О выборе системы кислородоснабжения для кислородной резки. Статьи компании «ООО «Кислород»»

§ 2. техническое нормирование газовой резки черных металлов. расчет нормы штучного времени при газовой резке черных металлов. основное время ручной кислородной резки низкоуглеродистой стали.

Расчет нормы штучного времени при газовой резке черных металлов производится по формуле Т ш = [(Т о К о t в.р )L Т’ о t в.и ] К мин,

где Т ш — штучное время на операцию, мин; Т о — основное время резки на 1 пог. м реза, мин; К о — коэффициент, учитывающий чистоту кислорода, род горючего и марку разрезаемой стали: t в.р — вспомогательное время, зависящее от длины реза; L — расчетная длина реза, м;

Т’ о — время на подогрев металла в начале реза на одну деталь, мин; t в.и — вспомогательное время, связанное о изделием и оборудованием, мин; К — коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности газорезчика.

Основное время резки на 1 пог. м реза рассчитывается по формуле Т о = 1000/v мин,

где v — скорость резки, м/мнн.

Рассчитанное по этой формуле основное время ручной кислородной резки низкоуглеродистой стали приведено в табл. 82, а основное время машинной однорезаковой фигурной резки низкоуглеродистой стали приведено в табл. 83.

82. Основное время ручной кислородной резки низкоуглеродистой стали

Примечание. При фигурной резке стали норму времени следует увеличивать на 10%.

83. Основное время машинной однорезаковой фигурной кислородной резки низкоуглеродистой стали

Примечание. При резке деталей в замкнутом контуре к длине реза нужно прибавить длину на вывод резака с места прожигания отверстия до начала фигурной резки.

Примерный удельный расход газов при ручной ацетилено-кислородной резке низкоуглеродистой стали приведен в табл. 84

84. Примерный удельный расход газов при ручной ацетилено-кислородной резке низкоуглеродистой стали

Источник

§ 12. ручная газовая резка труб

Нормы на 1 м реза Таблица 036

Нормы на 1 перерез Таблица 037

Как резать

Приступая к работе, в первую очередь, необходимо продуть кислородом шланги, чтобы удалить попавшие туда мусор или грязь.

Во-вторых, проверьте наличие подсоса в каналах резака. Для этого необходимо на нём:

• подсоединить кислородный шланг к штуцеру кислорода (штуцер подогревающего газа должен остаться свободным);
• установить давление подачи кислорода 5 атмосфер и открыть на резаке газовый и кислородный вентили;
• проверить пальцем свободный штуцер, чтобы убедиться: идет ли подсос воздуха? Если нет, то следует прочистить инжектор и продуть каналы резака.

После этого они подсоединяются к аппарату:

• шланг для кислорода крепится к штуцеру с правой резьбой при помощи ниппеля и гайки;
• шланг для пропана – к штуцеру с левой резьбой тем же способом.

• проверить разъемные соединения на герметичность. Обнаруженные утечки устранить, подтянув гайки или сменив уплотнители;
• проконтролировать герметичность крепления газовых редукторов и исправность манометров.

Начинать газовую резку металла следует с удаления с его поверхности механическим способом ржавчины и прочих загрязнений. Обязательность этой операции вызвана следующим. При горении углерода образуется окись СО. Она, при взаимодействии с железом, повышает содержание углерода на его поверхности (особенно в месте реза).

Это приводит к образованию закаленных структур в металле, которые будут неравномерно нагреваться. Что, в свою очередь, приведёт к появлению на краях этих структур механического напряжения и, как следствие, некоторому их укорочению. В результате: возникают деформации и образуются трещины. Механическая зачистка раскраиваемой поверхности позволяет избежать таких дефектов.

Далее, заготовку, лист или другую обрабатываемую деталь следует установить в такое положение, чтобы бала обеспечена свобода прохода струи режущего газа сквозь нее.

Устанавливаем на редукторах баллонов с газом рабочее давление. Обычно соотношение давлений подогревающего газа к кислороду – 1:10. Поэтому, выставляем, атм:

• на пропановом – 0,5;
• на кислородном – 5.

Дальнейшие действия имеют следующую последовательность:

• на резаке немного открываем пропан (на четверть оборота маховика вентиля или чуть больше) и поджигаем газ;
• упираем мундштук сопла резака в любой металл (желательно под наклоном) и медленно открываем регулирующий (подогревающий) кислород.

Будьте очень внимательны. Не перепутайте вентиль подогревающего кислорода с вентилем режущего газа.

• поочередно регулируя оба вентиля (открывая и закрывая их), добейтесь пламени нужной нам силы. Длина пламени (она же его сила) подбирается из расчета толщины металла: чем толще лист или другая раскраиваемая деталь, тем сильнее должно быть пламя. Соответственно, увеличивается и расход кислорода с пропаном. Когда пламя отрегулировано, то оно приобретает синий цвет и корону.

Теперь можно начинать обрабатывать металл (напоминаем, что обработка начинается с разогрева и далее – разделение):

• подносим сопло резака к краю металла и держим на расстоянии 5 мм от разрезаемой детали под углом 90°. В том случае, если лист или другое изделие необходимо прорезать не с краю, то разогревать металл следует начинать с той точки, от которой пойдет разрез. Разогреваем верхнюю кромку детали до температуры, °С: Т = 1000…1300 (величина параметра зависит от марки раскраиваемого металла и температуры его возгорания). Визуально это выглядит так, словно поверхность начала несколько «мокнуть». По времени разогрев продлится всего несколько секунд (до 10);
• когда металл воспламенится, открываем вентиль режущего кислорода. На раскраиваемую деталь подается мощная узконаправленная струя режущего кислорода. Вентиль резака следует открывать очень медленно. В этом случае кислород зажжется от разогретого металла самостоятельно, и это позволит избежать обратного удара пламени, сопровождающегося хлопком. Когда раскрой начался, то разогревающий газ (пропан) отключаем.

Важно! Начиная с этого момента и далее очень важно обеспечить непрерывную подачу режущего кислорода. В противном случае пламя может погаснуть, горение металла прекратится и придется всё начинать сначала (поджиг, настройка пламени, разогрев раскраиваемой поверхности и т. д.).

Резка металла

Сколько баллонов кислорода нужно на резку данного объема металла? Данный вопрос является основополагающим, как при вычислении общих затрат в течение трудового процесса, так и при вычислении себестоимости изготовления детали и производства определённых видов работ.

Так как кислород является топливом для резки детали, то норма расхода кислорода на резку металла приобретает ключевое значение, наряду с расходом электроэнергии. Существует несколько способов термического разделения металлов, которые подразделяются в зависимости от способа и вида используемого топлива.

Разновидности термической резки металла.

Рассмотрим три основных способа терморезки. Первый по распространению тип – это кислородно-автогенная резка. Область применения – раскрой листового и сортового углеродистого, низколегированного металлопроката, обрезка лишних выступов и кромок, которые образовались во время литья, подготовка деталей под сварку, разделка металлолома и прочее. Данный способ не применяется для разделения нержавеющих высоколегированных сталей, цветных металлов и чугуна.

Следующий тип – это плазменно-дуговая резка. Область применения – это также раскрой, но в данном случае низко- и высоколегированных сталей, а также алюминия, меди и их сплавов.

И последний тип, который мы рассмотрим в данной статье – это лазерная резка, которая является одним из инновационных методов резки металлов. Этот способ значительно расширяет область применения газовой резки и, благодаря этому, можно эффективно разделять тонколистный прокат, специальный профильный прокат, тонкостенные трубы, как из металлических, так и не из металлических деталей.

При вышеупомянутых типах резки по видам топлива номинируется расход газов, которые используются для разогрева разрезаемой конструкции, для резки, а также для образования плазмы. Повторим, что к таким относятся: кислород, газы-заменители (пропан- бутан, природный газ и др.), ацетилен, а также азот.

Во время работы с плазменно-дуговым прибором важно заранее планировать количество сменных специальных электродов (катодов), с циркониевыми или гафниевыми вставками. Нормы расхода данных электродов меняются в зависимости от интенсивности рабочего процесса и в общем, не превышают 4 стержней за одну смену. Более точное нормирование расхода стержней будет указано в инструкции по эксплуатации данного агрегата.

Расход газов на резку металла: нормы.

Расхода кислорода на резку металла, как и расход других газов, рассчитывается по специальной формуле:

И в этом уравнении Н – это нормативы расхода во время рабочего процесса, кубический метр газа на метр реза. L – величина разреза или вырезаемой детали, метр. Kh – это коэффициент, который учитывает множество особенностей рабочего процесса: расход газа на начальном этапе резке, продувка и регулировка, зажигание плазменной дуги, на прогрев металла, и, как правило, он равняется 1.1 при единичном производстве, или 1.05 — при промышленном производстве.

Норма расхода кислорода на резку металла и прочих газов (Н, кубический метр на один метр разреза) во время разделения в зависимости от мощностей оборудования и режима резки, высчитывается по следующей формуле:

Где Р – это допустимый расход газов, который указан в технических характеристиках используемого оборудования, метр кубический на час, а V – это скорость разделения метр на час.

Основные значения газового расхода по различным диапазонам скорости резки для некоторых типов оборудования, которые можно применять для расчётов крупного масштаба в промышленном производстве, приведены в следующей таблице.

Применение различных газов в качестве топлива для разделительных машин по металлу обусловлено требованиями к применяемому оборудованию и в зависимости от технологического процесса. Зависимость толщины и скорости резки от допустимого расхода газа является прямо пропорциональной и данное значение можно легко и просто определить интерполированием.

В конце важно отметить, что нормирование расхода газов – это одна из важных особенностей, от которых зависит эффективность и скорость рабочего процесса, поэтому не стоит забывать про нормативы расхода, особенно во время разделения металла в огромных масштабах.

Тонкости в работе

На эффективность раскроя металла влияют два основных параметра:

Большое влияние на эти параметры оказывает качество подогревающего газа – пропана. Известно, что для обнаружения его утечек (этому уделяют большое внимание, т. к. пропан взрывоопасен, но не имеет запаха) его смешивают с другим газом – бутаном, который имеет специфический запах и при попадании в атмосферу легко идентифицируется.

У пропана есть ещё одна особенность. При понижении температуры окружающей среды плотность пропана возрастает, а текучесть – соответственно, падает и он медленнее поступает к мундштуку горелки. Поэтому, кроме контроля над концентрацией бутана, необходимо осуществлять контроль температуры ёмкости, в которой он находится.

Кроме того, необходимо следить за давлением кислорода, т. к. это давление, в значительной степени, влияет на толщину и качество резки:

• недостаточно высокое давление:
  • не позволит прорезать всю толщину металла;
  • затруднит удаление окислов;
• слишком высокое давление:
  • приведет к ухудшению качества реза;
  • увеличивается расход газа.

Скорость резания металла технолог выбирает исходя из свойств металла. Проконтролировать её в процессе работы можно по выбросу искр и шлаков:

• если скорость выбрана верно, искры направлены вниз под углом 85…90°;
• при низкой скорости столб искр опережает движение резания;
• при завышенной скорости:
  • наблюдается отставанием потока искр от резака;
  • не происходит сквозного разрезания заготовки.

При раскрое толстого металла следует учесть, что режущая струя имеет форму конуса, который расширяется в нижней части. Это может привести к неприятным последствиям: повышению ширины реза и образованию снизу окалины. Чтобы избежать этого, необходимо увеличить подачу режущего кислорода, но при этом следует учитывать, что может:

• появиться окалина на верхней кромке реза;
• возрасти расход кислорода.

Производить раскрой металла следует не спеша, ведя струю кислорода вдоль заданной линии. Очень важно правильно выбрать угол наклона. Он должен составлять сначала 90°, затем следует иметь небольшое отклонение на 5…6° в сторону, обратную направлению резки.

Иногда возникает необходимость выполнить поверхностную или фигурную резку. Поверхностная резка (далее – ПР) заключается в том, что прорезают металл не насквозь, а лишь создают на его поверхности рельеф (прорезая канавки). В этом случае металл будет нагреваться не только за счет пламени резака, но и за счёт расплавленного шлака – растекаясь, он будет подогревать нижние слои металла.

Начинается ПР, как обычная: нужный участок прогревается до температуры воспламенения. Далее, включаете режущий кислород и создаёте очаг горения металла. Равномерно перемещая резак, обеспечиваете процесс зачистки вдоль заданной линии реза, но резак в этом случае нужно расположить под углом 70…80° к обрабатываемой плоскости. При подаче режущего кислорода следует наклонить резак под углом в 17…45°. Схема обработки показана на рисунке.