Редуктори для стиснутих газів

При газовому зварюванні та різанні металів робочий тиск газів по­винен бути меншим, ніж тиск у балоні або газопроводі. Для зниження тиску газу застосовують редуктори.

Відповідно до ГОСТ 6268-78 редуктори для газополуменевої обро­бки класифікуються:

 

1. За призначенням і місцем установки - балонні (Б), рампові (Р), мережеві (С); центральні (Ц); універсальні високого тиску (У).

 

2. За схемою редукування - одноступінчасті з механічною установ­кою тиску (О), двоступінчасті з механічною установкою тиску (Д), од­ноступінчасті з пневматичною установкою тиску (У).

 

3. За родом редукованого газу - ацетиленові (А), кисневі (К), про­пан-бутанові (П), метанові (М).

 

Відповідно до стандарту випускається 18 типів редукторів: дев'ять кисневих (Б, Р і С); п'ять ацетиленових (Б, Р і С), один метановий (3), три пропан-бутанових (Б, Р і С).

Редуктори відрізняються один від одного кольором забарвлення та приєднувальними пристроями для кріплення їх до балона. Редуктори, за винятком ацетиленових, приєднують накидними гайками, різьба яких відповідає різьбі штуцера вентиля. Ацетиленові редуктори кріп­лять до балонів хомутом з опорним гвинтом.

Усі редуктори класифікують ще і за принципом дії - прямої та зво­ротної. У першому випадку газ, що надходить у редуктор., забезпечує відкривання клапана, а в другому, навпаки, - закривання.

Кисневі редуктори знижують тиск від 15 до 1,5 МПа, а ацетиленові - від 1,6 до 0,02...0,05 МПа.

На рис. 5 дана схема однокамерного редуктора.

Редуктор автоматично підтримує постійним встановлений робочий тиск незалежно від зменшення тиску в балоні і зменшення або збіль­шення відбору газу з редуктора. Газ із балона надходить в камеру висо­кого тиску 1, потім проходить через зазор між клапаном 2 і сідлом кла­пані в камеру низького тиску 5. При цьому в камеру низького тиску потрапляє невеликий об'єм газу, який розширюється в ній. і тиск газу понижується. Необхідний тиск газу в камері низького тиску регулю­ють зміною зазору між клапаном 2 і сідлом клапана Цей зазор може змінюватись за допомогою регулювального гвинта 7. При закручуванні гвинта стискаються пружини 6 і 4, клапан 2 піднімається і кількість га­зу. що потрапляє в камеру низького тиску 5, збільшується При вивер­танні гвинта кількість газу зменшується.

Рис. 5. Схема однокамерного редуктора

 

Балони для газів

Балони для стиснених, зріджених і розчинених газів виготовляють з безшовних труб із вуглецевої та легованої сталі за ГОСТ 949-73, розра­хованим на робочий тиск до 20 МПа, і за ГОСТ 15860-70 - на тиск до 1,6 МПа.

Кисневі балони (рис 6, а) представляють собою сталеву безшов­ну циліндричну ємність 3, що має випукле дно і, на яке напресовується башмак 2, зверху балон закінчується горловиною 4.

В горловині є конусний отвір, куди вгвинчується запірний вентиль 5. На горловину для захисту ще накручується захисний ковпак 6.

Найбільше розповсюдження при газовому зварюванні, різанні та напилюванні матеріалів отримали балони ємністю 40 дм³. Вони розра­ховані на робочий тиск 15 МПа.

Щоб довідатися про кількість кисню, що знаходиться у балоні, не­обхідно номінальну ємність балона (дм³) помножити на тиск (МПа). Наприклад, якщо ємність балона 40 дм³, а тиск 15 МПа, то кількість ки­сню в балоні: 4x15 = 6 (м³).

а)

б)

Рис. 6. Схема кисневого а) і ацетиленового б) балонів

 

 

Ацетиленові балони (рис. 6, б), враховуючи велику вибухонебезпечність ацетилену, що знаходиться у вільному стані, наповнені пори­стою масою з активованого деревного вугілля або суміші вугілля та пемзи, просоченої ацетоном. Розчиняючись в ацетоні, ацетилен стає вибухонебезпечним при більш високому тиску, що дозволяє вміщувати значно більшу кількість ацетилену при гранично допустимому тиску 1,9 МПа при 20 °С.

Балони для зріджених газів (пропанові, пропан-бутанові) виготовляють зварними з листової вуглецевої сталі Ст. 3 товщиною 2 і 3 мм. В основному застосовують балони ємністю 40 і 50 дм³. Вентиль такого балона відрізняється від вентиля кисневого балона наявністю гумового ніпеля, надітого на шпиндель вентиля, що забезпечує його герметич­ність. Балони розраховані на максимальний тиск 1,6 МПа. Норма запо­внення балона для пропану - 0,425 кг зрідженого газу на 1 дм³ ємності балона. Заповнюють балон на 85...90 % загального об'єму. В балон єм­ністю 25 дм³ наливають 24 кг рідкого пропан-бутану. Основні характеристики кисневих і ацетиленових балонів наведені в табл. 4.

Ацетиленові генератори

Ацетиленовими генераторами називають апарати, призначені для отримання ацетилену з карбіду кальцію і води. Ацетиленові генератори згідно ГОСТ 5190-78 класифікують:

1. За тиском отримуваного ацетилену - на генератори низького тиску до 0,02 МПа, середнього тиску - від 0,02 до 0,15 МПа.

2. За продуктивністю -1,25; 3; 5; 10; 20; 40; 80; 160; 32.0; 640 м³/год.

3. За типом установки - стаціонарні генератори з продуктивністю 5... 540 м³/год, пересувні - з продуктивністю 1,25...3,00 л/год,

4. За способом взаємодії карбіду кальцію з водою: генератори типу КВ - «карбід на воду»; генератори системи ВК - «вода на карбід»; ге­нератори системи ВВ - «витиснення води»; генератори комбінованої системи ВК.

Всі ацетиленові генератори, незалежно від їх системи, мають такі основні частини: газоутворювач, газозбірник, запобіжний затвор, ав­томатичне регулювання виробленого ацетилену в залежності від його споживання.

Таблиця 4

Кисневі та ацетиленові балони

Характеристика	Кисневий	Ацетиленовий
Граничний робочий тиск, кг/см2
Випробувальний тиск, кг/см2		ЗО
Стан газу в балоні	Стиснутий	Розчинений
Колір забарвлення	Блакитний	Білий
Напис на балоні	«Кисень»	«Ацетилен»
Колір напису	Чорний	Червоний
Кількість газу в балоні, л
Рідинна ємність, л
Розміри, мм	висота
діаметр
товщина стінки
Маса балона без газі, кг

 

На рис. 7 показана схема дії ацетиленового генератора типу ГНІМ,25.

Рис.7. Принципова схема ацетиленового генератора

 

Корпус генератора 1 розділений на дві частини перетинкою 2. В корпусі розташовано реторту 6, яка сполучається з нижньою частиною корпуса вентилем 4 і гумовим рукавом 5. На корпусі генератора закріп­лений водяний затвор 9, який з'єднаний гумовим рукавом 12 і сталевою трубкою 13 з газовим простором генератора. На вході водяного затвору знаходиться вентиль 11. Перед початком роботи закривають вентиль 4, відкривають вентиль 11 і в генератор заливають воду. Водяний затвор 9 через лійку 10 заповнюють водою до рівня контрольного вентиля 8. Корзину 7 завантажують карбідом кальцію і вставляють в реторту 6, яка щільно закривається кришкою. Після цього генератор готовий до роботи. При відкриванні вентиля 4 по рукаву 5 вода надходить в ретор­ту. Ацетилен, що утворюється, з реторти 6 надходить по трубці 3 в ни­жню частину генератора. Ацетилен витісняє воду з нижньої частини генератора у верхню. До пальника або різака ацетилен поступає через трубку 13, рукав 12 і водяний затвор 9. Генератор працює автоматично в залежності від витрат газу.

Технічні характеристики ацетиленових генераторів наведено в табл. 5.

Таблиця 5

Технічна характеристика пересувних ацетиленових генераторів

Основні показники	Характеристика генераторів
АНВ-1,25-73	АСМ-1,25-3	АМВ-1,25
Продуктивність, м3	1,25	1,25	1,25
Робочий тиск газу, МПа	0,0015.-0,0025	0,01...0,07	0,01...0,07
Одноразове завантаження карбіду кальцію, кг		2,2	3,5
Грануляція карбіду кальцію, мм	25/80	25/80	25/80
Система генератора	ВК; ВВ	ВВ	ВВ

Запобіжні затвори

Запобіжні затвори - це пристрої, що захищають ацетиленові гене­ратори та газопроводи від потрапляння в них вибухової хвилі при зво­ротних ударах полум'я зі зварювального пальника або різака. їх вста­новлюють між ацетиленовим генератором і пальником або ацетиленопроводом і пальником.

Запобіжні затвори бувають рідинні та сухі. Рідинні заливають во­дою, сухі заповнюють дрібнодисперсною металево-керамічною масою.

Найбільш широко застосовують рідинні затвори. Принцип дії водя­ного запобіжного затвора показано на рис. 8.

В циліндричний корпус 1 водяного затвора вварені газопідвідна трубка 2 і запобіжна трубка 3. Верхня частина запобіжної трубки закін­чується лійкою 4 з відбійником 5. Газопідвідна трубка опускається в корпус водяного затвора нижче запобіжної. У верхній частині водяного затвора знаходиться газовідвідна трубка б, по якій ацетилен із водяного затвора поступає в рукав і подається до газозварювального пальника або різака. Нижче газовідвідної трубки розташований контрольний ве­нтиль 7, за допомогою якого встановлюється потрібний рівень води (рис. 8, а) перед початком роботи.

Під час нормальної роботи ацетилен по трубці 2 проходить крізь шар води і подається через газовідвідну трубку б до пальника (рис. 8, б). Якщо трапляється вибух пальної суміші, полум'я вибухової хвилі по газовідвідній трубці 6 потрапляє у корпус і водяного затвора (рис. 8, в).

Рис. 4.48. Схеми дії водяного затвора

 

Але за рахунок того, що газопідвідна трубка 2 знаходяться нижче рівня води, полум'я не може потрапити до газогенератора і завдати ве­ликої шкоди. Енергія вибуху витрачається на підйом води по запобіж­ній трубці З, де вода вдаряється об відбійник 5 лійки 4, після чого вода стікає униз, ацетилен продовжує поступати і нормальна робота віднов­люється (рис. 8, г).

Зварювальний дріт і флюси

Для заповнення зазору між кромками основного зварюваного мета­лу, і створення валика шва у зварювальну ванну вводять присадний ма­теріал у вигляді дроту, прутків або смужок. Присадний матеріал нарі­зують з того ж або близького за складом металу, з якого зроблено дета­лі, що зварюються.

До марок зварювального дроту (ГОСТ 2246-70) відносяться низько вуглецеві, леговані, високолеговані, не обміднені, та обміднені ста­леві дроти діаметром 0,3... 12,0 мм.

Позначення зварювального дроту складається з двох літер (Св) і літеро-цифрового позначення його складу. Наприклад, зварювальний сталевий дріт діаметром 4 мм зі сталі марки Ст. 08А з обмідненою по­верхнею позначається: 4СР -08А ГОСТ 2246-70. Зварювальний дріт ді­аметром 3 мм зі сталі марки Ст. 08Г2С з не обмідненою поверхнею - ЗСв-08М2С ГОСТ 2246-70.

Флюси вводять у зварювальну ванну для захисту розплавленого металу від окислення киснем повітря і видалення окислів, що утвори­лися при зварюванні. Флюси в основному застосовують при газовому зварюванні виробів з міді, латуні, бронзи та чавуну. В якості флюсів, використовують буру, борну кислоту, окисли та солі барію, калію, лі­тію. натрію, фтору тощо. Склад флюсу вибирають в залежності від вла­стивостей металу, що зварюється.