СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Баллоны, редукторы, шланги

Баллоны. Для хранения сжатого кислорода под высоким давле­нием применяют стальные цилиндрические баллоны, рассчитанные на давление 150 ати и испытанные на давление 225 ати. За послед­
ние годы внедряются баллоны из низколегированных высокопроч­ных сталей, рассчитанные на рабочее давление 200 ати и испыта­тельное 300 ати. Горловина баллона снабжена конической резьбой, в которую ввертывается латунный вентиль. Сверху на горловину баллона навертывается колпак, предохраняющий вентиль от загряз­нения и повреждения. Для сварки и резки используются стандарт­ные баллоны емкостью 40 л, наружным диаметром 219 мм, толщи­ной стенки 8 мм, длиной 1390 мм, весом 70 кг.

Кислородные баллоны и их арматуру необходимо предохранять от загрязнения маслом, малейшие следы которого способны само­воспламеняться в среде сжатого чистого кислорода и поэтому пред­ставляют опасность для целостности баллона.

Количество кислорода (У), вмещающегося в баллоне при данном давлении (Р), равно произведению емкости баллона (v) на давление газа.

Например: v = 40 л; Р = 150 ати: V = 40 • 150 = 6000 л, отнесенных к нормальному атмосферному давлению.

Ацетилен также возможно хранить в сжатом виде в баллонах, но внутренность ацетиленового баллона заполняется высокопорис­той массой, пропитанной ацетоном. Пористую массу приготовля­ют из древесного активного угля, инфузорной земли, дробленой пемзы и других пористых материалов. Ацетон служит для раство­рения сжатого ацетилена. Находясь в мельчайших порах массы и будучи при этом растворенным в ацетоне, сжатый ацетилен те­ряет свои взрывоопасные свойства и может в таком виде совершенно безопасно храниться в баллоне под давлением до 20—25 ати.

При открытии вентиля баллона ацетилен частично выделяется из ацетона и в виде газа отводится из баллона через редуктор в шланг горелки. Так происходит до тех пор, пока весь ацетилен, рас­творенный в ацетоне, не будет израсходован. Ацетон, кроме незна­чительной части его, уносимой с газом, весь остается в пористой массе и вновь используется для растворения новых порций ацети­лена, накачиваемых в баллон при последующих наполнениях его газом. В 1 л ацетона при нормальной температуре и при 1 ата рас­творяется около 23 л ацетилена. При повышении давления раствори­мость ацетилена в ацетоне пропорционально увеличивается. С по­вышением температуры растворимость падает, а с понижением по­вышается. Изменение растворимости ацетилена в ацетоне состав­ляет 3% на каждый 1° изменения температуры в ту или другую сто­рону.

Количество ацетилена в баллоне определяется по весу путем взвешивания баллона до и после наполнения газом. Разность весов дает количество газа в баллоне в килограммах. Если этот вес разде­лить на вес 1 мА ацетилена, равный 1,09 кг, то получим количество газа в баллоне в м3.

Например, баллон с ацетиленом весит 90 кг, порожний баллон —84 кг. Тогда количество ацетилена в баллоне по весу равно: 90—84 = 6 кг, а по объему — 6 : 1,09 = 5,5 лг3, или 5500 л.

Когда ацетилен накачивается в баллоны до давления 20—25 ати, происходит некоторое нагревание газа в баллоне за счет выде­ления теплоты растворения и растворимость ацетилена в ацето­не несколько падает. После остывания баллона растворимость снова повышается и давление падает до 10—12 ати. Тогда в баллон вторично подкачивают ацетилен, после чего в ием устанавливается рабочее давление 15—16 ати. При этом давлении в баллоне вмещается около 5000—5500 л ацетилена (отнесенных к 1 ата).

Баллоны для различных сжатых газов окрашиваются в цвета, присвоенные данному газу: кислородные — в голубой, ацетилено­вые — в белый, водородные — в темно-зеленый, пропановые — в красный и т. д. На баллоне краской написано название хранимого в нем газа. Верхняя сферическая часть баллона не окрашивается и на ней выбивается заводской номер баллона, его паспортные дан­ные, а также срок следующего испытания и клейма последую­щих освидетельствований и гидравлических испытаний, которым он подвергается через каждые шесть лет.

Редукторы. Давление газа, при котором он хранится в балло­не, является слишком высоким для использования в горелке или резаке. Кроме того, это давление непрерывно понижается по мере расходования газа из баллона. Поэтому газ из баллона в горелку или резак - подается через специальный регулирующий прибор, называемый редуктором. В редукторе давление. газа понижается до нужной величины; редуктор поддерживает это давление постоянным независимо от изменения давления газа в баллоне.

Схема устройства и работы редуктора показана на рис. 156. Газ из баллона под высоким давлением входит в редуктор 5 по шту­церу 7 и поступает к редуцирующему клапану 6, прижимаемому к седлу пружиной 10. Снизу, со стороны камеры низкого давления, в клапан упирается штифт, второй конец которого связан с рези­новой мембраной 4. С другой стороны на мембрану давит главная пружина 2 редуктора. Ввертывая регулирующий винт /, можно из­менять силу сжатия пружины 2 и, перемещая мембрану вместе с клапаном вверх, открывать отверстие клапана 6, создавая проход для сжатого газа из камеры высокого давления в камеру низ­кого давления 5.

При данном положении клапана и соответствующем ему расхо­де газа поступление последнего в камеру низкого давления будет происходить до тех иор, пока давление в камере 5 на мембрану не уравновесит усилие главной пружины 2 и не преодолеет его. Тог­да пружина начнет сжиматься, а мембрана 4 будет перемещаться в
обратном направлении; вторая пружина 10 будет прикеывать кла­пан, уменьшая поступление газа в камеру 5 до тех пор, пока не наступит состояние равновесия между давлением газа в этой ка­мере и усилием пружины 2.

По мере понижения давления газа перед редуктором степень от­крытия клапана в редукторе описанной выше системы будет уве­личиваться так, чтобы рабочее давление газа после редуктора оста­валось все время постоянным. Редуктор имеет предохранительный клапан 11, запорный вентиль 12, манометры высокого давления 8 и низкого давления 9.

Ацетиленовые редукторы отличаются от кислородных способом присоединения к вентилю баллона и цветом окраски: кислородный редуктор присоединяется с помощью штуцера с накидной гайкой и окрашивается в голубой цвет; ацетиленовый редуктор присоединяе­тся специальным хомутом и окрашивается в белый цвет (рис. 157).

Манометры редукторов имеют шкалы:

Кроме постовых редукторов, применяются также центральные или рамповые редукторы, устанавливаемые на кислородных распре­делительных рампах и рассчитанные на большой расход газа. Через рамповые редукторы газ из батареи баллонов подается под требуе­мым давлением в трубопровод для питания группы постов сварки и резки. Рамповые редукторы выпускаются на рабочее давление от 5 до 25 ати и расход газа 200, 250, 500 м3/нас и более.

Шланги. Шланги для подвода газов в горелку или резак изго­товляются из вулканизированной резины с одной, двумя и тремя тканевыми прокладками и имеют стандартные внутренние диамет­ры 5,5, 9,5 и 13 мм. Для кислорода шланги должны испытываться на давление 20 ати, для ацетилена — на 5 ати. Для малых горелок применяют шланги с внутренним диаметром 5,5 мм, а для боль­шого расхода газа — рукава с внутренним диаметром 16 и 19 мм. Для бензина и керосина шланги изготовляются из бензостойкой ре­зины Чтобы не стеснять движений сварщика, длина шлангов долж­на быть не менее 5 м.