Горючие газы для сварки и резки

Категория:
Сварка металлов


Горючие газы для сварки и резки

Существует много горючих газов, достаточно калорийных, недефицитных и доступных для широкого промышленного использования. Возможно использование жидких и даже твердых порошкообразных горючих; однако все это разнообразие горючих может быть использовано преимущественно для кислородной резки, не требующей высокой температуры пламени. Для газовой сварки применяется почти исключительно горючий газ ацетилен. При сжигании в технически чистом кислороде ацетилен Дает температуру, достаточную для сварки стали.

Для сварки могут быть применены жидкие горючие с высокой теплотворной способностью, например бензин, керосин, бензол. Обычно жидкие горючие предварительно испаряются так, что в зону пламени подводятся уже пары, поэтому жидкие горючие правильнее отнести к категории газообразных. Жидкие горючие Могут поступать в зону пламени и в мелкорасиыленном капельном состоянии, и в этом случае, как показывает опыт, можно обеспечить достаточно полное их сгорание в активной зоне сварочного пламени. Жидкие горючие транспортабельны, удобны в обращении, сравнительно дешевы и безопасны, поэтому получили широкое применение для кислородной резки; применение их для сварки весьма незначительно из-за недостаточно высокой температуры пламени.

Для широкого промышленного использования доступны многочисленные технические горючие газы, как например водород, светильный газ, природный газ, коксовый газ, метан, сжиженный газ (пропанобутановая смесь) и т. д. В связи с быстрораз-вивающейся газификацией нашей страны особого внимания заслуживает природный газ, поступающий в огромных количествах в важнейшие промышленные центры. В большинстве случаев природный газ состоит почти целиком из метана СН4. Не вызывает никаких сомнений возможность и целесообразность использования природного газа для кислородной резки. Эти газы могут быть использованы для сварки легкоплавких металлов — свинца, цинка, алюминия, магния и их сплавов, латуни, частично чугуна при небольших толщинах и размерах изделий и для стали малых толщин. Помимо высокой температуры пламени, ацетилен имеет и некоторые другие преимущества. Его легко получить на месте работ из твердого вещества — карбида кальция, удобного для перевозки и хранения. Ацетилено-кислородное пламя легко и удобно регулировать по виду центральной части, так называемого ядра пламени. Наряду с перечисленными преимуществами, применение ацетилена связано и с существенными недостатками. Ацетилен дефицитен, дорог (стоимость его в 10— 20 раз превышает стоимость других промышленных горючих газов), весьма взрывоопасен; применение его связано с необходимостью строгого соблюдения правил техники безопасности. Несоблюдение этих правил может привести к разрушительным взрывам.

Продуктами распада ацетилена являются тонко раздробленный твердый углерод (сажа) и газообразный водород. Если распад происходит в замкнутом пространстве, то давление скачкообразно увеличивается в 11 раз вследствие повышения температуры и процесс распада имеет характер взрыва. Взрыв может происходить, в отличие от большинства других горючих газов, не только в смеси с кислородом, но и при полном отсутствии кислорода или воздуха, что увеличивает опасность использования ацетилена. Ацетилен не всегда разлагается со взрывом; разложение может идти медленно, часто сопровождаясь образованием тяжелых молекул более сложного состава (полимеризация), дающих смолообразные продукты, жидкие при нормальных условиях. Быстрому распаду ацетилена, переходящему во взрыв, способствуют многие обстоятельства, в особенности повышение давления и температуры ацетилена.

Промышленное применение ацетилена запрещено при давлении выше предельно допустимого. Для сварки и резки установлено предельно допустимое давление ацетилена 1,5 атм, или 15 000 мм вод. ст. В генараторах специального устройства для специальных целей допускаются давления свыше 1,5 ати. Неустойчивость молекулы ацетилена и экзотермичность процесса ее распада одновременно делают ацетилен незаменимым горючим газом для газовой сварки. Ацетилено-кислородное пламя в наиболее горячей части имеет температуру около 3100—3200 °С. Ни один другой промышленный горючий газ не может дать температуру выше 2500—2700 °С; разница в 400—600° безоговорочно решает вопрос в пользу ацетилена. Теплота, выделяемая при сгорании ацетилена (в ккал!г-молъ), определяется следующими процессами: т. е. И 900 ккал на 1 кг ацетилена, или 13 700 ккал на 1 .w3 ацетилена при 15 °С и 760 мм рт. ст.

Взрывоопасны смеси ацетилена с воздухом при содержании в них ацетилена 2,8—65%, с кислородом — при содержании ацетилена 2,8—93 %. Ацетилен образует взрывчатые соединения с серебром и медью, поэтому применение этих металлов в ацетиленовых генераторах не допускается (медные сплавы, например латунь, допускаются). Взрывоопасность ацетилена быстро возрастает с увеличением его давления, и при давлении около 2— 2,5 ати могут происходить самопроизвольные взрывы ацетилена при отсутствии в нем примеси кислорода или воздуха. В связи с этим требуется строгое соблюдение специальных правил по технике безопасности, установленных для работ с ацетиленом. Кроме того, нестойкость молекулы ацетилена обусловливает повышенную способность ацетилена к химическим реакциям, что делает ацетилен весьма ценным исходным продуктом для химической промышленности. Из ацетилена могут быть получены, например, этиловый (винный) спирт, уксусная кислота, синтетический каучук и многое другое.

В результате образуются такие соединения, как бензол С6Н6, стирол С8Н8 и т. д., дающие жидкие смолообразные продукты сложного состава. В условиях работы ацетиленовых генераторов полимеризация может начинаться в заметных размерах при температурах 150—180°. Наличие полимеризации, обнаруживаемое по смолистым продуктам в трубопроводах и по желтоватой окраске ила, удаляемого из генератора, указывает на ненормальные условия работы генератора и сильный перегрев ацетилена. В хорошо сконструированных и правильно работающих ацетиленовых генераторах полимеризация ацетилена практически отсутствует.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум