气体火焰切割工艺85页PPT
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气体焊接及火焰切割1. 引言在气体焊接及火焰切割技术中,燃气与氧气或空气在吹管内混合,所生成的火焰之温度足以使有关的表面熔合,或于切割时足以使有关金属产生熔化的氧化物。
供气系统故障或使用过程产生的灼热熔渣,皆可引致火警及爆炸等危险情况,此外,过程产生的有毒烟雾及辐射亦可危害健康。
这本指南旨在列举有关以氧气-乙炔(简称氧炔,俗称风煤)火焰进行气体焊接及火焰切割的安全工作方法,亦适用于使用其它燃气如丙烷(一般称为石油气或「LPG」)及氢气等火焰的焊接或切割工作,为工业经营的东主、经理、安全人员和主管等提供一般性的指引,保障工人以免在气体焊接及火焰切割工作时遇上危险,及减低由火警和爆炸引致的伤亡和损失。
2. 火警及爆炸危险气体焊接及火焰切割引致的火警及爆炸危险,主要是由于供气系统故障、或是由于所用火焰或灼热熔渣的高温所引致,此等危险包括:♦易燃气体或氧气泄漏引致火警和爆炸。
这些气体可从供气系统的接合处、气喉的接驳位或配件等位置的缝隙漏出;♦因下列事件引致供气系统内着火和爆炸:•点火前气喉内的空气未能完全排放、或燃气回流入氧气喉或氧气回流至燃气喉,以致吹管回火;•吹管回火、或乙炔气瓶过热,以致乙炔在缺氧或缺空气的情况下分解或被引爆;•高压氧气(在无燃气的情况下)促进某些物料燃烧,如油脂、润滑油、有机物、铝金属及其合金、以及用于阀门垫和密封圈的弹胶物等物料;♦供气系统压力过高引致爆炸;♦吹管的火焰、灼热的工件表面、或过程产生的熔渣燃着工地附近的易燃或可燃物料而引致火警。
3. 对健康的危害气体焊接及火焰切割对健康的危害,主要是由过程产生的辐射和有毒烟雾或气体等所致,此等危害包括:♦眼部损伤•由熔化的金属散发的红外线辐射引起热内障,导致视觉模糊不清;•由过程散发的紫外线辐射引起弧眼,导致眼痛并流泪水;•其它损伤,如由外物(熔渣及切割的火花等)引致角膜溃疡及结膜炎等;♦过度暴露于辐射致皮肤受到刺激及发红;♦吸入以下在过程中产生的烟雾或气体•新生金属氧化物的烟雾,引致金属热病;•有毒的金属烟雾如铅、镉、铍等;•有毒气体如氧化氮和氟化物等,引致支气管及肺部受刺激;♦被吹管的火焰、灼热的熔渣或工件表面灼伤;♦因体力处理气瓶或大型工件引致身体损伤。
气体火焰切割工艺及参数影响气割过程的主要参数影响气体火焰切割过程(包括切割速度和质量)的主要工艺因素有:①切割氧的纯度;②切割氧的流量、压力及氧流形状;③切割氧流的流速、动量和攻角;④预热火焰的功率;⑤被切割金属的成分、性能、表面状态及初始温度;⑥其他工艺因素。
其中切割氧流起着主导作用。
切割氧流既要使金属燃烧,又要把燃烧生成的氧化物从切口中吹掉。
因此,切割氧的纯度、流量、流速和氧流形状对气割质量和切割速度有重要的影响。
⑴切割氧的纯度氧气的纯度是影响气割过程和质量的重要因素。
氧气纯度差,不但切割速度大为降低、切割面粗糙、切口下缘沾渣,而且氧气消耗量的增加。
氧气纯度从99.5%降到98%,即下降 1.5%,切割速度下降25%,而耗氧量增加50%。
一般认为,氧气纯度低于95%,就不能气割,要获得无粘渣的气割切口,氧气纯度需达到99.6%。
⑵切割氧流量切割厚度12mm钢板时氧气流量对切割速度的影响如图1所示。
由图可见,随着氧流量的增加,切割速度逐渐增大,切割速度提高,但超过某个界限值反而降低。
因此,对某一钢板厚度存在一个最佳氧流量值,此时不但切割质量最高,而且切割质量最好。
⑶切割氧压力随着切割氧压力的提高,氧流量相应增加,因此能够切割板厚度随之增大。
但压力增加到一定值,可切割的厚度也达到最大值,再增大压力,可切割的厚度反而减小。
切割氧压力对切割速度的影响大致相同。
如图2所示。
由图2可见,用普通割嘴气割时,在压力较低的情况下,随着压力增加,切割速度也提高,但当压力超过0.3MP以后,切割速度反而下降;再继续加大压力,不但切割速度降低,而且切口加宽,切口断面粗糙。
用扩散形割嘴气割时,如果切割氧压力符合割嘴的设计压力,则压力增大时,由于切割氧流的流速和动量增大,所以切割速度比用普通割嘴时也有所增加。
气割工艺参数气割的工艺参数包括预热火焰功率、氧气压力、切割速度、割嘴到工件的距离以及切割倾角等。
⑴预热火焰的选择预热火焰是影响气割质量的重要工艺参数。