Характеристика горючих газов

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 25Следующая ⇒

При газокислородной резке металлов в качестве горючих газов используют ряд углеводородов и их смесей. По показателям теплоты и температуры горения газокислородного пламени рационально применять ацетилен. Но исходя из технико-экономических показателей для газокислородной резки в качестве горючего газа наиболее широко применяют газы - заменители ацетилена. Их можно разделить на сжиженные, сжатые охлаждением, газовые смеси, растворенные газы, простые газы. Основные физические свойства горючих газов представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные физические свойства ацетилена и его заменителей

[увеличить изображение]

Ацетилен

Ацетилен относится к группе непредельных углеводородов ряда С_nH_2n-2.

Основным способом промышленного получения ацетилена является образование его из карбида кальция при разложении последнего водой. Кроме карбида кальция ацетилен получают из нефтяных и природных газов, используя процессы термоокислительного пиролиза углеводородных смесей.

Сжиженные газы

К сжиженным газам относятся углеводороды и их смеси, находящиеся при температуре t=20 ⁰C и давлении P=760 мм.рт.ст. в газообразном состоянии, а при сравнительно небольшом повышении давления и понижения температуры переходят в жидкое состояние. К сжиженным газам относятся смеси технического пропана и бутана, а также смеси метилацетилена и пропадиена.

Сжимаемые газы

К сжимаемым газам относят газы, которые при обычных условиях хранения и транспортировки не переходят в жидкое состояние ни при каких значениях давления. К ним относятся водород, метан, окись углерода, коксовый, пиролизный, природные, нефтяные и сланцевые газы.

Жидкие горючие

Бензин и керосин - летучие и огнеопасные жидкости, являющиеся продуктами переработки нефти. Их используют в виде паров, которые получают в специальных аппаратах, обеспечивающих давление до 3 кгс/см².

Газокислородной резкой (рисунок 1) называют способ разделения металла, основанный на использовании для его нагрева до температуры воспламенения теплоты газового пламени и экзотермической реакции окисления металла, а для удаления окислов - кинетической энергии струи режущего кислорода.

Подогревающее пламя нагревает поверхностные слои металла, которые затем контактируют со струей чистого кислорода и окисляются. Выделяющаяся при этом теплота совместно с теплотой подогревающего пламени постоянно нагревает за счет теплопроводности металл впереди резака до температуры его воспламенения в кислороде, обеспечивая непрерывность процесса. Под действием кинетической энергии струи кислорода слой окислов, а также частично жидкий металл удаляются из разреза.

Источником теплоты при резке служит подогревающее пламя резака и экзотермическая реакция окисления железа и примесей стали. В зависимости от толщины стали изменяются доли их участия в тепловом балансе: чем меньше толщина разрезаемого металла, тем больше роль подогревающего пламени (при толщине 5 мм до 80% общего количества теплоты, выделяемой при резке, а при толщине более 50 мм - только до 10%).

Существуют некоторые условия резки, влияющие на разрезаемость металла:

Первое условие - теплоты должно быть достаточно для обеспечения температуры реакции порядка 1000 - 1150 ⁰С.

Второе условие - температура плавления металла должна быть выше температуры его интенсивного окисления в кислороде.

Третье условие - температура плавления металла должна быть выше температуры плавления образуемых в процессе резки окислов.

Четвертое условие - образующийся шлак должен быть жидкотекучим.

1 - Мундштук; 2 - Подогревающее пламя; 3 - Жидкий металл;
4 - Разрезаемый металл; 5 - Режущая струя кислорода;
6 - Слой окислов; 7 - Линии отставания.

Рисунок 1. Схема процесса разделительной газокислородной резки

Всем вышеперечисленным условиям удовлетворяют сталь, титан и марганец, поэтому их можно обрабатывать с помощью газокислородной резки. Особенно хорошо режутся сплавы титана, благодаря высокому сродству с кислородом и высокому тепловому эффекту образования окисла. Остальные металлы и сплавы, такие как высоколегированные стали, алюминий, медь, не удовлетворяют второму условию, при котором возможен процесс газокислородной резки.

Существуют разновидности разделительной газокислородной резки. К ним относят скоростную газокислородную резку, высококачественную газокислородную резку, газокислородную безгратовую резку и резку кислородом высокого давления. Эти способы позволяют повысить скорость резки в 1, 5 - 3 раза.

Склонность сталей к закалке при содержании в них некоторых легирующих примесей, а также при содержании углерода более 0, 3%, способствует получению трещин при резке их без предварительного подогрева. Легирующие примеси в сочетании с углеродом неодинаково влияют на способность стали поддаваться кислородной резке. Влияние различных элементов на разрезаемость сталей кислородной резкой указано в табл. 54.

Таблица 54. Влияние углерода и легирующих примесей на разрезаемость сталей обычной кислородной резкой
Легирующий элемент	Влияние на разрезаемость
Углерод	При содержании более 1% резка невозможна
Кремний	Сильно затрудняет резку при содержании более 4% и одновременном содержании углерода в сплаве свыше 0, 2%
Марганец	Ухудшает резку при содержании более 4%
Никель	Позволяет резку при содержании в стали до 7%, однако при содержании более 34% резка ухудшается
Хром	Очень сильно затрудняет резку при содержании более 5%
Вольфрам	Сильно ухудшает резку при содержании более 10%
Молибден	При содержании до 0, 25—0, 3% не затрудняет резку, но способствует закалке кромок реза
Сера и фосфор	При содержании в пределах, предусмотренных стандартами, на резку не влияют

Для кислородной резки пригодны горючие газы и пары горючих жидкостей, дающие температуру пламени при сгорании в смеси с кислородом не менее 1800°С. Особенно важную роль при резке имеет чистота кислорода. Для резки необходимо применять кислород с чистотой 98, 5—99, 5%. С понижением чистоты кислорода очень сильно снижается производительность резки и увеличивается расход кислорода. Сравнительные данные по снижению производительности резки и увеличению расхода кислорода с понижением его чистоты приведены в табл. 55.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒