Газы для сварки и резки металлов
Кислород при газовой сварке способствует интенсивному горению горючих газов и получению высокотемпературного пламени. При горении газов в воздухе температура пламени значительно ниже, чем при горении в кислороде. При газовой сварке применяют газообразный технический кислород трех сортов. Первый сорт характеризуется чистотой не ниже 99,7% по объему, второй сорт — не ниже 99,5%; а третий сорт — не ниже 99,2%.
Технический кислород содержит примеси, состоящие из азота и аргона. Следует учесть важное значение чистоты кислорода при сварке и резке металла. Снижение чистоты кислорода на 1 % не только ухудшает качество сварного шва, но и требует увеличения расхода кислорода на 1,5%.
Кислород при атмосферном давлении и нормальной температуре представляет собой газ без цвета и запаха с плотностью 1,43 кг/м3. Его получают из воздуха методом низкотемпературной ректификации, основанным на разности температур кипения основных составляющих воздуха — азота (-195,8°С) и кислорода (-182,96°С). Воздух переводят в жидкое состояние и затем постепенным повышением температуры испаряют азот (78%). Оставшийся кислород (21 %) очищают многократным процессом ректификации.
Ацетилен в газосварочном производстве получил наибольшее распространение благодаря важным для сварки качествам — высокой температуре пламени, большой теплоте сгорания. Он представляет собой химическое соединение углерода с водородом (НС2Н2). Это бесцветный газ с характерным запахом, обусловленным наличием примесей — сероводорода, фтористого водорода и др.
Ацетилен взрывоопасен при следующих условиях: при нагревании до 480—500°С, давлении 0,14—0,16 МПа, при наличии 2,3—80,7% ацетилена в смеси с воздухом, при наличии 2,8—93% ацетилена в смеси с кислородом.
Ацетилен получают при взаимодействии карбида кальция с водой по реакции СаС2 + ЗН20 = С2Н2 + Са(ОН)г Карбид кальция получают путем сплавления в электропечах кокса и обожженной извести: СаО + ЗС = СаС, + СО. Карбид кальция очень активно вступает в реакцию с водой, реагируя даже с парами воды, насыщающими воздух. Поэтому его хранят и транспортируют в герметически закрытых стальных барабанах, содержащих 50—130 кг карбида.
Из 1 кг карбида кальция в зависимости от сорта и грануляции получают 235—280 л ацетилена. Следует цметь в виду, что мелкий и пылеобразный карбид кальция применять запрещается — он взрывоопасен. Для взаимодействия 1 кг карбида кальция теоретически необходимо 0,56 л воды, практически берут 7—20 л воды для обеспечения охлаждения ацетилена и безопасной работы генератора.
Водород — газ без цвета и запаха. В смеси с кислородом или воздухом он образует взрывчатую смесь (гремучий газ), поэтому требует строгого соблюдения правил техники безопасности. Водород хранится и транспортируется в стальных баллонах при максимальном давлении 15 МПа. Получают его электролизом воды или в специальных водородных генераторах путем воздействия серной кислотой на железную стружку или цинк.
Пиролизный газ — смесь газообразных продуктов термического разложения нефти, нефтепродуктов или мазута. Содержит вредные сернистые соединения, вызывающие коррозию мундштуков горелок и резаков, поэтому требует тщательной очистки.
Нефтяной газ — смесь горючих газов, являющихся побочным продуктом нефтеперерабатывающих заводов. Его применяют для сварки, резки и пайки сталей толщиной до 3 мм и сварки цветных металлов.
Природный газ получают из газовых месторождений. Он состоит в основном из метана (93—99%).
Пропан-бутанову ю смесь получают при добыче и переработке естественных нефтяных газов и нефти. Хранят и транспортируют в сжиженном состоянии в баллонах вместимостью 40 и 55 л под давлением 1,6—1,7 МПа. Жидкой смесью заполняют только половину баллона, так как при нагреве значительное повышение давления может привести к взрыву.
Бензин и керосин используют при газопламенной обработке в виде паров. Для этой цели горелки и резаки имеют специальные испарители, которые нагреваются от вспомогательного пламени или электрическим током.
