Сварка в машиностроении.Том 2 (1041437), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Пропан-бутановые смеси получают при добыче природных (попутных) газов, а также при переработке нефти и нефтепродуктов. Пропан-бутановые смеси могут быть переведены в жидкое состояние. Так, при температуре — 40 С даже при атмосферном давлении пропан-бутановая смесь представляет собой жидкость, Хранить пропан-бутан следует в емкостях, рассчитанных на работу под давлением. Хранить сжиженные газы в открытых емкостях запрещено, так как испарение этих газов происходит даже при 0' С, а смеси пропан-бутановых паров с воздухом взрывоопасны.
Упругость паров с увеличением температу~>ы резко возрастает. При испарении 1 кг жидкого пропана получается 0,535 м паров, а при испарении того же количества бутана — 0,406 мз паров. Пропан-бутановая смесь, по сравнению с другими горючими газами, обладает самой большой теплотой сгорания. Количество тепла, передаваемое металлу в единицу времени пламенем„ называемое эффективной мощностью пламени, для пропан-бутановых смесей выше, чем для ацетилена, однако скорость распространения пламени для этой смеси значительно ниже и длина конуса резко увеличена, в результате пропанбутановое пламя менее концентрировано. Пропав-бутан может поступать к потребителю либо в баллонах под давлением до 16 кгс/см', либо по газопроводам от перепускной рампы или стационарной емкости с испарителем. Состав сжи>кенных газов регламентируется по ГОСТ 10196 — 62.
Сжиженные углеводородные топливные газы изготовляют следующих марок: пропан технический, состоящий в основном из пропана или пропана и пропилена; бутан технический, состоящий из бутана или бутана и бутилена, и смесь пропана и бутана технических. Метилацетилен-пропадиен МАПП (широко применяемый в США) — смесь горючих газов; по физическим свойствам близок к пропану. Пределы взрываемости МАПП в смеси с воздухом 3,4 — 10,8%, в смеси с кислородом 2,5 — 60% . Смеси метилацетилена и пропадиена термодинамически нестойки, поэтому в состав МАППа вводят стабилизатор. Распад метилацетилена, аналогично ацетилену, происходит с большим выделением тепла.
Температура пламени МАПП (2900' С) близка к температуре ацетилена. МАПП используют для кислородной резки и сварки и других газопламенных процессов. Горючее МАФ вЂ” метилацетиленовая пропадиеновая фракция является отходом олифинового производства, а также отходом производства этилена и моновинилацетилена. Эта фракция содержит 48 — 75% смеси метилацетилена и пропадиена и стабилизаторы: 3% пропилена, 15% пропана, 7% других углеводородов. Пределы взрываемости для МАФа те же, что и для МАППа. МАФ нечувствителен к удару.
Баллоны с МАФом не взрываются, находясь рядом с горящим баллоном. Смесь инертна при температуре до 215" С и давлении до 20 кгс/см'. При соприкосновении с медью образуются взрывоопасные соединения — ацетилениды меди, Скорость распространения пламени МАФ равна 470 см/с.
Вместимость баллонов для сжиженных газов 40 или 55 дмз; толщина стенки 3 мм. Предельное рабочее давление (кгс/см')в баллонах для сжиженных газов различно: для пропана не более 16, для пропилена 20, для бутана и бутилена 3,8. Коэффициент наполнения баллонов сжиженными газами (в кгс/м') соответственно будет равен: 425 для пропана, 445 — пропилена, 448 — бутана и 526 — бутилена.
Коэффициент наполнения обозначает массу газа в кг на 1 мз вместимости баллона и не должен превышать значений, указанных для каждого газа. Сжижепные газы можно транспортировать также в железнодорожных цистернах и автоцистернах, вместимость которых соответственно равна 51 — 54 и 2 — 1О м'. Сжиженпые газы в больших количествах хранят в сферических или горизонтальных цилиндрических резервуарах.
)Кидкие горючие. Бензин и керосин — летучие и огнеопасные жидкости, являются продуктами переработки нефти. В газопламенной обработке их используют в виде паров, которые получают в специальной аппаратуре, обеспечивающей давление до 3 кгс/см'. К потребителю они поступают в цистернах или бочках под атмосферным давлением. Основная характеристика паров бензина и керосина— коэффициент замены, равный 1,0 — 1,3. Температура пламени при сгорании в кислороде 2400 — 2500' С, низшая теплотворная способность 10 200 — 11 000 ккал/кг, пределы взрываемости с воздухом 2,6 — 6,7 для бензина и 1,4 — 5,5 для керосина.
Пары бензина и керосина ядовиты и при продолжительном вдыхании могут вызвать сильную головную боль и головокружение. Пары бензина и керосина находят применение при сварке легкосвариваемых металлов, пайке и кислородной резке. ГОРЮЧИŠ— ЗАМЕНИТЕЛИ АЦЕТИЛЕНА В связи с дефицитностью и высокой стоимостью карбида кальция — основного сырья для получения ацетилена, для многих газопламенных процессов следует использовать не ацетилен, а горючие газы — заменители ацетилена. При правильном выборе мощности пламени газа-заменителя, несмотря на некоторое снижение скорости процесса, увеличение длительности начального подогрева и увеличение расхода кислорода, достигается заметная экономия средств, повышается безопасность работ и экономится время газосварщиков и газорезчиков на обслуживание средств газопитания.
Основные области применения газов †заменител ацетилена при газопламенной обработке металлов [7) указаны в табл. 4. Давление горючих газов перед огневой аппаратурой устанавливается в соответствии с ГОСТ 8856 †. Согласно ГОСТУ давления делятся на первый, второй и третий разряды, для которых нижние пределы давления ацетилена соответственно равны 0,01; 0,1 и 0,3 кгс/смз, а верхний предел давления ацетилена не должен превышать 1 кгс/см'.
Для газов-заменителей первый разряд давления отсутствует, а пределы для второго и третьего разряда соответственно равны: нижние пределы 0,2 и 0,5 кгс/см', верхние пределы 3,0 и 6,0 кгс/см'. Основные расчетные характеристики газов — заменителей ацетилена (9!. Горючие газы имеют различные температуры воспламенения, поэтому форма и размеры конуса пламени также различны для каждого из них. При одинаковом соотношении скоростей истечения и горения длина конуса ацетилено-кислородного пламени меньше, чем длина конуса для ацетилено-заменителей.
Так как при более длинных конусах пламени увеличивается зона нагрева металла и возрастают тепловые потери из пламени, то для сообщения металлу необходимого количества тепла потребуется гораздо большее количество газов — заменителей ацетилена. При расчете основных размеров каналов огневой аппаратуры для газов, образующих горючую смесь (горючего газа и кислорода), необходимо знать расход (оч, и"/ч) кислоРода и Расход (от ма/ч) гоРючего, объемное (длЯ жидких гоРючих— весовое) соотношение (рт) между кислородом и горючим в смеси и относительную скорость (з ) распространения пламени. На тепловые свойства газового пламени (температуру и эффективную мощность) влияет соотношение кислорода и горючего газа в смеси.
Оптимальное соотношение для сжимаемых горючих газов при полном сгоРании горючей смеси ~т= — ~ =0 009 0 5На+2СН4+3 5 (СзНе+С4Н1о)+ ог >-( -(- — >с н„~.05сО->1,5нБ1 — Й,Ою, где ~з СН4, С,Не, С4Н,„, С,„Н„, СО, Н,,8 и Ое — содержание элементарных со. стаэляющих горючего газа в процентах (по объему). Т ам ючие — заменители ацетилена 81 80 ф«=— ог оа Горючие-заменители в х о о х о ы х Э зе хх мх о о ам хом аале ~ох й ь о ь,ч ю н я х ой ао Ех мы я 3 х и х $он Я х ~ Ф ,ч Ш Э хз Я Виды газопламенной обработки металлов о о м о Ф х х о а М + + + + + + + + + + + т «/гг 7 .0 4000 00000мннал/лз а) 00000 0н,знал/пз бработкн, прн которых ис- Знаком 1-1-] обозначены те пользование данного горючего техн иой о видик ическ газон и во' замен хома но.
Покрытые электроды для ручной дуговои" сварки и наплавки 4. Область применения горючих газов при газопламенной обработке метишов * Соединение: газовой сваркой газопрессовой сваркой наплавкой сваркой плавлением пайкой Нагрев: прн поверхностной пламенной закалке при огневой правке прн поверхностной пламенной очистке при местном газопламенном нагреве Напыление: газопламеиное плазменное резка: кислородно ацетиленовая жидким горючим кислородно-флюсовая безгратовая скоростная скоростная высококачественная кислородная кислородом высокого давления больших толщин с предварительным подогревом сплошная огневая зачистка кислородная подводная газолазерная плазменпо-дуговая Входящие тяжелые углеводороды СлНз„считают как этилен С,Н« Оптимальные соотношения кислорода и некоторых горючих газов приведены в табл.
2. Соотношение окислителя н гор«очсго устанавливают по внешнему виду пламени; при этом рабочее значение Рг обычно ниже оптимального. Коэффициент замены ацетилена. По технологическим дз««ньяи конкретного газопламенного процесса извсстсн необходимый расход па ацетилена. При замен ацетилена другим горючим газом следует произвести расчет расхода о„горючего с учетом условий полученил оптимальной производнтелыюсти процессз. Применительно к этому все виды газопламенной обработки металлов можно разделить на две группы. К первой группе относятся такие процессы, как кислородная разделительная резка, пайка, нагрев металла с целью правки, для которых количество горючего газа выбирают по эффективной мощности движущегося пламени, равной эффективной мощности движущегося ацетилено-кислородного пламени, используемого для этих процессов.
Отношение количества горючего газа — замеш«толч ацетилена к количеству ацетилена для указанной выше группы процессов называ гся коэффициентом замены первого рода: Ко второй группе относятся такие процессы, как поверхностная кислородная „евка, закалка, сварка, для которых количество горючего газа выбирают из расчета равенства времени нагрева металла до определенной темперагуры пламе«ем газа — заменителя ацетилена н ацетилено-кислородным пламенем. В этом лучае устанавливается коэффициент ф, замены второго рода.
Коэффициенты замены первого и второго рода могут быть определены по графикам, приведенным нз рисунке„в зависимости от низшей теплоты сгорания Ц, горючих газов. Граф««ки построены для газов с температурой горения в са«есй с кислородом 1800— 2000'С при условии замены ими ацсгилено-кислородной смеси с соотношением газов Р, = 115. Зависимость коэффициентов замены апетилена ф«и «(«з от низшей теплоты сгорания Ян газа-заменителя: а — с теплотой сгорания до 1О 000 ккал/м'; б — с теплотой сгорания св.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
