Сварка вентиляционных труб газом

Титульник
Содержание

Введение
Введение

Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъёмных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергетического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, производстве строительных и других конструкций.

Сварка – такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов, резанием, литьё, ковка, штамповка. Большие технологические возможности сварки обеспечили её широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолётов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций. Перспективы сварки, как в научном, так и в техническом плане безграничны. Её применение способствует совершенствованию машиностроения и развитию ракетостроения, атомной энергетики, радиоэлектроники.

О возможности применения «электрических искр» для плавления металлов ещё в 1753г. Говорил академик РАН  Г.Р.Рихман при исследовании атмосферного электричества. Профессор Санкт – Петербургской военно-хирургической академии В.В. Петров открыл явление электрической дуги и указал возможные области её практического использования. Однако потребовались многие  годы совместных усилий учёных инженеров, направленных на создание источников энергии, необходимых для реализации процесса  электрической сварки металлов. Важную роль в создании этих источников сыграли открытия и изобретения в области магнетизма и электричества.

В 1882г. Российский учёный инженер Н.Н. Бенардос, работавший над созданием аккумуляторной батареи, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов.

В 1888г. Российский инженер Н.Г. Славянов предложил проводить сварку плавящимся металлическим электродом. С его именем связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, разработка флюсов для воздействия на состав металла шва, создание первого электрического генератора.

Газовая сварка, при которой для плавления металла используют теплоту горящей смеси газов также относят к способам сварки плавлением. Способ газовой сварки был разработан в конце XIXв когда началось промышленное производство кислорода, водорода и ацетилена, и является основным способом сварки металлов. Наибольшее распространение получила газовая сварка с применением ацетилена. В настоящее время объём газосварочных работ в промышленности значительно сокращён, но её успешно применяют при ремонте изделий из тонколистовой стали, алюминия и его сплавов, при пайке и сварке меди, латуни и других цветных металлов и сплавов, наплавочных работах. Широко используют в современных производственных процессах газотермическую резку, например при выполнении заготовительных операций в цеховых условиях и на монтаже.

Методы газопламенной обработки металлов объединяют свыше 30 технологических процессов. По своему техническому назначению они могут быть подразделены на четыре основные группы: резка, соединение, нагрев и напыление металлов. Основой этих процессов являются использование концентрированного местного источника нагрева высокотемпературным пламенем. К газопламенным методам примыкают процессы газоэлектрической, в том числе плазменной и газолазерной обработки, при которых теплоносителем служат, а источником нагрева – плазменная дуга, лазерный луч и т.д.

Газопламенная обработка преимущественно ведётся с применением кислорода и горючих газов (ацетилена и его заменителей). Иногда используются смеси кислорода и паров горючих жидкостей (керосина и бензина).

Сварочная техника  и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Свариваются корпуса гигантских супертанкеров и сетчатка человеческого глаза, миниатюрные детали полупроводниковых приборов и кости человека при хирургических операциях. Многие конструкции современных машин и сооружений, например космические ракеты, подводные лодки, газо- и нефтепроводы, изготовить без помощи сварки невозможно. Развитие техники предъявляет все новые требования к способам производства, и в частности, к технологии сварки. Сегодня сваривают материалы, которые еще недавно считались экзотическими. Это титановые, ниобиевые и бериллиевые сплавы, молибден, вольфрам, композиционные высокопрочные материалы, керамика, а также всевозможные сочетания разнообразных материалов. Свариваются детали электроники толщиной в несколько микрон и детали тяжелого оборудования толщиной в несколько метров. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы: сваливать приходится под водой, при высоких температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, в невесомости. Недаром сварка стала вторым после сборки технологическим процессом, впервые в мире опробованным нашими космонавтами в космосе.

Необходимость повышения производительности труда ведет к увеличению уровня механизации и автоматизации сварочного производства, к его оснащению новыми сложными машинами и агрегатами, без которых сегодня немыслимо серийное производство многих видов продукции. Наглядный пример тому - сварочные автоматические линии Волжского автозавода. В сварочное производство активно внедряются роботы, что позволяет полностью автоматизировать цикл сварки деталей без участия рабочего- сварщика.

В последние годы патентные ведомства промышленно развитых стран мира ежемесячно регистрируют более 200 изобретений в области сварочной техники и технологии – таковы темпы развития сварочного производства.

Всё это предъявляет повышенные требования к квалификации специалистов в области сварки, в особенности рабочих-сварщиков, так как  именно они непосредственно осваивают новые способы и приёмы сварки, новые сварочные машины. Сегодня рабочему – сварщику недостаточно уметь выполнять несколько, пусть даже сложных, операций освоенного вида им сварки. Он должен понимать физическую сущность основных процессов, происходящих при сварке, знать особенности сварки различных конструкционных материалов, а также смысл и технологические возможности других, как традиционных, так и новых, перспективных способов сварки.  

1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА ГАЗОСВАРЩИКА И ГАЗОРЕЗЧИКА

Под термином "рабочий (сварочный) пост" подразумевается рабочее место, где производится газопламенная обработка металлов. Рабочие посты могут быть передвижными или стационарными.

Передвижной пост используется, как правило, для ручных сварочных работ, выполняемых в различных местах на территории предприятия и в зданиях, а также при монтаже и на стройплощадках.

Газопитание передвижных рабочих постов выполняется по схемам, приведенным на рисунке. В качестве источников питания газами обычно используют баллоны для кислорода и горючего газа с соответствующими редукторами для снижения его давления. Для подачи этих газов к рабочему инструменту (горелке или резаку) используют рукава длиной не менее 10 м. Вместо ацетиленового баллона иногда применяют передвижной генератор с предохранительным затвором. Для удобства перемещения передвижного поста допускается установка оборудования на одной тележке. При использовании ацетиленового передвижного генератора во время работы он должен сниматься с тележки и находиться не ближе 5 м от кислородного баллона. Перевозка генератора в заряженном состоянии запрещается.

Газосварщик (газорезчик) должен иметь на рабочем месте плоскогубцы, молоток, металлическую щетку для очистки поверхности металла, иглы для прочистки мундштуков и небольшой ломик для кантовки обрабатываемых изделий (деталей). Кроме того, необходим соответствующий инструмент (ключи) для крепления редукторов, открывайся (закрывания) вентилей баллонов и исправления мелких неисправностей горелок (резаков), обнаруживаемых при выполнении работ.

Рабочие сварщики (газорезчики) должны быть снабжены спецодеждой но установленным нормам и защитными очками (с плотностью светофильтров С-3 при работе с резаками и С-4 - при сварочных работах с расходом ацетилена до 2500 л/ч).

При использовании передвижных постов в закрытых помещениях необходимо обеспечить естественную либо принудительную вентиляцию.

Стационарный рабочий пост предназначен для выполнения ручных и механизированных работ по газовой сварке и резке в условиях цеха, участка или мастерской.

Газопитание (газоснабжение) стационарных постов осуществляется централизованно: газ подается по газопроводам к местам потребления, если количество постов превышает 10. При меньшем количестве постов, когда устройство газопроводов нерационально, разрешается подача газа от индивидуальных баллонов.

Типовая схема централизованного газопитания постов показана на рисунке. Кислород поступает к стационарным рабочим постам по газопроводу 5 от соответствующего источника питания (кислородной установки, газификатора или перепускной рампы). Соответственно ацетилен поступает по газопроводу 10 от ацетиленовой установки, стационарного генератора или перепускной рампы. В случае ее использования ацетилен подается непосредственно в цеховой газопровод. При применении других источников питания ацетиленом на входе ацетиленопровода в цех устанавливается центральный (групповой) предохранительный жидкостный или сухой затвор, предназначенный для защиты межцехового газопровода от проникновения в него обратного удара пламени. Тип затвора выбирают в зависимости от давления и расхода ацетилена. Непосредственно за затвором (по ходу газа) на вводе газа в цех устанавливается шкаф 2 ввода ацетилена с запорным вентилем и манометром, которые должны располагаться в доступном к удобном месте. Запорные вентили 6 устанавливают также на ответвлениях ацетиленопроводов, предназначенных для подачи ацетилена на отдельные участки цеха.

К ацетиленопроводу должен быть присоединен через запорный вентиль 8 трубопровод ЮП для сброса продувочных газов в атмосферу. Сбросной трубопровод располагается не менее чем на 1000 мм выше конька перекрытия. Аналогично к кислородо-проводу присоединяется сбросной трубопровод 5П через запорный вентиль 9.

На входе кислородопровода в цех также как и на каждом ответвлении внутрицеховой разводки газопроводов устанавливается запорная арматура 7. Высота прокладки ацетиленопровода над полом должна быть не менее 2220мм, а кислородопровода - не менее 1600-1800мм. Кислородопровод проводят не менее чем на 250мм ниже ацетиленопровода (при параллельном расположении). Расстояние между газопроводами при их пересечении должно быть не менее 100 мм. В местах потребления газов на газопроводах ацетилена и кислорода должны быть установлены газоразборные посты 3, 4, в состав которых входят соответствующие запорные, регулирующие и предохранительные устройства, обеспечивающие нормальную работу огневой аппаратуры. Питание ее кислородом ведется от редуктора газоразборного поста, если давление кислорода в газопроводе не превышает 1,6 МПа (16 кгс/ см²). В том случае, когда давление кислорода в газопроводе не может быть выше 1,6 МПа (16 кгс/ см²) и расход кислорода не превышает 10 кб.м/ч, можно использовать газоразборный пост с сетевым редуктором.

При этом присоединение аппаратуры к газопроводу допускается непосредственно (без редуктора) через запорный вентиль. В этом случае газоразборный пост не имеет регулирующего устройства.

Типовая схема централизованного газопитания сварочных постов ацетиленом и кислородом:
1 - центральный групповой затвор, 2 - шкаф ввода ацетилена, 3 - газоразборный пост кислорода,

4 - газоразборный пост ацетилена, 5 - газопровод кислорода, б - запорные вентили ацетиленовые,   7 - запорные вентили кислородные, 8 - сбросной вентиль ацетилена, 9 - сбросной вентиль кислорода, 1О-газопровод ацетилена, 5П - трубопровод сбросной, 10П - сбросной газопровод ацетилена

К ацетиленовому газопроводу присоединение инструмента (горелки или резака) во всех случаях должно осуществляться через предохранительное устройство: жидкостный или сухой затвор. При питании цеховых газопроводов для ацетилена от перепускных рамп, когда давление в сети может достигать 0,12 МПа (1,2 кгс/ см²), необходимо использовать газоразборный пост с сухим затвором. Если давление в ацетиленопроводе не может превысить 0,07 МПа (0,7 кгс/см²), можно применять газоразборные посты с жидкостным или сухим затвором. Предохранительные постовые затворы должны соответствовать максимально возможному давлению в ацетиленопроводе и расходу газа аппаратурой. Для присоединения огневой аппаратуры (горелки, резаки) к газораздаточным постам применяются рукава, соответствующие ГОСТ 9356-75 - для ацетилена класса I, а для кислорода класса III.

Городской газ, метан, природный, нефтяной, коксовый и другие сжатые газы-заменители ацетилена, как правило, поступают к рабочим постам по газопроводу от заводской газорегуляторной станции и реже от перепускных разрядных рамп, питающих це-ховые газопроводы. Типовая схема централизованного газопитания рабочих постов или использовании сжатых газов-заменителей ацетилена и кислорода отличается от типовой схемы для ацетилена и кислорода только составом оборудования и отсутствием предохранительного устройства на входе в цех (помещение).

При питании рабочих постов газами-заменителями ацетилена от газопроводов с давлением газа до 0,15 МПа (1,5 кгс/ см²) для защиты последнего от перетекания в него кислорода в каждом газоразборном посту допускается установка обратного клапана вместо постового предохранительного жидкостного или сухого затвора. Конструкция обратного клапана должна быть одобрена ВНИИавтогенмаш. В том случае, когда давление горючего газа в газопроводе может превысить 0,15 МПа (1,5 кгс/ см²), в каждом газоразборном посту или до него нужно устанавливать редуктор, который служит для снижения давления газа и предохраняет газопровод от перетекания в него кислорода.

Пропан-бутановая смесь поступает к стационарным рабочим постам по газопроводам от раздаточной станции или от перепускных (разрядных) рамп. Типовая схема газопитания стационарных рабочих постов при использовании кислорода и пропан-бутана отличается от типовой схемы для других газов-заменителей ацетилена только составом оборудования. Причем кислородопровод прокладывают над газопроводом для горючего газа на расстоянии 250 мм.