Газовая сварка - Оборудование и аппаратура

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 15:52

Просмотров: 24269

При газопламенной сварке используют ацетиленовые генераторы, газовые баллоны и редукторы, сварочные горелки, предохранительные затворы, химические очистители газов и устройства для измерения расхода газов - расходомеры.

Ацетиленовые генераторы

Ацетиленовым генератором называют устройство, предназначенное для получения ацетилена разложением карбида кальция водой. Генераторы классифицируют по производительности и способу применения: от 0,5 до 3 м3/ч - передвижные и от 5 до 640 м3/ч - стационарные. По давлению вырабатываемого ацетилена могут быть генераторы низкого, до 0,2 кг/см3 (0,02 МПа), и среднего, от 0,2 кг/см3 до 15 кг/см3 (0,02...0,15 МПа), давления. По способу взаимодействия карбида кальция с водой различают генераторы системы KB ("карбид в воду"), ВК ("вода на карбид"), ВВ ("вытеснение воды") и комбинированные генераторы (ВК и ВВ). В генераторах системы KB порция карбида кальция из загрузочного бункера 1 через заслонку подается в газосборник 4, в который налита вода. Образующийся ацетилен проходит через воду, скапливается в верхней части газосборника 4 и отводится к месту сварки или хранения через штуцер 6. Ил (гашеная известь) по мере накопления убирается через донное отверстие 5. При понижении давления ацетилена по мере его расхода в газосборник 4 подается новая порция карбида кальция. Эта система дает наивысший (до 95 %) выход ацетилена из карбида кальция. Куски карбида омываются большим количеством воды и разлагаются практически полностью. Ацетилен, проходя через слой воды, хорошо охлаждается и промывается. Генераторы системы KB вырабатывают чистый, охлажденный и поэтому наименее взрывоопасный ацетилен. Их недостаток - большой расход воды и, как следствие, большие габариты. Поэтому система KB применяется для стационарных генераторов низкого и среднего давления большой производительности - более 10 м3/ч. В генераторах системы ВК  карбид кальция помещают в коробку, которую устанавливают в реторту 2, герметично закрываемую снаружи. Вода через штуцер подается в реторту, омывая карбид кальция. Происходит реакция. Выделяющийся ацетилен поступает из реторты в газосборник. Давление ацетилена увеличивается, вода под этим давлением поднимается в верхнюю часть корпуса генератора, уровень ее становится ниже штуцера. Подача воды в реторту прекращается. Ацетилен отводится к месту сварки через штуцер. При этом давление в газосборнике уменьшается, уровень воды в нем увеличивается, вода вновь начинает поступать в реторту. Цикл повторяется. Известь, образующаяся при разложении карбида, накапливается в реторте, откуда ее периодически убирают. Разновидность системы ВК - это генераторы "сухого разложения ". В них карбид кальция загружают в барабан 7, внутри которого с помощью трубки 3 системы подачи распыляют воду. Воды подают вдвое больше, чем это требуется для разложения карбида. Барабан 1 вращают, интенсивно перемешивая карбид. Через отверстия в стенках барабана образующийся ацетилен выходит в газосборник 4 и отводится через штуцер 6. Ил, высыпаясь через эти отверстия, скапливается на дне газосборника 4, откуда его периодически убирают через отверстие 5. Избыток воды при реакции испаряется, поглощая выделяющееся тепло и частично охлаждая ацетилен. 

В генераторах системы ВК карбид реагирует с относительно малым количеством воды, зона реакции охлаждается слабо. Возможен перегрев ацетилена, в результате при температуре 150... 180 °С может начаться полимеризация ацетилена - соединение нескольких его молекул в одну, более сложную, образуются новые соединения, смолообразные продукты, ухудшающие качество ацетилена как горючего газа. Наличие полимеризации можно обнаружить по смолистому налету в трубопроводах, по желтоватой окраске удаляемого из реторты ила. Кроме того, в генераторах системы ВК куски карбида обволакиваются гашеной известью, которая отделяет их от воды, реакция разложения идет не до конца, выход ацетилена составляет не более 80...90 %. В реторту карбида загружается немного, поэтому генератор надо почти непрерывно обслуживать. Однако генераторы системы ВК наиболее распространены, что объясняется простотой их конструкции и небольшими габаритами. Генераторы системы ВВ состоят из двух сообщающихся сосудов, один из которых - газосборник. Внутри газосборника 4 помещен решетчатый барабан 1 с карбидом кальция. В оба сосуда наливают воду так, чтобы она смачивала карбид. Ацетилен, выделя ясь в результате разложения карбида, скапливается в верхней части газосборника 4 и отводится в газовую магистраль через штуцер 6. При интенсивной реакции ацетилена образуется больше, чем отводится, давление в полости газосборника растет, ацетилен вытесняет воду из газообразователя в другую часть генератора. Уровень воды в газосборнике снижается, смачивается меньше карбида, ацетилена выделяется меньше. При уменьшении давления вследствие расхода ацетилена уровень воды вновь поднимается, реакция интенсифицируется, Генераторы системы ВВ надежны и удобны в эксплуатации. Их применяют как передвижные аппараты.4Однако при прекращении отбора газа в них возможен перегрев ацетилена. Эти генераторы обеспечивают наихудшее качество ацетилена и самый низкий выход его из карбида кальция. Лучшие результаты обеспечивают генераторы комбинированной системы. Карбид кальция загружают в го барабан-корзину, который помещают в реторту со встроенным в нее конусообразным сосудом. В реторту, сосуд и сообщающиеся полости корпуса генератора заливают воду. Образующийся газ из реторты переходит в газосборник. Если ацетилена образуется больше, чем отводится через штуцер, то увеличивается давление в газосборнике 4 и вода из реторты вытесняется в сосуд. Реакция замедляется. При уменьшении давления газа в газооборнике 4 вода из верхней части корпуса переливается в нижнюю, уровень воды в газооборнике 4 поднимается, достигает крана системы подачи воды 3, вода заливается в реторту 2, пополняя ее расход. Одновременно в реторту при понижении давления газа поступает вода из сосуда 7. Затем цикл повторяется. Генераторы комбинированной системы имеют небольшую производительность (до 3 м3/ч), их применяют как передвижные установки. Плавное регулирование газообразования в зависимости от расхода ацетилена - их главное преимущество перед генераторами других систем. При работе с ацетиленовыми генераторами нужно следить, чтобы температура воды и гашеной извести в зоне реакции не превышала 80 °С, а ацетилена 115 °С. Эксплуатировать передвижные генераторы можно при температуре окружающей среды -25...+ 40 °С.

Очистители газа и предохранительные затворы

Ацетилен, получаемый в генераторах, содержит твердые частицы извести и угля, водяной пар, примеси аммиака, сероводорода, фосфористого и кремнистого водорода. Аммиак, пыль и часть сероводорода удаляются при промывке ацетилена водой, что предусмотрено в большинстве типов ацетиленовых генераторов. Водяной пар поглощается в осушителях, представляющих собой емкости, заполненные хлористым кальцием, силикагелем, едким натром или карбидом кальция. Фосфористый водород РН3 и остатки сероводорода H2S удаляют очисткой химическими веществами, содержащими хром или хлор в качестве активных элементов. Наиболее вредная примесь - ядовитый фосфористый водород РН3. Для очистки от него используют гератольинфузорную землю, пропи танную хромовым ангидридом (хромпиком) и серной кислотой при содержании влаги 18...20 %. Для этого ацетилен пропускают через очиститель, в корпусе которого установлены по вертикали полки с на сыпанным на них гератолем слоем толщиной 50...60 мм. Если при сварке по какой-либо причине скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, перегреется или засорится канал мундштука горелки, то может произойти обратный удар - воспламенение горючей смеси в каналах горелки и распрост ранение пламени по шлангу горючего газа. Пламя может попасть в ацетиленовый генератор или газовую магистраль - произойдет взрыв. Для защиты от обратного удара применяют предохранитель ные затворы. По назначению предохранительные затворы могут быть цент ральные, устанавливаемые на магистрали стационарных ацетиленовых генераторов, и постовые - у каждого сварочного поста или на однопостовых генераторах. По предельному давлению различают затворы низкого (до 0,01 МПа), среднего (до 0,07 МПа) и высокого (до 0,15 МПа) давления. По конструкции затворы бывают гидравлические (водяные) и сухие, Все затворы окрашивают в белый цвет. В водяной затвор среднего давления (рис. 32) горючий газ входит по трубке § отжимая шарик клапана 2, в корпус 3, заполненный водой до уровня контрольного крана 6, через ниппель 5 идет в горелку. При обратном ударе давление в затворе резко повышается, вода давит на клапан 2 и закрывает его - подача газа прекращается. Взрывная волна гасится узкой щелью между стенкой Рис. 32» Схема водяного затвора среднего давления корпуса 3 и диском 4. Это затвор закрытого типа: закрытого типа. В открытых затвора - нормальная работа; рах взрывная волна выбрасывается в б - обратный удар; 1 - трубка; атмосферу. 2 - шарик клапана; 3 - корпус; Водяные затворы устанавливают 4 - диск; 5 - ниппель; на ацетиленовых генераторах и сва-б контрольный краночных постах при питании их ацетиленом из общей магистрали. При питании поста от ацетиленового баллона затвор можно не ставить, потому что установленный на баллоне редуктор и заполняющая баллон пористая масса надежно защищают его от обратного удара. При питании поста газами - заменителями ацетилена применяют сухие предохранительные затворы (огнепреградители). В них для гашения пламени и предупреждения проникновения его в газовую магистраль применяют пористые керамические массы, эластичные мембранные или шаровые обратные клапаны.