Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Резка металла кислородом — сущность процесса

Резка металла кислородом — сущность процесса

Кислородная резка металла – это термический способ разрезания металла с помощью газового пламени. В подаваемой струе кислорода разрезаемый металл сгорает, одновременно с этим процессом сгорают и выделяемые оксиды. Для поддержания стабильного процесса используют горючие газы – ацителен, пропан-бутановую смесь, МАФ, а также в отдельных случаях – пары бензина и керосина. Время нагрева газа для низкоуглеродистой стали полностью зависит от толщины заготовки. Для эффективной резки металл должен быть с низким коэффициентом теплопроводности.

Технология кислородной резки

  • • скоростная, нормальная и кислородно-флюсовая, предназначены для прямолинейной и фигурной резки;
  • • строжка поверхности и канавок, обточка – используют в поверхностных обработках;
  • • кислородное копье и струя – применяют в сверлении и прожигании.

Резка металла кислородом под водой

Данный вид обработки используется только при необходимости проведения специальных операций: спасательных, строительных, аварийных, подъемных. Резаком для подводной резки можно кроить стальные сплавы толщиной до 70 мм, находясь при этом на глубине до 30 м. Бензокислородный резак может работать со сталью, толщина которой достигает 100 мм.

По типу разреза подразделяются на:

Особенности кислородной резки труб

Ручной способ кислородного раскроя применяется для обработки торцов трубопровода перед сварочными работами, для удаления дефектов. Операция может выполняться в любом пространственном положении. Для ее выполнения применяют вставные и универсальные резаки. Настройка режима зависит от толщины обрабатываемого изделия.

Классификация оборудования для резки кислородом

По способу обработки резка бывает ручная и механизированная. Существуют ручные резаки, работа которых характеризуется достаточно высокой точностьюю Они подразделяются на универсальные, специальные, для фигурного и прямого раскроя. При необходимости обработки больших объемов металла рационально использовать переносные аппараты «Гугарк», большие партии одинаковых изделий успешно вырезаются с помощью шарнирных машин АСШ-86. Промышленные предприятия чаще всего используют портально-консольные устройства.

Особенности рабочего процесса

Резка, как и другой рабочие процесс, требует внимательности и соблюдения техники безопасности:

  • • запрещено проводить подогрев металла одним только сжиженным газом;
  • • запрещено использовать жидкое горючее в газосварочных работах;
  • • при работе в закрытых помещениях должны быть предусмотрены вентиляционные системы;
  • • баллоны с сжиженным газом должны располагаться на расстоянии не менее 5 м от газосварочных работ.

Как подготовить поверхность перед резкой

Перед проведением раскроя металла кислородом необходимо очистить поверхность от коррозии, грязи, масляных пятен и окалин. Если резка выполняется вручную, достаточно всего лишь очистить место реза плазменным резаком. Если процесс механизирован, то листы правят на вальцовочных аппаратах, а очищают с помощью химических или дробеструйных работ.

Читайте так же:
Правила техники безопасности токаря

Оборудование для кислородной резки металла

Ручную кислородную резку металла выполняют специальными резаками. Резаки служат для смешения горючего газа с кислородом, образования подогревающего пламени и подачи к разрезаемому металлу струи режущего кислорода. Широкое распространение получили универсальные резаки, которые обеспечивают возможность резки стали в любом направлении толщиной 3—300 мм, их масса невелика, они удобны в обращении и устойчивы против обратных ударов. Резак, как и сварочная горелка, имеет инжекторное устройство, обеспечивающее нормальную работу при любом давлении горючего газа. Инжекторный резак состоит из двух основных узлов — ствола и наконечника (рис. 15). От инжекторной горелки резак отличается наличием отдельного канала для подачи режущего кислорода и специальной головки, которая представляет собой два сменных мундштука — внутренний и наружный. Основной деталью резака является мундштук, который в процессе резки быстро изнашивается. Для получения качественного реза необходимо иметь мундштук правильных размеров с каналами необходимой чистоты. Инжекторный резак работает следующим образом. Кислород из баллона поступает в резак через ниппель и в корпусе идет по двум каналам. Часть газа, проходя через вентиль, направляется в инжектор. Выходя из него с большой скоростью, струя кислорода создает разрежение и подсасывает ацетилен, образующий с кислородом в камере горючую смесь, которая проходя через зазор между наружным и внутренним мундштуками, сгорает, образуя подогревающее пламя. Другая часть кислорода через вентиль 3 поступает в трубку и, выходя через центральный канал внутреннего мундштука, образует струю режущего кислорода.

Рис. 15. Инжекторный резак
1 — головка; 2 — трубка режущего кислорода; 3 — вентиль; 4 — кислородный вентиль; 5, 6 —ниппели; 7 — рукоятка; 8 —корпус;

Существуют резаки нескольких типов. Для ручной кислородной резки низкоуглеродистых и низколегированных сталей при подогреве металла ацетилено-кислород-ным пламенем применяют резак Р2А-01, а при подогреве металла пропан-бутанокислородным пламенем резак РЗП-01. Резак Р2А-01 относится к резакам средней мощности и предназначен для резки стали толщиной до 200 мм. Резак РЗП-01 имеет большую мощность и позволяет разрезать сталь толщиной до 300 мм. Ручную поверхностную кислородную резку низкоуглеродистой и низколегированной стали осуществляют резаками РПК-2-72 и РПА-2-72. Первый из них работает на коксовом или природном газе, второй — на ацетилене. Резак состоит из корпуса с наружным и внутренним мундштуками, вентилей для регулирования подачи подогревающего кислорода и горючего газа, рычага пуска режущего кислорода. Вставные резаки предназначены для применения их со сварочными горелками. Для ручной кислородной резки углеродистых сталей обыкновенного качества используют вставные резаки РВ-1А-02 и РВ-2А-02. Первый присоединяется к стволу горелки Г2-04, второй — к стволу горелки ГЗ-ОЗ. По принципу действия резаки аналогичны. Кислород подается от ствола горелки к ниппелю. По каналам ниппеля и инжектора часть кислорода подается в смесительную камеру. При прохождении кислорода через узкий канал инжектора в цилиндрическом канале смесительной камеры создается разрежение, что способствует засасыванию в камеру ацетилена, который поступает от ствола горелки через отверстия переходника. В специальной трубке ацетилен смешивается с кислородом и образовавшаяся смесь поступает в пазы внутреннего мундштука, на выходе из которых загорается. Резак РВ-1А-02 предназначен для резки стали толщиной до 100 мм, резак РВ-2А-02 — для резки стали толщиной до 200 мм.

Читайте так же:
Серый чугун содержание углерода

Рис. 16. Керосино-кислородный резак РК-02
1, 2— внутренний и наружный мундштуки; 3 — головка; 4 — трубка для подачи режущего кислорода; 6 — трубка для подачи керосина; 7—9 — вентили; 10 — ствол; 11, 12 — керосиновый и кислородный вентили; 13 — устройство для сопротивления обратному удару пламени; 14 — маховичок; 15 — тройник; 16 — пруток; 17— смесительная камера; 18— подогревающая насадка

Для кислородной резки низкоуглеродистых и низколегированных сталей применяют специальные керосинорезы, где горючим является керосин. Керосинорез состоит из двух основных частей — бачка для горючего и резака. Бачок служит для подачи керосина под давлением в резак и представляет собой сварной цилиндрический сосуд с сферическим днищем и сферической крышкой. Горючее вытесняется в резак воздухом под давлением до 0,3 МПа. Давление создается ручным воздушным насосом. Для ручной кислородной резки сталей толщиной до 200 мм используют кероснно-кислородный резак РК-02 (рис. 16). Резак работает по принципу

предварительного испарения керосина в асбестовой оплетке трубки для керосина (испарителя) и сжигания его паров в смеси с кислородом. Керосин поступает через ниппель, вентиль и тройник в асбестовую оплетку, подогревается пламенем подогревающей насадки и в газообразном состоянии попадает в смесительную камеру, где смешивается с кислородом. Затем эта смесь поступает в головку. Часть смеси из головки попадает в подогревающую насадку. Режущий кислород через центральный канал головки и внутреннего мундштука выходит наружу.

Все мелкие неисправности у резаков для кислородной резки — перекос мундштуков, прочистка инжектора п каналов мундштуков, негерметичность соединений, снятие нагара и брызг с поверхности мундштука, устраняет резчик во время работы. Более сложный ремонт, требующий специального инструмента, производится специальной ремонтной службой.

Читайте так же:
Сколько и при какой температуре

Оборудование для кислородной резки металла

Рис.40.Схема кислородной резки

Рис.40.Схема кислородной резки: 1 — канал внутреннего мундштука для подачи кислорода; 2 — канал наружного мундштука для подачи смеси; 3 — подогревающее пламя; 4 — разрезаемый металл; 5 — прорезь; 6 — продукты горения; 7 — струя режущего кислорода.

Рис.41.Схема резака «Пламя-62»: 1—вентиль режущего кислорода; 2—вентиль кислорода подогревающего пламени; 3—вентиль ацетилена

Рис.41.Схема резака «Пламя-62»: 1—вентиль режущего кислорода; 2—вентиль кислорода подогревающего пламени; 3—вентиль ацетилена.

Оборудование для кислородной резки удобно в эксплуатации, имеет небольшую массу, позволяющую подносить его к обрабатываемым громоздким конструкциям, не затрачивая времени на перемещение конструкций. Затраты на приобретение, монтаж и эксплуатацию оборудования для кислородной резки значительно меньше, чем на оборудование для механической резки. Кислородная резка состоит из процессов подогрева металла, сжигания металла в струе кислорода и выдувания шлака из полости реза.

В процессе кислородной резки (рис. 40) смесь кислорода с горючим газом выходит по каналам 2 наружного мундштука и, сгорая, образует подогревательное пламя 3. Подогревательным пламенем металл 4 нагревается до температуры горения, после чего по центральному каналу 1 внутреннего мундштука подается кислород 7, в струе которого происходит горение металла. При этом выделяется значительное количество тепла, которое совместно с подогревательным пламенем разогревает нижележащие слои металла. Горение распространяется на всю толщину металла, прожигая сквозное отверстие 5, через которое режущая струя кислорода выходит наружу. На последующих стадиях резки нагрев металла происходит не только за счет тепла, образующегося при сгорании горючей смеси, но и тепла, выделяемого при сгорании металла.

Для кислородной резки используется газообразный или жидкий кислород. Преимуществами жидкого кислорода по сравнению с газообразным являются меньшая масса тары, безопасность при транспортировке, отсутствие влаги, обеспечивающее высокое качество резки и, исключающее замерзание редукторов и дросселей. Недостатком жидкого кислорода являются низкая чистота резки и большие потери при газификации, хранении и транспортировке, достигающие 0,4—0,7% в час.

На большинстве заводов металлоконструкций имеются собственные кислородные станции, кислород от которых подается по трубам под давлением 30 МПа. Заводы небольшой мощности доставляют кислород в баллонах или цистернах с кислородных заводов. К месту резки кислород из баллонов поступает по кислородопроводу через баллонную рамку. В исключительных случаях кислородные баллоны устанавливают непосредственно на рабочих местах резки.

Горючие материалы для кислородной резки имеют температуру (горения в кислороде), °С: ацетилен 2900, пропан-бутан 1800, природный газ 2050, керосин 2150 и бензин 2300.

На заводах металлоконструкций применяются три вида кислородной резки: ручным резаком, переносными газорезательными машинами, стационарными газорезательными машинами.

Оборудование и аппаратура для кислородной резки

Пост для ручной кислородной резки изображен на рис. 3.10. Кислородные баллоны служат для хранения и транспортировки сжатого кислорода. Как правило, они имеют водяной объем от 0,4 до 50 дм 3 , но наиболее распространены баллоны на 40 дм 3 . В наполненном баллоне кислород находится под давлением 15 МПа. При этом давлении и температуре 293 К в баллоне с водяным объемом 40 дм 3 содержится около 6 м 3 кислорода. Такой баллон имеет массу около 60 кг. Кислородные баллоны окрашены в голубой цвет и имеют надпись черной краской «кислород». В использованном кислородном баллоне остаточное давление не менее 0,05 МПа.

Читайте так же:
Металлоискатель для золота своими руками схема


Рис. 3.10. Пост для ручной кислородной резки:
1 — кислородный баллон, 2 — кислородный редуктор, 3 — шланги, 4 — резак, 5 — ацетиленовый баллон

Ацетиленов не баллоны служат для хранения и транспортировки растворенного ацетилена. Ацетиленовые баллоны заполняют специальной пористой массой (активным углем), пропитанной ацетоном. Ацетилен растворяется в ацетоне и становится взрывобезопасным при значительном давлении. Предельно допустимое давление внутри наполненного баллона 1,9 МПа при температуре 293 К. Конструкция ацетиленового баллона аналогична кислородному.

На всех баллонах устанавливают вентили — запорные приспособления, препятствующие выходу газа из баллона. Вентиль необходим также для присоединения к баллону редуктора или наполнительной рампы. В кислородном вентиле металлические части, непосредственно соприкасающиеся с кислородом, обычно изготовляют из латуни.

Кислород и горючий газ к рабочим местам подают под высоким давлением от баллонов или под рабочим давлением от магистральных трубопроводов. Понижение давления до рабочего и поддержание его постоянным в процессе работы производится редукторами. По роду газа редукторы разделяют на кислородные, ацетиленовые и др. Кислородные редукторы рассчитаны на рабочее давление 0,05—1,5 МПа и пропускную способность 7,5—60,0 м 3 /ч, ацетиленовые— 0,01—0,12 МПа и 3,0—5,0 м 3 /ч соответственно. Для подачи газов в магистрали применяют рамповые редукторы. Принцип их действия не отличается от баллоновых. Корпус редукторов окрашивают в различные цвета: кислородных — в голубой, ацетиленовых — в белый, пропанбутановых — в красный.

У каждого рабочего поста от трубопроводов кислорода и горючего газа делают отводы. На отводе от кислородопровода устанавливают запорный вентиль и редуктор, а на отводе горючего газа — вентиль и водяной затвор. Отводы вместе со смонтированной на них аппаратурой необходимо закрывать металлическими шкафчиками.

Рукава для ацетилена рассчитаны на рабочее давление 0,63 МПа, а для кислорода — не более 2,1 МПа. При недостаточной длине рукавов разрешается соединять отдельные их отрезки (не короче 3 м) с помощью специальных ниппелей (латунных — для кислорода и стальных — для ацетилена), закрепляемых на рукаве винтовыми хомутами. Ацетиленовый рукав снаружи должен быть окрашен в красный цвет, а кислородный — в синий. Рукава осматривают и испытывают один раз в месяц.

Читайте так же:
Подключение автоматов в электрощитке

Предохранительные затворы предназначены для зашиты ацетиленовых трубопроводов от проникновения в них пламени при обратном ударе, а также кислорода из горелки и атмосферного воздуха. В предохранительном затворе марки ЭСП-8 при нормальной работе (рис. 3.11, а) ацетилен через газоподводящую трубку 1 и шариковый клапан 2 проходит в корпус 3 затвора, заполненный водой или незамерзающей жидкостью до уровня контрольного краника 6, и через ниппель 5 поступает в горелку. В случае обратного удара (рис. 3.11,6) взрывная волна гасится в узком кольцевом зазоре между стенкой затвора и диском-отражателем 4 (см. рис. 3.11, а), давление в затворе резко повышается, в результате обратный клапан 2 под давлением жидкости закрывается, прекращая дальнейшее поступление ацетилена. Предохранительные затворы осматривают и испытывают один раз в месяц.


Рис. 3.11. Схема работы предохранительного безмембранного жидкостного затвора закрытого типа

Резак служит для смешивания кислорода и горючего газа, образования подогревающего пламени и подачи чистого кислорода в зону реза. Наиболее распространены в судостроении резаки типа «Пламя», работающие на ацетилене (рис. 3.12). В таком резаке для регулирования подачи газа служит вентиль 4, а для подачи режущего кислорода — вентиль 1. Инжектор 5 установлен перед смесительной камерой 6. К головке резака горючая смесь подается по трубке 9, а режущий кислород — по трубке 10. В головку резака ввертывают внутренний 7 и наружный 8 мундштуки. Горючий газ, поступая из шланга через вентиль в инжектор, засасывается в смесительную камеру струей кислорода, где образуется горючая смесь, поступающая в кольцевой зазор, образованный внутренним и наружным мундштуками. При зажигании эта смесь воспламеняется и дает подогревающее пламя. Режущий кислород подается через осевое отверстие внутреннего мундштука. Резаки периодически проверяют в мастерской (а где ее нет—слесарями, имеющими на это право) на подсос, плотность и горение. Проверке подвергают каждый резак.


Рис. 3.12. Устройство резака для кислородной резки:
1 — вентиль режущего кислорода, 2 —вентиль подогревающего кислорода, 3 — ниппель для присоединения шлангов, 4 — вентиль ацетилена, 5 — инжектор, 6 — смесительная камера, 7 — внутренний мундштук, 8—наружный мундштук, 9 — трубка горючей смеси, 10 — трубка режущего кислорода

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector