6.4 Снабжение предприятий защитными газами

Способы снабжения предприятий защитными газами.

Из-за существенного различия физико-химических свойств с точки зрения снабжения и поставки от предприятия-поставщика к потребителю защитные газы, могут быть разделены на следующие группы: 1) кислород, азот, аргон; 2) двуокись углерода; 3) гелий, водород.

Поставка аргона, кислорода и азота в зависимости от принятой у потребителя схемы снабжения сварочных постов может осуществляться в жидком или газообразном состоянии напрямую или через раздаточные базы. Для транспортирования и хранения этих газов в жидком состоянии и их газификации используют одинаковое оборудование, обычные кислородные установки.

Снабжение потребителей двуокисью углерода всегда осуществляется в жидком виде, за исключением случая, когда углекислотная станция находится на предприятии, на котором раздача двуокиси углерода на сварочные посты осуществляется с помощью газопровода.

Ввиду особых требований по технике безопасности поставка водорода осуществляется в газообразном состоянии в водородных баллонах, снабженных специальным водородным вентилем ВВ-73.

Самым распространенным способом снабжения потребителей защитными газами является поставка этих газов в газовых баллонах: аргон, кислород, азот, гелий и водород — в газообразном состоянии, двуокись углерода — в виде жидкости.

В последние годы для снабжения крупных потребителей защитными газами широкое применение получает поставка защитных газов в жидком состоянии в специальных изотермических цистернах. Такой способ снабжения называется безбаллонным обеспечением.

6.5 Оборудование для использования защитных газов

Баллоны. Для хранения и транспортирования сжатых и сжиженных защитных, газов используют стальные баллоны (р < 20 МПа), изготовляемые по ГОСТ 949—73. Газ в этих баллонах находится при температуре окружающего воздуха.

Для транспортирования и раздачи на сварочные посты аргона, гелия, углекислого газа, азота и водорода используют в основном стальные баллоны вместимостью 40 л. Аргон, гелий, азот и водород находятся в баллонах в газообразном состоянии при давлении 15 МПа, а углекислый газ — в сжиженном при давлении 6—7 МПа. Баллон вместимостью 40 л при давлении 15 МПа и температуре 20 °С содержит около 6 м³ аргона, гелия или азота (табл. 6.1).

Таблица 6.1 Характеристика стальных баллонов для сжатых и сжиженных газов объемом 40 л и массой 58,5 кг

В баллоне такой же вместимости при температуре 20°С помещается 25 кг жидкой углекислоты. Давление в баллоне с углекислотой существенно зависит от температуры окружающего воздуха. При нулевой температуре давление в баллоне составляет 3,6 МПа, а при 31 С уже 7,5 МПа. При испарении 25 кг жидкой углекислоты образуется 12,6 м² газообразного СО₂.

Баллоны окрашивают в строго определенные цвета и на них делают надписи согласно ГОСТ 949—73 (см. табл. 6.1) Во избежание взрыва баллонов, сопровождающегося большой разрушительной силой, следует особенно тщательно соблюдать правила устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением, и принимать меры, предусматривающие недопущение перегрева и превышения давления в них.

Баллонные вентили. Баллонные вентили предназначены для установки на стальных баллонах средней вместимости (по ГОСТ 949—73), они являются запорным приспособлением для баллонов при их наполнении, а также при хранении и расходовании газов. Баллонные вентили выпускают двух марок: кислородные вентили ВК-74, устанавливаемые на баллоны с аргоном, кислородом, азотом, гелием и водородом, и водородные вентили ВВ-73, устанавливаемые на водородные баллоны. Эти вентили различаются тем, что водородный вентиль ВВ-73 имеет уплотнение повышенного качества, его отводящий штуцер имеет левую резьбу и комплектуется специальной резьбовой заглушкой.

Системы питания сварочных постов. Для питания сварочных постов защитными газами применяют преимущественно две системы — централизованную и индивидуальную.

Централизованное снабжение сварочных постов защитным газом осуществляется по трубопроводу, подключенному через газификатор к заводской станции производства защитных газов, изотермической емкости или к группе баллонов. Кроме того, в комплект централизованной системы входят устанавливающий рабочее давление в трубопроводе понижающий редуктор, магистральные трубопроводы и понижающие редукторы, расходомеры и газовые клапаны-экономизаторы на каждом сварочном посту. Рабочее давление в магистральных трубопроводах централизованного питания сварочных постов обычно составляет 0,1 —1,6 МПа. Трубопроводную систему распределения газа следует рассчитывать на максимальный часовой расход с обеспечением необходимого рабочего давления газа на самом удаленном рабочем посту.

После монтажа трубопроводная система подвергается продувке и «опрессовке» сжатым воздухом на пробное давление р_пр = 1,25р_раб, но не менее 0,8 МПа. После проведения испытаний трубопроводы должны быть окрашены в цвета: для подачи двуокиси углерода — в желтый, аргона — в серый и кислорода — в голубой.

П ри индивидуальной системе снабжения каждый сварочный пост питается от одного или нескольких баллонов с защитным газом, которые располагаются непосредственно у сварочного поста. В случае использования передвижного поста баллоны перемещаются вместе с постом (рис. 6.1).

Рисунок 6.1 Схема питания поста углекислым газом

В комплект индивидуальной системы питания сварочного поста при использовании инертных газов (аргона и гелия) или азота входят баллон с запасом защитного газа, понижающий редуктор, оснащенный расходомером, и газовый клапан-экономизатор.

При питании поста углекислым газом в состав системы дополнительно вносят предредукторный подогреватель газа, а в случае применения пищевого неосушенного углекислого газа — также осушитель газа.

На практике наибольшее распространение получили подогреватели, изготовленные из медной трубки, обогреваемой электрической спиралью и выполненной в виде змеевика, по которой внутри проходит СО₂. В некоторых случаях применяют подогреватели газа, в которых углекислый газ нагревается при прохождении через каналы керамической вставки с электронагревательными элементами в виде спирали. Для безопасной работы подогреватели питаются от сети с напряжением 20—36 В. Во избежание перегрева редуктора, его следует отделять от подогревателя переходной трубкой длиной 100 мм.

При использовании баллонов с пищевой углекислотой требуется осушение газа. В качестве осушающего материала используют силикагель и алюмогель, реже медный купорос. Силикагель и медный купорос поддаются восстановлению, путем прокалки при температуре до 300°С. Иногда применяют осушители низкого давления, устанавливаемые после понижающего редуктора.

248