3.Оборудование и технология газовой резки
3.1.Резаки
3.1.1.Резаки для ручной разделительной резки
Резаки служат для смешения горючего газа с кислородом, создания подогревающего пламени и подачи к плоскости реза струи режущего кислорода. Резаки для газовой резки в соответствии с ГОСТ 5191-79 классифицируются по следующим признакам:
- роду горючего, на котором они работают: для ацетилена, газов-заменителей, горючих жидкостей;
- принципу смешения горючего газа и кислорода: инжекторные и безынжекторные;
- назначению: ручные, машинные и специальные;
- виду резки: для разделительной, поверхностной, кислородно-флюсовой и кислородным копьем;
- конструкции мундштуков: кольцевые, щелевые и многосопловые.
Все резаки общего назначения применяются для резки стали толщиной до 300 мм. Кроме резаков общего назначения применяют резаки специальные. Их используют для поверхностной резки, для удаления дефектов литья и резки металла большой толщины.
Резак для ручной резки состоит из рукоятки с ниппелями для присоединения шлангов, корпуса с регулировочными вентилями, инжектора, смесительной камеры, газоподводящих трубок; головки резака с внутренним и наружным мундштуками, трубки режущего кислорода с вентилем, накидной гайки.
Основной частью резака является мундштук, который в процессе резки быстро изнашивается. Для получения качественного реза необходимо иметь правильные размеры и необходимую чистоту каналов мундштука.
Мундштуки, используемые в резаках, делятся на две группы: неразборные и составные. Применяют два основных типа мундштуков: щелевые и многосопловые. Щелевые мундштуки состоят из внутреннего и наружного мундштуков, которые ввертываются в головку резака или закрепляются в ней накидной гайкой. По кольцевому зазору между наружным и внутренним мундштуками поступает горючая смесь подогревающего пламени. По центральному каналу внутреннего сопла подается струя режущего кислорода.
Многосопловые мундштуки имеют ряд каналов (сопел) диаметром 0,7-1 мм расположенных вокруг центрального канала для струи режущего кислорода. В мундштуках с внутрисопловым смешением кислород и горючий газ поступают в сопла по отдельным каналам, смешиваются и образуют горючую смесь, сгорающую на выходе из сопла. Такие мундштуки хорошо работают при высоких температурах и не дают обратных ударов пламени даже при сильном нагревании мундштука. Они применяются чаще всего в машинных резаках. Схема конструкций мундштуков, применяемых в резаках, приведена на рис. 46, а схема устройства универсального инжекторного резака показана на рис. 47.
Рис. 46. Конструкция мундштуков для резки: а – неразборный многосопловый; б – составной многосопловый; в, г – составной щелевой; д – составной щелевой ввертный; е – составной многосопловый ввертный; ж – составной многосопловый со шлицами; з – с внутрисопловым смешением
Такую конструкцию имеют резаки марок «Пламя», «Факел» и «Маяк». Кроме ацетилена эти резаки могут работать также на газах - заменителях ацетилена: пропан-бутане и природном газе. Их отличие заключается в том, что они имеют большие проходные каналы для горючего газа в инжекторе, смесительной камере и мундштуках. Промышленностью выпускается серия универсальных резаков, работающих соответственно на ацетилене и газах-заменителях (РУ); только на ацетилене (РУА) и только на газах-заменителях (РУЗ). Отличительной особенностью этих резаков, является расположение инжектора и смесительной камеры непосредственно в головке резака. По такой же схеме работают резаки марки «Ракета». В настоящий момент взамен резаков «Пламя», «Факел» и «Маяк» выпускаются резаки Р2А-01, Р3А-01 и РЗП-01.
Выпускается также серия инжекторных резаков повышенной надежности «Норд-С», предназначенных для резки сталей толщиной до 250 мм. В качестве горючего газа в этих резаках может быть использован ацетилен, пропан-бутановая смесь и природный газ. Резаки различаются комплектацией, длиной (С-01 – стандартный длиной 535 мм, С-02 – укороченный – 455 мм, С-03 – удлиненный – 800 мм и С-04 – 1000 мм) и весом. Схема устройства инжекторного универсального резака серии «Норд-С» показана на рис. 48.
Рис. 48. Схема устройства инжекторного универсального резака серии «Норд-С»: 1 – гильза; 2 – мундштук; 3 – затяжная гайка; 4 – смеситель; 5 – головка; 6 – трубка подачи режущего кислорода; 7 – трубка подачи подогревающего кислорода; 8 – трубка подачи горючего газа; 9 – вентиль режущего кислорода; 10 – вентиль подогревающего кислорода; 11 – вентиль горючего газа; 12 – рукоятка; 13, 14, 15, 16 – штуцера с накидными гайками
При выполнении монтажных, ремонтных работ часто приходится осуществлять и сварку и резку. В таких случаях вместо универсальных резаков применяют вставные резаки. Они присоединяются к стволу горелки вместо сменного наконечника. Схема устройства вставного резака приведена на рис. 49.
К ним относятся резаки с плоскими мундштуками для срезки головок заклепок (РАЗ); резаки с короткими мундштуками для обрезки труб (РАТ); для вырезки отверстий – (РАО) и для разделительной резки РГМ, РГС, РВ-1А-02 и РВ-2А-02. Схемы сменных головок вставных резаков РАЗ, РАЗ и РАО показаны на рис. 50.
Для резки металла большой толщины применяют резаки, работающие на кислороде низкого давления до 0,3 МПа. В качестве горючего газа используют как ацетилен, так и газы-заменители. Особенностями конструкции подобных резаков являются: увеличенные проходные сечения трубок, наличие кислородной рампы и манометра на входе кислорода в резак, вертикально расположенная трубка режущего кислорода, что повышает пробивную способность кислородной струи. Эти резаки относятся к резакам с внутрисопловым смешением горючего газа и подогревающего кислорода. По подобной схеме работают резаки РР-700 и РЗР-2. Технические характеристики некоторых резаков для ручной резки приведены в табл. 42.
Применение в промышленности нашли также резаки, работающие на горючих жидкостях – керосине или бензине. Они бывают двух типов – с испарением и распылением горючего.
Керосинорез, работающий по принципу испарения горючего, имеет испарительную камеру с асбестовой набивкой. В камеру поступает керосин, для испарения которого камера подогревается дополнительным пламенем.
Керосинорезы, работающие по принципу распыления, имеют специальное устройство, проходя через которое жидкое горючее распыляется, а в распыленном виде поступает в мундштук и там испаряется.
Посты для ручной резки с применением горючих жидкостей комплектуются кроме резаков бачками для подачи горючей жидкости и предохранительными клапанами. Давление в бачке с керосином должно быть ниже давления кислорода на входе в резак, иначе керосин может через инжектор попасть в кислородный шланг, что приведет к обратному удару. Для защиты кислородного шланга от обратных ударов пламени следует применять клапаны ЛКО-1-56, устанавливаемые на кислородном ниппеле керосинореза. Перед созданием давления вентиль горючего на бачке следует открыть на пол-оборота, при этом вентили подачи керосина и кислорода на керосинорезе должны быть плотно закрыты, а инжектор открыт. При температуре окружающей среды не ниже –15 С и резке сталей толщиной до 200 мм в качестве горючей жидкости применяется керосин. При более низких температурах воздуха и больших толщинах резку можно производить, только используя в качестве горючего бензин.
а)
б)
в)
Рис. 50. Схемы сменных головок вставных резаков РАЗ (а), РАТ (б) и РАО (в)
Таблица 42
Технические характеристики некоторых ручных резаков
Марка |
, мм |
nн, шт |
nв, шт |
Qк, м3/ч |
Qг, м3/ч |
Рк, МПа |
Рг, МПа |
Вес, кг |
Резаки универсальные ацетиленовые |
||||||||
«Пламя» |
300 |
2 |
5 |
3-42 |
0,6-1,2 |
0,35-1,4 |
0,002-0,1 |
1,5 |
«Факел» |
300 |
2 |
5 |
3-42 |
0,6-1,2 |
0,35-1,4 |
0,002-0,1 |
1,8 |
«Ракета-» |
300 |
2 |
5 |
2,5-40 |
0,4-1,2 |
0,3-1,2 |
0,04-0,12 |
1,1 |
«Маяк-» |
350 |
2 |
5 |
1,75-40 |
0,4-1,2 |
0,3-1,2 |
0,04-0,12 |
1,25 |
Р2А-01 |
200 |
2 |
5 |
1,8-22 |
0,4-1,25 |
0,25-0,75 |
0,001-0,1 |
1,17 |
Норд-С-01А |
150 |
1 |
3 |
3,2 - 15 |
0,5 - 1 |
0,35 -1 |
0,02 – 0,1 |
1,1 |
Норд-С-02А |
150 |
1 |
3 |
3,2 - 15 |
0,5 - 1 |
0,35 -1 |
0,02 – 0,1 |
0,8 |
Резаки универсальные на ацетилене, пропан-бутане и природном газе |
||||||||
Норд-С-01АП |
150 |
1 |
3 |
3,2 - 15 |
0,5 - 1 |
0,35 -1 |
0,02 – 0,1 |
1,1 |
Норд-С-02АП |
150 |
1 |
3 |
3,2 - 15 |
0,5 - 1 |
0,35 -1 |
0,02 – 0,1 |
0,8 |
Резаки универсальные на газах – заменителях ацетилена |
||||||||
РЗР-62 |
300 |
2 |
5 |
3,9-42,5 |
0,4-0,7 |
0.2-1,1 |
0,002-0,1 |
1,5 |
РУ-70 |
300 |
2 |
5 |
3-42 |
0,6-1,2 |
0,35-1,4 |
0,02-0,1 |
1,8 |
РУ-66 |
300 |
2 |
5 |
3-42 |
0,6-1,2 |
0,35-1,4 |
0,02-0,15 |
1,5 |
«Ракета-» |
300 |
2 |
5 |
2,5-40 |
0,4-1,2 |
0,3-1,2 |
0,04-0,12 |
1,1 |
«Маяк-» |
350 |
2 |
5 |
1,75-40 |
0,3-0,8 |
0,3-1,2 |
0,04-0,12 |
1,25 |
РЗР-2 |
800 |
2 |
3 |
45-115 |
2,5-7 |
0.5-0,75 |
0,05-0,08 |
5,5 |
Р3П-01 |
300 |
2 |
5 |
2,5-33 |
0,33-0,83 |
0,25-0,75 |
0,02-0,15 |
1,17 |
РУА-70 |
300 |
2 |
5 |
3-42 |
0,6-1,2 |
0,35-1,4 |
0,02-0,1 |
1,8 |
Норд-С-01П |
150 |
1 |
3 |
3,2 - 15 |
0,5 - 1 |
0,35 -1 |
0,02-0,15 |
1,1 |
Норд-С-02П |
150 |
1 |
3 |
3,2 - 15 |
0,5 - 1 |
0,35 -1 |
0,02-0,15 |
0,7 |
Норд-С-03П |
250 |
1 |
3 |
3,2 - 15 |
0,5 - 1 |
0,35 -1 |
0,15-0,3 |
1,4 |
Норд-С-04П |
250 |
1 |
3 |
3,2 - 15 |
0,5 - 1 |
0,35 -1 |
0,15-0,3 |
2 |
Резаки вставные и специальные |
||||||||
РВ-1А-02 |
100 |
2 |
5 |
1,9-8,5 |
0,35-7 |
0,25-0,5 |
0,001-0,1 |
0,5 |
РВ-2А-02 |
200 |
2 |
5 |
1,9-17 |
0,35-1,1 |
0,25-0,75 |
0,001-0,1 |
0,55 |
РР-700 |
700 |
2 |
3 |
45-115 |
2,5-7 |
0.5-0,75 |
0,05-0,08 |
5,5 |
РГС-70 |
70 |
1 |
3 |
3-10 |
0,4-0,6 |
0,3-0,6 |
0,001-0,01 |
0,6 |
РГМ-70 |
50 |
1 |
3 |
3-10 |
0,4-0,6 |
0,3-0,6 |
0,001-0,01 |
0,6 |
РАЗ-70 |
70 |
2 |
7 |
1-4 |
0,03-0, 3 |
0,55-3,1 |
0,005-0,28 |
0,85 |
РАТ-70 |
20 |
1 |
3 |
1-4 |
0,03-0, 3 |
0,55-3,1 |
0,005-0,28 |
0,6 |
РАО-70 |
50 |
1 |
3 |
1-5 |
0,001-0,1 |
3-8 |
0,3-0,6 |
0,7 |
Чаще всего применяют резаки инжекторного типа, работающие по принципу предварительного испарения горючего до поступления его в головку за счет тепла дополнительного пламени. Схема керосино-кислородного резака с подогревом изображена на рис. 51.
По подобной схеме работают резаки РК-62, РК-71 и РК-02, технические характеристики которых приведены в табл. 43.
Таблица 43
Технические характеристики некоторых ручных керосинорезов
Марка |
, мм |
пн, шт |
пв, шт |
Qк, м3/ч |
Qгж, кг/ч |
Рк, МПа |
Ргж, МПа |
Вес,кг |
РК-62 |
200 |
4 |
2 |
6-36 |
0,8-2 |
4-9 |
1,5-3 |
1,63 |
РК-71 |
200 |
2 |
2 |
2,8-28 |
0.5-1,5 |
3-6 |
1,5-3 |
1,63 |
РК-02 |
200 |
2 |
3 |
2,5-33 |
0,8-0,22 |
0,5-0,75 |
0,3-0,4 |
1,6 |