Главная  Сварка 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [ 9 ] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50]

фосфорной кислоты, фосфатов железа и марганца. Пропитанная минеральным маслом пленка обеспечивает хорошую защиту поверхности металла от коррозии.

Сплавы из магния, меди и цинка защищают от коррозии обработкой в водном растворе хромпика, азотной кислоты и хлористого аммония, вследствие чего на поверхности сплава образуется окисная пленка серого цвета.

Сплавы алюминия подвергают анодизации в ванне с 20°/о-ным раствором серной кислоты действием постоянного электрического тока. Деталь в ванне является анодом ( + ). После анодизации деталь погружают в раствор хромпика.

Покрытие металла, создающее на поверхности детали тонкий защитный слой, устойчивый к действию коррозийной среды. Металлические покрытия наносят: способом погружения в расплавленный металл (лужение, освинцова-ние, цинкование, кадмирование, алитирование*); гальваническим способом (хромирование, никелирование, лужение, цинкование, кадмирование), диффузионным способом (хромирование, алитирование, цинкование) путем нагрева детали в порошке из соответствующего металла; напылением сжатым воздухом расплавленного металла, получаемого при расплавлении его проволоки в газокислородном пламени или электрической дуге (цинком, алюминием, кадмием, латунью); плакированием, т. е. покрытием углеродистой стали тонким слоем другого металла (алюминия, нержавеющей стали, томпака) путем совместной прокатки в нагретом состоянии; нанесением защитных покрытий из красок, лаков, пластических масс, масел и различных смазок (вазелина, пушечного сала и др.).

Применение ингибиторов - специальных химических веществ, задерживающих и резко снижающих скорость коррозии. Ингибиторы создают на поверхности металла тончайшую пленку, препятствующую его взаимодействию с агрессивной средой.

Покрытие алюминием.

Разрушение от коррозии может иметь общий или местный характер. Общая коррозия разрушает металл по всей поверхности в тонком слое, а местная коррозия происходит в отдельных точках и может достигать значительной глубины. Местная коррозия более опасна, чем общая, и часто приводит к поломке деталей, так как определить степень поражения ею металла труднее.

Крайне опасной является межкристаллитная коррозия, возникающая в толще металла, по границам его кристаллов и зерен. Чем неоднороднее структура металла или сплава, чем больше в нем пор, газовых и шлаковых включений, трещин и прочих дефектов, тем скорее может возникнуть коррозия. Поэтому сварные швы чаще подвергаются коррозии, чем основной металл. Для защиты от коррозии применяют следующие четыре способа.

Легирование металла элементами, снижающими склонность его к коррозии. Для стали такими элементами являются хром, никель, алюминий, кремний. Хромистые стали, содержащие свыше 3% хрома, и хромоникелевые стали, содержащие около 18% хрома и около 8% никеля, устойчивы против коррозии.

Для придания стали высокой коррозийной стойкости необходимо, чтобы в ее структуре отсутствовали карбиды хрома и преобладала аустенитная структура с небольшим содержанием (от 2 до 5%) феррита Образованию аустенитной структуры способствуют углерод, марганец и никель, а образованию ферритной - хром, кремний, титан и молибден. Подбирая наиболее благоприятное соотношение указанных элементов, можно получить марки стали, хорошо сопротивляющиеся коррозии в различных агрессивных средах.

Характер агрессивной среды сильно влияет на коррозийную стойкость стали. Нержавеющие стали хорошо сопротивляются атмосферной коррозии; кислотоупорные - действию различных кислот. Однако одна и та же сталь не является устойчивой против коррозии во всех кислотах. Например, хромистые и хромоникелевые кислотоупорные стали хорошо сопротивляются действию азотной кислоты, но плохо - действию серной и соляной кислот.

Защитные окисные пленки на поверхности стали и чугуна, получаемые оксидированием или воронением с помощью водного раствора едкого натра и селитры. При фосфатировании в растворе соли фосфорнокислого железа и марганца образуется черная защитная пленка из солей }



ГЛАВА m

МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ГАЗОВОЙ СВАРКЕ И РЕЗКЕ

§ 1

Кислород

Кислород при атмосферном давлении и обычной температуре- газ без цвета и запаха, несколько тяжелее воздуха. При атмосферном давлении и температуре 20° С масса 1 кислорода равна 1,33 кг. Сгорание горючих газов и паров горючих жидкостей в чистом кислороде происходит очень энергично, с большой скоростью, а в зоне горения развивается высокая температура.

Для получения сварочного пламени с высокой температурой, необходимой для быстрого расплавления металла в месте сварки, горючий газ или пары горючей жидкости сжигают в смеси с чистым кислородом. Еслн горение газа происходит в воздухе, в котором кислорода содержится только 1/5 по объему (остальные 4/5 составляет азот), то температура сварочного пламени будет значительно ниже, чем при сгорании в чистом кислороде.

При соприкосновении сжатого газообразного кислорода с маслами или жирами последние могут самовоспламеняться, что может быть причиной пожара или взрыва. Поэтому при обращении с кислородными баллонами и аппаратурой необходимо тщательно следить за тем, чтобы на них не ио-падали даже незначительные следы масел или жиров. Особенно опасным является пропитывание жидким кислородом пористых веществ (угля, сажи, войлока, ваты и пр.), которые в этом случае становятся сильными взрывчатыми веществами. Смесь кислорода с горючими газами и парами горючих жидкостей при определенных соотношениях кислорода и горючего вещества взрывается.

Технический кислород добывают из атмосферного воздуха, который подвергают обработке в воздухораздели-тельных установках, где он очищается от пыли, углекислоты и осушается от влаги. Перерабатываемый в установке воздух сжимается компрессором до необходимого давления (от 6 до 180 кгс/см), определяемого рабочим циклом установки, и охлаждается в теплообменниках до сжижения. Жидкий воздух разделяют (ректифицируют) на кислород н азот. Процесс разделения воздуха происходит вследствие того, что температура кипения жидкого кислорода выше температуры кипения жидкого азота примерно на 13° С. Азот как более легкокипящий газ испаряется первым и отводится из воздухоразделительной установки обратно в атмосферу. Жидкий чистый кислород накапливается в возду-хоразделительном аппарате, испаряется и собирается в газгольдере, откуда компрессором его накачивают в баллоны под давлением 150-165 кгс/см. К месту сварки и резки кислород можно подавать по трубопроводу под давлением от 5 до 30 кгс/см.

При температуре -183° С и атмосферном давлении кислород превращается в голубоватую, подвижную, легко испаряющуюся жидкость. При этом занимаемый им объем уменьшается примерно в 860 раз. При нагревании жидкий кислород испаряется и превращается снова в газ: 1 дм жидкого кислорода при испарении дает 860 дм, или 0,86 ж* газообразного кислорода (при атмосферном давлении и температуре 20°С); 1 кг жидкого кислорода при испарении дает 0,75 м газообразного кислорода (при атмосферном давлении и 20°С).

Жидкий кислород хранят и транспортируют в специальных сосудах с хорошей теплоизоляцией. При использова- НИИ для сварки и резки металлов жидкий кислород предварительно превращается в газ. Для этого на заводах, где производится сварка и резка, устанавливают газификаторы или насосы с испарителями для жидкого кислорода.

Для сварки и резки по ГОСТ 5583-58 выпускают технический кислород трех сортов: высшего сорта, чистотой не ниже 99,5 7о; 1-го сорта, чистотой не ниже 99,2% .и 2-го сорта, чистотой не ниже 98,5% по объему. Остаток 0,5-1,570 составляют азот и аргон. ГОСТ 5583-68 (вводится с 1.VII. 1971 г.) предусматривает выпуск кислорода: 1-го сорта чистотой не менее 99,7%; 2-го сорта -не менее 99,5% и 3-го сорта - не менее 99,2%.



Карбид кальция I кг

Вода 0,562 кг

Газообраз ный ацетилен 0,403 кг

Гашеиая известь 1.156 кг

Цифры указывают теоретическое количество воды, необходимое для разложения 1 кг карбида кальция, и теоретические количества ацетилена и гашеной извести, получаемые из 1 кг химически чистого карбида кальция. Как видно из реакции, 1 кг чистого карбида кальция дает 0,406 кг ацети-

лена. Так как 1 м ацетилена при абсолютном давлении 1 кгс1мм и 20° С весит 1,09 кг, то, следовательно, нз 1 кг химически чистого карбида кальция теоретически можно получить 0,406: 1,09 = 0,372 .и, или 372 дм ацетилена.

Технический карбид кальция обычно содержит не более 70-80% химически чистого карбида кальция, а остальное- различные примеси, преимущественно негашеную известь. Поэтому из 1 кг технического карбида кальция можно получить от 230 до 280 дм ацетилена.

Если учесть потери ацетилена на растворение в воде и продувку ацетиленового генератора, то для получения 1 м (1000 дм) ацетилена практически приходится расходовать 4,3-4,5 кг карбида кальция.

Карбид кальция активно соединяется с водой. Достаточно присутствия паров воды в воздухе, чтобы карбид кальция начал разлагаться и выделять ацетилен.

Разложение карбида кальция водой идет быстро и сопровождается выделением значительного количества тепла - 400-450 больших калорий на 1 кг карбида кальция. Чем меньше размеры кусков карбида кальция, тем быстрее происходит его разложение. Карбид кальция размером 50x80 мм разлагается полностью в течение 13 мин, а размером 8x15 мм - в течение 6,5 мин. Карбидная пыль при смачивании водой разлагается почти мгновенно. Поэтому карбидную пыль нельзя применять в обычных ацетиленовых генераторах, рассчитанных для работы на кусковом карбиде кальция, так как это может вызвать взрыв ацетилена в генераторе. Для разложения карбидной пыли применяют генераторы специальной конструкции.

Чем выше температура воды, тем быстрее идет разложение карбида кальция. Если вода сильно загрязнена гашеной известью, образующейся при разложении карбида кальция, то реакция разложения замедляется.

Для охлаждения ацетилена при разложении карбида кальция вместо теоретического количества воды в 0,56 кг (0,56 дм) берут больше, а именно от 5 до 20 дм воды на 1 кг разлагаемого карбида кальция. Это делает процесс более безопасным. Температура выходящего нз генератора ацетилена при этом превышает температуру окружающей среды всего на 10-15° С.

Применяют также «сухой» способ разложения карбида кальция. По этому способу на 1 кг мелко раздробленного карбида кальция в генератор подают от 1 до 1,2 дм воды. Часть воды уходит на реакцию разложения, а остаток ее

В технике кислород находит широкое применение также для ускорения (интенсификации) процессов получения стали, чугуна, цветных металлов, горючих газов, химических продуктов и пр.

§ 2

Карбид кальция

Карбид кальция является химическим соединением кальция с углеродом (химическая формула СаСа), используется для получения горючего газа - ацетилена. По внешнему виду карбид кальция представляет собой твердое тело темно-серого или коричневатого цвета. Карбид кальция получают сплавлением кокса и негашеной извести в электрических дуговых печах при температуре 1900-2300°С, при которой протекает реакция:

СаО -f ЗС = СаСг -f СО

Расплавленный карбид кальция сливают из печи в изложницы, где он остывает, после чего его подвергают дроблению и сортировке на куски размером от 2 до 80 мм. Готовый карбид кальция упаковывают в герметически закрываемые барабаны из кровельной стали емкостью по 100 и 130 кг. В товарном карбиде кальция не должно быть более 3% частиц размером менее 2 мм (пыли). Требования к карбиду кальция регламентируются ГОСТ 1460-63, которым установлены следующие размеры (грануляция) кусков карбида кальция: 2x8; 8X15; 15x25; 25x80 мм. Чем крупнее куски, тем больше получается ацетилена.

При взаимодействии с водой карбид кальция, быстро разлагаясь, выделяет газообразный ацетилен и образует в остатке гашеную известь, являющуюся отходом.

Реакция разложения карбида кальция водой происходит по схеме:

СаСа -f 2н2о = С2Н2 -f Са(0н)2



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [ 9 ] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50]

0.0008