукторы. Ацетиленовый редуктор ДАП-1-65,
предназначенный для понижения давления ацетилена, поступающего из баллона,
рассчитан на наибольшее давление на входе—30 кгс/см2, наибольшее рабочее
давление—1,2 кгс/см2, расход газа при наибольшем рабочем давлении—5
м3/ч. Наименьшее рабочее давление составляет 0,1 кгс/см2,
расход газа при этом давлении — 3 м3/ч.
Редуктор
присоединяется к вентилю баллона хомутом 1 (рис. 27,а). Газ, пройдя фильтр
2, попадает в камеру высокого давления А. При вращении регулировочного
винта 7 по часовой стрелке усилие нажимной пружины 6 передается через
мембрану 4, нажимной диск 8 и толкатель 5 на редуцирующий
клапан 14. Газ проходит через образовавшийся зазор между клапаном и седлом
12.
На
корпусе редуктора в рабочей камере устанавливается предохранительный клапан 11,
отрегулированный на выпуск газа при давлении 1,8—2 кгс/см2. Давление
в баллоне контролируется манометром 3, в рабочей камере — манометром 9. Отбор
газа осуществляется через ниппель 10.
Ацетиленовый
редуктор ДАД-1-65 рассчитан на максимальное давление газа 30 кгс/см2,
наибольшее рабочее давление —1,2 кгс/см2, расход газа при наибольшем
давлении — 5,0 м3/ч. Наименьшее рабочее давление — 0,1 кгс/см2,
расход газа при этом давлении — 3,0 м7ч.
Устройство
и принцип работы ацетиленового двухкамерного редуктора ДАД-1-65 аналогично
кислородному редуктору ДКД, от которого отличается тем, что присоединяется к
баллону хомутом.
Пропан-бутановый
редуктор ДПП-1-65. Одноступенчатый редуктор ДПП-1-65
(рис. 28), предназначенный для понижения давления, поступающего из баллона пропан-бутана,
выпускается согласно ГОСТ 6268—68. Редуктору присвоен государственный Знак
качества. Редуктор рассчитан на максимальное давление газа 25 кгс/см2,
наибольшее рабочее давление — 3 кгс/см2, расход газа при этом
давлении—5 м3/ч. Наименьшее рабочее давление составляет 0,1 кгс/см2,
расход газа при этом давлении — 3 м3/ч. Масса редуктора — 2 кг.
Редуктор
присоединяется к вентилю баллона накидной гайкой 1. Газ, пройдя фильтр
2, попадает в камеру высокого давления А. При вращении регулировочного
винта 6 по часовой стрелке усилие нажимной пружины 5
передается через нажимной диск 4, мембрану 3 и толкатель 7 на
редуцирующий клапан 12. Клапан, перемещаясь, открывает проход газу
через образовавшийся зазор между клапаном и седлом клапана 14 в рабочую
камеру Б. Редуцирующий узел редуктора, состоящий из клапана 12,
пружины 13 и второго фильтра 11, для надежности в работе
выполнен в виде самостоятельного узла. На корпусе рабочей камеры установлен
предохранительный клапан 10, отрегулированный на начало выпуска газа
при давлении 3,6—4,2 кгс/см2. Давление в рабочей камере
контролируется манометром 8. Отбор газа осуществляется через ниппель
9.
Правила
эксплуатации редукторов. При эксплуатации
редукторов необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.
Перед
присоединением редуктора к вентилю баллона необходимо отвернуть вентиль баллона
и продуть его штуцер, стоять при этом надо сбоку от струи газа. Перед
присоединением редуктора к вентилю баллона необходимо также проверить
исправность фибровой прокладки, резьбы накидной гайки редуктора, манометров и
наличие фильтров на входном штуцере.
Накидную
гайку на штуцер накручивают от руки и затягивают специальным ключом. Регулирующий
винт перед открытием вентиля баллона или магистрали должен быть вывернут до
полного освобождения нажимной пружины. Вентиль баллона открывают медленно,
после этого устанавливают рабочее давление при открытом запорном вентиле
горелки или резака. Установив рабочее давление, проверяют герметичность всех
соединений, для чего закрывают вентиль расхода газа и вывертывают регулирующий
винт. После установления перепада стрелка манометра рабочего давления должна
остановиться (не должно происходить наращивания давления).
При
кратковременных перерывах в работе закрывают только запорный вентиль, не
изменяя положения регулировочного винта. При регулировании давления газа
стрелки манометра не должны переходить за крайнюю черту. При любой
неисправности немедленно перекрывают вентиль баллона, выпускают из редуктора
газ и устраняют неисправность.
После
окончания работы необходимо закрыть вентиль баллона и вывернуть регулирующий
винт редуктора до освобождения нажимной пружины.
При
эксплуатации редукторов встречаются следующие основные неисправности:
воспламенение, замерзание и утечка газа.
Воспламенение
редуктора может произойти от резкого открывания вентиля баллона. При воспламенении
в первую очередь загорается эбонитовое уплотнение клапана, а затем остальные
детали. При воспламенении редуктора вен гиль баллона необходимо немедленно закрыть.
Для того чтобы избежать воспламенения редуктора, необходимо вентиль баллона
открывать плавно от руки, а также следить, чтобы на редуктор не попадали пыль и
особенно масло.
При
больших расходах газа влага, имеющаяся в баллоне, превращается в лед и
закупоривает выходные отверстия из камеры высокого давления. При этом подача
газа в сварочную горелку или резак уменьшается или прекращается совсем.
Особенно быстрое замерзание происходит при температуре окружающей среды около
0°С. Быстрее замерзают однокамерные редукторы, двухступенчатые редукторы менее
подвержены замерзанию.
Для
борьбы с замерзанием можно производить осушку кислорода до его поступления в
редуктор, для чего кислород пропускают через негашеную известь или через медный
купорос. При электроподогреве вентиль баллона закрывают специальным
устройством, внутри которого намотана спираль. Электрический ток, проходя по
спирали, нагревает помещенную внутри ее трубку н протекающий по ней кислород,
который потом поступает в редуктор. Замерзший редуктор отогревают чистой горячей
водой или паром, отогревать открытым огнем запрещается.
При
эксплуатации редуктора из-за неплотностей может возникнуть утечка газа. Газ
поступает в рабочую камеру вследствие неплотного прилегания клапана к седлу,
что приводит к повышению давления в рабочей камере и шланге, а при неисправном
предохранительном клапане может привести к разрыву мембраны. Причинами,
вызывающими утечку, могут быть попадание под клапан посторонних частиц
(стружки, окалины и пр.); неровная поверхность клапана; поломка и усадка
запорных пружин; заедание клапана в направляющих; перекос поверхности клапана.
Для
предупреждения утечки газа необходимо аккуратно обращаться с редукторами,
следить чтобы внутрь редуктора не попала пыль и грязь. Особенно опасна утечка
горючего газа, образующего в соединении с воздухом взрывоопасную смесь.
Неплотности
выявляют обмазыванием присоединительных частей редуктора мыльным раствором — в
местах утечки появляются мыльные пузырьки.
Манометры.
Для измерения избыточного давления газа применяют приборы, которые называются
манометрами. На кислородных и ацетиленовых редукторах используют пружинные
манометры. Основной частью манометра является изогнут запаянная трубка, по
которой пропускается газ. Под давлением газа трубка выпрямляется тем больше,
чем выше давление. Трубка соединяется со стрелкой, перемещение трубки
передается и стрелке. Манометры рассчитаны на определенное давление. На каждом
манометре имеется красная черта, соответствующая наибольшему допускаемому
давлению. Категорически запрещается нагружать манометры давлением, превышающим
их верхний предел измерения.
Не
разрешается пользоваться манометрами, когда отсутствует пломба или клеймо;
просрочен срок проверки; стрелка манометра при включении редуктора не возвращается
на нулевую отметку; разбито стекло или имеются другие повреждения. Манометры
проверяют не реже одного раза в год.
Манометры
присоединяют к камерам высокого н рабочего давления гаечным ключом, для
уплотнения применяют прокладки из свинца, фибры и кожи.
3.6. Газораспределительные
рампы, рукава, трубопроводы
Когда
требуется большое количество горючих газов, питание производят от газораспределительной
рампы.
Газораспределительные
рампы состоят из двух коллекторов, гибких присоединительных трубопроводов для
баллонов и рампового редуктора. Каждый коллектор имеет по запорному вентилю,
позволяя производить замену баллонов на одном коллекторе, не нарушая
непрерывной работы. Давление газа понижают рамповым редуктором для кислорода,
азота и воздуха с 150 до 3—15 кгс/см2, а для ацетилена,
пропан-бутана и других горючих газов — с 19 до 0,1 кгс/см2.
Наша
промышленность выпускает кислородные газораспределительные рампы на 2ХЮ и 2X5
баллонов, ацетиленовые—на 2X6, 2X9, 2X12 баллонов. Наряду со стационарными
применяют передвижные рампы.
Кислород
и горючие газы от газораспределительных рамп к рабочим местам подаются по
трубопроводам. Ацетиленопроводы в зависимости от рабочего давления делятся на
три группы:
низкого
давления — с давлением до 0,1 кгс/см2 включительно;
среднего
давления — от 0,1 до 1,5 кгс/см2 включительно;
высокого
давления —свыше 1,5 кгс/см2. Для ацетиленовых трубопроводов используют
стальные бесшовные трубы по ГОСТ 8732—70, соединенные сваркой. Фланцевые и
резьбовые соединения допускаются только в местах присоединения к арматуре.
Ацетиленопроводы в цехах окрашивают в белый цвет. Для ацетиленопроводов
низкого давления диаметр труб не ограничивается, среднего давления — не должен
превышать 50 мм, высокого давления — 20 мм.
В
цехах ацетиленопроводы прокладывают открыто по стенам и колоннам здания на
высоте не менее 2,2 м. При сдаче в эксплуатацию ацетиленопроводы подвергают пневматическому
и гидравлическому испытаниям. Перед пуском в эксплуатацию ацетиленопроводы
продувают ацетиленом.
Кислородопроводы
в зависимости от рабочего давления делятся на три группы:
низкого
давления — с давлением до 16 кгс/см2 включительно;
среднего
давления —от 16 до 64 кгс/см2; высокого давления — свыше 64 кгс/см2.
Кислородопроводы низкого давления изготовляют из стальных бесшовных труб
(усиленных). Кислородопроводы высокого давления изготовляют только из красно-
медных или латунных труб, на которые устанавливается только латунная или
бронзовая арматура, специально предназначенная для кислорода. Трубы для
кислородопроводов соединяют между собой сваркой, для медных труб применяют
также и пайку.
При
монтаже арматуры сальниковая набивка на кислородопроводах выполняется из
прокаленного асбестового шнура. Устанавливаемая арматура предварительно
обезжиривается и просушивается. В качестве растворителей применяют
четыреххлористый углерод, трихлорэтилен и водные моющие растворы по рецептуре
ВНИИКИМАШа. Прокладываемые кислородопроводы окрашивают в голубой цвет, перед
пуском в эксплуатацию они подвергаются пневматическому испытанию и продуваются
кислородом.
Рукава
служат для подвода газа к горелке или резаку. Рукава, применяемые при газовой
сварке и резке, должны обладать достаточной прочностью, выдерживать
определенное давление, быть гибкими и не стеснять движений сварщика.
Согласно
ГОСТ 9356—75 рукава изготовляют из вулканизированной резины с тканевыми
прокладками. Кислородные рукава имеют внутренний и наружный слой из
вулканизированной резины и несколько слоев из льняной или хлопчатобумажной
ткани.
В
зависимости от назначения резиновые рукава для газовой сварки и резки металлов
подразделяются на следующие классы:
I
—для подачи ацетилена, городского газа, пропана и бутана под давлением до 6,3
кгс/см2;
II—
для подачи жидкого топлива (бензина, уайт-спирита, керосина или их смеси) под
давлением до 6,3 кгс/см2;
III—
для подачи кислорода под давлением до 20 кгс/см2.
Внутренний
диаметр рукавов равен 6,3; 8,0; 9,0; 10,0; 12,0; 12,5; 16,0 мм. Рукава
поставляются длиной 10 и 14 м. В зависимости от назначения наружный слой рукава
окрашивают в следующие цвета: красный — рукава I класса для ацетилена,
городского газа, пропан-бутана; желтый — рукава II класса для жидкого топлива;
синий — рукава III класса для кислорода.
Рукава
предназначаются для работы при температуре от +50 до —35° С, для более низкой
температуры изготовляют рукава из морозостойкой резины, выдерживающей температуру
до —65°С. Все рукава должны иметь не менее чем трехкратный запас прочности при
разрыве гидравлическим давлением Рукава II класса должны быть бензостойкими.
Для
нормальной работы горелкой или резаком длина рукавов не должна превышать 20 м,
при использовании более длинных рукавов значительно снижается давление газа.
Для удлинения кислородных рукавов служат латунные, а ацетиленовых — стальные
ниппели, снаружи закрепляющиеся специальными хомутами. Запрещается применение
ниппелей для соединения рукавов, по которым проходит бензин или керосин, так
как горючее может просочиться в соединение. Рукава необходимо надежно крепить
на горелках, резаках, редукторах, бачках жидкого горючего. Хранятся рукава в
помещении при температуре от 0 до +25°С.
3.7. Сварочные горелки, их
назначение и устройство
Сварочная
горелка является основным инструментом газосварщика при сварке и наплавке
Сварочной горелкой называется устройство, служащее для смешивания горючего
газа или паров горючей жидкости с кислородом и получения сварочного пламени.
Каждая горелка имеет устройство, позволяющее регулировать мощность, состав и
форму сварочного пламени. Сварочные горелки согласно ГОСТ 1077—69
подразделяются следующим образом
по
способу подачи горючего газа и кислорода в смесительную камеру—инжекторные и
безынжекторные;
по
роду применяемого горючего газа — ацетиленовые, для газов-заменителей, для
жидких горючих и водородные,
по
назначению — на универсальные (сварка, резка, пайка, наплавка) и
специализированные (выполнение одной операции);
по
числу пламени — однопламенные и многопламенные,
по
мощности пламени—малой мощности (расход ацетилена 25—400 дм3/ч),
средней мощности (400— 2800 дм3/ч), большой мощности (2800 -7000 дм3/ч),
по способу применения — ручные и машинные. Сварочные горелки должны быть просты
и удобны в эксплуатации, обеспечивать безопасность в работе и устойчивое
горение сварочного пламени.
Инжекторные
горелки. Инжекторная горелка — это такая
горелка, в которой подача горючего газа в смесительную камеру осуществляется за
счет подсоса его струей кислорода, вытекающего с большой скоростью из
отверстия сопла. Этот процесс подсоса газа более низкого давления струей
кислорода, подводимого с более высоким давлением, называется инжекцией,
а горелки данного типа — инжекторными.
Для
нормальной работы инжекторных горелок необходимо, чтобы давление кислорода
было 1,5—5 кгс/см2, а давление ацетилена значительно ниже
—0,01—1,2 кгс/см2. Схема инжекторной горелки представлена на рис
29, а. Кислород из баллона под рабочим давлением через ниппель, трубку
и вентиль 5 поступает в сопло инжектора 4. Выходя из сопла
инжектора с большой скоростью, кислород создает разрежение в ацетиленовом
канале, в результате этого ацетилен, проходя через ниппель 6, трубку и
вентиль 7, подсасывается в смесительную камеру 8. В этой камере кислород,
смешиваясь с горючим газом, образует горючую смесь. Горючая смесь, выходя
через мундштук 1, поджигается и, сгорая, образует сварочное пламя. Подача газов
в горелку регулируется кислородным вентилем 5 и ацетиленовым 7,
расположенными на корпусе горелки. Сменные наконечники 2 подсоединяются
к корпусу горелки накидной гайкой.
Инжекторное
устройство (рис. 29, б) состоит из инжектора 1 и смесительной камеры
2. Для нормальной инжекции большое значение имеют правильный выбор зазора
между коническим торцом инжектора 1 и конусом смесительной камеры 2
и размеров ацетиленового 3 и кислородного 4 каналов. Нарушение работы
устройства приводит к возникновению обратных ударов пламени, снижению запаса
ацетилена в горючей смеси и др.
Устойчивое
горение пламени обеспечивается при скорости истечения горючей смеси от 50 до
170 м/с.
Нагрев
наконечника горелки уменьшает инжекцию кислорода и снижает разрежение в камере
инжектора, что уменьшает поступление ацетилена в горелку. Так как поступление
кислорода в горелку при этом остается постоянным, то уменьшается содержание
ацетилена в газовой смеси и, следовательно, усиливается окислительное действие
сварочного пламени. Для восстановления нормального состава сварочного пламени
сварщик, но мере нагревания наконечника горелки, должен увеличивать
поступление ацетилена в горелку, открывая ацетиленовый вентиль горелки.
При
засорении мундштука горелки увеличивается давление горючей смеси в смесительной
камере, горючая смесь обогащается кислородом, что ведет к усилению
окислительного действия сварочного пламени.
Диаметр
канала инжектора можно определить следующим расчетом:
,
где
— диаметр канала
инжектора, мм; VK — расход кислорода, м3/ч; Р — давление
кислорода, кгс/см2.
Недостатком
инжекторной горелки является непостоянство состава горючей смеси, преимущество
ее в том, что она работает на горючем газе как среднего, так и низкого
давления.
Безынжекторные
горелки. Безынжекторная горелка — это такая горелка, в которой горючий газ и
подогревающий кислород подаются примерно под одинаковым давлением 0.5—1,0
кгс/см2. В них отсутствует инжектор, который заменен простым
смесительным соплом, ввертываемым в трубку наконечника горелки. Схема
безынжекторной горелки приведена на рис. 30. Кислород по резиновому рукав через
ниппель 4, регулировочный вентиль 3 и специальные дозирующие каналы
поступает в смеситель горелки. Аналогично через ниппель 5
и вентиль б поступает в смеситель и ацетилен. Из смесительной камеры горючая
смесь, проходя по трубке наконечника 2,
выходит
из мундштука 1 и, сгорая, образует сварочное пламя. Для образования
нормального сварочного пламени горючая смесь должна вытекать из канала мундштука
горелки с определенной скоростью. Эта скорость должна быть равна скорости горения.
Если скорость истечения больше скорости горения, то пламя отрывается от
мундштука и гаснет. Когда скорость истечения газовой смеси меньше скорости
горения, горючая смесь загорается внутри наконечника. Следовательно, безынжекторные
горелки менее универсальны, так как работают только на горючем среднего
давления. Для нормальной работы безынжекторных горелок сварочный пост дополнительно
снабжают регулятором равного давления, автоматически обеспечивающим равенство
рабочих давлений кислорода и ацетилена.
Безынжекторная
горелка ГС-1 (рис. 31) предназначена для сварки металла толщиной от 0,05 до 0,6
мм. Кислород и горючий газ поступают в наконечник 1 через специальные
дозирующие каналы 2 под разным давлением. Для точного регулирования
давления газов у вентилей горелки предусмотрены игольчатые шпиндели 5 с
усеченным конусом.
Сварочные
универсальные однопламенные горелки «Звезда» и ГС-3 (рис. 32) относятся к
инжекторному типу. Горелки предназначены для ручной ацетилено- кислородной
сварки, пайки, наплавки, подогрева и других видов газопламенной обработки металлов.
Горелками можно сваривать металл толщиной от 0,5 до 30 мм. Горелки имеют семь
сменных наконечников от Na
1 до № 7, присоединяемых к стволу горелки накидной гайкой. Горелки работают
как все инжекторные горелки, описанные выше.
К
горелке присоединяются кислородный (III класс) и ацетиленовый (I класс)
рукава внутренним диаметром 9 мм. Кислородный рукав присоединяют ниппелем и
гайкой к штуцеру, имеющему правую резьбу, а ацетиленовый — к штуцеру,
имеющему левую резьбу. На штуцере с ацетиленовой резьбой имеются
соответствующие метки.
Перед
присоединением ацетиленового рукава необходимо проверить наличие разряжения
(подсоса) в ацетиленовом канале горелки. Нормальное пламя устанавливается при
неполном открывании вентиля горелки и имеет ядро ярко очерченной правильной
формы. В случае неправильной формы ядра необходимо прочистить и продуть
выходной канал мундштука. Прочищать мундштуки можно только медной или
алюминиевой (а не стальной) иглой. По мере нагрева мундштука горелки
периодически необходимо производить регулировку пламени, не прекращая работы.
Также необходимо очищать мундштуки от нагара и брызг. Прилипшие к мундштуку
металлические брызги можно снимать мелкой наждачной шкуркой или мелким личным
напильником.
-В
настоящее время для сварки металла малых толщин применяют одноплеменные
горелки малой мощности ГС-2 и «Звездочка», относящиеся к инжекторному типу.
Конструкции горелок «Звездочка» и ГС-2 аналогичны горелкам «Звезда» и ГС-3,
отличаются эти горелки только габаритными размерами и размерами
присоединительных штуцеров.
Горелки
ГС-2 и «Звездочка» выпускают в комплекте с четырьмя наконечниками № О, I, 2, 3.
Они снабжаются игольчатыми ацетиленовыми и кислородными вентилями, которые
обеспечивают точную регулировку газов. Для подсоединения горелок используются
рукава с внутренним диаметром 6,3 мм.
Горелка
ГС-4 (рис. 33) отличается от других инжекторных горелок тем, что у нее узел
инжекции 3 и смесительная камера 2 расположены непосредственно около
мундштука 1. Наконечник горелки 4 состоит из двух концентрично
расположенных трубок, которые вставляются одна в другую. Горючий газ подается
по
внутренней
трубке, кислород — между наружной и внутренней. Этим предотвращается нагревание
горючего газа отраженным теплом пламени горелки и уменьшается возможность
образования обратных ударов и хлопков.
Горелка
ГС-4 работает устойчивее по сравнению с другими инжекторными горелками.
Недостатком горелки является ее малая длина и нечеткое очертание ядра пламени.
Горелка комплектуется двумя сменными наконечниками № 8 и № 9.
Горелка
ГЗУ-2-62 предназначена для газовой сварки стали, чугуна, цветных металлов и
сплавов, а также пайки и наплавки. Горелка работает на газах-заменителях
ацетилена — пропан-бутане, метане, природном и городском газах среднего и
низкого давления.
Горелка
создана на базе ацетилено-кислородной горелки «Звезда».
Горелка
ГЗМ-2-62 М разработана на базе горелки «Малютки» и предназначена для сварки
малых толщин металла. Горелка ГЗМ-2-62 М комплектуется четырьмя сменными
наконечниками № 0, 1, 2 и 3 с односопловыми мундштуками.
Керосино-кислородная
горелка ГКР-67 (рис. 34) работает по принципу распыления керосина кислородом
и
последующего испарения его во внутренней части мундштука. Горелка ГКР-67
предназначена для сварки, наплавки и пайки черных и цветных металлов. Горелка
комплектуется тремя сменными одноплеменными и двумя сетчатыми мундштуками. Для
подачи керосина служит бачок БГ-63 вместимостью 5,5 дм3. Расход
керосина составляет 0,3—0,4 кг/ч.
В
горелке жидкое горючее распыляется кислородом и испаряется в мундштуке и в
выходных каналах сопел в результате нагрева мундштука теплом пламени.
Горелка
состоит из корпуса и головки. Керосин из бачка БГ-63 поступает в ствольную
трубку и далее в центральный канал распылителя. Выходя из боковых каналов
распылителя, кислород разбивает струю керосина, направляя распыленную смесь во
внутреннюю полость мундштука. Чем глубже рассверлены отверстия для пламени,
тем сильнее нагревается мундштук. При использовании керосина отверстия
сверлятся на большую глубину, а бензина — на меньшую, так как бензин
испаряется при более низкой температуре, чем керосин. Для зажигания пламени
горелки открывают сначала вентиль кислорода, а затем вентиль горючего.
Горелка
ГВП-4 (рис.35) предназначена для пайки деталей. Горелка изготовляется на базе
ацетилено-кислородной
горелки
«Звезда» и отличается от нее увеличенными сечениями в инжекторах и
смесительных камерах, а также установкой на сменных наконечниках стабилизаторов
вместо мундштуков. Горелка комплектуется двумя сменными наконечниками. При
истечении горючей смеси из трубки наконечника в стабилизатор давление потока падает,
что создает инжекцию воздуха из атмосферы через боковые отверстия
стабилизатора, благодаря чему уменьшается количество воздуха, подаваемого из
компрессора. Давление воздуха компрессора составляет 1—5 кгс/см2.
Максимальная температура пламени 1600° С.
3.8. Правила обращения с
горелками
Сварочные
горелки работают на ацетилене и газах-заменителях ацетилена, которые образуют
взрывоопасные смеси с кислородом и воздухом, поэтому при обращении со
сварочными горелками необходимо соблюдать все правила обращения с ними. Не
допускается эксплуатация неисправных горелок, так как это может привести к
взрывам и пожарам, а также ожогам газосварщика.
Исправная
горелка дает нормальное и устойчивое сварочное пламя. Если горение неровное,
пламя гаснет или отрывается от мундштука и происходят обратные удары;
необходимо отрегулировать и проверить все узлы горелки.
Перед
проверкой горелки необходимо ознакомиться с инструкцией по ее эксплуатации.
Для
проверки инжектора горелки к кислородному, ниппелю подсоединяют рукав от
кислородного редуктора, а к корпусу горелки — наконечник. Накидную гайку
наконечника затягивают ключом, открывают ацетиленовый вентиль и кислородным
редуктором устанавливают необходимое давление кислорода, соответственно номеру
наконечника. Пускают кислород в горелку, открывая кислородный вентиль.
Кислород, проходя через инжектор, создает разрежение в ацетиленовых каналах
горелки и ацетиленовом ниппеле, которое можно обнаружить, приставляя палец
руки к ацетиленовому ниппелю. При наличии разрежения палец будет
присасываться к ниппелю. При отсутствии разрежения необходимо закрыть
кислородный вентиль, отвернуть наконечник, вывернуть инжектор и проверить, не
засорено ли его отверстие. При засорении необходимо его прочистить, при этом
надо проверить также отверстия смесительной камеры и мундштука. Убедившись в
их исправности, повторяют испытание на подсос (разрежение).
Величина
подсоса зависит от зазора между концом инжектора и входом в смесительную
камеру. Если зазор мал, то разрежение в ацетиленовых каналах будет недостаточным,
в этом случае следует несколько вывернуть инжектор из смесительной камеры.
Засоренные
каналы мундштука, смесительной камеры и ацетиленовой трубки прочищают медной
или алюминиевой иглой.
Если
горелка исправна, перекрывают вентили горелки и подсоединяют ацетиленовый
рукав, закрепляя его на ниппеле специальным хомутиком. Устанавливают необходимое
рабочее давление на кислородном и ацетиленовом редукторе. Вначале немного
открывают кислородный вентиль горелки, создавая тем самым разрежение в ацетиленовых каналах. Затем открывают
ацетиленовый вентиль и зажигают горючую смесь. Пламя регулируют ацетиленовым
вентилем при полностью открытом кислородном. Если при зажигании пламени
возникает хлопок, необходимо проверить, хорошо ли затянута накидная гайка
наконечника, достаточно ли давление кислорода и нет ли препятствий для
прохождения ацетилена в горелку. При хлопках необходимо сначала перекрыть
ацетиленовый, а потом кислородный вентили. Хлопки могут наблюдаться и у
исправных горелок после продолжительной работы при сильном нагреве мундштука
горелки. В этом случае горелку необходимо погасить и охладить ее водой.
Следует помнить, что отверстие мундштука разрабатывается при частой прочистке
его иглой (особенно стальной), а также при обгорании его в процессе сварки.
При чрезмерной разработке мундштук следует заменить.
ГЛАВА
4. СВАРОЧНОЕ ПЛАМЯ
4.1. Виды сварочного пламени
Сварочное
пламя образуется при сгорании горючего газа или паров горючей жидкости в
кислороде. Пламя нагревает и расплавляет основной и присадочный металл в месте
сварки. Наибольшее применение при газовой сварке нашло кислородно-ацетиленовое
пламя, так как
оно
имеет высокую температуру (3150° С) и обеспечивает концентрированный нагрев.
Однако в связи с дефицитностью ацетилена в настоящее время получили широкое
распространение (особенно при резке металлов) газы-заменители ацетилена —
пропан-бутан, метан, природный и городской газы, водород.
От
состава горючей смеси, т. е. от соотношения кислорода и горючего газа,
зависит внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на
расплавленный металл. Изменяя состав горючей смеси, сварщик тем самым
изменяет основные параметры сварочного пламени.
Для
получения нормального пламени отношение кислорода к горючему газу должно
быть для ацетилена 1,1—1,2, природного газа 1,5—1,6, пропана — 3,5.
Все
горючие газы, содержащие углеводороды, образуют сварочное пламя, которое
имеет три ярко различимые зоны: ядро, восстановительную зону и факел (рис.
36). Водородное пламя ярко различимых зон не имеет, что затрудняет его
регулировку по внешнему виду.
При
зажигании газовой струи, вытекающей из сопла, пламя перемещается по направлению
движения струи газовой смеси. Скорость истечения для каждого газа подбирается
такой, чтобы пламя не проникало внутрь сопла горелки и не отрывалось от него.
Газ в струе должен прогреваться до температуры воспламенения, ацетилен
воспламеняется при температуре 450—500° С, а газы-заменители — 550—650° С.
Поэтому ядро пламени при сгорании газов-заменителей длиннее, чем при сгорании
ацетилена.
Процесс
сгорания ацетилена в кислороде можно условно разделить на две стадии. Сначала
под влиянием нагрева происходит распад ацетилена на элементы:
С,Н2
= 2С -Н Н3
Затем
происходит первая стадия сгорания ацетилена за счет кислорода смеси по реакции:
2С
+ Н2 —f 02 =
2СО + Н2
Вторая
стадия горения протекает за счет кислорода воздуха:
2СО
+ Н2 -М ,503 = 2С02 + Н20
Процесс
горения горючего газа в кислороде экзотермичен, т. е. идет с выделением тепла.
В
зависимости от соотношения между кислородом и ацетиленом получают три основных
вида сварочного пламени: нормальное, окислительное и науглероживающее.
Нормальное пламя (рис. 36,6) теоретически получают тогда, когда в
горелку на один объем кислорода поступает один объем ацетилена. Практически
кислорода в горелку подают несколько больше — от 1,1 до 1,3 от объема
ацетилена. Нормальное пламя характеризуется отсутствием свободного кислорода и
углерода в его восстановительной зоне. Кислорода в горелку подается немного
больше из-за небольшой его загрязненности и расхода на сгорание водорода. В
нормальном пламени ярко выражены все три зоны.
Ядро
имеет резко очерченную форму (близкую к форме цилиндра), плавно закругляющуюся
в конце, с ярко светящейся оболочкой. Оболочка состоит из раскаленных частиц
углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки. Размеры ядра зависят от
состава горючей смеси, ее расхода и скорости истечения. Диаметр канала
мундштука горелки определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения газовой
смеси — его длину.
Площадь
поперечного сечения канала мундштука горелки прямо пропорциональна толщине
свариваемого металла. Сварочное пламя не должно быть слишком «мягким» или
«жестким». Мягкое пламя склонно к обратным ударам и хлопкам, жесткое —
способно выдувать расплавленный металл из сварочной ванны. При увеличении
давления кислорода скорость истечения горючей смеси увеличивается и ядро
сварочного пламени удлиняется, при уменьшении скорости истечения — ядро укорачивается.
С увеличением номера мундштука размеры ядра увеличиваются. Температура ядра
достигает 1000° С.
пламени
(мм) для различных номеров мундштуков, соответствующие им диаметры канала
сопла (мм) и расход ацетилена, дм3/ч.
Восстановительная
(средняя) зона располагается за ядром и по своему более темному цвету заметно
отличается от него. Длина ее зависит от номера мундштука и достигает 20 мм.
Зона состоит из продуктов неполного сгорания ацетилена — окиси углерода и водорода.
Она называется восстановительной, так как окись углерода и водорода раскисляют
расплавленный металл, отнимая кислород от его окислов. Если в процессе сварки
расплавленный металл сварочной ванны находится в средней зоне, то сварочный шов
получается без пор, газовых и шлаковых включении. Этой зоной пламени и
производится сварка. Восстановительная зона имеет наиболее высокую температуру
(3150°С) в точке, отстоящей на 3—6 мм от конца ядра Схема нормальною
ацетилено-кислородного пламени и график распределения температур по его длине,
а также состав пламени по зонам представлены на рис 37.
Зона
полного сгорания (факел) располагается за восстановительной зоной. Она состоит
из углекислого газа, паров воды и азота, которые образуются в пламени при
сгорании окиси углерода и водорода восстановительной зоны за счет кислорода
окружающего воздуха. Температура этой зоны значительно ниже, чем температура
восстановительной, и колеблется от 1200 до 2500° С
Окислительное
пламя (рис. 36, а) получается при избытке
кислорода, при подаче в горелку на один объем ацетилена более 1,3 объема
кислорода. При этом ядро приобретает конусообразную форму, значительно сокращается
по длине, становится с менее резкими очертаниями и приобретает более бледную
окраску. Сокращается по длине также восстановительная зона и факел. Все пламя
приобретает синевато-фиолетовую окраску. Пламя горит с шумом, уровень которого
зависит от давления кислорода Температура окислительного пламени выше
нормального, однако сваривать стали таким пламенем нельзя из-за наличия в
пламени избытка кислорода. Избыток кислорода приводит к окислению металла шва,
шов получается пористым и хрупким. Окислительное пламя можно применять при
сварке латуни и панке твердыми припоями
Науглероживающее
пламя (рис 36,в) получается при избытке
ацетилена, когда в горелку на один объем ацетилена подается 0,95 и менее объема
кислорода. Ядро такого пламени теряет резкость своего очертания, на конце его
появляется зеленый венчик, по которому судят об избытке ацетилена.
Восстановительная зона значительно светлее и почти сливается с ядром, а факел
приобретает желтоватую окраску. При большом избытке ацетилена пламя начинает
коптить, так как в нем ощущается недостаток кислорода, необходимого для
полного сгорания ацетилена. Находящийся в пламени избыточный углерод легко
поглощается расплавленным металлом и ухудшает качество металла шва.
Температура науглероживающего пламени ниже, чем нормального и
окислительного.
Уменьшая подачу ацетилена в горелку до полного исчезновения зеленого венчика на
конце ядра, ацетиленовое пламя превращается в нормальное. Слегка
науглероживающее пламя применяют для сварки чугуна и при наплавке твердыми
сплавами.
Характер
сварочного пламени сварщик определяет на глаз по форме и окраске пламени. При
регулировании пламени необходимо обращать внимание на правильность подбора
расхода горючего газа и кислорода.
Вытекающая
из мундштука горючая смесь оказывает механическое воздействие на расплавленный
металл сварочной ванны и формирует валик шва. Жидкий металл отжимается к краям
ванны. Характер формообразования металла зависит от угла наклона мундштука горелки
к поверхности свариваемого металла (рис. 38,а,б).
Давление
газов оказывает влияние на жидкий металл, перемещая его к задней стенке
сварочной ванны, образуя чешуйки шва (рис. 38,в).
При
большом давлении кислорода горючая смесь вытекает из мундштука с
большой скоростью, пламя становится «жестким» и выдувает расплавленный металл
из сварочной ванны, затрудняя тем самым сварку.
Качество
наплавленного металла и прочность сварного шва зависят от состава пламени,
поэтому во время сварки сварщик должен следить за его характером, регулировать
ею состав в течение всего процесса сварки. Характер пламени подбирают в
зависимости от свариваемого металла и его свойств. Для сварки сталей
требуется нормальное пламя, для сварки чугуна, наплавки твердых сплавов —
науглероживающее, для сварки латуни — окислительное пламя.
ГЛАВА 5. АППАРАТУРА
ДЛЯ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ
5.1. Основные условия резки металлов
Кислородной
резке подвергаются только те металлы и сплавы, которые удовлетворяют следующим
основным условиям
1 Температура
воспламенения металла в кислороде должна быть ниже температуры его плавления.
Лучше всех металлов и сплавов этому требованию удовлетворяют низкоуглеродистые
стали, температура воспламенения которых в кислороде — около 1300° С, а
температура плавления — около 1500° С. Увеличение содержания углерода в стали
сопровождается повышением температуры воспламенения в кислороде с понижением
температуры плавления Поэтому с увеличением содержания углерода кислородная
резка сталей ухудшается.
2 Температура
плавления окислов металлов, образующихся при резке, должна быть ниже
температуры плавления самого металла, в противном случае тугоплавкие окислы не
будут выдуваться струей режущего кислорода, что нарушит нормальный процесс
резки. Этому условию не удовлетворяют высокохромистые стати и алюминий. При
резке высокохромистых сталей образуются тугоплавкие окислы с температурой
плавления 2000° С, а при резке алюминия — окисел с температурой плавления около
2050° С. Кислородная резка их невозможна без применения специальных флюсов.
3. Количество
тепла, которое выделяется при сгорании металла в кислороде, должно быть
достаточно большим, чтобы поддерживать непрерывный процесс резки. При резке
стали около 70% тепла выделяется при сгорании металла в кислороде и только 30%
общего тепла поступает от подогревающего пламени резака.
4.
Образующиеся при резке шлаки должны быть жидкотекучими и легко выдуваться из
места реза.
5. Теплопроводность металлов и сплавов не
должна быть слишком высокой, так как тепло, сообщаемое подогревающим пламенем
и нагретым шлаком, будет интенсивно отводиться от места реза, вследствие чего
процесс резки будет неустойчивым и в любой момент может прерваться.
При
резке стали сгорание железа в кислороде протекает по реакциям:
Fe + 0,502 = FeO
+ 64,3 ккал/кг
Fe + 1,50-2 = Fe203
+ 198,5 ккал/кг
Fe + 202 = Fe304
+ 266,9 ккал/кг
Из
уравнений следует, что на сгорание 1 кг железа расходуется 0,38 кг или 0,27 дм3
кислорода, или на 1 см3 железа расходуется 2,1 дм3
кислорода. Действительный расход кислорода при резке выше, так как от 30 до 50%
кислорода режущей струи тратится на удаление шлака из реза.
В
момент начала газовой резки подогрев осуществляется только подогревающим
пламенем. Кроме этого, подогревающее пламя на всем протяжении реза подогревает
переднюю верхнюю кромку разрезаемого металла впереди струи режущего кислорода
до температуры воспламенения, обеспечивая тем самым непрерывность процесса
резки. Мощность подогревающего пламени зависит от толщины и химического состава
разрезаемого металла и сплава. Мощность подогревающего ацетилено-кислородного
пламени для низкоуглеродистой стали в зависимости от ее толщины составляет:
Чем
меньше толщина разрезаемой стали, тем большую роль играет подогревающее пламя.
При резке сталей толщиной до 5 мм 80% общего количества тепла составляет
тепло подогревающего пламени. С увеличением толщины разрезаемого металла роль
подогревающего пламени в передаче тепла снижается. При резке сталей толщиной 25
мм подогревающее пламя передает металлу 29%, остальное тепло получается за
счет реакций окисления железа. Максимальная температура пламени находится на
расстоянии 2—3 мм от конца ядра, поэтому для наиболее эффективного нагрева
расстояние от конца ядра до поверхности разрезаемого металла должно составлять
2—3 мм Подогревающее пламя надо регулировать на несколько повышенное
содержание кислорода, так как слегка окислительное пламя обеспечивает интенсивный
нагрев и улучшает качество реза.
Сжигание
металла и удаление продуктов сгорания из реза осуществляется струей режущего
кислорода. Количество кислорода, проходящего через сопло мундштука, зависит от
конструкции сопла, давления кислорода и скорости истечения струи. При газовой
резке требуется определенное количество кислорода. Недостаток его приводит к
неполному сгоранию железа и неполному удалению окислов, а избыток кислорода
охлаждает металл. Количество кислорода, необходимое для полного окисления
разрезаемого металла, определяется количеством сжигаемого металла и средним
расходом на его сжигание
Струя
режущего кислорода должна вызывать непрерывное окисление по всей толщине
разрезаемого металла, поэтому скорость перемещения резака должна соответствовать
скорости окисления металла по всей толщине. Скорость окисления зависит от
скорости истечения кислородной струи. Струя режущего кислорода должна
обеспечивать равномерную ширину реза по всей толщине разрезаемого металла.
Расход кислорода на выдувание образующихся в результате резки окислов из узкого
реза должен быть большим, чем из широкого. Это происходит из-за того, что при
узком резе происходит большая сцепляемость образующихся в процессе резки шлаков
с кромками, а при увеличении ширины реза удаляемость шлаков облегчается.
Характеристика
режущей струи кислорода зависит от формы (профиля) каналов сопла мундштука и их
размеров, давления кислорода перед соплом, расхода кислорода в единицу
времени, давления внутри сопла и скорости истечения.
При
толщине разрезаемого металла от 10 до 350 мм наиболее широкое распространение
получили сопла со ступенчатым расширением на выходе (рис. 51, а). Эти
сопла применяются при давлении кислорода от 3 до 12 кгс/см2. При
давлении режущего кислорода на входе в сопло до 3 кгс/см2 применяется
простое цилиндрическое сопло без расширения на выходе (рис. 51,6). Эти сопла
нашли применение при резке металла толщиной до 10 мм и свыше 350 мм. Наименьшие
потери давления режущего кислорода обеспечивают мундштуки, сопла которых имеют
коническое расширение на выходе (рис. 51, в).
Большое
влияние на процесс кислородной резки оказывает давление кислорода, которое
выбирают в зависимости от толщины разрезаемого металла и конструкции сопла.
На
качество разрезаемых кромок большое влияние оказывает чистота режущего
кислорода. От чистоты кислорода зависит его удельный расход и производительность
резки. В техническом кислороде содержится от 0,2 до 2% азота, аргона и других
примесей. С понижением чистоты кислорода интенсивность окисления железа
замедляется, продолжительность резки и расход кислорода возрастают. Для
компенсации пониженной чистоты кислорода приходится увеличивать его расход или
уменьшать скорость резки. При понижении чистоты кислорода на 1% удельный
расход кислорода возрастает на 25— 30%, а продолжительность резки — на 10—15%.
Чистота кислорода влияет и на качество разрезаемых кромок.
При
кислородной резке наиболее хорошие результаты можно получить при чистоте
кислорода 99,7%.
5.2. Резаки для ручной резки
Резаки
служат для смешения горючего газа с кислородом, образования подогревающего
пламени и подачи к разрезаемому металлу струи режущего кислорода.
Ручные
резаки для газовой резки классифицируются по следующим признакам
по
роду горючего газа, на котором они работают — для ацетилена, газов-заменителей,
жидких горючих;
по
принципу смешения горючего газа и кислорода — на инжекторные и безынжекторные;
по
назначению — на универсальные и специальные, по виду резки — для
разделительной, поверхностной, кислородно-флюсовой, копьевой.
В
настоящее время широкое применение получили универсальные резаки. К
универсальным резакам предъявляются следующие основные требования: возможность
резки стали толщиной от 3 до 300 мм и в любом направлении; устойчивость против
обратных ударов; малая масса и удобство в обращении.
Как
и сварочные горелки, резаки имеют инжекторное устройство, обеспечивающее
нормальную работу при любом давлении горючего газа. Инжекторный резак отличается
от инжекторной горелки тем, что имеет отдельный канал для подачи режущего
кислорода и специальную головку, которая представляет собой два сменных
мундштука — внутренний и наружный.
Ацетилено-кислородный
инжекторный резак (рис.52) состоит из двух основных частей — ствола и наконечника.
Ствол состоит из рукоятки 7 с ниппелями 5 и 6 для
присоединения кислородного и ацетиленового рукавов, корпуса 8 с
регулировочными кислородным 4 и ацетиленовым 9 вентилями,
инжектора 10, смесительной камеры 12, трубки 13, головки
резака 1 с внутренним мундштуком 14 и наружным 15, трубки
режущего кислорода 2 с вентилем 3. Ствол присоединяется к корпусу
8 накидной гайкой 11.
Кислород
из баллона поступает в резак через ниппель 5 ив корпусе разветвляется по двум
каналам. Часть газа, проходя через вентиль 4, направляется в инжектор
10. Выходя из инжектора с большой скоростью, струя кислорода создает
разрежение и подсасывает ацетилен, образующий с кислородом в камере 12
горючую смесь, которая проходя через зазор между наружными и внутренними
мундштуками, сгорает, образуя подогревающее пламя.
Другая
часть кислорода через вентиль 3 поступает в трубку 2 и, выходя через
центральный канал внутреннего мундштука 14, образует струю режущего
кислорода.
Основной
деталью резака является мундштук, который в процессе резки быстро
изнашивается. Для получения качественного реза необходимо иметь правильные
размеры и необходимую чистоту каналов мундштука. Мундштуки, которые используются
в резаках, разделяются на две группы. К первой группе относятся цельные
неразборные мундштуки (рис. 53, а).
Ко
второй группе относятся составные мундштуки, состоящие из двух самостоятельных
мундштуков. Такие мундштуки имеют кольцевую щель для выхода горючей смеси (рис.
53, б). Горючая смесь поступает по кольцевому зазору между внутренним и
наружным мундштуками. По центральному каналу внутреннего мундштука подается
режущий кислород.
Конструкции
многосопловых составных мундштуков изображены на рис. 53, в, г.
Составные резаки с кольцевой щелью легче изготовлять и заменять.
Универсальный
ацетилено-кислородный резак инжекторного типа «Пламя-62» (рис. 54) предназначен
для ручной разделительной резки стали кислородной струей с использованием
подогревающего пламени. Он обеспечивает резку углеродистых в низколегированных
сталей-толщиной от 3 до 300 мм.
Резак
укомплектовывается тележкой и циркулем, которые облегчают выполнение резки,
так как в этом случае нет необходимости держать резак на весу. Резак изготовляется
с двумя наружными мундштуками № 1 и 2 и пятью внутренними мундштуками № 1, 2,
3, 4 и 5. Тележка
позволяет
поддерживать постоянным расстояние между мундштуками и поверхностью металла.
Для вырезки круглых отверстий и дисков диаметром до 800 мм служит циркульное
устройство.
Перед
началом работы резака необходимо подобрать мундштуки в соответствии с толщиной
разрезаемого металла, а перед присоединением ацетиленового рукава—проверить
инжекцию. Мундштуки прочищают алюминиевой или медной иглой. При необходимости
погасить пламя в первую очередь закрывают ацетиленовый вентиль, а затем
кислородный.
Резак
«Факел» (рис. 55) инжекторного типа предназначен для ручной разделительной
резки стали с использованием горючей смеси ацетилена и кислорода, которая,
сгорая, образует подогревающее пламя. Он обеспечивает резку углеродистых и
низколегированных сталей толщиной от 3 до 300 мм.
Резак
изготовляется с пятью внутренними мундштуками н двумя наружными и комплектуется
циркульным устройством и тележкой. Масса резака—1,78 кг. Резак необходимо
содержать в чистоте, прилипшие к мундштуку металлические брызги необходимо
снимать наждачной шкуркой или мелким напильником. Резаку «Факел» присвоен
государственный знак качества.
Резак
универсальный РУА-70 предназначен для ручной разделительной резки стали с
использованием в качестве горючего газа ацетилена. Резак является резаком
инжекторного типа и отличается от других резаков тем, что узел инжекции резака
находится в головке (рис. 56).
Резак
состоит из головки с инжектором и мундштуком, корпуса и рукоятки. На рукоятке
3 имеются ниппели 1 и 2 для подачи ацетилена и кислорода. Кислород,
проходя через ниппель в корпус 4, распределяется на два канала, через вентиль
6 он подается в головку резака 7, а через вентиль 5 — в инжектор 8,
а из него в смесительную камеру 9. Выходящий из инжектора кислород
создает разряжение, что обеспечивает подсос ацетилена в смесительную камеру.
Горючая смесь ацетилена и кислорода подается в кольцевой зазор, образованный
внутренним мундштуком 10 и наружным 11. Резак оснащается
тележкой, которая обеспечивает постоянный зазор между головкой резака и
металлом.
Универсальные
резаки инжекторного типа «Ракета I» и «Ракета II» (рис. 57) предназначены для
ручной разделительной кислородной резки низкоуглеродистых сталей толщиной от 3
до 300 мм. Резак «Ракета I» работает на ацетилене, резак «Ракета II» — на
газах-заменителях ацетилена.
У
резаков «Ракета I и «Ракета II»
узел инжекции находится не в корпусе, а в головке резака. Резаки состоят из
ниппелей для присоединения шлангов горючего газа и кислорода. Кислородный рукав
присоединяется к штуцеру, имеющему правую резьбу, а рукав горючего газа — к
штуцеру, имеющему левую резьбу. Перед присоединением ацетиленового шланга
проверяют подсос.
Резаки
комплектуются тележкой и циркульным устройством.
Техническая
характеристика резаков «Ракета I» и «Ракета II» приведена в табл. 16
Резаки
для газов-заменителей ацетилена (пропан-бутана, метана, природного и городского
газа) имеют такое же устройство, как и ацетилено-кислородные резаки. Их
отличие заключается в том, что они имеют большие проходные каналы для горючего
газа в инжекторе, смесительной камере и мундштуках. Увеличение
сечения проходных каналов обеспечивает необходимый расход горючею газа для
получения соответствующей мощности подогревающего пламени. Для резки на
газах-заменителях ацетилена применяют следующие марки резаков: РЗР-62, «Ракета
II» и РЗР-2, «Маяк-Н».
Схема
резаков «Маяк-I» и «Маяк-II»
аналогична резаку «Факел», описанному выше. Техническая характеристика ручных
резаков «Маяк-I» и «Маяк-II»
приведена в табл. 17.
Ручной
резак РЗР-2 предназначен для ручной кислородной резки сталей больших толщин.
Резак относится к резакам с внутрисопловым смешением горючего газа и
подогревающего кислорода. Резак имеет раздельную подачу рабочих газов. Для
подогревающего пламени в качестве горючего газа используется технический
пропан.
Питание
резака кислородом и пропаном возможно от рампы или от цехового трубопровода.
Давление кислорода в трубопроводе должно быть не ниже 10 кгс/см2,
пропана — не ниже 2 кгс/см2. К головке резака накидной гайкой
присоединяются наружный и внутренний мундштуки. Подача горючего газа, режущего
и подогревающего кислорода регулируется вентилями. Давление режущего
кислорода контролируется манометром. Для поддержания постоянного расстояния
между торцом мундштука и поверхностью разрезаемого металла резак комплектуется
двухколесной тележкой, а для резки в труднодоступных местах — одноколесной
тележкой. Ролики тележки изготовлены из жаростойкой стали и защищены щитками
от попадания брызг и шлака. Техническая характеристика резака приведена в
табл. 18.
5.3.
Керосинорезы
Для
кислородной резки низкоуглеродистых сталей с использованием в качестве горючего
керосина применяются керосинорезы двух типов — с испарением и распылением
горючего.
Керосинорез,
работающий по принципу испарения горючего, имеет испарительную камеру с
асбестовой набивкой. В камеру поступает керосин, для испарения которого камера
подогревается дополнительным пламенем.
Керосинорезы,
работающие по принципу распыления, имеют специальное распылительное
устройство, проходя через которое жидкое горючее распыляется, в распыленном виде
поступает в мундштук и там испаряется.
Керосинорез
состоит из двух основных частей: бачка для горючего и резака. Бачок для
горючего устанавливается на расстоянии не менее 5 м от баллона с кислородом и
не более 3 м от рабочего места резчика. Бачок для жидкого горючего предназначен
для подачи под давлением керосина или бензина в специальный резак или горелку,
которые работают на жидком горючем. Для питания керосинорезов в настоящее время
применяются бачки двух типов: БГ-63 и БГ-68.
Бачок
для жидкого горючего представляет собой сварной цилиндрический сосуд с
сферическим днищем и сферической крышкой. Бачок БГ-68 (рис 58) состоит из
корпуса 5, воздушного насоса 1, запорного вентиля с маховичком
4, штуцера для заливки горючего 8, спускной пробки и штуцера 7 для
присоединения шланга, по которому горючее из бачка попадает в горелку или
резак, душки 3 и кольца 6.
Горючее
для подачи в горелку или резак вытесняется из бачка воздухом под
давлением до 3 кгс/см2. Давление создается ручным воздушным насосом.
Воздух из насоса по трубке, припаянной к корпусу клапана, поступает в
пространство над горючей жидкостью. Бачок заполняют горючей жидкостью на
1/3 полезной емкости бачка через штуцер 8 для заливки
горючей жидкости. Штуцер вваривается в верхнюю сферическую крышку. При
отборе горючего давление в бачке будет падать, поэтому необходимо периодически
подкачивать воздух ручным воздушным насосом 1. Давление в бачке
контролируется манометром 2. Масса бачка БГ-68—4,0 кг.
Перед
заливкой горючей жидкости в бачок необходимо убедиться в его чистоте,
проверить исправность манометра и ручного воздушного насоса. При заливке горючее
фильтруется через войлок, который укладывается в воронку; горючей жидкости
наливается не больше 5,5 дм3. Воздушным насосом поднимается рабочее
давление до 3 кгс/см2. При подаче горючей жидкости необходимо открыть
вентиль для подачи горючего из бачка и вентиль горючей жидкости на резаке или
горелке до тех пор, пока горючая жидкость не пойдет через мундштук. Бачок
эксплуатируется только в вертикальном положении.
Схема
работы резака с испарителем представлена на рис. 59. Керосин из бачка по шлангу
через ниппель, трубку 8 и вентиль 7 поступает в асбестовую набивку испарителя
11. Кислород через вентиль 9, проходя инжектор 4, поступает в
головку резака <3. В головке 3 кислород смешивается с парами керосина,
образуя горючую смесь. Испаритель 11 нагревается пламенем вспомогательного
мундштука 12. Образовавшаяся горючая смесь в смесительной камере головки
выходит наружу через кольцевой зазор между мундштуком 1 и 2, образуя
подогревающее пламя. Состав подогревающего пламени и его мощность регулируют
вентилем 9 и маховичком 10, который изменяет положение инжектора
в смесительной камере. Режущий кислород проходит через вентиль 6 и по
трубке 5 направляется в центральный канал мундштука 1. В рукоятке
размещены трубки для подвода керосина и кислорода.
Керосино-кислородный
резак РК-62 предназначен для резки низкоуглеродистой стали толщиной до 200 мм.
Основной частью резака РК-62 (рис. 60) является головка 4 с наружным
мундштуком 5 и внутренним 6. Резак имеет съемный испаритель
2, который крепится накидными гайками 7. На корпусе резака установлены
кислородный 9 и керосиновый 10 вентили, ниппель 11 и
маховичок 1 для регулирования подогревающего пламени.
Резак
РК-62 работает по принципу предварительного испарения керосина.
Подогревающее керосино-кислородное пламя располагается концентрично вокруг
струи режущего кислорода.
Перед
зажиганием резака необходимо подогреть испаритель 2, для чего открывают
запорный керосиновый вентиль 10, слегка поворачивают против часовой
стрелки маховичок 1 и сливают немного керосина в жестяную банку, которую
наполняют обтирочными концами. Зажигают керосин в жестяной банке и подогревают
этим пламенем испаритель 2.
Зажигание
резака осуществляется следующим образом. Сначала открывают вентиль 9
подогревающего кислорода, затем полностью — керосиновый вентиль 10. Открыв
маховичок 1 на ¼ оборота, поджигают горючую смесь у мундштука 5 и
подогревающего сопла 3. Вентилями 9, 10 и маховичком 1
регулируют требуемую мощность подогревающего пламени. Открыв вентиль режущего
кислорода 8, приступают к резке.
В
процессе работы периодически подтягивают внутренний мундштук 6 и
накидную гайку 7, так как под действием высоких температур резьбовые соединения
могут ослабнуть. При работе на керосинорезе не реже одного раза в неделю
испаритель 2 и головку 4 очищают бензином. Испаритель 2
для равномерного износа необходимо раз в неделю поворачивать на 90°
относительно подогревающего сопла 3. Для подачи горючей жидкости используется
бачок БГ-63.
Для
защиты кислородных рукавов от разрывов и загорания при обратных ударах
необходимо пользоваться предохранительным клапаном ЛКО-1-56. Предохранительный
клапан (рис. 61) присоединяется к кислородному штуцеру керосинореза, что
исключает проникновение обратного удара пламени в шланг. В качестве горючего используется
осветительный керосин ГОСТ 4753—68.
Резак
РК-62 работает при давлении в бачке БГ-63 не свыше 3 кгс/см2.
Керосино-кислородный
резак РК-71 предназначен для кислородной резки стали толщиной от 5 до 200 мм.
Это — резак инжекторного типа с использованием смеси керосиновых паров с
кислородом. Резак работает по принципу предварительного испарения жидкого
горючего до поступления его в головку за счет тепла дополнительного пламени.
Резак
РК-71 (рис. 62) состоит из корпуса 1 с вентилями для кислорода и
керосина и маховичком, которые регулируют подогревающее пламя. К корпусу
накидной гайкой крепится испаритель 3, где происходит испарение горючей
жидкости за счет тепла подогревающего пламени. Горючая смесь поступает из
испарителя в инжектор- но-смесительную камеру 2. Головка 4
состоит из сменных наружного 5 и внутреннего мундштуков и подогревающего
сопла 6. Штуцера 7 со съемными ниппелями служат для присоединения
шлангов кислорода и горючей жидкости. Резак РК-71 комплектуется четырьмя внутренними
и двумя наружными мундштуками.
Для
подачи горючей жидкости используются бачки БГ-63 или БГ-68, подача
осуществляется под давлением 1,5—3 кгс/см2.
Для
предохранения от обратных ударов применяется специальный предохранительный
клапан ЛКО-2-56, который присоединяется к кислородному штуцеру резака Резак
РК-71 дает более стабильное подогревающее пламя и расходует меньше горючей
жидкости, чем резак РК-62.
В
настоящее время ВНИИАвтогенмаш разработал конструкции керосинорезов, которые
работают на принципе механического распыления горючей жидкости Распыление
происходит непосредственно в головке резака специальным соплом распылителя
Отличие
этих резаков от инжекторных состоит в том, что у них горючая жидкость и
кислород подогревающего пламени проходят в головке резака и в мундштуке по
отдельным кольцевым каналам Смешение газов происходит на выходе из мундштука
Горючая жидкость из бачка по керосиностойкому шлангу проходит через фильтр,
регулирующий вентиль и по трубке поступает в распылительное устройство головки
резака Кислород поступает в распылитель по трубке через регулировочный
вентиль. Выходя из бокового отверстия распылителя, кислород распыляет струю
жидкого горючего Образовавшаяся горючая смесь подается в зону резки через
кольцевой зазор между наружным и внутренним мундштуками, а режущий кислород —
через внутренний мундштук.
При
работе с керосинорезами необходимо выполнять следующие правила: перед работой
тщательно проверить плотность всех соединений; осмотреть резак, керосиновый
бачок и убедиться в их исправности; перед заливкой в бачок профильтровать
керосин через слой войлока и кусковую каустическую соду для очистки от механических
примесей. Давление в бачке должно быть меньше рабочего давления кислорода, в
противном случае керосин проникает в кислородные каналы резака и кислородный
рукав, что может привести к обратному удару. Бачок наполняется горючей
жидкостью не более 3/4 полной вместимости бачка.
Перед
зажиганием керосинореза испаритель подогревают или паяльной лампой, или в
жестяную банку, наполненную ветошью, сливают немного горючей жидкости,
поджигают ее и пламенем подогревают испаритель. После этого зажигают
подогревающее пламя. Мощность подогревающего пламени регулируют вентилями
горючей жидкости подогревающего кислорода и маховичком.
При
прекращении работы необходимо сначала закрыть вентиль режущего кислорода,
затем прекратить подачу в резак керосина и перекрыть вентиль подогревающего
кислорода, после чего снять давление в бачке с помощью спускного вентиля.
При
несоблюдении мер безопасности возникают хлопки и обратные удары пламени.
Обратные удары вызываются перегревом головки керосинореза, засорением выходных
каналов мундштуков, попаданием керосина в кислородные каналы, ослаблением
накидной гайки мундштука или смесительной камеры.
При
хлопках и обратных ударах закрывают кислородный вентиль и вентиль горючего, а
потом вентиль режущего кислорода. При засорении каналов мундштуков необходимо
прочищать их медной или алюминиевой иглой. При длительной работе необходимо
периодически охлаждать головку керосинореза в воде, при этом кислородный
вентиль должен быть открыт, чтобы предупредить попадание воды в головку
керосинореза.
Необходимо
не реже одного раза в неделю разбирать испаритель, очищать инжектор от грязи, а
асбестовую оплетку промывать в горячей воде. Если оплетка перегорела, ее
заменяют новой. Не реже одного раза в месяц резак и бачок проверяют на
газонепроницаемость, а результаты проверки заносят в специальный журнал.
5.4.
Вставные и специальные резаки
При
выполнении ремонтных и монтажных работ необходимо производить частую подгонку
свариваемых Деталей, т. е. переходить от сварки к резке и наоборот.
В
этих случаях в целях экономии времени целесообразно пользоваться вставными
резаками. К ним относятся резаки с плоскими мундштуками для срезки заклепок
РАЗ-70, резаки с короткими мундштуками для обрезки труб РАТ-70, для вырезки
отверстий — РАО-70 и для разделительной резки — РГС-70 и РГМ-70.
Конструктивно
вставные резаки однотипны и отличаются только устройством мундштуков. Вставные
резаки присоединяют к стволу горелки вместо сменного наконечника.
Вставной
резак РГМ-70, обладающий малой мощностью, присоединяется к горелке
«Звездочка», ГС-2 или «Малютка». Остальные резаки присоединяются к горелкам
ГС-3, «Звезда» и «Москва».
Вставной
универсальный резак РГС-70 (рис. 63) инжекторного типа предназначен для ручной
разделительной резки низкоуглеродистой стали толщиной от 3 до 70 мм.
Подогревающее
пламя образуется при сгорании ацетилена в струе кислорода. Резак
присоединяется к стволу горелок типа ГС-3 и «Звезда» накидной гайкой 7. Резак
состоит из корпуса 4, головки 3, наружного 1 и внутреннего 2
мундштуков, инжектора 5, вентиля режущего кислорода 6 и
соединительных трубок.
Кислород,
подводимый к резаку, распределяется на два потока, один направляется к
инжектору 5 и подсасывает ацетилен для образования горючей смеси подогревающего
пламени, другой поступает в канал режущего кислорода мундштука через вентиль
6.
Вставной
резак РГМ-70 комплектуется со сварочной горелкой «Звездочка» и предназначен
для разделительной резки низкоуглеродистых сталей толщиной от 3 до 50 мм.
Резак РГМ-70 по своей конструкции аналогичен резаку РГС-70.
Вставной
резак РАЗ-70 (рис. 64) представляет собой инжекторный резак, присоединяемый к
горелкам типа ГС-3 или «Звезда». Он предназначен для срезки заклепок.
Особенность этого резака заключается в плоской форме мундштука, которая
позволяет полностью срезать головку заклепки. В мундштуке просверлены три
канала, по двум боковым каналам подается смесь кислорода с ацетиленом, а по
среднему — режущий кислород. Резаком РАЗ-70 можно срезать заклепки диаметром
до 70 мм.
Резак
РАО-70 (рис. 65) предназначен для вырезки отверстий диаметром от 25 до 100 мм в
листах из низкоуглеродистой стали толщиной до 50 мм. Резак имеет прямую
головку, на которую крепится циркульное устройство,
обеспечивающее
возможность точной вырезки отверстий определенного диаметра в листовых конструкциях.
Основные технические данные вставного резака РАО-70 приведены в табл. 22.
Инжекторный
вставной резак РАТ-70 (рис. 66) предназначен для резки труб при ремонтных и
монтажных работах. Резак присоединяется к стволу горелки ГС-3 и «Звезда»
накидной гайкой 3. Головка резака 1 состоит из опоры 9 и
мундштука 8, который присоединяется к головке накидной гайкой 7. Опора
9 служит для поддержания постоянного расстояния между
мундштуком
и поверхностью трубы. Корпус состоит из вентиля режущего кислорода 2 и
инжектора 4. К корпусу накидной гайкой 5 подсоединяется смесительная камера
6.
Резаком
РАТ-70 можно резать трубы диаметром не менее 45 мм с толщиной стенки от 3 до 20
мм. Масса резака — 0,605 кг.
5.5. Правила обращения с
резаками
Перед
началом работы необходимо ознакомиться с инструкцией по эксплуатации резака и
убедиться в его исправности.
Прежде,
чем начать работу, проверяют правильность присоединения шлангов к резаку (кислородный
шланг присоединяется к штуцеру с правой резьбой, шланг с горючим газом — к
штуцеру с левой резьбой), инжекцию , в каналах горючего газа, герметичность
всех разъемных соединений.
Утечку
газа в резьбовых соединениях устраняют их подтягиванием. Резиновые сальниковые
уплотнения вентилей смазывают специальной смазкой ЦИАТИН-221 или глицерином.
Рабочие
давления кислорода и ацетилена устанавливают в соответствии с эксплуатационной
характеристикой. Зажигание резака производят в такой последовательности.
Открывают на 1/4 оборота вентиль подогрева кислорода и создают разрежение в
газовых каналах, затем открывают вентиль для газа и зажигают горючую смесь.
Подогревающее пламя регулируют кислородным и газовым вентилями.
После
этого приступают к резке. Металл нагревают подогревающим пламенем до
соломенного цвета, открывают вентиль режущего кислорода и производят резку.
Если
нужно погасить пламя, то в первую очередь перекрывают вентиль горючего газа, а
затем — кислородный.
В
процессе резки по мере нагрева мундштука необходимо производить регулировку
подогревающего пламени, доводя его до нормального. При сильном нагреве
наконечника его охлаждают водой. Чтобы вода не попадала в каналы резака,
закрывают только газовый вентиль, оставляя кислородный открытым.
При
засорении каналов мундштуков их прочищают медной или алюминиевой иглой.
При
разборке резаков сначала отсоединяют ствол от корпуса, затем из корпуса
вывертывают кислородный и газовый вентили, инжектор и снимают наружный и
внутренний мундштуки.
При
резке могут возникнуть следующие неисправности: отсутствие подсоса в канале
горючего газа, вентили не перекрывают подачу газа, частые хлопки пламени,
утечка газа в соединениях и др.
Отсутствие
подсоса в газовом канале возникает из-за засорения инжектора, смесительной
камеры и каналов мундштука, плохой затяжки инжектора и накидной гайки
смесительной камеры.
Если
вентили не перекрывают подачу газов, то это может быть вызвано попаданием
песчинок и других частиц между седлом и шпинделем или эллипсностью седла корпуса.
Частые
хлопки пламени возникают при засорении мундштука, инжектора и смесительной
камеры, при перегреве мундштука или недостаточном давлении подогревающего
кислорода.
Утечка
газа в соединениях вызывается ослаблением соединений и износом прокладок.
Все
мелкие неисправности — перекос мундштуков, негерметичность соединений,
прочистка инжектора и каналов мундштуков, снятие нагара и брызг с поверхности
мундштука и другие — устраняются резчиком во время работы. Более сложный
ремонт, требующий специального инструмента, производится с разрешения руководства
предприятия.
Для
повышения производительности ручной газовой резки целесообразно пользоваться
специальными приспособлениями. На рис. 67 приведены примеры использования простейших
приспособлений.
5.6. Машины для кислородной
резки
Машины
для кислородной резки применяют для сокращения объема тяжелого ручного труда,
повышения производительности и улучшения качества резки
Согласно
ГОСТ машины, применяемые при кислородной резке, делятся на два основных типа:
стационарные и переносные.
Стационарные
машины делятся: по конструктивному исполнению — на портальные (П), которые
располагаются непосредственно над разрезаемой деталью, портально-консольные
(Пк), когда над разрезаемой деталью располагается только консоль, и шарнирные
(Ш);
по
способу резки — на кислородные (К), кислородно- флюсовые (Кф)>
плазменно-дуговые (Пл), газолазерные (Гл);
по
способу движения или системе контурного управления— на линейные (Л) для
прямолинейной резки; магнитные (М) по стальному копиру для фигурной резки,
фотокопировальные (Ф) по чертежу для фигурной резки, цифровые программные (Ц)
для фигурной резки;
по
технологическому назначению — для раскройных работ (Р), для точной
прямолинейной и фигурной вырезки деталей (Т), универсальные для прямолинейной
и фигурной вырезки деталей (У), для фигурной вырезки малогабаритных деталей
(М).
Переносные
машины подразделяются- по способу резки — на кислородные (К), плазменно-
дуговые (Пл);
по
способу движения или системе контурного управления—по разметке (Р), по циркулю
(Ц), по направляющим (Н), по гибкому копиру (Г).
Каждая
кислородная машина состоит из несущей части, резака (одного или нескольких),
пульта управления, ведущего механизма.
Стационарные
машины изготовляются трех классов точности исполнения заданного контура
детали. ГОСТ устанавливает следующие допускаемые отклонения по классам точности
машин: 1-й класс ±0,5 мм, 2-й— ±1,0 мм; 3-й—±1,5 мм.
Основным
рабочим инструментом машины для кислородной резки металлов является машинный
газовый резак. Машинные газовые резаки отличаются от ручных тем, что у них нет
рукоятки, они крепятся непосредственно к корпусу машин. Применение такого или
иного резака определяется типом машины. Используются следующие основные типы
машинных резаков, инжекторные, равного давления и внутрисоплового смешения.
Машинные
резаки состоят из корпуса с запорными вентилями, ствола резака, который
закрепляется непосредственно в суппорте машины и головки с мундштуками.
Резаки
равного давления не имеют инжектора (рис. 68). Кислород подается через
центральное отверстие 1, а горючий газ — через боковое отверстие 2.
Смесь газов по каналу 3 и трубке 4 поступает в головку резака.
Для поддержания равного давления газов перед резаком устанавливается
специальный регулятор давления.
Резаки
с внутри сопловым смешением имеют многофакельные мундштуки, в каналах которых и
происходит смешение газов.
Мундштуки,
которые используются на машинных резаках, подразделяются на цельные и
разъемные. Цельные изготовляются со сверлеными каналами для горючей смеси и
режущего кислорода, разъемные состоят из наружного и внутреннего мундштуков.
У
стационарных машин основным узлом, автоматизирующим процесс резки, является
система копирования. В таких машинах применяют принципы механического,
электромагнитного, фотоэлектронного, дистанционно- масштабного и программного
копирования.
Ведущий
механизм обычно размещается в корпусе машины, но может выполняться также
отдельно в виде ведущей головки. Для привода ведущего механизма используется
ручной, механический, воздушный и электрический привод. В большинстве
переносных и стационарных машин используется электрический привод.
Механическое
копирование осуществляется механической головкой по чертежу или разметке. Резак
воспроизводит точную копию вырезаемой детали при повороте от руки ведущего
ролика машины, который перемещается рядом с чертежом по поверхности копировального
стола. Этот принцип позволяет производить резку по прямой, а при оснащении
механической головки и циркульным устройством — по окружности.
Электромагнитное
копирование осуществляется магнитной головкой. При электромагнитном
копировании магнитный палец (стальной цилиндрический стержень с накаткой)
получает вращение от электродвигателя через редуктор. В результате магнитный
палец притягивается к рабочей кромке стального копира и обкатывает контур
копира. Резак жестко связан с магнитной головкой и производит вырезку детали
такой же формы и размеров, что и копир. Копиры изготовляются из листовой низкоуглеродистой
стали толщиной 5- 8 мм.
Фотоэлектронное
копирование осуществляется по чертежу, выполненному тушью на бумаге, на
прямоугольно-координатных параллелограммных машинах, которые оснащены
механическими головками. Принцип фотокопирования заключается в том, что
расположенный на копировальной части источник света дает через систему линз
световой пучок, который, падая на наклонное зеркало, фокусируется в яркое пятно
на поверхности чертежа. Находящийся в закрытой коробке фотоэлемент
воспринимает только лучи, которые отражаются от белого фона чертежа, а когда
световое пятно попадает на черную линию, фотоэлемент световых лучей не
принимает. В газорезательных машинах применяются амплитудные и импульсные
фотокопировальные системы.
В
машинах с программным управлением автоматизируются все операции резки. Такие
машины обеспечивают автоматическое зажигание пламени, автоматическое
регулирование всех параметров режима резки: расстояние от сопла до поверхности
металла, мощность и состав пламени, скорость резки, а также пуск и перекрытие
газовой и кислородной струй.
Стационарная
машина АСШ-70 предназначена для ацетилено-кислородной резки сталей толщиной от
5 до 100 мм. Машина работает по принципу магнитного копирования, она оснащена
магнитной головкой, палец которой обкатывает неподвижно закрепленный стальной
копир.
Машина
АСШ-70 оснащена специальной приставкой для одновременной вырезки нескольких
деталей (до трех) и циркульным устройством для вырезки фланцев, дисков и
отверстий без копира. Машины «Днепр» однотипны по конструкции и отличаются
друг от друга шириной обработки и числом резаковых суппортов. Машины
представляют собой портал прямоугольной формы. Для повышения точности обработки
они имеют реечные зацепления на продольном и поперечном ходу. Электрическая
часть выполнена по блочной схеме с использованием стандартных логических
элементов. Машины оснащены плавающим устройством для резаковых суппортов,
дистанционным управлением подачей газов и зажиганием резаков. Для удобства
обслуживания на портале имеется площадка с креслом для резчика и пультом
управления.
Машина
«Днепр:8 К2» (рис. 69) предназначена для кислородной прямолинейной
резки стальных листов. Благодаря значительной ширине обработки и большому
количеству резаков машина может одновременно обрезать несколько листов, может
выполнять прямолинейную обрезку кромок листа без скоса и с подготовкой кромок
под сварку. Резаковые суппорты оснащены автоматическим плавающим устройством,
обеспечивающим поддержание заданного расстояния между резаком и поверхностью
металла. Основные технические данные машин «Днепр» приведены в табл. 24.
Машины
«ЮГ» однотипны по конструкции и отличаются друг от друга шириной обработки.
Они предназначены для кислородной вырезки фигурных деталей из стального листа.
Это — машины портального типа с масштабным фотоэлектронным контурным
управлением.
Резаковые
суппорты имеют автоматическое устройство, обеспечивающее поддержание заданного
расстояния между резаком и поверхностью металла и дистанционное зажигание
резаков. Приводы продольного и поперечного ходов — реечного типа.
Стационарная
резательная машина СГУ-61 (рис. 70) консольного типа предназначена для вырезки
деталей и заготовок различной формы из листов 2000X6000 мм, толщиной от 5 до
300 мм. Машина выполняет два взаимно перпендикулярных движения: продольное
движение тележки машины вдоль рельсового пути и поперечное движение резаковых
суппортов по рельсовой направляющей консольной части фермы тележки.
Машина
СГУ-61 комплектуется механической и магнитной головками. С помощью
механической головки производится прямолинейная резка листов толщиной до 120
мм. При прямолинейной резке листов можно одновременно резать четырьмя
резаками, а также производить вырезку по окружности диаметром от 240 до 2000
мм. При помощи магнитной головки производится вырезка деталей по стальным
копирам. Копировальный стол у машины подвижной, что позволяет перемещать
Разрезаемые листы и не переставлять копиры.
Машина
устанавливается на опоры I, рельсовый путь 2 состоит из трех секций —
концевой и двух приставных. Общая длина рельсов позволяет производить резку
листов длиной до 8 м. К балкам жесткости портальной и консольной частей фермы
крепятся направляющие поперечного хода 3. Направляющие поперечного хода 3 в
портальной части служат для перемещения ведущего
механизма
4, а в консольной части — резаковых суппортов 13. Ведущий механизм
4 и резаковые суппорты 13 жестко соединены между собой трубчатой
штангой 5, этим обеспечивается точное повторение движений суппортов с
резаками и магнитного ролика по кромке копира, а при механическом копировании —
ведущего ролика по копировальному столу. Ведущий механизм 4 состоит из
электродвигателя постоянного тока напряжением 220 В, мощностью 120 Вт,
редуктора и двух сменных копировальных головок (электромагнитной и механической).
При резке по копиру к ведущему механизму присоединяют электромагнитную головку,
а на копировальном столе электромагнитами закрепляется копир. При резке по
чертежу, который закрепляется на копировальном столе машины, к ведущему
механизму 4 присоединяют механическую головку с рифленым роликом.
Ролик
опирается на копировальный стол и приводится в движение электродвигателем.
Пульт
управления машиной 12 устанавливается на конце консоли тележки
продольного хода. Тележка продольного хода состоит из двух кареток 6, а
ферма 7 — из двух симметричных частей, скрепленных между собой винтовой
стяжкой 8. Машина имеет два однорезаковых
суппорта.
Подъем резаков осуществляется электродвигателем 11. На машине
установлен релейный блок 9.
Ацетилен
и кислород подаются по резинотканевым шлангам, которые крючками поддерживаются
на каретке 10.
На
базе машины СГУ-61 создана машина СГФ-2 с приставным масштабным
фотокопировальным устройством. На машине СГФ-2 вместо ведущего механизма магнитного
копирования устанавливается второй суппорт с резаком, а вместо стола для укладки
стальных копиров— дополнительный раскройный стол, поэтому на машине можно
обрабатывать одновременно два листа. Резаки имеют дистанционное
электроискровое зажигание.
На
машине СГФ-2 обрабатываются листы длиной до 6 м, шириной при одном листе—2000
мм, а при двух — 1650 мм, толщиной от 5 до 120 мм.
Газорезательная
машина «Одесса» (рис. 71) портального типа предназначена для кислородной резки
листов из низкоуглеродистой стали толщиной от о до 100 мм. Машина оснащена
координатным приводом и фотокопировальным масштабным устройством.
Копир-чертеж
выполняется тушью на белой бумаге в масштабе 1:2, 1:5, 1 : 10 в зависимости от
размеров изготовляемых деталей.
Продольное
перемещение машины осуществляется по рельсовому пути, а поперечное — по
направляющим поперечного хода 3 с помощью привода поперечного хода 2.
Управление
машиной осуществляется с пульта управления 4. Машина имеет 6
резаков, которые выполняют разнообразные операции. Это позволяет одновременно
вырезать по стальному копиру или чертежу до шести фигурных деталей, вырезать до
шести полос, подготавливать кромки под сварку двумя резаками с V- или
Х-образными скосами кромок деталей толщиной до 120 мм. Точность воспроизведения
заданного контура составляет ±1,5 мм. Скорость резки в зависимости от толщины
разрезаемого листа регулируется в пределах от 50 до 1600 мм/мин. Размеры
обрабатываемых листов 3000X9000 мм. Габаритные размеры машины 12 000Х
Х4300Х1800 мм. Масса — 1960 кг.
Переносные
машины представляют собой самоходные тележки, оснащенные резаком и перемещающиеся
по направляющему рельсу или по разрезаемому металлу. В качестве привода
используются электродвигатели, пружинные механизмы и газовые турбинки. В
промышленности применяются переносные машины:
легкого
типа (массой до 15 кг), оснащенные одним, резаком;
среднего
типа (массой до 20 кг), оснащенные одним или двумя резаками;
тяжелого
типа (массой до 50 кг), оснащенные трехрезаковым блоком или штанговыми
суппортами для многорезаковой резки. Машины тяжелого типа предназначаются
только для прямолинейной резки.
Переносная
газорезательная машина ПЭЛ-1-60 (рис. 72) предназначена для резки листовой
низкоуглеродистой стали толщиной от 3 до 100 мм. Па машине ПЭЛ-1-60 можно
производить прямолинейную резку, резку по окружности циркулем, резку по
разметке с ручным управлением или по изогнутому угольнику с радиусом кривизны
не менее 1500 мм.
Машина
работает от электрического привода, передвигается по поверхности разрезаемого
металла или по специальным направляющим рельсам. Перемещение по поверхности
металла осуществляется с помощью двух колес (ведущего и ведомого) и шарнирного
ролика. Если
машина
движется по гибкому рельсу, на него опускается ролик с острой кромкой. Гибкий
рельс представляет собой металлическую полосу толщиной 1,5—2 мм, с правой
стороны которой на расстоянии 5—10 мм имеется канавка шириной 1,5—2 мм и
глубиной 1 мм. По этой канавке и перемещается ролик машины. Скорость
перемещения 100—1200 мм/мин в зависимости от толщины разрезаемой стали. Масса
машины — 13 кг. Габариты машины: длина —405 мм. высота — 245 мм. ширина — 260
мм.
Аналогично
машине ПЭЛ-1-60 устроена машина, крой листов, вырезку фланцев и V-образный
скос кромок под сварку. Машина оснащена двумя резаками, но может работать и с
одним резаком. Она применяется з заготовительных цехах, на ремонтных, монтажных
и строительных площадках.
Машина
состоит из следующих основных частей (рис. 73): ведущего механизма 1,
неподвижной державки 14,
,
подвижной державки 16, газового коллектора 10 и резаков 11.
На корпусе ведущего механизма 1 закрепляется корпус 9 со штангой
8. По штанге 8 перемещается подвижная державка резака 16. На
крышке с электрочастью 2 прикреплена рукоятка 5, служащая для переноса
машины и направления при резке вручную по разметке. В нижней части рукоятки
прикреплен ролик 3, являющийся третьей опорной точкой машины. Разъем 4
служит для подводки питающего кабеля. Ручка 7 потенциометра служит для
плавного изменения скорости передвижения тележки. Включение машины осуществляется
тумблером 6. Установка резаков по высоте производится маховичком 12,
а фиксируется — гайкой 13.
Для
защиты от брызг жидкого металла и нагрева используется защитный щиток 15.
Машина
имеет две ступени регулирования скорости: от 1,5 до 6,3 мм/с и от 5,33 до 25
мм/с. Изменение скоростей производится при помощи замены сменных шестерен и
потенциометром. Газовый коллектор служит для
подачи
газов к двум установленным на машине двухвентильным резакам.
Переносная
машина «Спутник» (рис. 74) предназначена для резки стальных труб диаметром от
194 до 1100 мм при толщине стенок от 4,5 до 50 мм, со скосом и без скоса
кромок.
Машина
состоит из ходовой тележки 1 с ведущим механизмом 2, на
которой закреплены все узлы газорезательной машины. Тележка имеет три ролика
—два меньшего диаметра расположены на задней оси тележки и один ролик большого
диаметра — на передней оси. Машина перемещается по поверхности трубы с помощью
цепного механизма. Цепной механизм представляет собой закрепленную на трубе
цепь 4, входящую в зацепление с ней звездочку 3, и узел
натяжения цепи 5. Вращение осуществляется через редуктор
электродвигателем постоянного тока 7. На ходовой тележке 1 имеется
штанга 8, на которой и крепится резак машины с
державкой 9. Величина вылета резака регулируется маховичком. Державка
резака поворачивается на оси на угол ±40°, что и позволяет выполнять резку со
скосом кромок под сварку. На корпусе ведущего механизма расположена панель
управления 6. На панели располагаются
выключатель
двигателя, переключатель направления хода тележки, маховичок реостата для
регулирования скорости движения, которая плавно изменяется от 230 до 500
мм/мин. Ходовая тележка 1 представляет собой сварную конструкцию с четырьмя
колесами 10, которые свободно сидят на оси.
Фланцерез
ПГФ-2-67 (рис. 75) предназначен для вырезки фланцев и дисков диаметром до 450
мм из листовой низкоуглеродистой стали толщиной от 5 до 60 мм. Фланцерез
предназначен для работы на строительных и монтажных площадках. Фланцерез
состоит из опорного кольца 1, в котором закрепляется ведущий механизм 7.
Ведущий механизм вращает зубчатое кольцо 2, суппорт 3 и резак
4. Фланцерез снабжается шаблоном-искателем наружного диаметра 6.
Зубчатое кольцо 2 вместе с суппортом и резаком 4 вращается в
направляющих роликах 5. Внутри кольца 2 смонтирована горизонтальная
направляющая с линейкой, по которой передвигается суппорт с резаком при
установке требуемого диаметра вырезаемого отверстия. Электрический привод
фланцереза имеет две ступени скорости. На пульте управления установлен
регулятор скорости. Скорость резки изменяется в пределах от 100 до 900 мм/мин.
Максимальный расход кислорода при резке 10 м3/ч, ацетилена 0,7 м3/ч,
пропана 0,4 м3/ч. Масса фланцереза ПГФ-2- 67—26 кг.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА
1.1. К выполнению работ по газовой сварке, пайке, наплавке (далее — сварке) допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, техническое обучение по данной специальности и инструктаж, сдавшие экзамен, имеющие практические навыки проведения работ по сварке и удостоверение на право проведения работ по сварке.
1.2. Повторный инструктаж и проверка знаний по охране труда и производственной санитарии должны производиться не реже одного раза в квартал с отметкой в специальном журнале и личной карточке сварщика. Не менее одного раза в год производится проверка знаний специально созданной комиссией, назначенной приказом руководителя предприятия. Результаты проверки знаний сварщиков должны быть оформлены протоколом, номер которого проставляется в удостоверении и скрепляется печатью организации.
1.3. Работники должны проходить периодические медицинские осмотры в установленном порядке.
1.4. Лица, переведенные из одного цеха в другой, могут быть допущены к работе после получения вводного инструктажа и проверки знаний по охране труда.
1.5. В процессе работы на работника возможно воздействие следующих опасных и вредных производственных факторов:
твердые и газообразные токсические вещества в составе сварочного аэрозоля;
интенсивное тепловое (инфракрасное) излучение свариваемых деталей и сварочной ванны;
искры, брызги, выбросы расплавленного металла и шлака;
высокочастотный шум;
статическая нагрузка и др.
1.6. При выполнении работ по газовой сварке необходимо следить за исправностью аппаратуры, рукавов, редукторов и баллонов.
1.7. Не допускается совместное хранение баллонов для горючего газа и кислорода.
1.8. При выполнении работ по газовой сварке работники должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты (СИЗ) и спецодеждой.
1.9. Защитные средства, выдаваемые в индивидуальном порядке, должны находиться во время работы у работника или на его рабочем месте. На каждом рабочем месте должны быть инструкции по обращению с защитными средствами с учетом конкретных условий их применения.
1.10. Средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) применяются в том случае, когда средствами вентиляции не обеспечивается требуемая чистота воздуха рабочей зоны.
1.11. Применение СИЗОД следует сочетать с другими СИЗ (щитки, каски, очки, изолирующая спецодежда и т.д.) удобным для работника способом.
1.12. При газовой сварке, пайке и наплавке для защиты глаз от излучения, искр и брызг расплавленного металла и пыли должны применяться защитные очки типа ЗП и ЗН.
1.13. Газосварщики должны быть обеспечены защитными очками закрытого типа со стеклами марки ТС-2, имеющими плотность светофильтров ГС-3 при горелках (резаках) с расходом ацетилена до 750 л/ч, ГС-7 — до 2500 л/ч и ГС-12 — свыше 2500 л/ч. Вспомогательным рабочим, работающим непосредственно со сварщиком, рекомендуется пользоваться защитными очками со стеклами марки СС-14 со светофильтрами П-1800.
1.14. Спецодежда должна быть удобной, не стеснять движения работника, не вызывать неприятных ощущений, защищать от искр и брызг расплавленного металла, свариваемого изделия, влаги, производственных загрязнений, механических повреждений, отвечать санитарно-гигиеническим требованиям и условиям труда.
1.15. Для защиты рук работники должны обеспечиваться рукавицами, рукавицами с крагами или перчатками, изготовленными из искростойкого материала с низкой электропроводностью.
1.16. При питании аппаратуры от единичных баллонов между баллонными редукторами и инструментом (горелкой) следует устанавливать предохранительное устройство.
1.17. При централизованном питании стационарных рабочих мест (постов) пользование горючими газами от газопровода разрешается только через предохранительное устройство для защиты газопровода от проникновения обратного удара пламени.
1.18. Запрещается использовать сжиженные газы при работах, выполняемых в подвальных помещениях.
1.19. При производстве сварки, пайки, наплавки и резки в труднодоступных местах и замкнутых пространствах необходимо организовать контрольный пост для наблюдения за работающими.
1.20. При работе в замкнутых пространствах запрещается:
применять аппаратуру, работающую на жидком горючем;
оставлять без присмотра горелки и рукава во время перерыва или после окончания работы;
производить сварку сосудов, находящихся под давлением или содержащих взрывчатые или токсичные вещества.
1.21. Выполнение ручных газопламенных работ должно производиться на расстоянии не менее 10 м от переносных генераторов, 1,5 м — от газопроводов, 3 м — от газоразборных постов. Указанные расстояния относятся к случаям, когда пламя и искры направлены в сторону, противоположную источникам питания газами. В случае направления пламени и искры в сторону источников питания газами должны быть приняты меры по их защите от искр или воздействия тепла пламени путем установки металлических ширм.
1.22. При пайке в замкнутых пространствах запрещается использовать припои, содержащие кадмий.
1.23. При газовой сварке вблизи токоведущих устройств места работы должны быть огорожены щитами, исключающими случайное прикосновение к токоведущим частям баллона и рукавов. На ограждениях должны быть сделаны надписи, предупреждающие об опасности.
1.24. Металл, поступающий на сварку, должен быть очищен от краски (особенно на свинцовой основе), масла, окалины, грязи для предотвращения разбрызгивания металла и загрязнения воздуха испарением и газами.
При сварке окрашенного, загрунтованного металла его необходимо очистить по линии шва. Ширина очищаемой от краски полосы должна быть не менее 100 мм (по 50 мм на каждую сторону).
Применение для этой цели газового пламени запрещается.
1.25. Персонал должен уметь оказывать первую помощь при острых отравлениях, ожогах кожи и слизистых оболочек, поражениях электрическим током. При проведении работ по газовой сварке в специально отведенном месте должны находиться средства для оказания первой медицинской помощи: стерильный перевязочный материал, кровоостанавливающий жгут, лейкопластырь, бинты, настойка йода, нашатырный спирт, спринцовка для промывания, мазь от ожогов.
1.26. Работники несут ответственность за нарушение требований настоящей инструкции в соответствии с действующим законодательством.
2. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТЫ
2.1. Осмотреть, привести в порядок и надеть спецодежду и спецобувь.
2.2. Проверить исправность и комплектность СИЗ.
2.3. Осмотреть рабочее место, убрать с него все, что может мешать работе, освободить проходы и не загромождать их.
2.4. Приготовить мыльный раствор для проверки герметичности соединений аппаратуры.
2.5. Проверить исправность рукавов, инструмента присоединений, манометров, редукторов, наличие подсоса в аппаратуре.
Неисправную аппаратуру заменить на исправную, тщательно прочистить мундштуки, проверить крепления баллонов с газом.
2.6. Проверить состояние водяного предохранительного затвора, в случае необходимости долить воду в затвор до контрольного уровня.
2.7. Проверить герметичность всех разъемных и паяных соединений аппаратуры.
2.8. Осмотреть первичные средства пожаротушения и убедиться в их исправности.
2.9. Проверить включение вентиляции.
2.10. Проверить исправность освещения.
3. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ
3.1. Работы по газовой сварке следует выполнять только в спецодежде и с применением СИЗ.
3.2. Перед началом работы необходимо проверить:
герметичность и прочность присоединения газовых рукавов к горелке и редукторам;
герметичность всех соединений в затворе и герметичность присоединения рукава к затвору;
правильность подводки кислорода и горючего газа к горелке.
3.3. После снятия колпака и заглушки с баллонов необходимо проверить исправность резьбы штуцера и вентиля и убедиться в отсутствии на штуцере кислородного баллона видимых следов масла и жиров.
3.4. Перед присоединением редуктора к кислородному баллону необходимо:
осмотреть входной штуцер и накидную гайку редуктора и убедиться в исправности резьбы, в отсутствии следов масел и жира, а также в наличии и исправности уплотняющей прокладки и фильтра на входном штуцере редуктора;
произвести продувку штуцера баллона плавным открыванием вентиля для удаления посторонних частиц; при этом необходимо стоять в стороне от направления струи газа.
3.5. Присоединение кислородного редуктора к баллону необходимо производить специальным ключом. Не допускается подтягивание накидной гайки редуктора при открытом вентиле баллона.
3.6. Открытие вентиля ацетиленового баллона должно производиться специальным торцевым ключом из неискрящего материала. В процессе работы этот ключ должен все время находиться на шпинделе вентиля. Не допускается для этой цели использовать обычные самодельные ключи.
3.7. Горелки следует эксплуатировать при соблюдении следующих мер безопасности:
при зажигании горючей смеси на горелке следует первым открыть вентиль кислорода, затем вентиль горючего газа и поджечь горючую смесь; перекрытие газов производить в обратном порядке;
процесс сварки следует прекратить при невозможности регулировки состава пламени по горючему газу, при нагреве горелки и после обратного удара пламени.
3.8. До подсоединения редуктора к вентилю баллона необходимо проверить:
наличие пломб или других отметок (краской) на предохранительном клапане, свидетельствующих о том, что заводская (или после ремонта) регулировка не нарушена;
исправность манометра и срок его проверки;
состояние резьбы штуцеров;
отсутствие масла и жира на поверхности прокладок и присоединительных узлов кислородных редукторов;
наличие прокладок на входном штуцере редуктора, а в ацетиленовых — наличие прокладки в вентиле;
наличие фильтров во входных штуцерах.
3.9. Рукава должны применяться в соответствии с их назначением. Не допускается использование кислородных рукавов для подачи ацетилена и наоборот.
3.10. При использовании ручной аппаратуры запрещается присоединение к рукавам вилок, тройников и т.д. для питания нескольких горелок.
3.11. Длина рукавов для газовой сварки, пайки и наплавки, как правило, не должна превышать 30 м.
В монтажных условиях допускается применение рукавов длиной до 40 м.
3.12. Закрепление рукавов на присоединительных ниппелях аппаратуры должно быть надежным; для этой цели должны применяться специальные хомутики. Допускается обвязывать рукава мягкой отожженной (вязальной) проволокой не менее чем в двух местах по длине ниппеля. Места присоединения рукавов должны тщательно проверяться на плотность перед началом и во время работы.
3.13. Газосварщикам запрещается производить ремонт горелок и резаков и другой аппаратуры на своем рабочем месте.
4. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА В АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
4.1. Запрещается работать с горелкой, у которой отсутствует разрежение. При отсутствии или недостаточном подсосе необходимо подтянуть накидную гайку, прочистить и продуть сопло инжектора, мундштука и смесительную камеру или отвернуть инжектор на полоборота.
4.2. В случае утечки горючего газа работы с огнем должны быть немедленно прекращены. Возобновление работы возможно только после устранения утечки и проверки на газонепроницаемость и вентилирование помещения.
4.3. При пропуске газа через сальниковые гайки вентилей следует заменить резиновые кольца и смазать их.
4.4. Если происходит истечение газа при закрытых усилием руки вентилях, горелку следует сдать в ремонт (негерметичность уплотнения отверстия в корпусе горелки).
4.5. При отсутствии уплотнения инжектора или налипших брызгах при регулировке мощности и состава пламени или при его гашении происходят хлопки. Необходимо прочистить инжектор и мелкой наждачной шкуркой снять заусенцы и налипший металл с внутренней и наружной поверхности мундштука.
4.6. При возникновении обратного удара пламени необходимо немедленно закрыть вентили: сначала горючего газа, затем кислородный на горелке, вентиль баллона и защитного затвора.
4.7. После каждого обратного удара следует охладить горелку в чистой воде до температуры окружающего воздуха, проверить предохранительное устройство, рукава, продуть их, а при необходимости заменить.
4.8. Охладить корпус сухого затвора, если он разогрелся.
4.9. После обратного удара необходимо подтянуть мундштук и накидную гайку; очистить мундштук от нагара и брызг.
4.10. При несчастном случае следует немедленно прекратить работы, известить об этом администрацию и обратиться за медицинской помощью.
4.11. В случае возникновения пожара (взрыв баллона, обратный удар и т.п.) следует вызвать пожарную команду, сообщить руководителю работ и принять меры по ликвидации очага загорания.
5. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ПО ОКОНЧАНИИ РАБОТЫ
5.1. После прекращения работы необходимо закрыть вентили всех баллонов, выпустить газы из всех коммуникаций и освободить нажимные пружины всех редукторов; в конце рабочего дня отключить баллоны от коммуникаций, ведущих внутрь помещений, а с баллонов, используемых на открытом воздухе, снять всю аппаратуру.
5.2. Отсоединить рукава и сдать их вместе с горелками в кладовую.
5.3. Произвести уборку рабочего места.
5.4. Снять и привести в порядок спецодежду и СИЗ.
5.5. Вымыть лицо и руки с мылом или принять душ.
5.6. Доложить мастеру об окончании работы и покинуть свое рабочее место только с его разрешения.
Газовая сварка
Ручная электродуговая и газовая сварка металлов (2013) Е.А. Новиковский
Ручная электродуговая и газовая сварка металлов. Учебное пособие
Автор(ы):
Е.А. Новиковский
Издательство:
АлтГТУ
Год:
2013
Формат:
Размер:
3.30 МБ
- Подробнее о Ручная электродуговая и газовая сварка металлов (2013) Е.А. Новиковский
- 1 комментарий
- Добавить комментарий
- 5689 просмотров
Краткий справочник газосварщика и газорезчика (1969) М.С. Никитин
Краткий справочник газосварщика и газорезчика
Автор(ы):
М.С. Никитин, Л.З. Долгинцев
Издательство:
МАШГИЗ
Год:
1969
Формат:
DJVU
Размер:
6.10 МБ
- Подробнее о Краткий справочник газосварщика и газорезчика (1969) М.С. Никитин
- 1 комментарий
- Добавить комментарий
- 4015 просмотров
Газовая сварка чугуна (1974) Г.А. Асиновская
Газовая сварка чугуна
Автор(ы):
Г.А. Асиновская
Издательство:
Машиностроение
Год:
1974
Формат:
DJVU
Размер:
20.90 МБ
- Подробнее о Газовая сварка чугуна (1974) Г.А. Асиновская
- 1 комментарий
- Добавить комментарий
- 2092 просмотра
Справочник молодого газосварщика и газорезчика (1977) Д.З. Амигуд
Справочник молодого газосварщика и газорезчика
Автор(ы):
Д.З. Амигуд
Издательство:
Высшая школа
Год:
1977
ISBN:
—
Формат:
DJVU
Размер:
5.90 МБ
- Подробнее о Справочник молодого газосварщика и газорезчика (1977) Д.З. Амигуд
- 2 комментария
- Добавить комментарий
- 6777 просмотров
Руководство для обучения газосварщика и газорезчика (1990) В.А. Малаховский
Руководство для обучения газосварщика и газорезчика
Автор(ы):
В.А. Малаховский
Издательство:
Высшая школа
Год:
1990
ISBN:
5-06-001095-3
Формат:
DJVU
Размер:
11.20 МБ
- Подробнее о Руководство для обучения газосварщика и газорезчика (1990) В.А. Малаховский
- 2 комментария
- Добавить комментарий
- 4924 просмотра
Справочник молодого газосварщика и газорезчика (1974) Д.З. Амигуд
Справочник молодого газосварщика и газорезчика. Справочник для проф.-техн. училищ
Автор(ы):
Д.З. Амигуд
Издательство:
Высшая школа
Год:
1974
ISBN:
—
Формат:
DJVU
Размер:
6.10 МБ
- Подробнее о Справочник молодого газосварщика и газорезчика (1974) Д.З. Амигуд
- Добавить комментарий
- 3362 просмотра
Справочник газосварщика и газорезчика (2002) Н.И. Никифоров
Справочник газосварщика и газорезчика
Автор(ы):
Н.И. Никифоров, С.П. Нешумова, И.А. Антонов
Издательство:
Высшая школа
Год:
2002
ISBN:
5-06-003452-6
Формат:
DJVU
Размер:
7.50 МБ
- Подробнее о Справочник газосварщика и газорезчика (2002) Н.И. Никифоров
- 1 комментарий
- Добавить комментарий
- 7618 просмотров
Руководство для обучения газосварщика и газорезчика (1990) В.А. Малаховский
Руководство для обучения газосварщика и газорезчика: Практическое пособие
Автор(ы):
В.А. Малаховский
Издательство:
Высшая школа
Год:
1990
ISBN:
5-06-001095-3
Формат:
DJVU
Размер:
8.50 МБ
- Подробнее о Руководство для обучения газосварщика и газорезчика (1990) В.А. Малаховский
- Добавить комментарий
- 4899 просмотров
Оборудование и технология газопламенной обработки металлов и неметаллических материалов (1974) Г.Б. Евсеев
Оборудование и технология газопламенной обработки металлов и неметаллических материалов
Автор(ы):
Г.Б. Евсеев, Д.Л. Глизманенко
Издательство:
Машиностроение
Год:
1974
ISBN:
—
Формат:
Размер:
4.40 МБ
- Подробнее о Оборудование и технология газопламенной обработки металлов и неметаллических материалов (1974) Г.Б. Евсеев
- Добавить комментарий
- 2618 просмотров
Газовая сварка металлов: описание технологии сварки для новичков. Виды резаков, техника безопасности, преимущества и недостатки
Наверняка, все видели различные виды сварочных работ. В разных проявлениях, кто-то знаком с обычной сваркой, когда всё проводится вручную одним или двумя людьми, кто-то более осведомлён и наблюдал промышленную сварку.
В любом случае, это довольно полезный навык, которым должен овладеть каждый человек, если он желает самостоятельно проводить строительные работы на дому.
Суть газовой сварки
Данный пункт создан для той непопулярной группы людей, которые вообще не знакомы с особенностями и принципом работы газовой сварки. Суть этого процесса заключается в том, что две или более детали из каких-либо металлов соединяются между собой посредством термического воздействия на них.
- Далее, благодаря процессу, называемому диффузией металлов, детали ещё сильнее скрепляются и получается готовая конструкция.
- Для того, чтобы в сварочном инструменте поддерживалась необходимая для сварки температура, используется специальная сварочная технология.
- Она основана на добавлении в рабочий инструмент смеси газов. В основном, это кислород и любой горючий газ в качестве движущей силы всего механизма.
Оба этих газа подаются в специальный отсек в сварочном инструменте, который называется газовым смесителем. Он может быть разных размеров и изготовлен из разных материалов, в зависимости от вида и производителя вашего сварочного инструмента.
После этого, смесь газов искусственно поджигается и получается струя огня, которая и является главным элементом во всей термической обработки металлических деталей.
Очень известным фактом является то, что наблюдать сварку долгое время крайне не рекомендуется.
Дело в том, что смесь кислорода с любым горючим газом создаёт необычное по своему химическому составу пламя. Оно негативно влияет на сетчатку глаза человека, даже если за ним просто наблюдать со стороны.
Чтобы этого избежать, либо смотрите на сварку только через специальные рабочие очки, либо вовсе старайтесь не наблюдать за данным процессом.
Виды газовой сварки
С газосварочным инструментами люди начали работать ещё довольно давно. Во времена, когда в прошлом веке активно строились промышленные предприятия, вырос спрос на сварщиков и других работников подобной сферы.
Бывает такое, что их нужно комбинировать для обработки каких-либо сложных деталей. В таких случаях, нужно менять стили газовой обработки в зависимости от рельефа обрабатываемой поверхности.
Область применения газовой сварки
Применять газовую сварку можно не только в случаях, когда вам нужно скрепить две или более металлические детали. Это довольно универсальная процедура, которая имеет довольно широкий практический потенциал.
Помимо привычного представления о газовой сварке, сварочный аппарат можно применять если вам нужно что-то спаять. Паяние осуществляется разное, в том числе и с целью починить какую-то деталь или другую металлическую заготовку.
Так же, газосварочный аппарат можно использовать для деления большой металлической детали на несколько более маленьких заготовок. Подводя итог можно сказать, что обучится азам газовой сварки очень важно и полезно.
Даже если вы не занимаетесь именно сваркой двух деталей, то данный навык поможет решить большое количество других проблем в домашнем строительстве.
Преимущества и недостатки газовой сварки
Для начала, нужно выделить преимущества газовой сварки.
- Доступность применения. Начать стоит с самого очевидного преимущества газовой сварки. Речь идёт о доступности данной процедуры. Если для выполнения некоторых строительных или монтажных работ нужно обладать дорогостоящим оборудованием и профессиональными навыками, то для описанной работы нужен только газосварочный аппарат.
- Огромный выбор инструмента. Так как газовой сваркой пользуются уже довольно давно, за это время появилось великое множество самых различных газосварочных инструментов. Они все отличаются по функционалу, мощности, обрабатываемому профилю, материалу и множеству других параметров. В общем, каждый работник и начинающий строитель точно найдёт именно тот газосварочный инструмент, который будет идеально подходить.
- Мобильность. Большинство газосварочных инструментов либо довольно компактные, либо состоят из нескольких компонентов, которые можно собрать и разобрать без особых усилий. Это очень удобно, если вы часто занимаетесь газосварочными работами и вам требуется постоянно носить всё нужное оборудование с собой. Некоторые продвинутые производители в комплекте со всеми газосварочными инструментами продают сумки для их комфортной и удобной транспортировки.
- Хорошие показатели себестоимости. Существует такой тип строительных или монтажных работ, которые абсолютно невыгодны с финансовой точки зрения. Так вот, газовая сварка точно к таковым не относится.
Она является весьма окупаемой процедурой. Вся аппаратура не стоит слишком больших денег, но весь функционал, который она открывает, поражает воображение и точно стоит своих денег.
Но у данного вида монтажных работ существуют и свои минусы, которые не нужно игнорировать ни в коем случае.
- Плохо поддаётся автоматизации. Если не брать во внимание крупные промышленные работы, то автоматизировать обычную газовую сварку крайне трудно. Львиную долю работы придётся выполнять вручную. Это не очень удобно, если сварить между собой нужно много заготовок и делать это руками непродуктивно.
- Обширная площадь нагрева. Симбиоз кислорода и горючего газа выделяет в атмосферу огромное количество энергии, что способствует нагреву заготовки. За этим стоит следить, ведь можно повредить поверхность обрабатываемого материала, если он неустойчив к большой температуре.
Фото газовой сварки металлов