Сварочные горелки

Горелки служат для смешения газов и образования сварочного пла­мени, а также регулирования состава и мощности пламени (ГОСТ 17356—71). Они подразделяются по следующим признакам: по спо­собу подачи горючего в смесительную камеру — инжекторные и без- ынжекторные; по роду применяемого горючего газа — для газов-за­менителей, ацетиленовые, для жидких горючих и водородные; по назначению — универсальные и специализированные; по числу пла­мени — однопламенные и многопламенные; по мощности пламени — микромощности (расход ацетилена 5—60 дм3/ч), малой мощности (25—700 дм3/ч), средней мощности (50—2500 дм3/ч) и большой мощ­ности (2500—7000 дм3/ч); по способу применения — ручные и машин­ные. Наибольшее распространение получили горелки однопламенные универсальные для ацетилено-кислородной сварки, пайки и нагрева. Их типы, основные параметры, размеры и общие технические требо­вания регламентированы ГОСТ 1077—79Е.

Инжекторные горелки (рис. 67) работают на горючем низкого и среднего давления (0,001—0,12 МПа) и кислороде 0,15— 0,5 МПа. Кислород подается через ниппель 9, трубку 8 и вентиль 5 в осевой канал инжектора 4 и с большой скоростью (250—300 м/с) попадает в смесительную камеру 3. Создавая разрежение (0,8—3 кПа) в канале горючего газа, кислород инжектирует (подсасывает) аце­тилен, который идет через ниппель 10, ствол горелки 7, вентиль 6, а также в смесительную камеру 3. Образовавшаяся горючая смесь по трубке наконечника 2 попадает в мундштук 1, образуя при выходе из него сварочное пламя.

Вентилями 5 и 6 можно регулировать расход газов, а значит из­менять вид пламени. Инжекторное устройство является наиболее от­ветственным узлом и определяет устойчивость работы горелки. Мощ­ность горелки зависит от номера наконечника 2, который привора­чивается к корпусу 11 накидной гайкой 12.

В основном выпускают горелки инжекторного типа малой мощ­ности Г2—04, средней мощности ГЗ—03, большой мощности Г4. Го­релки Г2—04 и ГЗ—03 (наконечники № 0, 1, 2, 3, 4) комплектуются цельнотянутыми трубчатыми мундштуками, получаемыми путем ро­тационной ковки. Остальные наконечники горелки ГЗ—03 (№ 5, 6, 7) имеют объемные мундштуки, изготовленные из хромистой бронзы БрХ-05 (против прилипания и износа).

Устойчивость работы горелки зависит от нагрева и класса чисто­ты выходного канала мудштука, а также от колебания давления га­зов перед горелкой. Скорость истечения горючей смеси из мундшту­ка (50—170 м/с) должна соответствовать скорости воспламенения смеси, иначе будут или обратные удары пламени, или отрыв пламе­ни от наконечника горелки. Перегрев наконечника повышает давле­ние смеси в канале, что препятствует поступлению газов, изменяет их соотношение и приводит к обратным ударам или к окислению. Наконечник надо периодически охлаждать. Очень важным является правильный выбор диаметров отверстий инжектора, смесительной камеры и мундштука, которые должны соответствовать выбранному номеру наконечника (табл. 105).

Горелка большой мощности Г-4 работает в тяжелых условиях и выпускается в двух вариантах: для сварки массивных деталей с од­носопловым мундштуком на ацетилено-кислородной смеси.

Read More

Трубопроводы и шланги для газов

Кислородопроводы делятся на четыре категории: I категория — свыше 6,4 до 20 МПа; II категория — свыше 2,5 до 6,4 МПа; III категория — свыше 0,16 до 2,5 МПа, IV категория — не более 0,16 МПа.

Кислородопроводы изготовляют из медных или латунных труб (ГОСТ 617—72 и ГОСТ 494—76), которые соединяются сваркой. Фланцевые и резьбовые соединения допускаются только в местах присоединения к оборудованию, арматуре и приборам.

Соединительные элементы конструируются в зависимости от давления. Для соединения кислородопроводов с давлением выше 6,4 МПа применяют фланцевое соединение на резьбе с уплотнением по трубе через линзу. В резьбовых соединениях допускаются муфты с пропайкой и промазкой свинцовым глетом. Для соединения труб с давлением до 6,4 МПа применяют приварные плоские фланцы, с давлением свыше 2,5 МПа—уплотненную поверхность в виде шип-паза, с давлением до 2,5 МПа — уплотненную поверхность плоскую.
Арматура на трубах высокого давления должна быть только латунная или бронзовая.
Кислородопроводы прокладывают по стенам цехов или в каналах с другими коммуникациями, кроме электропроводов, трубопроводов горючих газов и масел.

Кислородопроводы и арматура должна быть перед сдачей в эксплуатацию обезжирены четыреххлористым углеродом (ГОСТ 5827— 68) и трихлорзтиленом (ГОСТ 9976—70). После монтажа кислородопроводы подвергают гидравлическому испытанию на прочность под давлением в 1,25 больше рабочего, но не менее 0,2 МПа и пневматическому на плотность под рабочим давлением. Перед пуском в эксплуатацию кислородопроводы продувают кислородом в объеме, превышающем емкость труб не менее чем в три раза. Окрашивают кислородопроводы в голубой цвет.

Ацетиленопроводы бывают низкого давления (до 0,01 МПа включительно); среднего давления (от 0,01 до 0,15 МПа включительно); высокого давления (свыше 0,15 МПа).

Диаметр ацетиленопровода высокого давления не должен превышать 20 мм, среднего давления — 50 мм, низкого давления не ограничен. Толщина стенок межцеховых труб с диаметром до 45 мм, свыше 45, 76, 89 и 133 мм соответственно не должна быть меньше 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 и 4,5 мм при надземной прокладке и на 1 мм увеличена при подземной прокладке.

Соединяют ацетиленопроводы сваркой. Фланцевые и резьбовые соединения допускаются в местах присоединения оборудованиями приборов.

Не допускается применение деталей из меди и сплавов с содержанием меди более 70%. После монтажа ацетиленопроводы низкого и среднего давления после затвора подвергаются гидравлическому испытанию на прочность при давлении: Ри = 13(Р+1)—1, где Ри — испытательное давление; Р — рабочее давление.

Ацетиленопровод среднего давления на участке от генератора до затвора 'Подвергается гидравлическому испытанию под давлением в 1,5 больше рабочего, но не менее 0,2 МПа. Ацетиленопроводы высокого давления подвергают гидравлическому испытанию под давлением 3 МПа. Пневматические испытания производят под рабочим давлением. Перед пуском производится продувка всей системы аз@- том чистотой не ниже 97,5%, а потом ацетиленом.

Внутристанционные ацетиленопроводы могут быть проложены по стенкам зданий и в отдельных каналах. Межцеховые трубы прокладываются надземным способом. Окрашивают их в белый цвет.

Г азопроводы природных, нефтяных и сжиженных газов делятся на три группы: низкого давления —до 0,005 МПа; среднего давления — от 0,005 до 0,3 МПа; высокого давления — от 0,3 до 1,2 МПа.

Кислородопроводы, ацетиленопроводы и газопроводы среднего давления изготавливают из бесшовных холоднотянутых и холоднокатаных труб (ГОСТ 8734—75), а также из бесшовных горячекатаных труб (ГОСТ 8731—74 и ГОСТ 8732—74). Материалом служит сталь марок 10 и 20 (ГОСТ 1050—74). Газопроводы и ацетиленопроводы низкого давления могут изготавливаться из стальных электро- сварных труб (ГОСТ 10704—76 и ГОСТ 10705—63).

Шланги (рукава) служат для подвода газа из баллонов, генераторов и газопроводов к горелкам и резакам. Они должны выдерживать давление газа, быть гибкими и не стеснять движения сварщика. Изготовляются шланги из вулканизированной резины с одной или двумя тканевыми прокладками. По ГОСТ 9356—75 выпускаются шланги трех типов: для ацетилена и городского газа — тип I на давление до 0,63 МПа, для бензина и керосина — тип II на давление до 0,63 МПа, для кислорода — тип III на давление до 2 МПа.

Шланги имеют внутренний диаметр 8—12 мм. Для малых горелок применяют шланги с диаметром отверстия 5,5 и 6,3 мм, для больших—16 и 18 мм. Кислородные шланги испытывают гидравлическим способом на давление 1,8 МПа, а ацетиленовые — 0,75 МПа. В наполнительных рампах используют шланги высокого давления с металлической оплеткой (ГОСТ 6286—73), которые испытываются на давление 30 МПа. Шланги выпускаются длиной 10 и 14 м, а для нормальной работы горелкой или резаком иногда требуется большая длина (допускается до 20 м), поэтому их сращивают с помощью специальных ниппелей (ГОСТ 1078—71). Для удлинения кислородных шлангов служат латунные ниппели, а ацетиленовых — стальные, закрепляющиеся сна-, ружи хомутиками. Применять ниппельное соединение шлангов для жидкого горючего (керосин, бензин) запрещено, так как оно проса­чивается в местах соединения.

В зависимости от транспортируемого газа наружный слой шланга окрашивают в следующие цвета: красный — шланги I типа для ацетилена, пропан-бутана, городского газа; желтый — шланги II типа'для жидкого горючего; синий — шланги III типа для кислорода.

Шланги предназначены для работы при температурах от +50 до —35°С, а для более низкой температуры изготовляют шланги из специальной морозостойкой резины, выдерживающей температуру до —65°С. Все шланги должны иметь трехкратный запас прочности при разрыве гидравлическим давлением. Хранение шлангов производится в сухих помещениях при температуре от 0 до +25°С: Новые шланги перед эксплуатацией необходимо продуть рабочим газом, который будет по ним транспортироваться, и в дальнейшем для других газов не использовать.

Read More

Газораспределительные рампы и посты

Для питания установок с большим расходом горючего газа и кисло­рода применяют коллекторы разрядные и перепускные рампы, позво­ляющие отбирать газ от нескольких баллонов и передавать его потре­бителю. Кислородная газораспределительная рампа (рис. 66) пред­ставляет собой два коллектора 1, выполненных из латунных труб 020 мм, к которым с помощью медных трубок 2 через вентили 3 присоединены две группы кислородных баллонов 5. Каждый коллек­тор имеет по главному запорному вентилю 4, который позволяет за­менять одну из групп баллонов, когда работает другая.

Между запорными вентилями установлен центральный редуктор 6 для понижения давления газа', подаваемого в цеховой кислородопро- вод, до 0,3—1,5 МПа.

Ацетиленовые разрядные коллекторы или перепускные рампы вы­полняются из стальных цельнотянутых труб. Устройство их такое же, как и у кислородных. Давление ацетилена снижается с 1,9 до 0,01 МПа. Присоединение ацетиленовых баллонов к рампе осущест­вляется при помощи резинотканевых рукавов и специальных хому­тиков.

Рампы устанавливают вдоль стен в отдельных изолированных по­мещениях. При необходимости установить рампу на полу в центре помещения она монтируется в специальные каркасы в виде рамы.

Газоразборные посты, выпускаемые Воронежским ПО «Автоген- маш», предназначены для подачи из сети кислорода и горючих га­зов и питани • газами постов газопламенной обработки металлов. Они представляю собой металлические шкафы, в которых расположены входной вешиль и сетевой редуктор или предохранительный затвор.

Read More

Редукторы для сжатых газов

Редуктор служит для понижения давления газа из источника и под­держания его постоянным независимо от изменения давления и рас­хода. Согласно ГОСТ 6268—78 редукторы классифицируются по назна­чению (Б — баллонные, Р — рамповые, С — сетевые); по роду газа (А — ацетиленовые, К — кислородные, М —метановые, П — пропан- бутановые); по схеме редуцирования (О — одноступенчатые с меха­нической установкой давления, Д — двухступенчатые с механической установкой давления, У — одноступенчатые с пневматической уста­новкой давления с помощью пусковых редукторов).

Редукторы различаются по конструкции, размерам, давлению, од­нако для каждого типа редуктора существует своя базовая конструк­ция и их детали взаимозаменяемы. Так, редуктор ДКП-1—65 (БКО-бО по ГОСТ 6268—78) является базовой конструкцией баллонных од­нокамерных редукторов, редуктор ДКС-66 — базовой конструкцией сетевых редукторов, редуктор ДКР-250 — базовой конструкцией рам- повых редукторов, редуктор ДАР-1—64 — базовой конструкцией рам- повых редукторов для горючих газов (табл. 101).

Кроме указанных редукторов выпускаются редукторы высокого давления, у которых рабочее давление находится в пределах 1,5— 6,5 МПа. Каждый редуктор состоит из корпуса, крышки, нажимной пружины, мембраны, редуцирующего узла, запорного вентиля, вход­ного штуцера с фильтром и выходного штуцера.

Редуктор ДК-40 (УКН-40 по ГОСТ 6268—78) используют для пи­тания установок и машин для термической резки кислородом высо­кого давления. Редуктор ДВ-70 (УВН-70) служит для подачи воз­духа, азота или инертных газов при проведении пневмоиспытаний оборудования, работающего под давлением, и для других целей.Нужны для поддержания рабочего давления с повышенной точностью.

В редукторах с пневматическим заданием рабочего давления пе­ремещение клапана основного редуктора производится давлением за­дающего газа РзаД. в подмембранную камеру В (рис. 65, в). Вели­чина Р3аД. устанавливается пусковым редуктором Д. Величина ра­бочего давления контролируется по манометру в камере Б и опреде­ляется подъемом клапана, который зависит от разности давлений га­за на входе и выходе. Заданное рабочее давление поддерживается автоматически.

Редукторы с пневматическим заданием давления представляют собой два однокамерных редуктора, соединенных параллельно. В них из-за отсутствия регулирующей пружины в основном редукторе жест­кость упругих элементов ниже, чем у редуктора с механическим за­данием рабочего давления. Это позволяет применять их при боль­шом диапазоне изменений состояния газа, т. е. в качестве рамповых редукторов высокой производительности.

Присоединение баллонных и сетевых редукторов производится с помощью накидной гайки (кислородные) или хомута (ацетиленовые) на входе и ниппельного соединения на выходе.

Новые редукторы следует подвергать входному контролю. Ремонт производится на специальных участках. Раз в месяц производится проверка на герметичность и проверка входных фильтров. Раз в год производится настройка предохранительных клапанов и проверка ма­нометров. Раз в два года редукторы полностью разбираются для про­верки мембран, уплотняющих и направляющих поверхностей.

Перед присоединением редуктора к вентилю баллона необходимо продуть штуцер вентиля, открыв его на 1—2 с, и проверить исправ­ность фибровой прокладки, резьбы накидной гайки. На штуцере, про-
 кладке и накидной гайке не должно быть следов масла и грязи. Пос­ле присоединения надо полностью ослабить регулирующий винт ре­дуктора, а затем открыть вентиль и посмотреть показания манометра высокого давления. Затем следует Отрегулировать рабочее давление, вращая винт, и выпустить газ в горелку. При перерывах в работе надо ослабить пружину, выпустить газ из горелки (пока на мано­метре низкого давления не будет 0)- и после этого закрыть вентиль баллона.

Не разрешается ремонтировать редуктор на баллоне.

Read More

Баллоны для сжиженных газов

В основном пропан- бутановых смесей, изготовляют по ГОСТ 15860—70. Они представля­ют собой сварные сосуды емкостью 40 или 50 дм3 со стенками тол­щиной 3 мм из стали (ст. 3). Баллоны рассчитаны на максимальное давление пропана до 1,6 МПа, пропилена— 2, бутана — 0,45, бути­лена —0,38 МПа. Коэффициент наполнения (в кг на 1 дм3 емкости баллона) соответственно равен: 0,425; 0,445; 0,488 и 0,526. Из-за большого коэффициента объемного расширения сжиженных газов баллоны полностью заполнять нельзя: при нагреве они могут разор­ваться. Баллоны заполняют жидким газом на 85% общей емкости. Например, в баллон емкостью 50 дм3 наливается 24 кг жидкого про­пан-бутана. Количество пропан-бутана в баллоне определяется взве­шиванием, как это показано выше, для определения количества аце­тилена.

Вентили служат запорными устройствами для наполнения балло­нов газом, подачи и прекращения доступа газов к рабочему посту. Устройство вентилей кислородных, ацетиленовых и пропан-бутановых в принципе одинаково, однако они различаются материалом, присое­динительной резьбой, способом уп­лотнения и рабочим давлением.

Вентиль кислородный (рис. 64) должен выдерживать ги­дравлическое давление до 30 МПа и быть газонепроницаемым при давлении кислорода до 20 МПа. Детали, через которые проходит кислород, во избежание сгорания делают из латуни. Клапан 3, имею­щий уплотнения 2 из меди, прижи­мается к седлу 1 корпуса 13 пере­мещением шпинделя 4 с помощью маховичка 5. Шпиндель 4 связан с клапаном 3 муфтой 9, которая на­девается на квадрат 10. Для гер­метичности проложены фибровая прокладка 6 под маховичком и уп­лотнительная прокладка 8 под накидной гайкой 7. Резьба конического хвостовика 12 корпуса выпол­нена по ГОСТ 9909—70 (14 ниток на 1"), резьба присоединительного штуцера выполнена 3/4" трубная 3-го Класса.

Все детали вентиля снаружи и внутри должны быть тщательно обезжирены. Кислородные вентили могут исполь.зоваться для азота, аргона, сжатого воздуха и углекислого газа.

Вентиль ацетиленовый Делают из стали, так как сплав с 70% меди может образовать ацетиленистую медь, способную выз­вать взрыв ацетилена. У него сделана другая резьба, не идущая на другие баллоны. Присоединение редуктора к вентилю производится хомутиком.

Для предохранения клапанов от угольной пыли в конический хвос­товик вставлен войлочный фильтр. Уплотнитель клапана сделан из эбонита, уплотнение шпинделя создается сальниковыми кожаными кольцами. Вентиль открывается специальным торцовым ключом.

Вентиль пропа н-б утановый аналогичен кислородному, Герметичность достигается резиновым ниппелем, надетым на шпин­дель. Конический хвостовик имеет левую резьбу.

Read More

Баллоны ацетиленовые

Ацетилен хранят в баллонах ГОСТ 5948—60), заполненных пористой массой (активированный уголь БАУ по ГОСТ 6217—74), пропитанной ацетоном. Ацетилен хо­рошо растворяется в ацетоне и давление его по ГОСТ 5457—75 до­пускается до 1,9 МПа при температуре 20°С. В баллоне исходя из его емкости содержится 290—320 г/дм3 угля, 225—300 г/дм3 ацето­на. Такой способ хранения ацетилена связан с его взрывоопасностью при повышении давления. Распределенный в порах массы ацетилен не опасен, при открытом вентиле испаряется в виде газа и идет в горелку. Ацетон остается в порах и может растворять новые порции ацетилена. Скорость отбора газа из баллона не должна превышать 1700 дм3/ч, чтобы вынос ацетона не провышал 30 г/м3 газа. Из бал­лона можно отбирать не менее 0,125 кг ацетилена на 1 дм3 емкос­ти. Остаточное давление должно быть в пределах 0,05—0,1 МПа.

Для определения количества ацетилена баллон взвешивают и раз­ность массы делят на плотность ацетилена:

Q— (Pi—Р2) : у = (89—83) : 1,09 = 5,5 м3, где Pi — масса баллона с газом, кг; Рг — масса пустого баллона, кг; у — плотность ацетилена кг/м3.

При нормальном атмосферном давлении и температуре 20°С в 1 кг ацетона растворяется 28 кг ацетилена. Растворимость ацетилена увеличивается с увеличением давления и уменьшается с понижением температуры. f|pn отборе ацетилена из баллона вместе с ним расходуется и ацетон в количестве 30—40 г/м3 ацетилена. Это умень­шает количество ацетилена в баллоне при следующем заполнении, если не добавлять в необходимом количесстве ацетон. Для исполь­зования емкости пустые баллоны рекомендуется хранить в горизон­тальном положении, это способствует равномерному распределению ацетона по всему объему баллона.

Применение растворенного ацетилена имеет ряд преимуществ по сравнению с получением из генератора: обеспечивается безопас­ность работ, ацетилен не имеет влап (можно применять зимой), большее давление (устойчивеепламя го, елки), компактная установка.

Read More

Баллоны кислородные

Сжатый газообразный кислород хранится в баллонах типа 150 и 150Л емкостью 40 дм3 под давлением 15 МПа (150 кгс/мм2). Количество кислорода в баллоне определя­ется по следующей зависимости: .

Q==VP = 40X150 = 6000 дм3 = 6 м3, где V — объём баллона, дм3; Р—давление в баллоне, МПа (кгс/мм2).

На сварочном посту баллон устанавливают вертикально или ук­ладывают при кратковременных работах так, чтобы вентиль был вы­ше башмака. После осмотра вентиля и в отсутствии следов жира можно присоединять редуктор и горелку. Пуск кислорода к горелке производится после установки нужного давления. В баллоне должно оставаться некоторое количество кислорода с давлением 0,05— 0,1 МПа.

Read More