(一)气焊与气割作业。气焊是利用可燃气体(主要是乙炔气)在纯氧中燃烧,使焊丝和母材接头处熔化,从而形成焊缝的一种焊接方法。气割是利用可燃气体(乙炔气或液化石油气)在纯氧中燃烧,使金属在高温下达到燃点,然后借助氧气流剧烈燃烧,并在气流作用下吹出熔渣,从而将金属分离开的一种加工方法。
(二)气焊与气割用气体。气焊与气割用气体,主要是乙炔、液化石油气和氧气三种。
1.乙炔。属于碳氢化合物,化学分子式为C2H2,在常温下是无色气体。工业用乙炔因含杂质硫化氢(H2S)、磷化氢(PH3)、氨(NH3)等,故具有特殊的臭味。
乙炔是可燃气体,它与空气混合燃烧时所产生的火焰温度可达2350,乙炔与氧气混合燃烧温度可达3000~3300,因此,足以迅速溶化金属进行焊接或切割。乙炔又是一种具有爆炸性危险的气体。乙炔分子不稳定,很易分解,随着乙炔的分解即放出它在生成时所吸收的全部热量。
2.液化石油气。是石油炼制工业的副产品。其主要成分是丙烷(C3H8),大约占50~80%;其余是丙烯(C3H6 )、丁烷(C4H10和丁烯(C4H8)等。液化石油气在常温下是以空气态存在,即变成液体。因此,便于装入瓶中储存和运输。液化石油气焊接中有应用正逐步推广,在气割中已有成熟的技术,气割质量好,也较为经济。
3.氧气。在标准状态下,它是无色无味无毒气体,分子式为O2,密度为1.43千克/立方米,比空气稍重(空气密度是1.29千克/立方米);在-183时,氧变成淡蓝色的液体;在-219时,就凝成淡蓝色雪状的固体。氧气本身不能燃烧,是一种活泼的助燃气体,是强氧化剂,与可燃气体混合燃烧可以得到高温火焰。有机物与氧的反应,会放出大量的热。增加氧的压力和温度,会使反应显著加快。当压缩的气态氧与矿物油、油中细微分散的可燃物质接触时能够发生自燃,常成为燃烧或爆炸的原因,而且火势很猛,蔓延很快,甚至使用消防器材也无济于事。突然压缩氧气所放出的热量、摩擦热和金属固体微粒,随氧气在管道里高速流动时与管壁的碰撞热及静电火花等,都可能成为燃烧的爆炸的最初因素,因此在使用氧气时,尤其是在压缩状态下,必须经常注意不要使它们和易燃物质相接触。
(三)气焊与气割设备。两种设备是相同的,包括氧气瓶、乙炔发生器或其他可燃气体供气源、回火防止器和减压器等。他们使用不同的工具,分别为焊炬和割炬。
1.氧气瓶。是一种储存和运输氧气用的高压容器,外表面涂天蓝色漆,并标有明显的黑字“氧气”。氧气瓶内氧气压力为15兆帕(150公斤力/平方厘米)。
2.乙炔发生器。是利用电石和水相互作用制取乙炔的设备。乙炔发生器分为低压式和中压式两类。低压式乙炔发生器制取乙炔压力为45千帕(0.45公斤力/平方厘米);中压式乙炔发生器制取乙炔压力在45~150千帕(0.45~1.5公斤力/平方厘米)之间。现在多数使用排水式中压乙炔发生器。低压式浮桶乙炔发生器由于安全性能差已逐渐淘汰。
3.溶解乙炔气瓶。利用乙炔大量溶解在丙酮溶液中的特点,利用溶解乙炔气瓶来储存和运输乙炔气。与用乙炔发生器直接制取乙炔相比,采用溶解乙炔具有下列许多优点:
(1)由于溶解乙炔气是由专业化工厂生产的,可节省电石30%左右。
(2)溶解乙炔气的纯度高,有害杂质和水分含量很少,焊接质量高。
(3)乙炔瓶比乙炔发生器具有较高的安全性,因此允许在热车间和锅炉房使用。而在这些场所是不允许使用乙炔发生器的,其原因是避免从发生器中漏出气态乙炔,造成爆炸着火。
(4)乙炔瓶可以在低温度情况下工作,不存在水封回火防止器及胶管中水分结冰而停止供气的现象,对北方寒冷地区更具有优越性。
(5)焊接设备轻便,操作简单,工作地点也较清洁卫生。因为没有电石、给水、排水和储存电石渣的装置,也省去经常性的加料、排渣和看管发生器等操作事项。
(6)溶解乙炔气的压力高,能保持焊炬和割炬的工作稳定。
4.回火防止器。是在气焊、气割过程中一旦发生回火时,能自动切断气源,有效地堵截回火气流方向回烧,防止乙炔发生器(溶解乙炔气瓶)爆炸的安全装置。
5.减压器。减压器是把储存在气瓶内的高压气体减到所需要的工作压力,并保持稳定供气的装置。减压器有氧气用、乙炔气用等种类,不能相互混用。
(四)气焊与气割的安全分析。气焊与气割所应用的乙炔、液化石油气、氢气和氧气等都是易燃易爆气体;氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶和乙炔发生器都属于压力容器。在焊接燃料容器和管道时,还会遇到其他许多易燃易爆气体和压力容器接触,同时又使用明火,如果焊接设备的安全装置有缺陷,或者违反安全操作规程,都可能造成爆炸和火灾。
在气焊与气割火焰的作用下,尤其是气割时氧气射流的喷射,使火星、熔滴和溶渣四处飞溅,容易造成人员灼烫;较大的火星,熔滴和熔渣能飞到距操作点5米以外的地方,若引燃易燃易爆物品,可造成火灾和爆炸。高处作业时,还存在高处坠落以及落下的火星引燃地面的可燃物品。
由于气焊的高温火焰会使被焊金属蒸发成金属烟尘;在焊接锅、铝、铜等有色金属及其他合金时,除了产生些有毒金属蒸气,焊粉还散发出氯盐和氟盐的燃烧产物;在黄铜的焊接过程中,会大量锌蒸气;在焊割操作中,尤其是在密闭容器、管道内的气焊操作,会遇到其它生产性毒物和有害气体;这些都可能造成焊工中毒。
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1.在氧气瓶嘴上安装减压器之前,应进行短时间吹除,以防瓶嘴堵塞。严禁减压器的气瓶。
2.乙炔发生器内、氧气瓶嘴部和开氧气瓶的扳手上均不得沾有油脂。
3.乙炔发生器(乙炔气瓶)和氧气瓶均应距明火10米以上;乙炔发生器与氧气瓶之间的距离也应在7米以上。
4.乙炔发生器与焊炬之间均应有可靠的回火防止器。
5.乙炔发生器和氧气瓶均应放置在空气流通的地方,不得在烈日下曝晒,不得靠近火源与其它热源。乙炔发生器不可放在室内,不得安置在空气压缩机、鼓风机和通风机的吸风口附近,也不得安置在高压线和起重机滑线下。
6.开启电石桶时,不得猛力敲打,以防止发生火花而引起爆炸。乙炔发生器启动后,应先排除器内空气,然后才能使用乙炔气。高处焊接时,应特别注意不使火花掉进发生器内。
7.使用焊割炬前,必须检查喷射情况是否正确。先开启焊割炬的阀,氧气喷出后,再开启乙炔阀,检验乙炔阀,检验乙炔接口是否有吸力,如有吸力,方可接乙炔胶管。
8.在通风不良的地点或在容器内作业时,焊割炬应先在外面点好火。
9.点火时应开乙炔少许,点燃后迅速调节氧气和乙炔气,按工作需要选取火焰。停火时应先关闭乙炔气,然后再关闭氧气,防止引起回火和产生烟灰。
10.在易燃易爆生产区域内动火,应按规定办理动火审批手续
11.气焊与电焊在同一点作业时,氧气瓶应垫有绝缘物,以防止气瓶带电。
12.工作结束后,应将乙炔发生器内的电石篮取出,并将容器冲洗干净。
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