1. Газы, применяемые при сварке

Из горючих газов наиболее эффективен ацетилен: он выделяет наибольшее количество тепла (температура сгорания 3150 ºС, т.е. выше, чем у других горючих газов) и легко получается непосредственно на месте выполнения газосварочных работ.

Ацетилен С₂Н₂ — это газ, обладающий сильным специфическим запахом, его получают взаимодействием воды с карбидом кальция:

СаС₂ + Н₂О  С₂Н₂ +Са(ОН)₂.

Карбид кальция хранится в герметичных барабанах весом от 50 до 130 кг. В целях избежания возгорания газа перед вскрытием барабана необходимо убедиться в герметичности его стенок. Во избежание искры вскрытие крышки проводят ножом консервного типа или латунным зубилом, причем поверхность крышки желательно предварительно смазать слоем консистентной смазки толщиной 2…3 мм.

На 1 кг карбида кальция расходуется 5…20 л воды. Выход ацетилена составляет 230…280 л на 1 кг карбида.

Хранение ацетилена в баллоне

Ацетилен с воздухом образует взрывоопасные смеси при содержании его в газовой смеси в весьма широких пределах от 2,2 % до 81 %. Воспламеняется ацетилен при 420 С, а становится взрывоопасным уже при относительно невысоком давлении (выше 0,18 МПа), однако его можно хранить в баллонах.

Ацетилен хорошо растворяется в ацетоне. Уже при соотношении ацетилена к ацетону 23:1 его взрывоопасность снижается до 1,6 МПа, которая практически полностью устраняется при наличии в ацетиленовом баллоне пористой массы (древесный уголь, пемза и т. д.). Поэтому для предотвращения взрыва ацетилена в баллон вводят пористую массу и ацетон.

Кислород

С целью получения максимально возможной температуры сгорания газов в качестве окислителя используют чистый кислород, а не кислород воздуха, т. к. ацетилено - кислородная смесь дает температуру сгорания свыше 3000 С, а ацетилено - воздушная — только 2000 С. Технически чистый кислород получают методом глубокого охлаждения воздуха до температуры –194,5 С: при температуре –183 С сжижается кислород, и только при температуре –196 С — азот. Следовательно, при –194,5 С азот будет еще в газообразном, а кислород уже в жидком состоянии, т. е. они хорошо разделяются.

Кислород чаще всего хранится в сорокалитровых кислородных баллонах под давлением 15 МПа. Поэтому баллон вмещает 6000 л кислорода при нормальном (40 л150) атмосферном давлении.

Следует иметь в виду, что масло, жиры (замасленные тряпки и спецодежда) при соприкосновении с кислородом самовоспламеняются, поэтому необходимо соблюдать особые меры предосторожности при обращении с кислородными баллонами и редукторами.

12.2. Ацетиленовые генераторы

Аппараты, в которых получают технический ацетилен, называются ацетиленовыми генераторами. В зависимости от принципа взаимодействия карбида кальция с водой различают следующие системы генераторов: «карбид в воду», «вода на карбид», а также контактного действия «погружением» и «вытеснением».

В генераторах системы «карбид в воду» карбид кальция из загрузочного бункера периодически подается в резервуар с водой с помощью автоматических устройств в зависимости от расхода и величины давления ацетилена. Генераторы этой системы наиболее производительны. Они обеспечивают наиболее полное разложение карбида кальция и получение чистого и охлажденного ацетилена. Эти генераторы наименее взрывоопасны.

В генераторах системы «вода на карбид» карбидом кальция загружают одну или две реторты, в которые из отдельного резервуара по трубе подается вода. Ацетилен, образующийся при разложении карбида кальция, из реторты по трубе поступает в нижнюю часть генератора, где собирается в газосборнике. Генераторы этой системы имеют наибольшую производительность, низкое давление и в большинстве случаев переносные.

Генераторы контактной системы «погружением» или «вытеснением» характеризуются тем, что в них в зависимости от давления контакт карбида кальция с водой осуществляется периодически. В первом случае при увеличении давления выше предельного газгольдер поднимается и извлекает из воды корзину с карбидом кальция. В другом случае избыток давления ацетилена служит причиной вытеснения воды в сообщающийся сосуд, и разложением карбида кальция также прекращается.

Генераторы контактной системы «вытеснения» иногда строят в соединении с генераторами систем «вода на карбид» и изготавливают как переносные генераторы небольшой производительности.

Ацетиленовые генераторы делятся на три типа по величине давления: низкого — 0,001…0,01 МПа, среднего — 0,01…0,15 МПа и высокого — свыше 0,15 МПа.

Для предохранения генератора от проникновения в него пламени (обратный удар) и взрыва газа применяют водяные затворы. На рис. 12.1 представлена схема жидкостного водяного затвора низкого давления. Затвор состоит из корпуса 1, водоналивной трубы 7, газопроводящей трубы 4 и в оронки 5. При нормальной работе затвора (рис. 12.1 а) ацетилен через кран 7 поступает в газопроводящую трубу 4 через отверстие 11 в корпус 1, заполненный водой, по крану 9 и, пройдя через воду, сетку 2 и ниппель 8, проходит в шланг к горелке или резаку. Диск 10 имеет диаметр больший, чем водоналивная труба, и тем самым предохраняет выход ацетилена через нее в атмосферу.

При обратном ударе (рис. 12.1 б) горящие газы вытесняют воду из корпуса затвора в газопроводящую трубу и водоналивную воронку. При этом пламя отсекается от проникновения в генератор и газы, пройдя воду, водоналивную трубу и воронку, охлаждаются и через сетку 6 выходят в атмосферу.

Рис.12.1. Схема водяного затвора ацетиленового генератора