Водяні запобіжні затвори та балони для стислих газів

Водяні затвори захищають ацетиленовий генератор і трубопровід від зворотного удару полум'я з зварювального пальника і різака. Зворотним ударом називається запалення ацетиленово-кисневої суміші в каналах пальника або різака.

Водяний затвор забезпечує безпеку робіт при газовій зварці та різанні і є головною частиною газозварювального посту. Водяний затвор повинен міститися завжди в справному стані, і бути наповнений водою до рівня контрольного крана.

Водяний затвор завжди включається між пальником або різаком і ацетиленовим генератором або газопроводом.

Балонами для кисню та інших стислих газів є сталеві циліндричні посудини. У горловині балона зроблено отвір з конусним різьбленням, куди ввертається запірний вентиль. Балони безшовні для газів високих тисків виготовляють з турбо вуглецевої і легованої сталі. Балони забарвлюють з зовні в кольори, в залежності від роду газу. Наприклад, кисневі балони в блакитний колір, ацетиленові в білий, водневі в жовто-зелений для інших горючих газів в червоний колір.

Верхню сферичну частину балона не фарбують і на ній вибивають паспортні дані балона.

Балон на зварювальному посту встановлюють вертикально і закріплюють хомутом.

Вентилі кисневих балонів виготовляють з латуні. Сталь для деталей вентиля застосовувати не можна так як вона сильно кородує в середовищі стисненого вологого кисню. Ацетиленові вентилі виготовляють зі сталі. Забороняється застосовувати мідь і сплави, що містять понад 70% міді, так як з міддю ацетилен може утворювати вибухове з'єднання - ацетиленові міді.

Газові редуктори та ацетиленові генератори

Відповідно до ГОСТ 13861-89 редуктори для газополуменевої обробки класифікують:

за принципом дії: на редуктори прямої і зворотної дії;

за призначенням і місцем установки: балонні (Б), рампові (Р), мережеві (С);

за редукованим газом: ацетиленові (А), водневі (В), кисневі (К) пропан-бутанові (П), метанові (М);

за кількістю ступенів редукування і способу завдання робочого тиску: одноступінчаті з пружинним завданням тиску (О), двоступеневі з пружинним завданням тиску (Д), одноступінчаті з пневматичним задавачем тиску .

Редуктори відрізняються один від одного кольором забарвлення корпусу і приєднувальними пристроями для кріплення їх до балона. Редуктори, за винятком ацетиленових, приєднуються накидними гайками, різьба яких відповідає різьбі штуцера "justify".

Повітряний редуктор "justify" .У цілому газові редуктори діляться на редуктори для горючих і негорючих газів. Редуктори для горючих газів (метан, водень і т. д.) мають ліву різьбу, щоб запобігти випадкове під'єднання редуктора, який працював з горючими газами, до кисневого балону. Балони з інертними газами (гелій, азот, аргон тощо) мають праву різьбу, як і балони з киснем. Таким чином, для інертних газів можуть використовуватися кисневі редуктори.

Крім того, редуктор може виконувати роль клапана скидання тиску.

Газові балони з редукторами

Редуктори слугують для пониження тиску газу, відібраного з балонів (або газопроводу), і підтримки цього тиску постійним незалежно від зниження тиску газу в балоні. Принцип дії і основні деталі у всіх редукторів приблизно однакові.

За конструкції бувають редуктори однокамерні та двокамерні. Двокамерні редуктори мають дві камери редукування, що працюють послідовно, дають більш постійне робоче тиск і менш схильні до замерзання при великих витратах газу.

Рукава (шланги) служать для підведення газу в пальник. Вони повинні мати достатню міцність, витримувати тиск газу, бути гнучкими і не утрудняти рухів зварника. Шланги виготовляють з вулканізованої гуми з прокладками з тканини. Випускаються рукави для ацетилену і кисню. Для бензину і гасу застосовують шланги з бензостійкої гуми.

Апарати, в яких одержують технічний ацетилен, називаються ацетиленовими генераторами. Залежно від принципу взаємодії карбіду кальцію з водою розрізняють такі системи генераторів: «карбід у воду», «вода на карбід», а також контактного тиску «зануренням» і «витісненням».

У генераторах системи «карбід у воду» карбід кальцію в резервуар з водою 1 подається із завантажувального бункера 2 за допомогою автоматичних пристроїв, які працюють залежно від витрачання і величини тиску ацетилену. Генератори цієї системи мають найбільшу потужність. Вони забезпечують найповніший розпад карбіду кальцію і одержання чистого та охолодженого ацетилену. Такі генератори найменше вибухонебезпечні.

ацетилен газовий зварювання метал

Схеми основних систем ацетиленових генераторів.

В генераторах системи «вода на карбід» карбід кальцію завантажують в одну чи дві реторти 1, в які з окремого резервуара З трубкою 2 подається вода. Ацетилен, що утворюється при розкладі карбіду кальцію, з реторти 1 трубою 6 надходить у нижню частину генератора, де він збирається під перегородкою 4.

Вода, що знаходиться тут, під тиском ацетилену витискується циркуляційною трубою 5 у верхню частину корпуса генератора. Відводиться ацетилен з генератора по трубі 7.

Генератори системи «вода на карбід» випускають невеликої продуктивності, низького тиску і в більшості випадків переносними.

Генератори контактної системи «зануренням» або витісненням характеризуються тим, що в них карбід кальцію з водою, залежно від величини тиску, стикається періодично. В першому випадку при збільшенні тиску вище граничного відбувається підйом газгольдера 2 і виймання карбіду кальцію з води. В другому випадку (рис.4, г) при надмірному тиску ацетилену вода витискується в сполучену посудину, і розпад карбіду кальцію теж припиняється. При зниженні тиску відбуваються зворотні явища.

Генератори контактної системи витісненням інколи будують в поєднанні з генераторами системи «вода на карбід», і випускають як переносні генератори невеликої продуктивності.

За величиною тиску ацетиленові генератори поділяють на три типи: низького - від 0,001 до 0,01 Мн/м2 (0,01-0,1 ат), середнього - від 0,01 до 0,15 Мн/м2 (0,1-1,5 ат) і високого - вище 0,15 Мн/м2 (вище 1,5 ат). Залежно від продуктивності і роду установки генератори бувають стаціонарними і переносними.

При нагріванні мундштука зварювального пальника вище 500° С в середині наконечника пальника можливе спалахування ацетилену і утворення зворотного удару полум'я.

Для захисту ацетиленових генераторів від вибуху на генераторах, а в окремих випадках і на робочих місцях зварювальників встановлюють запобіжні затвори. Найбільш поширені водяні затвори, які залежно від величини тиску ацетилену в генераторах, бувають відкритого і закритого типів.

Схема водяного затвора.

Затвори відкритого типу встановлюють на генераторах низького тиску, а затвори закритого типу - на генераторах середнього і високого тиску.

При нормальній роботі ацетилен надходить у водяний затвор через трубку 1, що занурена у воду глибше відкритої трубки 2. При зворотному ударі полум'я під тиском вибухової хвилі частина води і полум'я викидаються в атмосферу через запобіжну трубку 2. Шлях же полум'я до генератора лишається закритим рештою води у затворі і зануреним в неї кінцем трубки 1.

При нормальній роботі газ вільно проходить через зворотний клапан 1, газорозподільник 2, крапле відбійник З і штуцер 4. При зворотному ударі тиск вибухової хвилі передається на воду і клапан закриває доступ полум'я через трубку 6 до генератора. В цей же момент відбувається розрив тонкої алюмінієвої або олов'яної мембрани 5, і вибухова суміш викидається в атмосферу.