Никифоров - Справочник газосварщика и газорезчика (1999)

Никифоров Н.И. и др.

Справочник газосварщика и газорезчика/Н.И. Никифоров, С.П.Нешумова, И.А.Антонов.—2-е изд., испр.—М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1999 — 239 с: ил.

Изложены основные сведения по оборудованию и  технологии газовой сварки, резки, наплавки, пайки и других смежных процессов газопламенной обработки металлов; по контролю качества сварных соединений, способам устранения наиболее характерных неисправностей аппаратуры.

Справочник может быть использован при  профессиональном обучении рабочих на производстве.

© Издательство «Высшая школа», 1999

© Оформление. Издательский центр «Академия». 1999

ПРЕДИСЛОВИЕ

Газопламенная обработка Металлов — неотъемлемая часть  сварочного производства.

Методы газопламенной обработки чрезвычайно  разнообразны: резка, сварка, наплавка, пайка и нагрев металла. В настоящее время быстрое развитие получают смежные  ресурсосберегающие процессы плазменной обработки металлов и напыления покрытий, основанные на использовании газового теплоносителя.

Эффективному использованию этих процессов способствуют новые прогрессивные оборудование и технология, разработанные и внедренные в производство в последние годы.

Цель настоящего справочника — ознакомить газосварщиков и газорезчиков с последними достижениями газопламенной  обработки и помочь им использовать эти знания в своей практической работе.

Справочник содержит типовые технологические приемы и  режимы, необходимые для практического использования передовых процессов резки, сварки, наплавки, пайки, нагрева и напыления металлов.

Авторы

1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА ПРИ ГАЗОВОЙ СВАРКЕ И РЕЗКЕ

1.1. ПРОЦЕССЫ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ (ГОМ)

Методы газопламенной обработки металлов объединяют  свыше 30 технологических процессов (рис. 1.1). По своему  технологическому назначению они могут быть подразделены на четыре основные группы: резка, соединение, нагрев и напыление  материалов. Основой этих процессов является использование  концентрированного местного источника нагрева высокотемпературным пламенем. К газопламенным методам примыкают процессы газоэлектрической, в том числе плазменной и газолазерной  обработки, при которых теплоносителем служит газ, а источником нагрева — плазменная дуга, лазерный луч и т. д.

Разработано высокопроизводительное автогенное  оборудование, которое обеспечивает получение надежных и экономичных металлоконструкций, работающих при сложном нагружении, в широком интервале температур и давлений. Газопламенная  обработка повсеместно применяется во многих отраслях народного хозяйства и обладает неоспоримыми преимуществами по сравнению с механической обработкой по производительности труда и капитальным затратам. Наиболее характерные области  применения основных газопламенных процессов приведены в табл. 1.1.

В последние годы внедрение этих процессов непрерывно  расширяется. Совершенствуются оборудование и аппаратура для их использования. Современные установки и машины для  термической резки и напыления материалов характеризуются высокой степенью автоматизации с использованием программного  управления н микропроцессорной техники. Вместе с тем энергетические основы процессов, использующих газовое пламя дли местного нагрева обрабатываемого материала, сохраняются прежними.

Газопламенная обработка преимущественно ведется с  применением кислорода и горючих газов (ацетилена и его заменителей). Иногда используются смеси кислорода и паров горючих  жидкостей (керосина или бензина). Применяемые при газопламенных процессах горючие газы и кислород подаются к месту работы в сжатом состоянии по газопроводам или в стальных баллонах.

До сих пор широко используется выработка ацетилена в  передвижных генераторах на месте производства работ. Наиболее распространенными процессами газопламенной  обработки являются газовая сварка и кислородная резка. Они  сохраняют свое значение для некоторых видов металлообработки, несмотря на успешное развитие электродуговых методов сварки и резки.

Газовая сварка широко используется при сварке стали  малой толщины, чугуна, цветных металлов и сплавов. Кислородная резка применяется на поточно-механизированных линиях для  высокопроизводительного раскроя листового проката в  судостроении, машиностроении и других отраслях металлообработки. 

Ручная кислородная резка до сих пор повсеместно используется для разделки металла в цеховых условиях, при ремонте, монтаже и в строительстве.

1.2. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА ГАЗОСВАРЩИКА И ГАЗОРЕЗЧИКА

Под термином «рабочий (сварочный) пост» подразумевается рабочее место, где производится газопламенная обработка  металлов. Рабочие посты могут быть передвижными или  стационарными.

Передвижной пост используется, как правило, для ручных сварочных работ, выполняемых в различных местах на  территории предприятия и в зданиях, а также при монтаже и на  стройплощадках. Газопитание передвижных рабочих постов  выполняется по схемам, приведенным на рис. 1.2. В качестве источников питания газами обычно используют баллоны для кислорода и  горючего газа с соответствующими редукторами для снижения его давления. Для подачи этих газов к рабочему инструменту  (горелке или резаку) используют рукава длиной не менее 10 м (рис. 1.2,0). Вместо ацетиленового баллона иногда применяют передвижной генератор с предохранительным затвором (рис. 1.2,6).

Для удобства перемещения передвижного поста допускается установка оборудования на одной тележке. При использовании ацетиленового передвижного генератора во время работы он должен сниматься с тележки и находиться не ближе 5 м от  кислородного баллона. Перевозка генератора в заряженном состояния запрещается.

Газосварщик (газорезчик) должен иметь на рабочем месте плоскогубцы, молоток, металлическую щетку для очистки  поверхности металла, иглы для прочистки мундштуков и небольшой  ломик для кантовки обрабатываемых изделий (деталей). Кроме того, необходим соответствующий инструмент (ключи) для  крепления редукторов, открывания (закрывания) вентилей баллонов и исправления мелких неисправностей горелок (резаков),  обнаруживаемых при выполнении работ.

Рабочие сварщики (газорезчики) должны быть снабжены спецодеждой по установленным нормам и защитными очками (с плотностью светофильтров С-3 при работе с резаками и С-4 — при сварочных работах с расходом ацетилена до 2500 л/ч).

При использовании передвижных постов в закрытых  помещениях необходимо обеспечить естественную либо  принудительную вентиляцию.

Стационарный рабочий пост предназначен для выполнения ручных и механизированных работ по газовой сварке и резке в  условиях цеха, участка или мастерской.

Газопитание (газоснабжение) стационарных постов  осуществляется централизованно: газ подается по газопроводам к местам потребления, если количество постов превышает 10. При  меньшем количестве постов, когда устройство газопроводов  нерационально, разрешается подача газа от индивидуальных баллонов.

Типовая схема централизованного газопитания постов  показана на рис. 1.3. Кислород поступает к стационарным рабочим постам по газопроводу 5 от соответствующего источника  питания (кислородной установки, газификатора или перепускной  рампы). Соответственно ацетилен поступает по газопроводу 10 от ацетиленовой установки, стационарного генератора или  перепускной рампы. В случае ее использования ацетилен подается  непосредственно в цеховой газопровод. При применении других  источников питания ацетиленом на входе ацетиленопровода d цех устанавливается центральный (групповой) предохранительный жидкостный или сухой затвор /, предназначенный для защиты межцехового газопровода от проникновения в него обратного удара пламени. Тип затвора выбирают в зависимости от  давления и расхода ацетилена. Непосредственно за затвором (по ходу газа) на вводе газа в цех устанавливается шкаф 2 ввода  ацетилена с запорным вентилем и манометром, которые должны  располагаться в доступном и удобном месте. Запорные вентили 6 устанавливают также на ответвлениях ацетиленопроводов,  предназначенных для подачи ацетилена на отдельные участки цеха.

К ацетиленопроводу должен быть присоединен через  запорный вентиль 8 трубопровод 10П для сброса продувочных газов в атмосферу. Сбросной трубопровод располагается не менее чем на 1000 мм выше конька перекрытия. Аналогично к кислородопроводу присоединяется сбросной трубопровод 5П через  запорный вентиль 9.

На входе кислородопровода в цех также как и на каждом ответвлении внутрицеховой разводки газопроводов  устанавливается запорная арматура 7.

Высота прокладки ацетиленопровода над полом должна быть не менее 2 220 мм, а кнслородопровода—не менее 1600—1800 мм. Кислородопровод проводят не менее чем на 250 мм ниже ацетиленопровода (при параллельном расположении). Расстояние  между газопроводами при их пересечении должно быть не менее 100 мм. В местах потребления газов на газопроводах ацетилена и кислорода должны быть установлены газоразборные посты 3 и 4, в состав которых входят соответствующие запорные,  регулирующие и предохраинтельные устройства, обеспечивающие  нормальную работу огневой аппаратуры. Питание ее кислородом  ведется от редуктора газоразборного поста, если давление  кислорода в газопроводе не превышает 1,6 МПа (16 кгс/см2). В том  случае, когда давление кислорода в газопроводе не может быть выше 1,6 МПа A6кгс/см2) и расход кислорода не превышает 10 м2/ч, можно использовать газоразборный пост с сетевым редуктором.

При этом присоединение аппаратуры к газопроводу допускается непосредственно (без редуктора) через запорный вентиль. В этом случае газоразборный пост не имеет регулирующего устройства.

К ацетиленовому газопроводу присоединение инструмента (горелки или резака) во всех случаях должно осуществляться через предохранительное устройство: жидкостный или сухой затвор. При питании цеховых газопроводов для ацетилена от  перепускных рамп, когда давление в сети может достигать 0,12 МПа (1,2 кгс/см2), необходимо использовать газоразборный пост с  сухим затвором. Если давление в ацетиленопроводе не может  превысить 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), можно применять газоразборные посты с жидкостным или сухим затвором. Предохранительные постовые затворы должны соответствовать максимально  возможному давлению в ацетиленопроводе и расходу газа аппаратурой.

Для присоединения огневой аппаратуры (горелки, резаки) к  газораздаточным постам применяются рукава, соответствующие ГОСТ 9356—75 — для ацетилена класса I, а для кислорода класса III.

Городской газ, метан, природный, нефтяной, коксовый и  другие сжатые газозаменители ацетилена, как правило, поступают к рабочим постам по газопроводу от заводской газорегуляторной станции и реже от перепускных разрядных рамп, питающих  цеховые газопроводы. Типовая схема централизованного газопитания рабочих постов или использовании сжатых газов-заменителей ацетилена и кислорода отличается от типовой схемы для ацетилена и кислорода только составом оборудования и отсутствием предохранительного устройства на входе в цех  (помещение).

При питании рабочих постов газозаменителями ацетилена от газопроводов с давлением газа до 0,15 МПа (1,5кгс/см2) для защиты последнего от перетекания в него кислорода в каждом газоразборном посту допускается установка обратного клапана вместо постового предохранительного жидкостного или сухого затвора. Конструкция обратного клапана должна быть одобрена ВНИИавтогенмаш. В том случае, когда давление горючего газа в газопроводе может превысить 0,15МПа (1,5 кгс/см2), в  каждом газоразборном посту или до него нужно устанавливать  редуктор, который служит для снижения давления газа и  предохраняет газопровод от перетекания в него кислорода.

Пропан-бутановая смесь поступает к стационарным рабочим постам по газопроводам от раздаточной станции или от  перепускных (разрядных) рамп. Типовая схема газопитания  стационарных рабочих постов при использовании кислорода и пропан-бутана отличается от типовой схемы для других  газов-заменителей ацетилена только составом оборудования. Причем кислородопровод прокладывают над газопроводом для горючего газа на расстоянии 250 мм.

Выбор источников питания, запорной и редуцирующей аппаратуры, а также предохранительных устройств ведется в  зависимости от расхода и давления газа.

В состав стационарного рабочего поста для ручных работ входят:

газоразборный пост для питания газами горелок или  резаков;

стол с приспособлениями для крепления обрабатываемых  деталей;

система местной вытяжной вентиляции для удаления вредных выделений, образующихся при проведении газопламенных работ;

грузоподъемное приспособление для перемещения  обрабатываемых изделий;

противопожарный инвентарь и оборудование по  согласованию с органами пожарного надзора.

Газоразборные посты, входящие в состав рабочего поста, могут быть встроены в стол или располагаться на трубопроводах потребления газов.

Рабочие столы для сварки должны быть оборудованы  металлической плитой или кирпичной кладкой. Оснащение столов  общим или местным вентиляционным устройством производится с учетом характера выполняемых работ.

На каждом рабочем посту должен быть необходимый  инструмент (ключи) для подключения аппаратуры к источникам питания и устранения возможных неполадок в работе горелок и  резаков.

Рядом со сварочным столом должно быть ведро с водой для охлаждения горелок в процессе работы. При газовой сварке чугуна в дополнение к перечисленному оборудованию рабочего поста должны быть установлены  нагревательные устройства (печь, горн и т. д.), которые следует  располагать на расстоянии не менее 5 м от места работы. Вблизи него должны быть установлены также ящики с песком для  медленного охлаждения деталей, склонных к трещинообразованию.

Газосварщики должны получить аттестацию на выполнение валочных (стропильных) работ. Это связано с необходимостью извлекать из нагревательных устройств и транспортировать к  месту сварки тяжелые детали и отливки.

В состав оборудования стационарного поста для  механизированных работ входит также механизм перемещения инструмента а изделия (или одного из них). Так, стационарный рабочий пост для машинной кислородной резки включает собственно машину, раскроечный стол с системой вентиляции и газоразборные посты, расположенные на газопроводах, от которых газы подаются к  резакам.