Сварка вентиляционных труб газом

Широкое применение новых конструкционных материалов на основе тугоплавких и высокоактивных металлов (титан, цирконий, молибден, вольфрам и др.) потребовало создания способа их обработки источником тепла с высокой плотностью энергии в условиях защиты от взаимодействия с газами воздуха (кислород, азот). Наиболее полно этим условиям отвечает электронно-лучевая технология.

Сущность электронно-лучевой обработки материалов состоит в использовании кинетической энергии пучка электронов, движущихся в вакууме без столкновений с остаточными молекулами воздуха. При бомбардировке электронами поверхности обрабатываемого материала подавляющая часть кинетической энергии электронов превращается в тепловую, которая и используется для обработки.

Изменяя плотность энергии на обрабатываемом материале и управляя процессами теплоотвода, можно проводить обработку материалов в твердом, жидком и парообразном состояниях.

Электронно-лучевая технология широко применяется в промышленности для плавки и переплава металлов и сплавов с целью их очистки от вредных примесей и газов, сварки и разделительной резки, пайки и обработки точных отверстий малого диаметра, нанесения покрытий различного назначения испарением и конденсацией в вакууме.

Первая успешная плавка тантала электронным лучом была осуществлена в Германии в 1905 г. С тех пор благодаря развитию вакуумной техники и электронной оптики созданы промышленное оборудование и технологии, позволяющие решать многие технические проблемы производства современных конструкций.

Схема электронно-лучевой пушки

1 – катод; 2 – прикатодный электрод; 3 – ускоряющий электрод (анод); 4 – потенциометр  электростатической фокусировки; 5 – траектория движения крайних электронов в луче; 6 – фокусирующая магнитная линза; 7 – система отклонения луча; 8 – свариваемое изделие; 9 – электронный луч

4. Краткая характеристика механизмов и инструмента применяемых при выполнении работы.

ГОРЕЛКИ ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОЙ

ОБРАБОТКИ

Горелки — основной рабочий инструмент для газовой сварки, пайки, наплавки и нагрева.

Устройство горелки, независимо от ее конструктивных особенностей, должно обеспечивать:

смешивание газов в нужной пропорции;

подачу газов к месту образования пламени (мундштуку);

устойчивое поддержание пламени и регулирование его состава, т. е. соотношения кислорода и горючего газа.

Существует два основных класса горелок: инжекторные и безинжекторные.

В инжекторных горелках подача горючего газа низкого давления от 0,001 МПа (0,01 кгс/см2) в смесительную камеру происходит за счет подсоса его струей кислорода, вытекающего из инжектора. В безинжекторных горелках горючий газ и кислород подаются примерно под одинаковым давлением 0,05—0,1 МПа (0,5—1,0 кгс/см2).

Преимущественно применяются ручные инжекторные горелки универсального и специализированного назначения.

Схема инжекторной горелки

1 – кислородный ниппель; 2 – рукоятка; 3 – кислородная трубка; 5 – регулирующий кислородный вентиль; 6 – ниппель наконечника; 7 – мундштук ацетиленокислородной горелки; 8 – мундштук пропан-бутан-кислородной   горелки; 9 – штуцер; 10 – подогреватель; 11 – трубка горючей смеси; 12 – смесительная камера; 13 – инжектор; 14 – регулирующий вентиль горючего  газа; 15 – трубка горючего  газа; 16 – ниппель горючего  газа; а – канал малого сечения; б – канал смесительной камеры; в – зазор между стенками смесительной камеры и корпусом инжектора; г – боковые отверстия в штуцере;  Ι – смесительный наконечник для ацетиленокислородной горелки; ΙΙ – то же для пропан-бутан-кислородной   горелки

Передвижные генераторы

Передвижные генераторы широко применяются для газовой сварки и резки в строительстве, а также при выполнении ремонтных и монтажных работ. Более прогрессивным, бесспорно является использование растворённого ацетилена в баллонах. Однако, ввиду недостаточных мощностей              по производству растворённого ацетилена замена передвижных генераторов баллонным ацетиленом требует времени.

Отечественная промышленность серийно выпускает передвижной генератор среднего давления типа АСП производительностью 12,5 м³/ч. В этом генераторе процесс  газообразования регулируется временем контакта карбида кальция с водой. При работе реторта (загрузочное устройство) с карбидом кальция не подвижна, а уровень воды изменяется в зависимости от отбора ацетилена. Генератор является однопостовым аппаратом периодического действия и может быть использован в зимних условиях при температуре до - 25°С. Комплектуется «сухим» предохранительным затвором.

Генератор ацетиленовый АСП – 1,25

1 – промыватель, 2 – вытеснитель, 3 – патрубок, 4 – трубка переливная,          5 – газообразователь, 6 – манометр, 7 – фиксатор, 8 – крышка, 9 – предохранительный клапан, 10 – корзина, 11 – сухой затвор

Редукторы

При газопламенной обработке материалов редукторы предназначены для понижения давления газа, отбираемого из баллона или газопровода, и поддержания постоянства расхода и давления газа в пределах, требуемых данным  технологическим процессом.

Типы и основные параметры редукторов регламентированы            ГОСТ 6268 - 78 

Выпускают 32 типа редукторов: семнадцать кислородных; девять ацетиленовых;  один метановый; три попан-бутановых

В каждом из редукторов имеется предохранительный клапан, срабатывающий, если давление из-за неисправности редуктора вырастает сверх установленного. Кроме того, дополнительные предохранители расположены в промежуточной камере двух ступенчатых редукторов и в под мембранной камере основного редуктора с пневматической установкой рабочего давления. Баллонные и сетевые редукторы применяют с помощью накидной гайки или хомута (к ацетиленовым баллонам) на входе и ниппеля на выходе; у рамповых на выходе и выходе имеются накидные гайки.

Схема однокамерного (одноступенчатого) кислородного редуктора БКО – 50

1 – накидная гайка; 2, 13 – фильтры; 3, 8 – манометры; 4 – регулирующий винт; 5 – нажимная пружина; 6 – толкатель; 7 – мембрана; 9 – ниппель; 10 – предохранительный клапан; 11 - запорная пружина; 12 – редуцирующий клапан; 14 – седло; А – камера высокого давления; Б – рабочая камера

Предохранительный затвор

Предохранительными  жидкостными  (водяными) затворами называют устройства, предназначенные для защиты ацетиленовых генераторов и трубопроводов  для горючих газов от обратного удара пламени. Обратным ударом называют проникание пламени внутрь каналов сопла горелки или резака и распространение его навстречу потоку горючей смеси. Вероятность обратного удара пламени. Обратным ударом называют проникание пламени внутрь каналов сопла горелки или резака и распространение его навстречу потоку горючей смеси. Вероятность обратного удара пламени в основном определяют соотношением между скоростью истечения смеси и так называемой нормальной скоростью воспламенения смеси, или скоростью распространение пламени, направленной перпендикулярно к поверхности фронта пламени в данной точке.

              Ацетиленовые жидкостные затворы классифицируют по следующим признакам: пропускной способности – 0,8; 1,25; 20; 3,2 м³/ч; по предельному давлению – низкого (до 0,01 МПа) и  среднего (0,01…0,15МПа) давления.

Схема работы затвора среднего давления закрытого типа

а - нормальная работа; б – обратный удар  

Для генераторов и сварочных постов среднего давления (до 0,15 МПа) используют гидравлические затворы закрытого типа. Ацетилен проходит по трубке 1 через клапан 2 в корпус, заполненный водой до уровня контрольного крана 6, и через ниппель 5 поступая в горелку. При обратном ударе пламени давление в затворе резко повышается, вода давит на клапан и закрывает его, отключая трубопровод подвода газа. Одновременно волна взрыва гасится при прохождении её через узкую щель между стенкой корпуса затвора и краем диска 4.

5. Описать применяемые материалы и подсчитать их потребляемое количество.

Часовой расход горючего газа М, л/ч, пропорциональна толщине свариваемого метала S,мм

M= km S.

Коэффициент пропорциональности km представляет собой удельный расход ацетилена в л/ч необходимый для сварки данного металла толщиной 1 мм.

              Состав пламени определяется соотношением расхода кислорода к расходу горючего газа. Он устанавливается по внешнему виду пламени. В процессе работы сварщик должен следить за характером пламени и регулировать его состав, так как для сварки различных металлов требуется определений состав пламени.

              Удельный расход ацетилена, на 1 мм толщины для свари углеродистой стали: 100 - 130 л/ч

              Удельный расход кислорода, на 1 мм толщины для сварки углеродистой стали: 110 - 140 л/ч

              Пользуясь этими данными можно определить требуемую мощность пламени для сварки металла данной толщины и по ней легко подобрать соответствующий номер наконечника горелки исходя из её паспортной характеристики.

              Диаметр сварочной проволоки присадочного металла d, мм, для сварки низко- или среднеуглеродистой стали толщиной S, мм, определяется по следующим формулам:

              Для левого способа сварки

d=(S+1)/2

для правого способа сварки

d=S/2

Масса присадочного металла P, кг, расходуемые на сварку 1 погонного м шва, пропорциональна квадрату толщины свариваемого металла;

P = kп. S²

              В первом приближении можно принять, что для сварки металла толщиной до 5 мм значение коэффициента kп. Составляют: для  низкоуглеродистой стали – 12, для меди 18, для латуни – 16 и для алюминия –  6,5.

6. ОСНОВЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ГАЗОВОЙ СВАРКЕ И РЕЗКЕ

К работе по газопламенной обработке, обслуживанию оборудования и производства технического ацетилена допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие соответствующее медицинское обследование, обучение, инструктаж и проверку знаний безопасности.

Все приступающие к сварке, наплавке, резке и пайке должны быть проинструктированы по технике безопасности и пожароопасности, в том числе о вредных факторах, образующихся при этих процессах, мерах предосторожности, средствах индивидуальной защиты и личной гигиены. Проведенный инструктаж должен регистрироваться в специальном журнале.

Повторный инструктаж и проверка знаний по технике безопасности и производственной санитарии проводятся не реже одного раза в квартал с отметкой в специальном журнале и личной карточке сварщика.

Вновь поступившие на работу рабочие, занимающиеся газопламенной обработкой металлов и производством ацетилена, должны подвергаться медицинскому освидетельствованию, а затем периодическим осмотрам в соответствии с Инструкцией по проведению обязательных и периодических медицинских осмотров рабочих и указаниям Министерства здравоохранения СССР.

Женщины, занятые на сварке, резке и пайке, в период беременности и кормления детей должны переводиться на работу, несвязанную с этими процессами.

На основе действующих Правил техники безопасности [1, 2, 3] на предприятиях должны быть разработаны рабочие инструкции по технике безопасности для каждого вида оборудования при производстве ацетилена и газопламенной обработки металлов. Инструкция должна утверждаться в установленном порядке главным инженером предприятия.

Ремонт и испытания аппаратуры для газопламенной обработки металлов должны производить специально назначенные администрацией лица, прошедшие соответствующую подготовку.

Требования безопасности при газопламенных работах. Газопламенные работы (сварка, резка, строжка, выплавка пороков металла, нагрев изделий и др.) должны производиться на расстоянии не менее 10 м от передвижных генераторов, 5 м — от баллонов и бачков с жидким горючим, 1,5 м — от газопроводов и газоразборных постов. В случае направления пламени и искр в сторону источников питания должны быть приняты меры по защите их от искр или воздействия теплоты пламени путем установки металлических ширм.

Перед началом работ необходимо проверить исправность используемой аппаратуры, передвижного ацетиленового генератора, баллонов и рукавов и герметичность разъемных соединений, а также исправность пломб на затворах «сухого» типа и редукторах. При работе от газоразборного поста следует убедиться в работоспособности защитного устройства и проверить уровень залитой жидкости по контрольному крану на жидкостном затворе. Вблизи рабочего места сварщика должен находиться сосуд с чистой водой для охлаждения горелки. При перегреве горелки работа должка быть остановлена.

По окончании работ следует перекрыть вентили на баллонах или в газоразборном шкафу, вывернуть регулировочный винт редуктора, открыть вентиль на горелке (резаке), привести в порядок рабочее место и убрать оборудование в специально отведенное место.

Запрещается:

      эксплуатировать аппаратуру собственного изготовления, не согласованную с ВНИИ автогенмаш;

      проводить газопламенные работы при нарушении герметичности соединений и рукавов;

      работать без спецодежды и средств индивидуальной защиты, в замасленной одежде, использовать замасленную ветошь и инструмент;

      использовать кислород для очистки одежды от пыли;

      выполнять газопламенные работы при отсутствии средств пожаротушения;

      курить при работе с передвижным ацетиленовым генератором, карбидом кальция, жидким горючим;

      ремонтировать горелки и другую аппаратуру на рабочем месте.

Производство  работ  по  газовой  сварке и резке на монтаже.