Подготовка труб к сварке с применением ручной ацителено-кислородной резки.
При газопламенной обработке (сварке, резке, поверхностной обработке, пайке) в качестве источника тепла используется газовое пламя — пламя горючего газа, сжигаемого для этой цели в кислороде в специальных горелках [6].
В качестве горючих газов используют ацетилен, водород, пропан, природные газы, нефтяной газ, пары бензина, керосина и др. Наиболее высокую температуру по сравнению с пламенем других газов имеет ацетилено-кислородное пламя, поэтому оно нашло наибольшее применение.
Ацетилен (С2Н2) является химическим соединением углерода и водорода. Его получают в специальных аппаратах — газогенераторах при взаимодействии воды с карбидом кальция (СаС2). Реакция разложения карбида кальция с образованием газообразного ацетилена и гашеной извести протекает со значительным выделением теплоты Q:
СаС2 + 2Н20 = С2Н2 + Са(ОН)2 + Q.
При разложении 1 кг карбида кальция образуется 0,25 — 0,3 м3ацетилена.
Карбид кальция получают в электрических дуговых печах при температуре 1900-2300 °С сплавлением кокса с негашеной известьюпо реакции
СаО + ЗС = СаС2 + СО.
Ацетилено-кислородное пламя состоит из трех зон (рис. 2.6):
ядра пламени 1, средней восстановительной зоны 2, факела пламени
_ окислительной зоны 3. Ядро представляет собой газовую
смесь сильно нагретого кислорода и диссоциированного (разложенного) ацетилена — 2С + Н2 + <Э2, ядро выделяется резким очертанием
Рис. 2.6. Схема строения нормального ацетилено-кислородного пламени
и распределения температур
и ярким свечением. Горение начинается на внешней оболочке ядра и продолжается во второй зоне. В зоне 2 происходит первая стадия сгорания ацетилена за счет кислорода, поступающего из баллона по реакции
2С + Н2 + 0 2-*2СО + Н2.
Углерод сгорает не полностью, а водород, как имеющий меньшее сродство к кислороду по сравнению с углеродом, в этой зоне не окисляется (не сгорает). Зона 2, имеющая самую высокую температуру и обладающая восстановительными свойствами, называется сварочной или рабочей зоной. В зоне 3 (факеле) протекает вторая стадия горения ацетилена за счет атмосферного кислорода по реакции
2СО + Н2 + 3/202 = 2С02 + Н20.
Углекислый газ и пары воды при высоких температурах окисляют железо, поэтому эту зону называют окислительной.
Для полного сгорания одного объема ацетилена требуется два с половиной объема кислорода: один объем поступает из кислородного баллона и полтора объема — из воздуха. Количество тепла в джоулях, получаемое при полном сгорании 1 м3 газа, называется теплотворной способностью.
Газовое пламя нагревает металл вследствие процессов теплообмена — вынужденной конвекции и излучения.
Тепловые характеристики газового пламени (температура, эффективная тепловая мощность, распределение теплового потока пламени по пятну нагрева) зависят от теплотворной способности горючего газа, чистоты кислорода и их соотношения в смеси. Температура газового пламени (°С) неодинакова в различных его частях и достигает наибольшего значения на оси пламени вблизи конца ядра. Тепловую мощность газового пламени, получаемого в сварочных горелках, условно оценивают часовым расходом ацетилена (л/ч).
Эффективная мощность пламени q3, т. е. количество тепла, вводимое в нагреваемый металл в единицу времени, возрастает с увеличением расхода газа.
Эффективный к. п. д. процесса нагрева металла г\э газовым пламенем, определяемый как отношение эффективной мощности <уэ к полной мощности пламени q, равен где КУс2нг —полная тепловая мощность ацетилено-кислородного пламени; К—коэффициент, К~0,84;г\и зависит от мощности пламени и меняется в пределах от 0,8 (малая мощность) до 0,25 (большая мощность).
Газовое пламя является рассредоточенным источником тепла. Наибольший тепловой поток на оси ацетилено-кислородного пламени обычной сварочной горелки в 8— 12 раз меньше, чем у открытой сварочной дуги примерно одинаковой эффективной мощности, поэтому газовое пламя нагревает металл медленнее и плавнее, чем сварочная дуга.__
БИЛЕТ 20