Для чего производится предварительный и сопутствующий подогрев при сварке


Предварительный сопутствующий подогрев

Предварительный и сопутствующий подогрев, сопутствующее принудительное охлаждение являются технологическими способами регулирования параметров термического цикла, а, следовательно, структуры, механических характеристик и коррозионной стойкости сварных соединений. Процесс термической обработки связан с изменением структурного и напряженного состояния металла, что способствует стабилизации и восстановлению свойств металла, повышению работоспособности конструктивных элементов. Влияние предварительного наклепа свариваемых кромок литой стали Х15Н15КЗ на величину зерна в зоне сплавления. а - кромки не подвергались наклепу. б - кромки наклепаны. Слева металл шва. Предварительный и сопутствующий подогрев, дающий положительные результаты при сварке сталей перлитного класса, применительно к аустенитным сталям в ряде случаев не дает ( с точки зрения снижения склонности к образованию горячих трещин) заметного эффекта, а скорее сказывается отрицательно вследствие расширения зоны пластического деформирования основного материала или нижележащих валиков металла шва и, как следствие, усиливает действие этого фактора. Предварительный и сопутствующий подогрев и последующий отпуск при автоматической и полуавтоматической сварке в среде углекислого газа должны соответствовать тем же условиям, которые были установлены для ручной дуговой сварки соответствующих марок сталей. Температура предварительного и сопутствующего подогрева. Предварительный и сопутствующий подогрев может осуществляться индукционными подогревателями, муфельными электрическими печами, кольцевыми газовыми горелками или другими средствами, обеспечивающими равномерный нагрев по всему сечению трубного элемента. Предварительный и сопутствующий подогрев кромок, рекомендуемый в ряде случаев при сварке жаропрочных аустенитных сталей и сплавов, при сварке коррозионностойких сталей из-за снижения коррозионной стойкости соединения нежелателен. Подогрев может быть допущен только в случае последующей закалки или стабилизации изделия. Необходим предварительный и сопутствующий подогрев до темдературы 650 - 700 С. Необходим предварительный и сопутствующий подогрев до температуры 650 - 700 С. Необходимость предварительного и сопутствующего подогрева и его режимы при сварке должны регламентироваться НТД на сварку в зависимости от марки материала и толщины свариваемых элементов трубопровода. Температура предварительного и сопутствующего подогрева должна контролироваться с особой тщательностью на протяжении всего периода выполнения сварочных работ. Нарушение термических режимов сварки является одной из главных причин, приводящих к образованию трещин. Температурные режимы при сварке трубопроводов. Для предварительного и сопутствующего подогрева при сварке в монтажных условиях применяют различные нагревательные устройства, индукционные нагреватели, специальные многофакельные горелки, работающие на газах, газовые резаки и керосинорезки. Рекомендуется применять предварительный и сопутствующий подогрев. Прочность получаемых соединений зависит от прочности присадочного материала. Хром, плакированный сплавом ЭИ435, можно сваривать контактной точечной сваркой и аргоно-дуговой сваркой вольфрамовым электродом со струйной защитой с расплавлением плакированного слоя и применением присадочной проволоки из никелевых сплавов. Необходимость применения предварительного и сопутствующего подогрева ( при прихватке и при сварке) и его режимы должны указываться в инструкции по технологии сварки.Для выполнения предварительного и сопутствующего подогрева используются электроустановки с индукционным и радиационным методами нагрева, а также электронагреватели комбинированного действия. Необходимость применения предварительного и сопутствующего подогрева ( при прихватке и при сварке) и его режимы должны указываться в инструкции по технологии сварки. При подварке применяются предварительный и сопутствующий подогрев до 150 - 200 С. Затем отверстие растачивают до заданного диаметра шлифовальным кругом. Наплавленный металл проверяют магнитопорошковой дефектоскопией на отсутствие трещин, несплавлений и шлаковых включений. При сварке рекомендуется предварительный и сопутствующий подогрев до температуры не ниже 300 с последующим отпуском. При подварке применяют предварительный и сопутствующий подогрев до 150 - 200 С. Затем отверстие растачивают до заданного диаметра, а внутреннюю поверхность барабана шлифуют переносным шлифовальным кругом. Наплавленный металл проверяют магнитной дефектоскопией на отсутствие трещин, несплавлений и шлаковых включений. РДС, необходим предварительный и сопутствующий подогрев и последующая термообработка. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при прихватке и сварке соединяемых элементов должны регламентироваться инструкциями по сварке. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при сварке должны регламентироваться производственной инструкцией по сварке в зависимости от марки материала и толщины свариваемых элементов трубопровода. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при прихватке и сварке соединяемых элементов должны регламентироваться инструкциями по сварке. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при сварке должны регламентироваться производственной инструкцией по сварке в зависимости от марки материала и толщины свариваемых элементов трубопровода. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при прихватке и сварке соединяемых элементов должны регламентироваться инструкциями по сварке. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при сварке должны регламентироваться производственной инструкцией по сварке в зависимости от марки материала и толщины свариваемых элементов трубопровода. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при прихватке и сварке соединяемых элементов должны регламентироваться инструкциями по сварке. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при прихватке п сварке соединяемых элементов должны регламентироваться инструкциями по сварке. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при сварке должны регламентироваться производственной инструкцией по сварке в зависимости от марки материала и толщины свариваемых элементов трубопровода.Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при прихватке и сварке соединяемых элементов должны регламентироваться инструкциями по сварке. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при сварке должны регламентироваться производственной инструкцией по сварке в зависимости от марки материала и толщины свариваемых элементов трубопровода. Необходимость и режимы предварительного и сопутствующего подогрева при прихватке и сварке соединяемых элементов должны регламентироваться инструкциями по сварке. Схема контактной сварки стыков труб оплавлением.| График сварки и термообработки сварного шва и околошовной зоны трубопровода 219X32 мм из стали ЭИ-756. Большое значение придается предварительному и сопутствующему подогреву при сварке легированной стали, контролю производства сварочных работ и качества сварных швов. Температурный режим сварки и термической обработки стыка паропровода диаметром 0219X32 мм из стали 1Х12В2МФ. Сварка выполняется с предварительным и сопутствующим подогревом до 350 - 400 С по всей окружности трубы на расстоянии 50 - 100 мм от кромок с каждой стороны стыка. После сварки следует медленное охлаждение стыка со скоростью не более 150 С / ч до 200 - 150 С, выдержка при этой температуре не менее 1 ч и высокий отпуск. Наплавка производится с предварительным и сопутствующим подогревом до 150 - 200 С с кольцевыми валиками с перекрытием каждого предыдущего валика на / з ширины. Работа выполняется до получения диаметра наплавленного отверстия на 3 - 5 мм меньше номинального. Наплавка производится с предварительным и сопутствующим подогревом до 350 - 450 С. Зона нагрева должна охватывать весь участок выборки и прилегающую зону шириной 100 - 200 мм. В качестве присадочного материала применяются легированные электроды марки ЦЛ-20М диаметром 4 мм. Наплавка выполняется на постоянном токе обратной полярности величиной 120 - 140 а. Выборка заполняется многослойным способом, ири этом желательно, чтобы валики накладываемых слоев располагались поперек продольной оси детали. Ширина зоны нагрева включает размер наплавленного места и прилегающие с обеих сторон участки по 50 - 100 мм. Целесообразно обеспечить при отпуске кольцевой нагрев детали, что наиболее активно снижает остаточные напряжения в районе отремонтированного места. Сварку ведут с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 250 - 350 С; выполненные сварные соединения подвергают термообработке. Сварку ведут с предварительным и сопутствующим подогревом и с последующей термической обработкой. Сварка производится с предварительным и сопутствующим подогревом изделия до 300 - 350 С. Свариваемые кромки должны быть тщательно зачищены. Сварку следует вести возможно более короткой дугой. Схема узла приварки катодного вывода непосредственно к трубе. В этом случае применяют предварительный, сопутствующий подогрев, а иногда и последующий отпуск для улучшения структуры металла шва и ЗТВ и снятия внутренних напряжений. В этом случае необходим предварительный и сопутствующий подогрев до 300 - 350 С.При сварке этих сталей предварительный и сопутствующий подогрев, проковка швов, промежуточная и последующая термическая обработка назначаются в зависимости от толщины свариваемых элементов, жесткости конструкции и требований, предъявляемых к сварным соединениям. Образование трещин исключается применением предварительного и сопутствующего подогрева. Обычно при ручной дуговой сварке высокохромистых сталей мартенситного и мартенситно-ферритного класса температуру подогрева принимают 200 - 450 С; при этом чем более склонна сталь к закалке и чем жестче конструкция, тем температура подогрева должна быть выше.

Сварку рекомендуется производить с предварительным и сопутствующим подогревом до 200 С короткой дугой - сварные соединения подвергаются высокому отпуску при 700 С.

www.ai08.org

Предварительный, сопутствующий и последующий подогрев в сварочном производстве

Подробности Подробности Опубликовано 30.10.2015 08:40 Просмотров: 3362

В современном производстве широко распространено использование сталей со специальными свойствами. Применение данных материалов позволяет получить изделия с высокими прочностными свойствами, коррозионной и химической стойкостью, способных работать в условиях критических температур и дающих дополнительные возможности по снижению веса и общей стоимости конечных изделий.

Тем не менее использование специальных материалов требует применения особых технологий во время выполнения процессов вырезки заготовок и проведения сварочных операций.

Технология подогрева

Эффективным методом предотвращения образования возможных дефектов, таких как появление горячих и холодных трещин, изменение свойств материала в зоне термического влияния является применение предварительного, сопутствующего и последующего подогрева при выполнении сварочных операций и других технологических операций. При резке данных материалов обычно применяется предварительный подогрев, при сварке применяется предварительный, а также сопутствующий и последующий подогрев.

Подогрев может также применяться при обработке других материалов (например, алюминия), особенно при большой толщине материала. При резке сталей применение подогрева позволяет разрезать металл большой толщины с лучшим качеством и более высокой скоростью.

Температура и зона необходимого прогрева зависит от типа материала, его толщины и последующего процесса обработки. При этом важно выдерживать технологически заданную температуру непосредственно в процессе сварки и резки материала. Подогрев должен быть обеспечен равномерно по всей толщине материала на всю зону термического влияния.

В зависимости от возможностей производства, применяемых материалов, размеров изделий и последующего процесса обработки применяются различные варианты нагрева, такие как:

- нагрев в печи с последующим перемещением заготовок на сварочно-сборочные стенды;

- нагрев заготовки газовым пламенем с последующим выполнением сварочных и резательных операций;

- локальный нагрев газовыми горелками, технологически совмещенный с процессом сварки/резки,

- нагрев электрическими матами;

- индуктивный нагрев заготовки.

В конечном счете эффективность применения подогрева зависит от точности, равномерности и управляемости процессом распределения температуры по всей толщине материала в требуемой зоне термического влияния, а также скорости выполнения нагрева.

Подогрев газовым пламенем

Локальный нагрев газовыми горелками, технологически совмещенный с процессом сварки/резки, является наиболее универсальным методом, требует минимальных вложений в оборудование. Данный процесс также является экономически выгодным за счет минимального остывания заготовки перед процессом обработки и прогрева только технологически необходимых зон термического влияния без дополнительных затрат на нагрев всей конструкции.

Выделяемая горелками энергия и ее концентрация в пламени должны соответствовать задаче подогрева. Количество данной энергии определяется применяемыми газами, размером и конструкцией сопел.

Для горелок локального нагрева могут применяться различные газы: горючие - ацетилен, пропан или природный газ; окисляющие - воздух из окружающей среды без наддува, сжатый воздух или кислород.

Горючие газы имеют очень большое влияние на скорость подогрева, возможность автоматизации процесса и конечное качество обработки. Медленногорючие газы (такие как пропан и природный газ) отличаются длинным факелом пламени с широким рассеиванием тепла.

Применение в качестве окислителя воздуха их окружающей среды без наддува приводит к низко контролируемому процессу нагрева и в конечном счете – к неэффективному использованию сжигаемых газов и дополнительным расходам.

При этом важен как правильный выбор горючего газа и окислителя, так и правильное расположение горелок относительно нагреваемого материала для обеспечения передачи всей энергии пламени в обрабатываемый материал.

Слишком большой поток газа при малом расстоянии горелки от подогреваемой поверхности приводит к тому, что пламя будет нагревать не только деталь, но также и саму систему горелок. То же происходит при применении горючего газа с низкой скоростью горения (пропан или природный газ) за счет того, что факел пламени отражается от нагреваемой поверхности и догорает в области горелок. В конечном счете тратится избыточное количество энергии и происходит перегрев горелок и более быстрый выход их из строя. Пламя на основе комбинации ацетилена и сжатого воздуха дает максимальную энергию за счет высокой температуры горения ацетилена и может быть хорошо скорректированным и контролируемым. Горелки на данной смеси газов за счет высокой скорости горения ацетилена и, как следствие, высокой концентрации энергии пламени являются наиболее эффективными по производительности, долговечности и экономичности.

В то же время низкая концентрация выделяемой влаги в пламени при сгорании ацетилена (< 4%), по сравнению с пропаном (31%) и природным газом (40%), является важным дополнительным преимуществом применения ацетилена для систем подогрева, совмещенных со сварочным процессом. Наилучшим образом подобранная и настроенная система позволяет получить быстрый и экономически выгодный метод подогрева и дает возможность для совмещения процесса подогрева с процессом сварки/резки.

Комплексное решение компании Линде Газ LINDOFLAMM® системы предварительного, сопутствующего и последующего подогрева на базе высокопроизводительных горелок с ацетилен/воздушным пламенем включают системы хранения и подачи технологических газов и системы контроля с различной степенью автоматизации процесса, а также комплексное обеспечение техническими газами.

Степень автоматизации систем подогрева определяется заказчиком и может включать от ручных систем управления регулирования пламени до автоматических систем управления процессом с обратной связью оперативного контроля температуры, включая регистрацию температуры заготовки в процессе обработки и интеграцию системы управления подогревом в автоматический процесс управления производством.

Примеры систем предварительного подогрева

1. Предварительный подогрев балки, совмещенный с процессом сварки под флюсом

Размер конструкции 1200x800мм, длина 22000мм, толщина 65мм.

Температура предварительного подогрева 120-150 ° C.

Скорость сварки 400-500 мм/мин.

Система LINDOFLAMM® с линейными горелками ацетилен/ сжатый воздух, совмещенная со сваркой под флюсом.

Результат: применение горелок LINDOFLAMM® позволило совместить процесс предварительного подогрева с процессом сварки.

2. Предварительный подогрев зоны сварки карданного вала

Диаметр вала 219 мм, толщина стенки вала 15 мм. Минимальная длина вала 1 105 мм, масса (вес) вала 300 кг. Комбинация материалов (С 45 до S 355 или 42CrMo4). Температура предварительного подогрева 250 до 350 ° C. Сварка в среде защитных газов.

Ранее применяемая система подогрева пропан/сжатый воздух была заменена системой LINDOFLAMM® с 10-сопельными горелками ацетилен/сжатый воздух.

Результат: применение горелок LINDOFLAMM® позволило сократить время подогрева с 30 до 10 минут и повысило экономическую эффективность процесса. Кроме того, применение высококонцентрированного пламени локального нагрева снизило избыточный нагрев вала вне ЗТВ и повысило его прочностные свойства.

3. Подогрев при сварке химического резервуара

Диаметр резервуара d = 2900мм. Толщина стенки — 43мм Температура подогрева предварительного подогрева 150° C.

В дополнение к точному соблюдению температуры подогрева важное значение для обеспечения качественного сварного соединения необходимо предотвращение наличия влаги в зоне сварочной ванны.

Ранее применяемая технология подогрева на базе пропан/воздушных горелок без наддува в связи с их низкой интенсивностью была заменена системой LINDOFLAMM® с горелками ацетилен/сжатый воздух.

Результат: применение системы подогрева LINDOFLAMM® с горелками ацетилен/сжатый воздух позволило снизить общие затраты на подогрев на 32,4% и полностью избежать возникновения сварочных дефектов за счет значительного снижения выделения влаги из пламени в зоне подогрева.

electrowelder.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Предварительный и сопутствующий подогрев, сопутствующее принудительное охлаждение являются технологическими способами регулирования параметров термического цикла, а, следовательно, структуры, механических характеристик и коррозионной стойкости сварных соединений. Процесс термической обработки связан с изменением структурного и напряженного состояния металла, что способствует стабилизации и восстановлению свойств металла, повышению работоспособности конструктивных элементов.  [1]

Предварительный и сопутствующий подогрев, дающий положительные результаты при сварке сталей перлитного класса, применительно к аустенитным сталям в ряде случаев не дает ( с точки зрения снижения склонности к образованию горячих трещин) заметного эффекта, а скорее сказывается отрицательно вследствие расширения зоны пластического деформирования основного материала или нижележащих валиков металла шва и, как следствие, усиливает действие этого фактора.  [3]

Предварительный и сопутствующий подогрев и последующий отпуск при автоматической и полуавтоматической сварке в среде углекислого газа должны соответствовать тем же условиям, которые были установлены для ручной дуговой сварки соответствующих марок сталей.  [4]

Температура предварительного и сопутствующего подогрева.  [5]

Предварительный и сопутствующий подогрев может осуществляться индукционными подогревателями, муфельными электрическими печами, кольцевыми газовыми горелками или другими средствами, обеспечивающими равномерный нагрев по всему сечению трубного элемента.  [6]

Предварительный и сопутствующий подогрев кромок, рекомендуемый в ряде случаев при сварке жаропрочных аустенитных сталей и сплавов, при сварке коррозионностойких сталей из-за снижения коррозионной стойкости соединения нежелателен. Подогрев может быть допущен только в случае последующей закалки или стабилизации изделия.  [7]

Необходим предварительный и сопутствующий подогрев до темдературы 650 - 700 С.  [8]

Необходим предварительный и сопутствующий подогрев до температуры 650 - 700 С.  [9]

Необходимость предварительного и сопутствующего подогрева и его режимы при сварке должны регламентироваться НТД на сварку в зависимости от марки материала и толщины свариваемых элементов трубопровода.  [10]

Температура предварительного и сопутствующего подогрева должна контролироваться с особой тщательностью на протяжении всего периода выполнения сварочных работ. Нарушение термических режимов сварки является одной из главных причин, приводящих к образованию трещин.  [11]

Температурные режимы при сварке трубопроводов.  [12]

Для предварительного и сопутствующего подогрева при сварке в монтажных условиях применяют различные нагревательные устройства, индукционные нагреватели, специальные многофакельные горелки, работающие на газах, газовые резаки и керосинорезки.  [13]

Рекомендуется применять предварительный и сопутствующий подогрев. Прочность получаемых соединений зависит от прочности присадочного материала. Хром, плакированный сплавом ЭИ435, можно сваривать контактной точечной сваркой и аргоно-дуговой сваркой вольфрамовым электродом со струйной защитой с расплавлением плакированного слоя и применением присадочной проволоки из никелевых сплавов.  [14]

Необходимость применения предварительного и сопутствующего подогрева ( при прихватке и при сварке) и его режимы должны указываться в инструкции по технологии сварки.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Подогрев газовыми горелками при сварке металлических конструкций

При изготовлении сварных конструкций наряду с конструкционными низкоуглеродистыми и низколегированными сталями широко применяются углеродистые и легированные стали, серый чугун, цветные металлы. Сварка этих материалов вызывает значительные трудности, преодолеть которые чаще всего удается предварительным, сопутствующим или последующим подогревом сварных швов и околошовной зоны. Во многих случаях с целью устранения сварочных деформаций появляется необходимость подогрева локальных зон конструкции, а иногда и полностью всей конструкции.

Сталь с содержанием углерода свыше 0,3% может при сварке давать трещины в районе температур, близких к линии солидуса (горячие трещины), а также трещины при охлаждении после сварки (холодные трещины). Внутренние напряжения, возникающие в процессе остывания сварного шва и околошовной зоны при сварке ряда легированных сталей, вызывают объемно-напряженное состояние, что приводит не только к образованию трещин, но зачастую и к полному разрушению сварного соединения. Трещины могут возникать как в сварном шве, так и в околошовной зоне. На образование трещин при сварке углеродистой и легированной стали существенное влияние также оказывает термический цикл при сварке. Повышенная скорость охлаждения сварного шва и околошовной зоны приводит к образованию мартенсита в структуре металла, т.е. зон закалки. Длительная выдержка стали при высоких температурах (выше критической точки Ас3 на диаграмме железо-углерод) вызывает рост зерен аустенита, что увеличивает хрупкость стали. При малых скоростях охлаждения и равномерном нагреве аустенит распадается на более стабильные структуры, обеспечивая, тем самым высокую пластичность и исключая появление трещин от собственных напряжений при структурных изменениях стали. Подогрев зоны сварного соединения перед сваркой или в процессе сварки уменьшает градиент температурного поля и снижает скорость охлаждения, чем в значительной степени способствует уменьшению внутренних напряжений и вероятности образования горячих и холодных трещин. Из всех сортов чугуна наилучшим образом поддается сварке серый чугун (содержание углерода 3,0%…3,6%). Однако при охлаждении чугунной детали возникают значительные напряжения вследствие неравномерной усадки, вызывающие трещины, как в шве, так и в основном металле. Кроме того, ускоренное охлаждение жидкого металла в месте сварки ведет к образованию участков твердого отбеленного чугуна. Поэтому сварку чугуна обычно производят с предварительным подогревом, общим или местным. Среди цветных металлов, используемых в производстве металлоконструкций, с позиции термического цикла наибольшие сложности вызывает сварка меди. Ввиду высокой теплопроводности последней большая часть вводимого при сварке тепла отводится от зоны тепловложения, что приводит к необходимости подвода к месту сварки значительно большего количества тепла, чем при сварке других металлов. Поэтому сварку меди обычно ведут с предварительным подогревом.

Газовая сварка меди должна производиться по возможности без перерыва и как можно быстрее (с большей скоростью). Это существенно снижает количество образующейся закиси меди Cu2O, которая интенсивно образуется при температуре, близкой к температуре плавления и является неизменным спутником газовой сварки меди. С этой точки зрения также весьма желателен предварительный или сопутствующий подогрев, так как он ускоряет процесс сварки.

Производить подогрев перед сваркой всей конструкции не всегда целесообразно, а зачастую и невозможно из-за технических сложностей. В абсолютном большинстве случаев более рациональным является местный подогрев. Это относится в первую очередь к предварительному и сопутствующему подогреву, а при сварке крупногабаритных конструкций – и к термообработке или устранению сварочных деформаций после сварки. На практике местный подогрев производится различными источниками тепла вплоть до нагрева газокислородными резаками, сварочной дугой и т.п. Современное развитие производства газопламенного оборудования позволяет все более широкое применение для этой цели специальных газокислородных горелок типа ГЗУ, работающие на пропан-бутановой смеси или природном газе. Большая тепловая мощность таких горелок позволяет производить эффективный нагрев локальной зоны сварной конструкции, а в ряде случаев (при небольших размерах) и всей конструкции в целом. В последнее время для этих целей широко применяется горелка ГЗУ «ДОНМЕТ» 262, выпускаемая Краматорским заводом автогенного оборудования «ДОНМЕТ» (см. фото 1). Горелка инжекторного типа и представляет собой ствол с регулировочными вентилями для кислорода (синий) и горючего газа (красный), на котором зафиксирован наконечник из нержавеющей стали с медным пламяобразующим мундштуком. Смесительная камера с инжектором расположена на стыке ствола и наконечника. Основное назначение горелки следующее: 1. подогрев перед сваркой заготовок из меди, чугуна, углеродистых и легированных сталей; 2. устранение сварочных деформаций путем локального нагрева конструкций из легированных и конструкционных сталей (правка после сварки); 3. подогрев в процессе или после сварки сварного шва и околошовной зоны для снятия остаточных напряжений. Тепловая мощность горелки при работе на природном газе (метан) в зависимости от режима работы и, как следствие, расхода газа, находится в пределах 46…68 кВт. При использовании в качестве горючего газа пропан-бутана ввиду ого значительно большей теплотворной способности тепловая мощность увеличивается до 120…174 кВт. Это позволило цеху металлических конструкций Новокраматорского машиностроительного завода во многих случаях произвести замену печного нагрева металлоконструкций для термообработки и правки на нагрев газокислородными горелками. По данным НКМЗ использование горелки ГЗУ 262 в цехе металлоконструкций (начальник цеха Зеленский С.Л.) в процентном соотношении выглядит следующим образом: - правка металлоконструкций после сварки - 90%; - нагрев перед сваркой ~ 6%; - сопутствующий подогрев ~ 4%, в том числе при сварке конструкций из меди - 2% Другим представителем этого класса горелок является ГЗУ «ДОНМЕТ» 249, которая, кроме вышеперечисленного, может быть использована для наплавки черных и цветных металлов, а также для пайки высокотемпературными припоями (Фото 2). Эта возможность обеспечивается созданием более концентрированного факела пламени с помощью специальных сменных наконечников. Отличительной особенностью горелок этой серии является их многофакельность. Смешение горючего газа с кислородом происходит в смесительной камере инжекторного типа. Подготовленная горючая смесь поступает в многоканальный наконечник (см. фото 3), откуда истекает отдельными струйками, расположенными концентрично вокруг оси наконечника. Сгорание горючей смеси происходит на выходе из каналов мундштука, образуя, тем самым, кольцо из факелов небольшого размера, которые, затем, сливаются в единый факел (Фото 4). Достаточно высокая температура факела (при горении пропан-бутана – 2200…2400°С, метана – 2100…2200°С) позволяет производить нагрев стали до температур фазовых превращений. Скорость нагрева зависит от тепловой мощности, т.е. от применяемого горючего газа и его расхода. Нагрев металла пламенем обусловлен вынужденным конвективным и лучистым теплообменом между потоком горячих газов и соприкасающимся с ним участком поверхности метала. Доля лучистого теплообмена в общем теплообмене по данным Н.Н.Рыкалина составляет 5…10% (Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз, 1951), поэтому пламя газовой горелки можно в первом приближении рассматривать как конвективный теплообменный источник для которого главными параметрами, определяющими скорость нагрева, являются разность температур пламени и нагреваемой поверхности металла, а также скорость перемещения потока продуктов горения относительно поверхности металла. Чем выше скорость движения газов, тем интенсивнее конвективный теплообмен. Из теории горения известно, что для устойчивого горения без проскоков пламени и отрыва от торца горелки требуется выполнение условия неподвижности фронта пламени. Теоретически это условие выполняется, если скорость истечения горючей смеси равно скорости перемещения фронта пламени (практически фронт пламени представляет собой конус, в разных сечениях которого скорость горения отличается друг от друга). Известно также, что нормальная скорость распространения пламени метано-кислородной смеси составляет примерно 3,3 м/с, а смеси пропан-бутана с кислородом – 3,5…3,6 м/с (Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Е., Вигдорчик Д.Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа. – Л.: Недра, 1990. – 762 с.: ил.). В процессе горения происходит изобарическое расширение продуктов реакции, в результате чего скорость их перемещения возрастает в десятки раз по отношению к скорости истечения горючей смеси. Достигаемая при этом скорость перемещения потока газов обеспечивает достаточно эффективный конвективный теплообмен.

Поскольку конечным продуктом реакции всех углеводородов с кислородом является двуокись углерода и водяной пар (в факеле пламени также могут присутствовать в небольших количествах не догоревшие СО, Н, О2 и другие газы, не участвующие в реакции горения, например N2), какого-либо существенного влияния на химический состав поверхностных слоев металла со стороны газового пламени не наблюдается, следовательно, с металлургических позиций ограничений по применению газовых горелок для подогрева также не существует.

Фото 1. Горелка газовая ГЗУ «ДОНМЕТ» 262

Фото 2. Горелка газовая ГЗУ «ДОНМЕТ» 249

Фото 3. Наконечник горелки ГЗУ «ДОНМЕТ» 262

Фото 4. Факел горелки ГЗУ «ДОНМЕТ» 262 Авторы: Сергиенко Владимир Александрович

Гуменшаймер Иван Иванович

www.vdsvarka.ru


Смотрите также