Оборудование для газовой резки металла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1) Кислородная резка

2) Резаки

3) Баллоны для сжатых газов

4) Запорные вентили для баллонов

5) Редукторы для сжатых газов

6) Водяные предохранительные затворы

7) Выбор мундштука

8) Устройство и принцип работы ацетиленового генератора

Используемая литература

Введение

Резкой металлов называют отделение частей (заготовок) от сортового, листового или литого металла. Различают механическую (ножницами, пилами, резцами), ударную (рубка) и термическую резку.

Термической резкой называют обработку металла (вырезку заготовок, строжку, создание отверстий) посредством нагрева. Паз, образующийся между частями металла в результате резки, называют резом. По форме и характеру реза может быть разделительная и поверхностная резка, по шероховатости реза - заготовительная и чистовая. Термическая резка отличается от других видов высокой производительностью при относительно малых затратах энергии и возможностях получения заготовок любого сколь угодно сложного контура при большой толщине металла.

Можно выделить три группы процессов термической резки: окислением, плавлением и плавлением с окислением. При резке окислением металл в зоне резки нагревают до температуры его воспламенения в кислороде, затем сжигают его в струе кислорода, используя образующуюся теплоту для подогрева следующих участков металла. Продукты сгорания выдувают из реза струёй кислорода и газов, образующихся при горении металла. К резке окислением относится газопламенная (кислородная) и кислородно-флюсовая резка. При резке плавлением металл в месте резки нагревают мощным концентрированным источником тепла выше температуры его плавления и выдувают расплавленный металл из реза с помощью силы давления дуговой плазмы, реакции паров металла, электродинамических и других сил, возникающих при действии источника тепла, либо специальной струёй газа. К способам этой группы относятся дуговая, воздушно-дуговая, сжатой дугой (плазменная), лазерная и термогазоструйная.

Способность металла подвергаться кислородной резке называется разрезаемостью. Разрезаемость углеродистых сталей с увеличением содержания углерода ухудшается.

1. Кислородная резка

Для выполнения резки металла вручную лучше выполнять газокислородной резкой. Как уже упоминалось ранее, этот вид резки представляет собой горение металла в струе кислорода. Перед этим обязателен предварительный подогрев места резки до температуры воспламенения (более точное определение - до момента начала оксидирования металла в кислороде). Предварительный подогрев дает пламя ацетилена или пламя газов-заменителей. После того, как место резки будет разогрето до температуры 300-1300°С (для каждого металла - свое конкретное значение), осуществляется пуск режущего кислорода. Кислород режет подогретый металл и одновременно удаляет образующиеся оксиды. Для того чтобы процесс был беспрерывным, надо чтобы подогревающее пламя находилось всегда впереди струи кислорода.

Различные металлы в различной степени доступны для кислородной резки. Лучше всего режутся низкоуглеродистые стали с содержанием углерода не выше 0,3%. Среднеуглеродистые стали (углерод до 0,7%) режутся хуже. Резка высокоуглеродистых сталей вообще проблематична, а при наличии в составе углерода свыше 1% резка вообще невозможна без добавки специальных флюсов. Первое, что надо запомнить, определяя режим резки для металлов, толщина которых более 400 мм: подогревающее пламя должно содержать в своем составе избыток ацетилена (науглераживающее пламя). Это даст увеличение длины факела и позволит прогреть металл на глубину. Если толщина металла не превышает 300 мм, то достаточно нормального пламени. Важное значение имеет выбор скорости резки. Она должна быть равной скорости оксидирования металла по всей толщине металла. Наиболее; простой способ определить скорость резания можно по характеру выброса искр и шлака. На рис.1 показаны три момента, характеризующие правильность выбора скорости резания.

Рис.1. Определение скорости резки по выбросу искр (шлака).1 - недостаточная скорость резания; 2 - нормальная скорость резания; 3 - завышенная скорость резания

Правильность положения резака влияет на производительность резки. В самом начале резки подогревающее пламя надо устанавливать на край разрезаемого металла для нагрева кромки до температуры оплавления. Положение резака различно в начале резки. На рис.2 это представлено в наглядной форме. При резке листовой стали толщиной до 50 мм резак в начале процесса устанавливается вертикально, а при большой толщине листа - под углом 5° к поверхности торца листа, а затем его наклоняют на 20-30° в сторону, обратную движению резака. Такое расположение резака способствует лучшему прогреву металла по толщине и повышению производительности резки. Оно может быть использовано при ручной и машинной прямолинейной резке, но при вырезке фигурных деталей положение резака должно быть строго перпендикулярным к поверхности разрезаемого металла.

резка газ затвор мундштук

Рис.2. Положение резака при работе с листовой сталью. А - начало резки; Б - процесс резки

Если стоит задача прожечь отверстие, то надо знать ряд особенностей этого вида резки. Если толщина металла не более 20 мм, то порядок следующий: подогревающее пламя горелки, выполнив свою задачу по получению нужной температуры подогрева, должно быть обязательно выключено перед пуском режущего кислорода. Сам пуск режущего кислорода должен осуществляться плавным открытием вентиля на резаке. Кислородное пламя зажигается от раскаленного металла само. Такой порядок позволит исключить обратные удары пламени (хлопки). Если толщина металла достигает 50 мм, то для облегчения процесса прожигания отверстия деталь (лист) надо установить в наклонное положение, а то и вертикально, для обеспечения беспрепятственного стока шлаковых образований. При этом первоначальное отверстие готовится путем сверления на небольшую глубину. Порядок пуска режущего кислорода такой же, как и в предыдущем случае.

Мундштук при резке надо фиксировать на определенном расстоянии от обрабатываемого металла. Для этих целей могут быть изготовлены (или приобретены) специальные приспособления. Чаще всего это тележки, прикрепляемые к головке резака. Ручная резка может быть производительной только в том случае, если резчик правильно держит резак в процессе обработки детали, правильно определяет точку начала резки, соблюдает требуемый угол наклона пламени, правильно выбрал горючий газ, номер мундштука. Если осуществляется резка нескольких листов металла, то шов будет лучше, если листы закрепить в пакет, а их кромки в месте начала резки будут уложены так, как это показано на рис.3.

Рис.3. Пакетирование листов для облегчения начала резки

После предварительного подогрева места начала резки и пуска режущего кислорода необходимо убедиться в полном прорезании металла по всей толщине и затем начать перемещение резака. К концу реза необходимо немного снизить скорость резки и увеличить угол наклона резака в сторону, обратную движению, до 10-15° для обеспечения полного прорезания конечного участка и уменьшения отстаивания линий реза.

2. Резаки

Такой инструмент, как кислородный резак, удобно совмещает все стадии резки и предназначен для правильного смешивания горючих газов или паров жидкости с кислородом, образования подогревающего пламени и подачи струи чистого кислорода в зону резки. Резаки классифицируют по принципу смешения газов (инжекторные и безынжекторные), по назначению (универсальные, вставные и специальные), по применению (для ручной и машинной резки) и по виду резки (для разделительной и поверхностной резки). В настоящее время широко используются универсальные инжекторные ручные резаки для разделительной резки, схема строения которых представлена на рисунке 4.

Рис.4. Схема строения ручного резака: 1, 2 - ниппели, 3, 4 - кислородные трубки, 5 - наружный мундштук, 6 - инжектор, 7 - смесительная камера, 8 - внутренний мундштук

За образец взят резак средней мощности Р2А-01, применяемый для ручной резки низкоуглеродистой и низколегированной стали толщиной до 200 мм. Принцип действия резака заключается в следующем. Ацетилен подается по шлангу к ниппелю 1, а кислород - к ниппелю 2. От ниппеля 2 кислород идет по двум направлениям. Одна часть кислорода, как и в обычных сварочных резаках, попадает в инжектор 6, а потом в смесительную камеру 7. В последней образуется горючая смесь кислорода с ацетиленом, который поступает через ниппель 1. Далее смесь идет по трубке, проходит через кольцевой зазор между наружным 5 и внутренним 8 мундштуками и образует подогревательное пламя. Остальная часть кислорода через трубки 3 и 4 продвигается к центральному отверстию внутреннего мундштука 8 и создает струю режущего кислорода.

В небольших мастерских сейчас используются специальные, универсальные и вставные резаки малой, средней и большой мощности. Специальные резаки марок РПА-2-72, РПК-2-72, РЗР-2, РК-02 могут разрезать металл толщиной от 200 до 800 мм. Резак РЗР-2 массой 5,5 кг в качестве горючего газа использует пропан-бутановую смесь, максимальный расход которой 7,5 м3/ч. Наибольший расход кислорода 114,5 м3/ч. Инструмент имеет сопло для смешивания кислорода и горючего газа. Давление горючего газа на входе в резак составляет не ниже 0,05 МПа (0,5 кгс/см2), а для контроля давления кислорода имеется манометр. Поступление горючего газа происходит от распределительных рамп или от цеховых магистралей. Если используется магистраль, то нужно иметь пропан-бутановую рампу на 3 баллона и кислородную рампу на 10 баллонов. РЗР-2 применяется для резки прибылей, поковок и отливок из низкоуглеродистых и низколегированных сталей; он способен резать металл толщиной до 800 мм.

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 Гостехнадзора СССР.

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.

Основные типы баллонов, применяемых для хранения и транспортировки кислорода, азота, водорода и других газов согласно ГОСТ 949--73, приведены в табл. 7.

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 /, 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.

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.

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.

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 специальные тележках или носилках. На рабочих местах баллоны должны быть прочно закреплены в вертикальном положении.

4. Запорные вентили для баллонов

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 И 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.

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.

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,о) 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, наоборот, при ввертывании регулировочного винта сжимается нажимная пружина 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.

6. Водяные предохранительные затворы

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 сухие. 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.

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. 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.

7. Выбор мундштука

Номера мундштуков выбираются в зависимости от толщины металла. Для освещения этого вопроса обратимся к таблице.

Таблица 4. Выбор мундштука в зависимости от толщины металла

8. Устройство и принцип работы ацетиленового генератора

Ацетиленовые генераторы. Для питания ацетиленом аппаратуры при газопламенной обработке ацетилен получают в ацетиленовых генераторах из карбида кальция и воды. Крупные ацетиленовые генераторы используют для производства ацетилена на химических заводах, где он служит сырьем для получения многих химических продуктов.

Существуют следующие типы и системы генераторов. По давлению вырабатываемого ацетилена - два типа генераторов: низкого давления (до 0,02 МПа) и среднего давления (0,02.0,15 МПа). По способу применения - передвижные и стационарные. По способу взаимодействия карбида кальция с водой - три типа генераторов: система генераторов KB - карбид в воду; ВК - вода на карбид, с вариантами процессов: М - "мокрого" и С - "сухого"; К - контактный с вариантами процессов: ВВ - вытеснения воды и ПК - погружения карбида.

Изготовлять ацетиленовые генераторы следует только на специализированных предприятиях. Стационарные ацетиленовые генераторы должны быть пригодны для работы при температуре окружающей среды 5.35°С, передвижные - при температуре - 25. +40°С. В конструкции генератора должны быть предусмотрены следующие основные узлы: газообразователь, газосборник, ограничитель максимального давления, предохранительный затвор против обратного удара пламени, устройства для автоматической регулировки количества вырабатываемого ацетилена в зависимости от его потребления.

В настоящее время в эксплуатации находится большое количество передвижных и стационарных генераторов различных конструкций, в том числе и таких, которые сняты с производства. В качестве примера рассмотрим передвижной ацетиленовый генератор АСП-1,25 (выпускаемый в настоящее время) - контактного типа среднего давления прерывного действия - работает по системе ПК в сочетании с системой ВВ (рис.1).

Корпус 2 генератора состоит из газообразователя и промывателя, соединенных между собой переливной трубкой. В газообразователе происходит разложение карбида кальция с выделением ацетилена, в промывателе - охлаждение и отделение ацетилена от частиц извести. Вода в газообразователь заливается через горловину. При достижении переливной трубки 15 вода переливается по ней в промыватель, который заполняется до уровня контрольной пробки 13. Карбид кальция загружают в корзину 4, закрепляют поддон 10, устанавливают крышку с мембраной на горловину. Уплотнение крышки 8 с горловиной обеспечивается винтом 6 с помощью мембраны 5. Образующийся в газообразователе ацетилен по переливной трубке 15 поступает в промыватель, где, проходя через слой воды, охлаждается и промывается.

Рис.5. Генератор ацетилена: а - общий вид; I - горловина; II - газообразователь; III - вытеснитель; IV - промыватель; б - генератор в разрезе

Из промывателя через вентиль 12 по шлангу ацетилен поступает в предохранительный затвор 1 и далее на потребление.

По мере повышения давления в газообразователе давление ацетилена на мембрану преодолевает сопротивление пружины 7, перемещая ее вверх, при этом корзина с карбидом кальция, связанная с мембраной, также перемещается вверх, уровень смоченного карбида уменьшается, выработка ацетилена ограничивается и возрастание давления прекращается. При снижении давления в газообразователе усилием пружины 7, корзина с карбидом кальция возвращается вниз и происходит замочка карбида кальция. Таким образом, процесс выработки ацетилена регулируется с помощью мембраны.

Одновременно по мере увеличения давления в газообразователе избыточное давление ацетилена перемещает воду в вытеснитель и корзина с карбидом кальция оказывается выше уровня воды, в результате чего реакция прекращается. По мере уменьшения давления вода вновь занимает прежний объем и вновь происходит замочка карбида кальция.

Давление ацетилена контролируется манометром 9. Слив ила из газообразователя и иловой воды из промывателя осуществляется соответственно через штуцеры 13 и 14. Предохранительный клапан 3 служит для сброса ацетилена при увеличении давления в генераторе выше допустимого. В месте присоединения клапана к корпусу установлена сетка для задержания частиц карбидного ила, окалины и др.

Используемая литература

1. Акулов А.И., Алехин В.П., Ермаков С.И., Полевой Г.В., Рыбачук А.М., Чернышов Г. Г, Якушин Б.Ф. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки. - М., Машиностроение, 2003.

2. Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварка конструкций: технология изготовления, механизация, автоматизация и контроль качества в сварочном производстве. М.: Высш. шк., 1991

3. Никифоров Н.И. и др. Справочник молодого газосварщика и газорезчика. М.: Высш. шк., 1990.

4. Рыбаков В.М. Дуговая и газовая сварка. М.: Высш. шк., 1986.

5. Справочник молодого газосварщика и газорезчика: справочное пособие. Н.И. Никитин, С.П. Нешумова, И.А. Антонов. - м.: Высш. Шк 1990.

6. www.intertehno.ru

Размещено на Allbest.ru