Нікіфоров - Довідник газозварника та газорізача(1999)
Никифоров Н.І. та ін.
Довідник газозварювальника та газорізача / Н.І. Никифоров, С.П.Нешумова, І.А.Антонов.-2-е вид., Випр.-М.: Вища школа; Видавничий центр «Академія», 1999 - 239 с: іл.
Викладено основні відомості щодо обладнання та технології газового зварювання, різання, наплавлення, паяння та інших суміжних процесів газополум'яної обробки металів; контролю якості зварних з'єднань, способів усунення найбільш характерних несправностей апаратури.
Довідник може бути використаний при професійному навчанні робітників на виробництві.
Газополум'яна обробка Металів - невід'ємна частина зварювального виробництва.
Методи газополум'яної обробки надзвичайно різноманітні: різання, зварювання, наплавлення, паяння та нагрівання металу. В даний час швидкий розвиток отримують суміжні ресурсозберігаючі процеси плазмової обробки металів та напилення покриттів, засновані на використанні газового теплоносія.
Ефективному використанню цих процесів сприяють нові прогресивні обладнання та технологія, розроблені та впроваджені у виробництво останніми роками.
Мета справжнього довідника – ознайомити газозварників та газорізачів з останніми досягненнями газополум'яної обробки та допомогти їм використовувати ці знання у своїй практичній роботі.
Довідник містить типові технологічні прийоми та режими, необхідні для практичного використання передових процесів різання, зварювання, наплавлення, паяння, нагрівання та напилення металів.
1. ОРГАНІЗАЦІЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ ПРИ ГАЗОВОМУ ЗВАРЮВАННІ І РІЗАННІ
1.1. ПРОЦЕСИ ГАЗОПЛАМЕННОЇ ОБРОБКИ МЕТАЛІВ (ГОМ)
Методи газополум'яної обробки металів поєднують понад 30 технологічних процесів (рис. 1.1). За своїм технологічним призначенням вони можуть бутипідрозділені на чотири основні групи: різання, з'єднання, нагрівання та напилення матеріалів. Основою цих процесів є використання концентрованого місцевого джерела нагріву високотемпературним полум'ям. До газополум'яних методів примикають процеси газоелектричної, у тому числі плазмової та газолазерної обробки, при яких теплоносієм служить газ, а джерелом нагріву - плазмова дуга, лазерний промінь і т.д.
Розроблено високопродуктивне автогенне обладнання, яке забезпечує одержання надійних та економічних металоконструкцій, що працюють при складному навантаженні, у широкому інтервалі температур та тисків. Газополум'яна обробка повсюдно застосовується в багатьох галузях народного господарства і має незаперечні переваги в порівнянні з механічною обробкою за продуктивністю праці та капітальними витратами. Найбільш характерні сфери застосування основних газополум'яних процесів наведені в табл. 1.1.
Останніми роками використання цих процесів безупинно розширюється. Удосконалюються обладнання та апаратура для їх використання. Сучасні установки та машини для термічного різання та напилення матеріалів характеризуються високим ступенем автоматизації з використанням програмного управління н мікропроцесорної техніки. Разом з тим енергетичні основи процесів, що використовують газове полум'я для місцевого нагрівання оброблюваного матеріалу, зберігаються колишніми.
Газополум'яна обробка переважно ведеться із застосуванням кисню та горючих газів (ацетилену та його замінників). Іноді використовуються суміші кисню та парів горючих рідин (гасу або бензину). Горючі гази і кисень, що застосовуються при газополум'яних процесах, подаються до місця роботи в стислому стані газопроводами або в сталевих балонах.
Досі широко використовується вироблення ацетилену в пересувних генераторах дома виконання робіт. Найбільш поширеними процесами газополум'яної обробки є газове зварювання та кисневе різання. Вони зберігають своє значення для деяких видів металообробки, незважаючи на успішний розвиток електродугових методів зварювання та різання.
Газове зварювання широко використовується при зварюванні сталі малої товщини, чавуну, кольорових металів та сплавів. Кисне різання застосовується на потоково-механізованих лініях для високопродуктивного розкрою листового прокату в суднобудуванні, машинобудуванні та інших галузях металообробки.
Ручне кисневе різання досі повсюдно використовується для обробки металу в цехових умовах, при ремонті, монтажі та в будівництві.
1.2. ОРГАНІЗАЦІЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ ГАЗОЗВАРЮВАЛЬНИКА ТА ГАЗОРОЗНИКА
Під терміном «робочий (зварювальний) пост» мається на увазі робоче місце, де проводиться газополум'яна обробка металів. Робочі пости можуть бути пересувними чи стаціонарними.
Пересувний пост використовується, як правило, для ручних зварювальних робіт, що виконуються в різних місцях на території підприємства та в будинках, а також при монтажі та на будмайданчиках. Газоживлення пересувних робочих постів виконується за схемами, наведеними на рис. 1.2. Як джерела живлення газами зазвичай використовують балони для кисню та пального газу з відповідними редукторами для зниження його тиску. Для подачі цих газів до робочого інструменту (пальника або різака) використовують рукави завдовжки не менше 10 м (рис. 1.2,0). Замість ацетиленового балона іноді застосовують пересувний генератор із запобіжним затвором (рис. 1.2,6).
Для зручності переміщення пересувного поста допускається встановлення обладнання наодному візку. При використанні ацетиленового пересувного генератора під час роботи він повинен зніматися з візка та знаходитися не ближче 5 м від кисневого балона. Перевезення генератора у зарядженому стані забороняється.
Газозварювальник (газорізчик) повинен мати на робочому місці плоскогубці, молоток, металеву щітку для очищення поверхні металу, голки для прочищення мундштуків і невеликий ломик для кантування виробів, що обробляються (деталей). Крім того, необхідний відповідний інструмент (ключі) для кріплення редукторів, відкривання (закривання) вентилів балонів та виправлення дрібних несправностей пальників (різаків), що виявляються під час виконання робіт.
Робочі зварювальники (газорізчики) повинні бути забезпечені спецодягом за встановленими нормами та захисними окулярами (зі щільністю світлофільтрів С-3 при роботі з різаками та С-4 - при зварювальних роботах з витратою ацетилену до 2500 л/год).
При використанні пересувних постів у закритих приміщеннях потрібно забезпечити природну або примусову вентиляцію.
Стаціонарний робочий пост призначений для виконання ручних та механізованих робіт з газового зварювання та різання в умовах цеху, ділянки або майстерні.
Газоживлення (газопостачання) стаціонарних постів здійснюється централізовано: газ подається газопроводами до місць споживання, якщо кількість постів перевищує 10. При меншій кількості постів, коли пристрій газопроводів нераціонально, дозволяється подача газу від індивідуальних балонів.
Типова схема централізованого газоживлення постів показано на рис. 1.3. Кисень надходить до стаціонарних робочих постів газопроводу 5 від відповідного джерела живлення (кисневої установки, газифікатора або перепускної рампи). Відповідно ацетилен надходить погазопроводу 10 від ацетиленової установки, стаціонарного генератора чи перепускної рампи. У разі її використання ацетилен подається безпосередньо до цехового газопроводу. При застосуванні інших джерел живлення ацетиленом на вході ацетиленопроводу цех встановлюється центральний (груповий) запобіжний рідинний або сухий затвор /, призначений для захисту міжцехового газопроводу від проникнення в нього зворотного удару полум'я. Тип затвора вибирають залежно від тиску та витрати ацетилену. Безпосередньо за затвором (по ходу газу) на введенні газу в цех встановлюється шафа 2 введення ацетилену із запірним вентилем та манометром, які повинні розташовуватися у доступному та зручному місці. Запірні вентилі 6 встановлюють на відгалуженнях ацетиленопроводів, призначених для подачі ацетилену на окремі ділянки цеху.
До ацетиленопроводу повинен бути приєднаний через запірний вентиль 8 трубопровід 10П для скидання продувних газів в атмосферу. Скидний трубопровід розташовується не менше ніж на 1000 мм вище за конька перекриття. Аналогічно до киснепроводу приєднується скидний трубопровід 5П через запірний вентиль 9.
На вході киснепроводу в цех як і на кожному відгалуженні внутрішньоцехової розведення газопроводів встановлюється запірна арматура 7.
Висота прокладки ацетиленопроводу над підлогою повинна бути не менше 2220 мм, а кслородопроводу-не менше 1600-1800 мм. Кисневопровід проводять не менше ніж на 250 мм нижче ацетиленопроводу (при паралельному розташуванні). Відстань між газопроводами при їх перетині повинна бути не менше 100 мм. У місцях споживання газів на газопроводах ацетилену та кисню повинні бути встановлені газорозбірні пости 3 та 4, до складу яких входять відповідні запірні, регулюючі тазапобіжні пристрої, що забезпечують нормальну роботу вогневої апаратури. Живлення її киснем ведеться від редуктора газорозбірного посту, якщо тиск кисню в газопроводі вбирається у 1,6 МПа (16 кгс/см2). У тому випадку, коли тиск кисню в газопроводі не може бути вищим за 1,6 МПа (6 кгс/см2) і витрата кисню не перевищує 10 м2/год, можна використовувати газорозбірний пост з мережевим редуктором.
При цьому приєднання апаратури до газопроводу допускається безпосередньо (без редуктора) через запірний вентиль. У цьому випадку газорозбірний пост не має регулювального пристрою.
До ацетиленового газопроводу приєднання інструменту (пальника або різака) у всіх випадках повинно здійснюватися через запобіжний пристрій: рідинний або сухий затвор. При живленні цехових газопроводів для ацетилену від перепускних рамп, коли тиск у мережі може досягати 0,12 МПа (1,2 кгс/см2), необхідно використовувати газорозбірний пост із сухим затвором. Якщо тиск в ацетиленопроводі не може перевищити 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), можна застосовувати газорозбірні пости з рідинним або сухим затвором. Запобіжні постові затвори повинні відповідати максимально можливому тиску в ацетиленопроводі та витраті газу апаратурою.
Для приєднання вогневої апаратури (пальники, різаки) до газороздавальних постів застосовуються рукави, що відповідають ГОСТ 9356-75 - для ацетилену класу I, а для кисню класу III.
Міський газ, метан, природний, нафтовий, коксовий та інші стислі газозамінники ацетилену, як правило, надходять до робочих постів газопроводом від заводської газорегуляторної станції і рідше від перепускних розрядних рамп, що живлять цехові газопроводи. Типова схема централізованого газоживлення робочих постів або використаннястислих газів-замінників ацетилену та кисню відрізняється від типової схеми для ацетилену та кисню тільки складом обладнання та відсутністю запобіжного пристрою на вході в цех (приміщення).
При живленні робочих постів газозамінниками ацетилену від газопроводів з тиском газу до 0,15 МПа (1,5кгс/см2) для захисту останнього від перетікання в нього кисню в кожному газорозбірному посту допускається встановлення зворотного клапана замість запобіжного постового рідинного або сухого затвора. Конструкція зворотного клапана повинна бути схвалена ВНДІавтогенмаш. У тому випадку, коли тиск пального газу в газопроводі може перевищити 0,15 МПа (1,5 кгс/см2), у кожному газорозбірному посту або до нього потрібно встановлювати редуктор, який служить для зниження тиску газу та оберігає газопровід від перетікання в нього кисню.
Пропан-бутанова суміш надходить до стаціонарних робочих постів газопроводами від роздавальної станції або від перепускних (розрядних) рамп. Типова схема газоживлення стаціонарних робочих постів при використанні кисню та пропан-бутану відрізняється від типової схеми для інших газів-замінників ацетилену тільки складом обладнання. Причому киснепровід прокладають над газопроводом для пального газу на відстані 250 мм.
Вибір джерел живлення, запірної та редукуючої апаратури, а також запобіжних пристроїв ведеться залежно від витрати та тиску газу.
До складу стаціонарного робочого посту для ручних робіт входять:
газорозбірний піст для живлення газами пальників чи різаків;
стіл із пристроями для кріплення оброблюваних деталей;
система місцевої витяжної вентиляції для видалення шкідливих виділень, що утворюються під час проведення газополум'яних робіт;
вантажопідйомнепристосування для переміщення виробів, що обробляються;
протипожежний інвентар та обладнання за погодженням з органами пожежного нагляду.
Газорозбірні пости, що входять до складу робочого посту, можуть бути вбудовані в стіл або розміщуватись на трубопроводах споживання газів.
Робочі столи для зварювання мають бути обладнані металевою плитою або цегляною кладкою. Оснащення столів загальним або місцевим вентиляційним пристроєм провадиться з урахуванням характеру виконуваних робіт.
На кожному робочому посту має бути необхідний інструмент (ключі) для підключення апаратури до джерел живлення та усунення можливих неполадок у роботі пальників та різаків.
Поруч із зварювальним столом має бути відро з водою для охолодження пальників у процесі роботи. При газовому зварюванні чавуну на додаток до перерахованого обладнання робочого посту повинні бути встановлені нагрівальні пристрої (піч, горн тощо), які слід розташовувати на відстані не менше 5 м від місця роботи. Поблизу нього мають бути встановлені також ящики з піском для повільного охолодження деталей, схильних до тріщиноутворення.
Газозварювальники повинні отримати атестацію на виконання валочних (кроквяних) робіт. Це пов'язано з необхідністю витягувати з нагрівальних пристроїв та транспортувати до місця зварювання важкі деталі та виливки.
До складу обладнання стаціонарного посту для механізованих робіт входить також механізм переміщення інструменту а виробу (або одного з них). Так, стаціонарний робочий пост для машинного кисневого різання включає власне машину, розкрійний стіл із системою вентиляції та газорозбірні пости, розташовані на газопроводах, від яких гази подаються до різаків.