Оборудование и аппаратура для кислородной резки

Пост для ручной кислородной резки изображен на рис. 80.

Рис. 80. Пост для ручной кислородной резки.
1 — кислородный баллон; 2 — вентиль с редуктором; 3 — шланги; 4 — резак; 5 — ацетиленовый баллон. 

Кислородные баллоны служат для хранения и транспортировки сжатого кислорода. Как правило, они имеют водяной объем от 0,4 до 50 дм3, но наибольшее распространение получили баллоны на 40 дм3. В предельно наполненном баллоне кислород находится под давлением 15 МПа. При этом давлении на манометре и температуре 293 К в баллоне, имеющем водяной объем 40 дм3, содержится около 6 м3 кислорода. Масса такого баллона (рис. 81) составляет около 60 кг (без вентиля, колпака и башмака). Башмак служит для устойчивости баллона в вертикальном положении.

Рис. 81. Кислородный баллон.
/ — днище; 2 — цилиндрический корпус; 3 — горловина; 4 — кольцо; 5 — предохранительный колпак;  6 — вентиль;  7 — опорный башмак.

Кислородные баллоны, окрашенные в голубой цвет, имеют надпись черной краской «Кислород». В использованном кислородном баллоне должно быть остаточное давление не менее 0,05 МПа.
Ацетиленовые баллоны служат для хранения и транспортировки растворенного ацетилена. Ацетиленовые баллоны заполняются специальной пористой массой (активированным углем), пропитанной ацетоном. Ацетилен растворяется в ацетоне и становится взрывобезопасным при значительном давлении. Предельно допустимое давление внутри наполненного баллона ацетилена равно 1,9 МПа при температуре 293 К.
Корпус ацетиленового баллона аналогичен кислородному.
Вентили. На всех баллонах устанавливают вентили — запорные приспособления, препятствующие выходу газа из баллона. Вентиль необходим также для присоединения к баллону редуктора или наполнительной рампы. От исправности вентиля зависит безопасность работы. Вентиль ввертывают в горловину баллона хвостовиком с конической резьбой.
В кислородном вентиле металлические части, непосредственно соприкасающиеся с кислородом, обычно изготовляют из латуни марок ЛС59-1 и Л62. Вентиль кислородного баллона (рис. 82) открывают вращением (по часовой стрелке) маховика, который поворачивает шпиндель. Это вращение через муфту передается клапану, который поднимается вверх, открывая канал, соединяющий баллон с боковым штуцером.

Рис. 82. Вентиль кислородного баллона.
/ — маховик; 2 — шпиндель; 3 — сальниковая гайка; 4 — фибровая прокладка; 5 — боковой штуцер; 6 — заглушка; 7 — хвостовик с конической резьбой; 8 — корпус вентиля; 9 — клапан; 10 — соединительная муфта; // — гайка шпинделя.
Вентиль ацетиленового баллона по конструкции отличается от кислородного тем, что не имеет маховика и штуцера. Для ацетиленрвого вентиля нельзя использовать медь и сплавы, содержащие более 70 % меди. Нижняя часть корпуса вентиля имеет резьбу и ввертывается в горловину баллона. Вентиль открывают специальным торцевым ключом, надеваемым на верхнюю часть шпинделя.
Редукторы. Кислород и горючий газ подают к рабочим местам под высоким давлением от баллона или под рабочим давлением от магистральных трубопроводов. Понижение давления до рабочего и поддержание его постоянным в процессе работы производится прибором, называемым редуктором. Постовой редуктор рассчитан на обслуживание одного поста для газовой резки или сварки.
По роду газа редукторы разделяют на кислородные, ацетиленовые и др. Кислородные баллоны рассчитаны на рабочее давление 0,05—1,5 МПа и пропускную способность 7,5— 60,0 м3/ч, ацетиленовые —на 0,01—0,12 МПа и 3,0—5,0 м3/ч соответственно.
Для подачи газов в магистрали применяют рамповые редукторы. Принцип их действия не отличается от баллонных.
Корпус редукторов окрашивают в различные цвета: кислородных— в голубой, ацетиленовых — в белый, пропан-бутановых — в красный. На рис. 83 показано устройство редуктора для ацетилена, а на рис. 84 — схема работы редуктора для сжатых газов.

Рис. 83. Схема устройства редуктора типа ДАП-1 для ацетилена.
/ — хомут; 2 — фильтр; 3 — манометр; 4 — мембрана; 5 — седло; 6 — толкатель; 7 — винт регулирующий; 8 — пружина нажимная; 9 — диск нажимной; 10 — манометр низкого давления; // — штуцер; 12 — клапан предохранительный; 13 — пружина запорная; И — клапан редуцирующий.

Рис. 84. Схема работы редуктора для сжатых газов: а — газ не идет через редуктор; б — рабочее положение редуктора — газ идет в резак.
Сжатый газ поступает в камеру высокого давления и, проходя через отверстие между седлом и клапаном, поступает в камеру низкого давления. Отсюда редуцированный газ подается посредством толкателя к резаку. Количество газа, проходящего через редуктор, регулируется с помощью клапана, вращаемого винтом. Давление газа на входе в редуктор показывает манометр высокого давления, на выходе — манометр низкого давления. Установленное рабочее давление автоматически поддерживается в редукторе постоянным.
Ацетиленовый однокамерный редуктор отличается от кислородного лишь окраской корпуса и конструкцией присоединения к баллону.
Редукторы подлежат профилактическому осмотру и ремонту один раз в квартал. Профилактику производят в специальных мастерских, оборудованных в соответствии с правилами техники безопасности.
Неполадки в работе редукторов. Основными неполадками в кислородных редукторах являются самотек и замерзание.
Самотек заключается в том, что при полностью вывернутом винте редуктора газ из камеры высокого давления все же поступает в рабочую камеру вследствие неплотного прилегания клапана к седлу. На самотек и исправность предохранительный клапан редукторов проверяется не реже одного раза в неделю. Устранение самотека производится только в мастерской.
Замерзание кислородного редуктора может произойти при недопустимо большом отборе газа из баллона (резаки и горелки большой мощности) и повышенной влажности кислорода. Корпус редуктора покрывается инеем, подача газа прекращается. Причиной замерзания редуктора является резкое изменение объема газа, понижение его температуры при прохождении из камеры высокого давления в камеру низкого давления.
Отогрев редуктора можно производить только чистой горячей водой, не имеющей следов жира, или другими способами, обеспечивающими требования безопасности (на батарее парового отопление, отогрев паром и т. п.).
Распределительные рампы, трубопроводы, рукава, шланги. По действующим в СССР правилам при наличии в одном помещении десяти и более рабочих постов газопламенной обработки требуется централизованное питание этих постов газами (кислородом и горючим), которое осуществляется с помощью распределительных рамп и трубопроводов.
Распределительная рампа состоит из коллектора, имеющего две ветви (на 5 или 10 баллонов каждая) с вентилями, к которым подключаются баллоны. На рампах предусмотрены рамповые редукторы, понижающие давление кислорода от 15 до 0,3—1,0 МПа и ацетилена от 1,9 до 0,02—0,1 МПа. В ацетиленовой рампе, кроме того, между редуктором и коллектором устанавливают огнепреградители, защищающие рампу от проникновения в нее пламени при взрывчатом распаде ацетилена. Кислородные баллоны присоединяются к своей рампе при помощи медных трубок (змеевиков) с накидными гайками, а ацетиленовые — посредством бронированных резинотканевых рукавов с хомутами.
У каждого рабочего поста от трубопроводов кислорода и горючего газа делают отводы. На отводе от кислородопровода устанавливают запорный вентиль и редуктор, а на отводе горючего газа — вентиль и предохранительный затвор. Отводы вместе со смонтированной на них аппаратурой необходимо закрывать металлическими шкафчиками.
Рукава для ацетилена рассчитывают на наибольшее рабочее давление, равное 0,63 МПа, а для кислорода — не более 2,1 МПа. При недостаточной длине рукавов разрешается соединить отдельные отрезки, каждый не короче 3 м, при помощи специальных ниппелей — латунных для кислорода и стальных для ацетилена, с закреплением винтовыми хомутами. Ацетиленовый рукав снаружи должен быть окрашен в красный цвет, а кислородный — в синий. Рукава необходимо осматривать и испытывать один раз в месяц.
Предохранительные затворы. Предохранительные затворы предназначены для защиты ацетиленовых трубопроводов от проникновения в них пламени при обратном ударе, а также кислорода из горелки и атмосферного воздуха.
В СССР применяют затворы закрытого типа (для работы от трубопроводов). Затворы могут быть мембранными и безмембранными.
Мембранный затвор имеет мембрану из тонкой алюминиевой  фольги;  при обратном   ударе она разрывается и взрывчатая смесь выбрасывается в атмосферу. В остальном работа  мембранных и  безмембранных затворов аналогична.

Рис. 85. Схема работы предохранительного безмембранного жидкостного затвора закрытого типа.
/ — газоподводящая трубка; 2 — шариковый клапан; 3—корпус затвора: 4 — диск-отражатель; 5 — ниппель; 6 — контрольный краник.
В безмембранном затворе марки ЭСП-8 при нормальной работе (рис. 85) ацетилен через газоподводящую трубку и шариковый клапан проходит в корпус затвора, заполненный водой или незамерзающей жидкостью до уровня контрольного краника, и через ниппель поступает в горелку.
В случае обратного удара (см. рис. 85, а) взрывная волна гасится в узком кольцевом зазоре между стенкой затвора и диском-отражателем (см. рис. 85, б), давление в затворе резко повышается, в результате обратный клапан под давлением жидкости закрывается, прекращая дальнейшее поступление ацетилена.
Предохранительные затворы в судостроении должны осматриваться и испытываться один раз в месяц.
Резаки. Резак служит для смешивания кислорода и горючего газа, образования подогревающего пламени и подачи чистого кислорода в зону реза.
По назначению различают резаки: ручные универсальные (типа «Пламя-66», «Факел», «Ракета» и др.)» специальные (срезка заклепок, вырезка отверстий и т. п.); кислородно-флюсовые (газовая резка чугуна и спецсталеи); прочие специальные. По роду применяемого газа резаки бывают: ацетилено-кислородные для природного газа, жидкого газа, жидкого горючего (керосин).

Рис. 86. Схема резака для кислородной резки.
/ — внутренний мундштук; 2 — наружный мундштук; 3 — трубка для подачи режущего кислорода; 4 — трубка для подачи горючего газа с кислородом; 5 — смесительная камера; 6 — инжектор; 7 — вентиль для регулирования подачи горючего газа; 8 — вентиль для регулирования подачи кислорода; 9 — то же режущего газа.

Наибольшее распространение в судостроении получили резаки типа «Пламя» на ацетилене. Промышленность выпускает ручные резаки, в основном инжекторного типа (рис. 86). В таком резаке для регулирования подачи газа служит вентиль 7, а для подачи режущего кислорода — вентиль 8. Инжектор 6 установлен перед смесительной камерой 5. К головке резака горючая смесь подается по трубке 4, а режущий кислород — по трубке 3. В головку резака ввертывают внутренний 1 и наружный 2 мундштуки. Горючий газ, поступая из шланга через вентиль в инжектор, засасывается в смесительную камеру струей кислорода, где образует горючую смесь, поступающую в кольцевой, зазор, образованный внутренним и наружным мундштуками. При зажигании эта смесь воспламеняется и образуется подогревающее пламя. Режущий кислород подается через осевое отверстие внутреннего мундштука.
Эксплуатация ацетиленового резака. Новые резаки должны быть проверены в мастерской по ремонту газорезательной аппаратуры (а где ее нет — слесарями, имеющими право на ремонт газорезательной аппаратуры) на подсос, плотность и горение.
Основные неполадки резака. При работе резака часто получается несимметричное пламя. Это явление вызвано переносом внутреннего мундштука относительно наружного. Кольцевой зазор между внутренним и наружным мундштуками неравномерный. Устраняется этот дефект в мастерской по ремонту горизонтальной аппаратуры. При засорении сопла струя режущего кислорода отличается от формы цилиндра. Для устранения этого дефекта сопло режущего кислорода прочищают латунной иглой. Если и в этом случае струя режущего кислорода отклоняется от цилиндрической формы, следует заменить внутренний мундштук. При появлении хлопков необходимо выяснить причину (перегрев головки резака, попадание брызг в мундштуки) и подтянуть накидную гайку, присоединяющую смесительную камеру к корпусу резака и трубке режущего кислорода. Следует также проверить плотность присоединения инжектора в корпусе резака и уплотнительиые поверхности в местах присоединения.