Технология сварочного производства

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального  образования «Пензенский государственный  университет» (ФГБОУ ВПО «Пензенский  государственный университет»)       ФАКУЛЬТЕТ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ   КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Технология  сварочного производства»                   Пенза 2013

 

1. Опишите устройство  ацетиленовых генераторов. Приведите  их классификацию по принципу  действия. Предохранительные затворы.

 

 Ацетиленовый генератор — аппарат, предназначенный для получения ацетилена при взаимодействии карбида кальция с водой.

Ацетиленовый генератор  представляет собой цилиндрический корпус, состоящий из вытеснительной 15 камеры и ресивера - промывателя 16. В вытеснительной камере находится  обечайка-газообразователь 13. Через  горловину 11 в газообразователь вставляется  загрузочное устройство.

Загрузочное устройство состоит  из крышки 8, с вваренной втулкой 6, куда вставляется шток 7, на котором  закреплено коромысло 5. На коромысле  подвешена корзина 12.

Корзина изготовлена из стальных прутков. Конструкция корзины исключает  возможность высыпания карбида  кальция и обеспечивает удаление продуктов реакции карбида кальция  с водой (шлама).К горловине крышка притягивается траверсой 10 при помощи воротка 21.

Для обеспечения герметичности  на горловину надет резиновый  уплотнитель 9.Объем газообразователя соединен с ресивером – промывателем трубкой 3,оснащенной съемным наконечником 4, который предотвращает унос воды и продуктов распада из газообразователя в ресивер-промыватель. Верхний конец  трубки установлен на уровне заливки  воды в корпус генератора.На корпусе  генератора размещены сливные пробки 1 и 2, тройник 17, на котором закреплены предохранительный клапан 18, манометр 19; предохранительный затвор 14.

Принцип работы ацетиленовый генератора заключается в следующем. При установке загрузочного устройства (корзины) 12 и погружении корзины  с карбидом кальция в воду начинается выработка ацетилена, давление в  генераторе растет. Повышающееся давление оттесняет воду из газообразователя 13 в полость вытеснительной камеры 15, прекращая реакцию.

При отборе газа из генератора давление в газообразователе снижается  и вода из вытеснительной камеры вступает в контакт с карбидом кальция.

По мере выработки карбида  кальция продукты распада (шлам) собираются на днище газообразователя , а выделяющийся из них остаточный ацетилен остается в газообразователе, что обеспечивает более плавное поддержание давления в генераторе к концу цикла. В  случае, если давление в генераторе превысит допустимое (это возможно при прекращении отбора), срабатывает  предохранительный клапан 18 и сбрасывает излишки газа в атмосферу. Ресивер 16, благодаря большому объему, обеспечивает равномерную работу генератора и  одновременно охлаждает ацетилен, который, поступая через отборную трубу, проходит через слой воды, освобождаясь от частиц ила. Затвор 14 обеспечивает гашение  пламени обратного удара и  препятствует попаданию в генератор  кислорода со стороны потребления.

Для полного исключения перетока кислорода в ацетиленовый генератор и в соединительный рукав на входном штуцере горелки, резака рекомендуется установка обратных клапанов. Эксплуатация защитных устройств – в соответствии с паспортами на эти устройства.

Ацетиленовые  генераторы различаются по следующим  признакам:

1) по давлению получаемого  ацетилена — низкого давления  — до 0,01 МПа (0,1 кгс/см2), среднего  давления —0,01—0,15 МПа (0,1—1,5 кгс/см2) и высокого давления — свыше  0,15 МПа (1,5 кгс/см2). В практике получили  широкое распространение генераторы  низкого и среднего давления. Генераторы высокого давления  взрывоопасны, поэтому не применяются;

2) по производительности  — выпускаются генераторы производительностью  от 0,3 до 1000 м3/ч ацетилена. При  строительно-монтажных работах,  как правило, применяют генератор  производительностью 1,25 м3/ч;

3) по способу установки  — передвижные и стационарные;

4) по принципу действия — генераторы, работающие по принципам «карбид в воду», «вода на карбид» и «вытеснения воды». Принцип «карбид в воду» предусматривает периодическую подачу в воду (порциями) карбида кальция.

Предохранительные затворы — это устройства, предохраняющие ацетиленовые генераторы и газопроводы от попадания в них взрывной волны при обратных ударах пламени из сварочной горелки или резака.

Обратным ударом называется воспламенение горючей смеси  в каналах горелки или резака и распространение пламени по шлангу горючего. Обратный удар характеризуется  резким хлопком и гашением пламени. Горящая смесь газов устремляется по ацетиленовому каналу горелки  или резака в шланг, а при отсутствии предохранительного затвора — в  ацетиленовый генератор, что может  привести к взрыву ацетиленового  генератора и вызвать серьезные  разрушения и травмы.

Сгорание ацетилено-кислородной  смеси происходит с определенной скоростью. Горючая смесь вытекает из отверстия мундштука горелки  или резака также с определенной скоростью, которая всегда должна быть больше скорости сгорания. Если скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, то пламя  проникает в канал мундштука  и воспламенит смесь в каналах  горелки или резака, произойдет хлопок и возникнет обратный удар пламени. Обратный удар может произойти от перегрева и засорения канала мундштука горелки.

Предохранительные затворы  бывают жидкостные и сухие. Жидкостные предохранительные затворы обычно заливают водой, сухие — заполняют  мелкопористой металлокерамической  массой.

Предохранительные затворы  устанавливают между ацетиленовым генератором или ацетиленопроводом  и горелкой или резаком. Если сварка или резка производится от ацетиленового  баллона, предохранительный затвор не ставят, потому что ацетилен из баллона  в горелку или резак поступает  с повышенным давлением, а установленный  на баллоне редуктор и заполняющая  баллон пористая масса надежно защищают баллон от пламени обратного удара.

Согласно ГОСТ 8766—73 затворы  делятся: по пропускной способности—0,8; 1,25; 2,0; 3,2 м³/ч; по предельному давлению — низкого давления, в которых предельное давление ацетилена не превышает 0,1 кгс/см², среднего давления — 0,7 кгс/см² и высокого Давления — 1,5 кгс/см².

Предохранительные водяные  затворы подразделяются на центральные, устанавливаемые на магистрали стационарных ацетиленовых генераторов, и постовые, устанавливаемые на ответвлениях трубопровода у каждого сварочного поста или  у однопостовых ацетиленовых генераторов.

Конструкция предохранительных  затворов должна отвечать следующим  основным требованиям:

обеспечивать наименьшее сопротивление потоку газа; задерживать  прохождение ацетилено-кислородного пламени с удалением взрывчатой смеси в атмосферу;

обеспечивать минимальный  вынос воды с проходящим через  затвор газом;

обеспечивать необходимую  прочность при гидравлическом испытании  на давление, равное 60 кгс/см²;

не допускать возможного прохождения кислорода и воздуха  через затвор со стороны потребителя;

каждый затвор должен иметь  устройство для контроля за уровнем  воды в нем;

все части затвора должны быть доступны для очистки, промывки и ремонта.

На корпусе каждого  затвора должны быть нанесены его  паспортные данные. Окрашиваются водяные  предохранительные затворы в  белый цвет.

Схема работы водяного предохранительного затвора показана на рис. 17, а—г. Затвор состоит из цилиндрического корпуса / и двух трубок — газоподводящей 4 и предохранительной 8. Предохранительная  трубка делается несколько короче газоподводящей и снабжается сверху воронкой 6 с  отбойником 7. На корпусе затвора  находится газовыпускной кран 3 и  контрольный кран 2, а на газоподводящей трубке — кран 5. При нормальной работе водяного предохранительного затвора (рис. 17, б) ацетилен проходит через газоподводящую трубку 4 (проходя через воду) и  через газовыпускной кран 3 поступает  в шланг и далее в горелку  или резак. При обратном ударе  пламени (рис. 17, в) давление в затворе  возрастает, часть воды вытесняется, при этом нижний конец короткой предохранительной трубки 8 оказывается на уровне воды. В этот момент вода из предохранительной трубки 8 выбрасывается наружу. Когда горящая ацетилено-кислородная смесь оказывается на уровне нижнего конца предохранительной трубки 8, она также выбрасывается наружу и не может пройти в трубку 4 ив ацетиленовый генератор, так как эта трубка длиннее трубки 8, заполнена водой, а ее конец находится ниже уровня воды в затворе.

Жидкостный затвор низкого давления. Конструкция жидкостного затвора низкого давления показана на рис. 18. Затвор представляет собой цилиндрический корпус 10 с приваренной к нему бортшайбой 5. В затворе размещается газоподводящая труба 8 с приваренным

в ее нижней части дном и  установленным наверху запорным вентилем 1. На газоподводящую трубу  надевается предохранительная труба 9 с закрепленным на ее верхней части  водоприемником 3. Необходимую герметичность  создают гайкой 2, которая при  навертывании нажимает на торец трубы 9, зажимая прокладку 6 между бортшайбой 5 и диском 4 водоприемника. Гайка  тянет трубу 8 вверх, сжимая прокладку 13 между дном 14 и

бортшайбой 12. К предохранительной  трубе 9 приварена решетчатая шайба 11, на которую насыпают керамические кольца Шайба 16 служит для лучшего  распределения потока газа в воде Газ подается в затвор по ниппелю 18 и выходит через ниппель 7. Затвор заполняют водой до уровня верхней  кромки трубы 17. Сливается вода через  трубу 8 при вывернутой заглушке 15.

Предохранительный водяной  затвор среднего давления ЗСП-8-75. Конструкция  затвора производительностью 1,25 и 3,2 м³/ч представлена на рис. 19. Принцип действия этих затворов одинаков, а различное конструктивное исполнение диктуется различной их пропускной способностью. Затвор состоит из корпуса 4, в дно которого ввернут обратный клапан, состоящий из штуцера 8, шарикового клапана 7 и колпачка 6, который ограничивает подъем клапана. В верхней части корпуса приварен рассекатель 2, выше рассекателя размещен выходной ниппель 1. Для контроля уровня воды имеется контрольный кран 3, а для слива воды из затвора с нижней части корпуса — пробка 5. Газоподводящая труба 11 с вентилем 12 на входе ввертывается в тройник 10 с пробкой 9, который соединяется с штуцером 8. Перед тройником в газоподводящей трубке расположен сетчатый фильтр, который задерживает карбидный ил или другие твердые частицы, чтобы они не попадали под клапан и не нарушали его герметичность.

При работе ацетилен поступает  по газоподводящей трубке, поднимает  шариковый клапан, проходит через  слой воды и выходит, огибая рассекатель, через верхний штуцер к потребителю.

В случае обратного удара  клапан давлением воды прижимается  к седлу и препятствует проникновению  пламени в газоподводящую трубку, т. е. к генератору или в сеть. Затвор заливают водой через верхний  штуцер, вывернув предварительно выходной ниппель. Рабочее давление ацетилена  в затворах не должно превышать 0,7 кгс/см².

Водяной предохранительный  затвор ЗСГ-1,25. Этот затвор (рис. 20) относится  к затворам среднего давления; предельно  допустимое давление—1,5 кгс/см², пропускная способность — 1,25 м³/ч, масса — 2,5 кг.

Затвор состоит из цилиндрического  корпуса 1 с верхним и нижним сферическими днищами. В нижнее днище ввернут  обратный клапан, состоящий из корпуса 4, гумированного [2] клапана 3 и колпачка 2, ограничивающего подъем гуммированного клапана. Обратный клапан имеет отверстие  для слива воды, закрытое пробкой 6, и ниппель 7 для ввода ацетилена  в затвор.

Сетка 5 предназначена для  задержания частиц карбидного ила, окалины  и других твердых частиц. В верхней  части затвора расположен пламяпреградитель 10 и штуцер 11, а в нижней части  — рассекатель 14. Пробка 8 предназначена  для слива воды. Вода в затвор заливается до уровня контрольной пробки 9 при вывернутой накидной гайке 12 и  снятом ниппеле 13.

Ацетилен поступает в  затвор по газоподводящей трубке, приподняв  гуммированный клапан, проходит через  слой воды, затем выходит через  ниппель 13 в шланги горелки или  резака. При обратном ударе ацетилено-кислородного пламени клапан прижимается давлением  воды к седлу и препятствует проникновению  ацетилена из генератора в затвор, а пламя гасится столбом воды.

Затвор сухого типа ЗСЗ-1. Преимуществом сухих предохранительных  затворов является возможность их

эксплуатации при любой  температуре окружающей среды. Затвор ЗСЗ-1 (рис.21) состоит из корпуса / и  крышки 2, которые крепятся между  собой шпильками 22. Между крышкой  и корпусом установлены отбойник 3, пламягасящий элемент 27, мембрана 15 и  клапан 6. Затвор приводится в рабочее  состояние вводом штока 13. Газ по ниппелю 18 поступает в затвор, своим  давлением отжимает мембрану 15 от штока 4 и через выходной ниппель поступает  в горелку или резак.

При обратном ударе ударная  волна пламени гасится на отбойнике 3, а пламя — в пламягасящем элементе 27. Мембрана 15 прижимается  давлением пламени к штоку 4 и  закрывает доступ горючего газа в  корпус затвора. Под давлением горючего газа мембрана 15 давит на шток 4, который перемещается вниз, в результате чего под действием пружины 5 клапан 6 закрывает входное отверстие для доступа газа в затвор. Пропускная способность затвора при температуре 20° С и давлении 760 мм рт. ст.—