Газопламенное расплавление материалов

Генераторы подразделяются в соответствии с действующими стандар- тами по давлению получаемого ацетилена (низкого давления – до 10 кПа и среднего давления от 10 до 70 кПа и от 70 до 150 кПа); по производительно- сти и установке: передвижные производительностью до 3 м3/ч и стационар- ные производительностью от 3м3/ч; по способу взаимодействия карбида кальция с водой: «карбид в воду» (KB), «вода на карбид» (ВК), «вытеснение воды» (ВВ); комбинированные «вода на карбид» и «вытеснение воды» (ВК и ВВ), (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Ацетиленовые генераторы:

а – «карбид в воду», б – «вода на карбид», в – «сухого разложения»,

г – «вытеснение воды», д – комбинированная система «вода на карбид» и

«вытеснение воды»; 1 – бункер или барабан с карбидом кальция, 2 – реторта, 3 – система подачи воды, 4 – газосборник, 5 – спуск ила, 6 – отбор газа

Рис. 2.6. Ацетиленовый генератор, работающий по схеме «карбид в воду»:

а – внешний вид; б – схема; 1 – винт; 2 – скоба; 3 – направляющие;

4 – крышка; 5 – пружина мембраны; 6 – мембрана; 7 – горловина; 8 – загрузочная корзина; 9 – предохранительный клапан; 10 – переливная трубка 11 – патрубок; 12 – вентиль; 13 – предохранительный затвор; 14 – штуцер для слива иловой воды; 15 – контрольная пробка уровня воды в промывателе; 16 – штуцер для слива воды из промывателя; 17 – поддон; 18 – манометр

В обозначении типа генератора указывается: ацетиленовый, давление, передвижной (стационарный, комбинированный), производительность, по- рядковый номер модели. Например: АСП-1,25-6 (ацетиленовый, среднего давления, передвижной, производительностью 1,25 м3/ч, модель 6).

Баллоны для сжатых газов различаются по вместимости, конструк- тивным особенностям, окраске. Наиболее распространены баллоны вмести- мостью 40 дм3.

Кислородный баллон окрашивают в голубой цвет, ацетиленовый – в белый, баллон для аргона – в серый, для углекислого газа и воздуха – в чер- ный, водорода – в темно-зеленый, для прочих горючих газов – в красный цвет.

На верхней сферической части баллона оставляют неокрашенным ме- сто, на котором выбивают паспортные данные баллона: товарный знак заво-

да-изготовителя, номер баллона, массу порожнего баллона, дату изготовле- ния, год следующего испытания, рабочее и испытательное давление, вмести- мость, клеймо ОТК. Испытания проводят через каждые пять лет эксплуата- ции.

Кислород закачивается в баллоны до давления 15 МПа. Определить ко- личество кислорода в переводе на атмосферное давление можно умножением емкости баллона на давление газа в нем (по показанию манометра). Баллон вместимостью 40 дм3 при давлении газа 15 МПа (150 кгс/см2) содержит ки- слорода 40 × 150 = 6000 дм3, или 6 м3. Полностью выпускать кислород из бал- лона не следует, т. к. на газонаполнительных предприятиях осуществляется проверка состава газа, находившегося в баллоне.

Ацетиленовые баллоны заполнены пористой массой (древесный уголь, пемза, инфузорная земля и др.), образующей микрообласти, необходимые для безопасного хранения ацетилена под давлением. Микрообласти заполня- ются ацетоном, растворяющим ацетилен. Один объем ацетона растворяет при нормальной температуре и давлении 23 объема ацетилена. Давление раство- ренного ацетилена в наполненном баллоне не должно превышать 1,9 МПа при 20 °C.

При отборе ацетилена из баллона частично уносится ацетон. Для уменьшения потерь ацетона нельзя отбирать ацетилен из баллона со скоро- стью более 1700 дм3/ч. Остаточное давление должно быть 0,05–0,1 МПа, при температуре от 25 до 35 оС – 0,3 МПа.

Ацетиленовые баллоны при работе всегда должны находиться в верти- кальном положении.

Баллоны для сжиженного газа пропана изготовляют сварными из угле- родистой стали Ст 3 вместимостью 27; 50; 80 дм3 с толщиной стенки 3 мм. Предельное рабочее давление в баллоне с пропаном не должно превышать 0,16 МПа. Баллон наполняется с таким расчетом, чтобы над жидкостью была паровая подушка для заполнения ее расширившимся сжиженным газом при повышении температуры. Коэффициент наполнения пропанового баллона составляет 0,452 кг/дм3. В пропановый баллон вместимостью 50 дм3 залива- ется 21,3 кг жидкого пропана.

Вентиль – это запорное устройство, которое позволяет сохранить в баллоне сжатый или сжиженный газ. Назначение и принцип действия всех баллонных вентилей одинаковы. Каждый вентиль имеет шпиндель, который перемещается при вращении маховичка, открывая или закрывая клапан. Хво- стовик вентиля имеет коническую резьбу.

Вентиль кислородного баллона изготовляется из латуни, обладающей коррозионной стойкостью в среде кислорода.

Ацетиленовый вентиль изготовляется из стали, так как медные сплавы с содержанием более 70 % меди при длительном соприкосновении с ацетиле- ном образуют взрывчатое соединение ацетиленистую медь. Ацетиленовый редуктор присоединяется к вентилю хомутом, а открывание и закрывание вентиля выполняется специальным торцовым ключом.

Вентиль для пропанового баллона по конструкции подобен кислород- ному, но в отличие от него редуктор присоединяется накидной гайкой с ле- вой резьбой.

Вентили имеют различную резьбу хвостовиков, что исключает воз- можность установки на баллон не соответствующего ему вентиля.

Редуктор служит для понижения давления газа с баллонного или сете- вого до рабочего и автоматического поддержания рабочего давления посто- янной величины независимо от давления газа в баллоне или сети.

Корпус редуктора окрашивается в тот же цвет, что и баллон: кислород- ный – в голубой, ацетиленовый – в белый, пропановый – в красный.

Промышленность выпускает баллонные кислородные редукторы (од- ноступенчатый) ДКП-1-65, двухступенчатые ДКД-8-65 и ДКД-15-65, бал- лонные ацетиленовые редукторы ДАП-1-65, двухступенчатый ДАД-1-65, во- дородный ДВП-1-65 и пропан-бутановый ДПП-1-65.

Рукава (шланги) служат для подвода газа к горелке или резаку. Они изготовляются из резины с одной или двумя тканевыми прослойками. Со- гласно действующим стандартам, выпускаются рукава трех типов: I – для ацетилена и газов-заменителей (пропан и др.); II – для жидких горючих (из бензостойкой резины); III – для кислорода. Рукава изготовляются с внутрен- ними диаметрами 6; 9; 12 и 16 мм. Для горелок с низкой мощностью пламени применяются рукава с внутренним диаметром 6 мм. Рукава должны иметь окраску наружного слоя: кислородные – синюю, ацетиленовые – красную, для жидкого горючего – желтую. Для работы при низких температурах (ниже

–35 °С) применяют неокрашеные рукава из морозостойкой резины. Длина рукава берется не более 20 м и не менее 4,5 м; длина стыкуемых участков должна быть не менее 3 м. Рукава выпускаются на рабочее давление: типы I и II – до 0,6 МПа, тип III – до 1,5 МПа.

Сварочные горелки разделяются на инжекторные и безынжекторные, однопламенные и многопламенные, для газообразных горючих (ацетилено-

вые и др.) и жидких (пары керосина). Наибольшее применение имеют инжек- торные горелки, работающие на смеси ацетилена с кислородом (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Устройство инжекторной горелки:

1, 16 – кислородный и ацетиленовый ниппели; 2 – рукоятка; 3, 1 5 – кислородная и ацетиленовая трубки; 4 – корпус; 5, 14 – кислородный и ацетиленовый вентили; 6 – ниппель наконечника; 7 – мундштук; 8 – мундштук для пропан-бутан-кислородной смеси; 9 – штуцер; 10 – подогреватель; 11 – трубка горючей смеси; 12 – смесительная камера; 13 – инжектор; а, б – диаметры выходного канала инжектора смесительной камеры; в – размер зазора между инжектором и смесительной камерой; г – боковые отверстия в штуцере 9 для нагрева смеси; д – диаметр отверстия мундштука

Горелка состоит из двух основных частей: ствола и наконечника. Ствол имеет кислородный 1 и ацетиленовый 16 ниппели с трубками 3 и 15, рукоят- ку 2, корпус 4 с кислородным 5 и ацетиленовым 14 вентилями. С правой сто- роны горелки (если смотреть по направлению течения газов) находится ки- слородный вентиль 5, а с левой – ацетиленовый вентиль 14. Вентили служат для пуска, регулирования расхода и прекращения подачи газа при гашении пламени. Наконечник, состоящий из инжектора 13, смесительной камеры 12 и мундштука 7, присоединяется к корпусу ствола горелки накидной гайкой.

Инжектор 13 представляет собой цилиндрическую деталь с централь- ным каналом малого диаметра для кислорода и периферийными радиально расположенными каналами для ацетилена. Инжектор ввертывается в смеси- тельную камеру наконечника и находится в собранной горелке между смеси- тельной камерой и газоподводящими каналами корпуса горелки. Его назна- чение состоит в том, чтобы кислородной струей создавать разреженное со- стояние и засасывать ацетилен, поступающий под давлением не ниже 1 кПа. За счет разрежения за инжектором достигается скорость кислородной струи (до 300 м/с). Давление кислорода, поступающее через вентиль 5, составляет от 0,05 до 0,4 МПа.

2.2. Источники питания гальванических ванн и установок

Для реализации процессов нанесения металлов на изношенные поверх- ности с использованием электрохимических способов для гальванических установок в качестве источников питания используются специальные вы- прямители.

Основными параметрами выпрямителей являются номинальный вы- прямленный ток и выпрямленное напряжение, обратное напряжение и паде- ние напряжения. В зависимости от технологических требований применяют реверсивные и нереверсивные выпрямители, выпрямители со ступенчатым или плавным регулированием тока и напряжения.

Выпрямитель имеет следующие основные системы: силовой трансфор- матор, систему выпрямления, фильтр для сглаживания пульсаций выпрям- ленного тока и напряжения, системы защиты, управления и регулирования, коммутационную аппаратуру и электроизмерительные приборы.

В выпрямителях применяются трансформаторы специального назначе- ния, т. к. эти источники тока имеют такие характерные особенности, как не- одновременная нагрузка различных фаз в соответствии с неодновременным прохождением тока через вентили блока выпрямителей. В выпрямителях мощностью до 15 кВт применен транзисторный усилитель постоянного тока, который обеспечивает стабилизацию заданных выходных параметров. В вы- прямителях мощностью 15 кВт и выше для автоматического регулирования применяется магнитный усилитель.

Из опыта нанесения покрытий рекомендуется применять кремниевые выпрямители, хотя до сих пор на многих предприятиях еще используются селеновые и германиевые выпрямители. Применяются селеновые выпрями- тели типов ВС, ВСА, ВСГ, ВСМР, ВСМН с выпрямленным напряжением от 6 до 24 В и силой тока до 5000 А, с воздушным и масляным охлаждением. Се- леновые выпрямители рекомендуется применять в случаях, когда предел на- пряжения не превышает 40–60 В и не требуется реверсирование тока. Крем- ниевые выпрямительные агрегаты имеют следующие преимущества перед селеновыми и германиевыми:

1) позволяют производить ручное плавное регулирование выпрямлен- ного напряжения;

2) обеспечивают автоматическую стабилизацию выпрямленного на- пряжения;

3) производят автоматическую стабилизацию выпрямленного тока;

4) производят автоматическую стабилизацию плотности тока.

Точность стабилизации параметров ± 10 % от установленного значения.