Газовая сварка - Баллоны и редукторы

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 15:52

Просмотров: 24207

Баллоны - это стальные сосуды, предназначенные для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением (рис. 34). Изготавливают их из цельнотянутых труб. Для сжиженных газов, например для пропан-бутановой смеси, при давлении не свыше 3 МПа разрешается применять сварные баллоны. Корпус 1 баллона имеет в верхней части горловину 2 с коническим резьбовым отверстием, в которое ввернут вентиль 5. На резьбовое кольцо горловины 2 наворачивают предохранительный колпак 4, защищающий вентиль 3 при перерывах в работе и при транспортировке. Конструкции и материалы вентилей 3 баллонов, предназначенных для различных газов, неодинаковы. Это исключает установку, например, кислородного редуктора на ацетиленовый баллон, и наоборот. Вентили баллонов для ацетилена и пропана изготавливают из стали, а для кислорода - из латуни, так как сталь может гореть в кислороде. На нижней части корпуса 1 баллонов напрессовывают башмак 5, придающий баллону устойчивость в вертикальном положении. Вместимость баллонов может быть от 0,4 до 55 дм3. В сварочной технике чаще применяют баллоны емкостью 40 дм3. Такие баллоны имеют диаметр 219 мм, длину 1390 мм и толщину стенки 8 мм. Они рассчитаны на давление 15 МПа и испытываются давлением 22,5 МПа. Масса их без газа 67 кг. Толщина стенки пропан-бутанового баллона 3 мм, длина его меньше, а диаметр больше, чем у баллонов из цельнотянутых труб. Эти баллоны используют не только при газопла менной, но и при дуговой сварке для защитных инертных и активных газов. В зависимости от рода газа баллоны окрашивают в разные цвета и наносят на них разной краской названия газов (табл. 5). Участок на верхней сферической части баллона не окрашивают и выбивают на нем паспортные данные баллона: тип, заводской номер, товарный знак завода-изготовителя, массу порожнего баллона, его вместимость, рабочее и испытательное давление, дату изготовления, клейма технического контроля и инспекции Госгортехнадзора, дату следующего испытания, которые проводят каждые пять лет. Баллоны на рабочем месте устанавливают вертикально и крепят хомутом к стене или специальной стойке. При перевозке баллоны во избежание взрыва располагают поперек направления движения колпаками в одну сторону. К вентилю баллона крепят редуктор - устройство для понижения давления газа до рабочего и обеспечения его постоянства во время работы. По назначению и месту установки различают баллонные, рамповые, сетевые, центральные и уни dv Рис. 34. Схема газового баллона: 1 - корпус; 2 - горловина; 3 - вентиль; 4 - предохранительный клапан; 5 - башмак универсальные редукторы высокого давления. Редукторы бывают прямого действия, когда давление поступающего газа стремится открыть клапан, через который газ входит в рабочую камеру редуктора, и обратного действия, когда это давление стремится закрыть клапан. У редуктора прямого действия рабочее давление по мере расхода газа из баллона несколько снижается. Это падающая характеристика редуктора. У редуктора обратного действия характеристика возрастающая, с уменьшением давления газа в баллоне рабочее давление на выходе из редуктора повышается. Удобнее и безо Рис. 35. Кислородный (а) паснее в эксплуатации редукторы обратного действия. и ацетилено-По роду газа редукторы делят на кислородные, аце вый (Jo) редук тиленовые (рис. 35), пропан-бутановые и метановые. торы Внешне отличаются они друг от друга окраской, цвет которой должен быть таким же, как и у баллона для данного газа. Другое отличие - конструкция присоединительных уст-, ройств для крепления редукторов к баллону. У ацетиленовых редукторов это хомут с упорным винтом, у остальных редукторов - накидная гайка с резьбой, соответствующей резьбе на вентиле баллона. По схемам редуцирования редукторы выполняют одноступенчатыми (однокамерными) и двухступенчатыми (двухкамерными), в которых давление снижается в два этапа. Принцип действия всех редукторов одинаков. Рассмотрим его на примере одноступенчатого баллонного редуктора обратного действия (рис. 36). Из баллона газ а Рис. 36. Схемы работы одноступенчатого редуктора попадает в камеру высокого давления 2, на входе в которую установлен манометр 10. Давление газа препятствует открыванию клапана 7, который прижат к своему седлу пружиной 3. Для подачи газа в горелку нужно регулировочным винтом 9 сжать пружину 8, которая, воздействуя' на резиновую мембрану 7, через шток будет воздействовать на клапан 7. Положение клапана 7 зависит от соотношения усилий сжатия пружин 3 и 8. Если усилие пружины 8 больше, чем пружины 3, клапан 7 откроется; газ, преодолевая сопротивление отверстия клапана 7, проходит в камеру низкого давления 6. Чем больше открыт клапан 7, тем больше будет рабочее давление в камере 6. Это давление измеряют манометром низкого давления 77, установленным на выходе из камеры б, по которому газ через вентиль 5 подается в сварочную грелку. Таким образом, регулирование рабочего давления производится винтом 9: вворачивание его увеличивает усилие пружины 8 и проходное сечение клапана 7, давление в камере 6 увеличивается, и наоборот. Если при некотором положении винта 9 расход и поступление газа в редуктор равны, то рабочее давление постоянно. Если расход газа станет больше, чем его поступление из баллона, давление в камере 6 понизится, пружина 8 начнет удлиняться, клапан 7 откроется больше, поступление газа в камеру 6 увеличится, давление в ней возрастет. Наоборот, если расход газа уменьшится, давление в камере 6 повысится, усилие, действующее на мембрану 7, возрастет, она изогнется в противоположную сторону и сожмет пружину 8. Клапан 7 будет закрываться, поступление газа в камеру 6 уменьшится, давление в ней снизится. Так обеспечивается автоматическое поддерживание постоянного рабочего давления. Если по какой-либо причине регулировка не произойдет и давление в камере 6 увеличится до опасных пределов, этим давлением сожмется пружина предохранительного клапана 4, клапан откроется и избыток газа сбросится в атмосферу. Подсоединять редуктор к баллону нужно при вывернутом до отказа винте 9, предварительно продув отверстие вентиля баллона, открыв его на 1...2 с и убедившись, что на резьбе вентиля и гайки редуктора нет грязи и следов масла. Если при эксплуатации редуктор замерз из-за большого количества влаги в газе и низкой температуры воздуха, отогревать его можно только горячей водой без следов масла. Для подвода газа от редуктора к сварочной горелке служат резиновые рукава (шланги) с тканевыми прослойками с внутренним диаметром 6; 9; 12 и 16 мм. Они выпускаются трех типов: тип 1 - красные для ацетилена и горючих газов-заменителей; тип 2 - желтые - для жидких горючих (из бензостойкой резины) и тип 3 - синие - для кислорода. Для работы при температуре -35 °С и ниже применяют некрашенные рукава из морозостойкой резины. Сварочные горелки Горелки могут быть однопламенными и многопламенными для нагрева или газопрессовой сварки. По виду горючего различают горелки для газообразных (ацетилен и др.) и жидких (керосин, бензин) горючих, а также для водорода. По конструкции горелки делят на инжекторные и безынжекторные. Сварочная горелка должна иметь небольшие массу и размеры. В горелке должно обеспечиваться смешение горючего и кислорода в требуемом соотношении, например для ацетиленовых горелок отношение объема кислорода к объему ацетилена в смеси должно быть в пределах 0,8... 1,5. Это соотношение должно поддерживаться при работе горелки постоянным и регулироваться сварщиком по мере необходимости. Горелка должна обеспечивать изменение мощности пламени в зависимости от толщины свариваемой детали, выражаемое расходом горючего в л/ч. Скорость выхода из горелки горючей смеси должна быть больше скорости ее воспламенения и обеспечиваться в пределах 50... 170 м/с . Это предотвратит возможность обратных ударов при нормальной работе горелки. Горелка должна быть безопасной frame= в работе. Все ее соединения должны быть герметичными, а пламя обратного удара должно гаситься при закрывании вентиля. Для сварки чаще всего применяют однопламенные инжекторные горелки, работающие на смеси ацетилена с кислородом. В инжекторной горелке (рис. 37, а) подача горючего газа в смесительную камеру происходит за счет подсоса его струей кислорода, вытекающего с большой скоростью из отверстия. Это явление подсоса называют инжекцией, откуда и произошло название таких горелок. Кислород поступает через ниппель 7, трубку 3 и вентиль 9 в инжектор 8. Из канала инжектора кислород с большой скоростью выходит в смесительную камеру 7 и засасывает в нее ацетилен, который подается через ниппель 2, вентиль 4 и каналы с наружной стороны инжектора 8. Горючая смесь проходит по трубке наконечника 5 к мундштуку б, на выходе которого, сгорая, образует пламя. Для нормальной работы инжекторных горелок необходимо, чтобы давление кислорода было 0,15...0,5 МПа, а давление ацетилена-0,001...0,12 МПа. Нагрев наконечника инжекторной горелки или засорение мундштука приводят к увеличению давления в трубке наконечника мундштука. Это уменьшает инжекцию - поступление ацетилена в смесительную камеру уменьшается, смесь переобогащается кислородом. Такое непостоянство состава горючей смеси - недостаток инжекторных горелок, сварщику приходится охлаждать наконечник горелки и регулярно прочищать мундштук латунной проволокой. Преимущество инжекторных горелок - возможность устойчивой работы даже при малом давлении горючего газа. Менее универсальны безынжекторные горелки (рис. 37, б). В них горючий газ и кислород подаются под одинаковым давлением 0,05...0,1 МПа. Для точного регулирования давления газов вентили этих горелок снабжены игольчатыми шпинделями. Безынжекторные горелки не могут работать на горючем низкого давления. Однако они обеспечивают постоянный состав горючей смеси во время работы и просты по конструкции. В зависимости от мощности пламени однопламенные горелки для ацетиленокислородной сварки делят на четыре типа. Это безынжекторная горелка Г1 микромощности (с расходом ацетилена 5...60 л/ч) и три инжекторных горелки: Г2 - малой (25...700 л/ч), ГЗ - средней (50...2500 л/ч) и Г4 - большой (2500...7000 л/ч) мощности. К каждому типу горелки придается комплект сменных наконечников, обозначаемых номерами. Чем выше номер наконечника, тем больше возможный расход газа через него. Например, горелка типа Г2 комплектуется пятью наконечниками (№ 0,1,2, 3 и 4), горелка типа ГЗ - семью наконечниками. Диапазоны расхода газа через наконечники соседних номеров взаимно перекрываются. Это обеспечивает возможность плавной регулировки мощности пламени горелок путем замены наконечников и манипулирования вентилями горелки. Горелки для пропан-бутановой смеси и для других газов - заменителей ацетилена отличаются от ацетиленовых горелок тем, что они снабжены устройством для подогрева смеси горючего газа с кислородом до выхода ее из канала мундштука. Подогреватель ввинчивается между наконечником и мундштуком горелки, через его отверстия - сопла часть горючей смеси выходит наружу еще до мундштука. При работе горелки пламя от сгорания этой части смеси обволакивает мундштук и подогревает до температуры 300...350 °С проходящую через него основную часть смеси. В результате скорость сгорания газа и температура сварочного пламени повышаются. Это увеличивает эффективную мощность пламени и производительность процесса обработки металла. Специализированные горелки предназначены для выполнения одной технологической операции: наплавки, пайки, нагрева для термообработки и правки металла или для очистки поверхностей от ржавчины и загрязнений; многопламенные горелки - для газопрессовой сварки. Устройство этих горелок практически такое же, как и у горелок для сварки. Отличия заключаются в форме, размерах или количестве мундштуков, в наличии специальных приспособлений, например порошковых питателей на горелках для наплавки твердых покрытий порошковым присадочным материалом.