Физико-химические основы кислородного резанья
Физико-химические основы кислородного резанья
Кислородная резка Ме основана на сгорании некоторого объема, обрабатываемого Ме в струе и удалении этой струей образующихся окислов. По характеру образуемых резов кислородн резку можно разделить:
- разделительную (образующую сквозные разрезы, отделяющие одну часть Ме от другой).
- поверхностную (удаляющую некоторые поверхностные слои Ме в виде канавок полукруглого сечения или слоя некоторой глубины)
- резку копьем (приводящую к прожиганию в Ме бетоне глубоких отверстий).
Процесс кислородной резки заключается в интенсивном окислении (горении) нагретого Ме при воздействии струи кислорода. При этом окисление происходит как при непосредственном контакте кислорода с поверхностью Ме. Так и посредством передачи (диффузии) его к поверхности Ме через тонкий слой окислов – шлака. Продукты реакции – окислы механическим действием струи кислорода удаляются (выдувается от места их образования). По характеру применяемого необходимого для резки поверхностную (удаляющую некоторые поверхностные слои Ме в виде ть Ме от другой). руе и удалении этой струей подогрева и спец дополнительных материалов можно выделить резку: газовую, электрокислородную, кислородно-флюсовую.
При резке кислородн копьем посторонний источник подогрева требуется только в самом начале процесса. Также проводится резка под водой.
Кислородноразделительная резка
Является самой распространенной и применяется почти во всех отраслях металлургических, металлообрабатывающей промышленности, судостроении. Ручной разделительной резкой осуществляются раскрой листовой стали, вырезка различных деталей, отрезка прибылей литых деталей, разделка поковок под обработку более мелких деталей и различная подгонка при монтаже стальных конструкций.
Рекомендуемые материалы
Машинноразделительная резка
Осуществляется переносными машинами по разрезаемому Ме; стационарными – автоматически вырезающие детали различного контура, с помощью различных устройств; Специализированными машинами – выполняют некоторые особые работы (фасонная и прямая отрезка труб). Машинная резка заменяет в ряде случаев штамповочные, фрезерные и другие станочные работы, обеспечивая высокой экономией. Широко применяется в среднем и тяжелом машиностроении, транспорте, с/х, судостроении. Разделительная резка является преобладающей в основном объеме машинной резки (в судостроении 70-80%).
Поверхностная резка применяется в месте вырубки корня шва и пороков сварочн швов, при подготовке V-образных кромок, для удаления пороков литья и при обработке блюмов и слябов перед прокаткой. С разработкой кислородно-флюсовой резки высокохромистых и хромоникелевых сталей, а также чугуна и цв сплавов, этот процесс чаще применяется в трубостроении, хим аппаратуры и металлургии. Особенные способы резки: копьем, резка под водой, электрокислородной имеет меньшие, но важные области применения.
Сущность процесса и основные условия кислородной резки
Ме и сплавы окисляются при контакте с кислородосодержащими газами. Интенсивность окисления увеличивается с возрастанием концентрации кислорода в газе и с повышением температуры в технически чистом кислороде (98-99%), при некоторой начальной температуре. Реакция окисления становится очень интенсивной в области горения. Если продукты сгорания не будут изолировать далее расположенные слои от места контакта Ме с окисляющими газовой фазой и эти слои будут иметь соответствующие температуры, то горение будет распространяться и на них.
Для непрерывности процесса горения необходимы условия: 1. Контакт окислителя с неокисленным Ме поверхности;
2. Подогрев неокисленного Ме до температуры воспламенения.
3. Достаточная высокая концентрация кислорода в газовой фазе, взаимодействующего со сжигаемым Ме непосредственно или через тонкую пленку расплавленного шлага, передающего окисление Ме диффузией кислорода.
Если начальная температура горения (воспламенения) Ме будет выше его температуры плавления, то это
Приведет к отрицательным результатам. Тогда в разделяемое изделие надо вводить много тепла при этом градиент температур в районе разреза будет небольшим, а кромки Ме у разреза грубыми. Наиболее эффективен такой процесс горения, который начинается при температуре ниже температуры плавления. Хотя в дальнейшем теплота горения вызывает оплавление Ме перед его сжиганием; первое требование, предъявляемое материалу с т.зр. эффективности его резки кислородом Тгор < Тпл
Люди также интересуются этой лекцией: 9 Деятельность защитника в суде первой инстанции по уголовному делу.
Получаемые продукты горения при этом процессе могут быть в твердом, жидком, газообразном состоянии.
Твердые окислы, образующиеся на поверхности, еще неокисленного е или подплавившегося Ме будут в большем или в меньшем степени изолировать его от контакта с окислительной газовой фазой и способствует прекращению горения. Это может происходить когда температура плавл окислов будет выше температуры плавления разрезаемого Ме.
Жидкие и газообразные окислы можно легко удалить от еще неокисленной поверхности, не препятствуя продолжению горения. При этом тонкие слои жидких или газообразн окислов не исключают возможности поступления кислорода к находящейся под этим слоем поверхности Ме и продолжении его окисления. Однако значительное количество образующихся газообразных продуктов сгорания приводит к уменьшению концентрации свободного кислорода в газовой фазе, снижая эффективность окисления. Это потребует повышения начальной температуры воспламенения и как следствие может нарушить условия протекания процесса, поэтому при этом процессе образующиеся окислы
В основном должны быть в расплавленном состоянии, т.е. второе требование к разрезаемому Ме: Тпл окислов < Тплав Ме
Кроме двух требований учитываются дополнительные. Например: - процессу резки благоприятствует повышение количества теплоты, выделяемого при сгорании Ме, сплавов, этим создается тепловая подготовка Ме еще не вступившего в контакт с окислитель средой и обеспечивается нагрев его до температуры необходимой для воспламенения.
- процесс резки облегчается также при достаточной жидкотекучести, получающихся окислов легко удаляемых в этом случае с еще не окисленных поверхностей Ме и наоборот нормальны протеканию процесса резки предшествует высокая теплопроводность разрезаемого Ме, понижающая его температура в месте протекания реакции горения, вследствие интенсивного отвода тепла.
