Общие сведения об углекислом газе. Для сварки порошковой проволокой с дополнительной защитой применяют сжиженный углекислый газ (ГОСТ 8050—76). Жидкая углекислота бесцветна, ее удельный вес зависит от температуры. При температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст. он равен 1,98 г/л. Плотность газа по отношению к воздуху — 1,524. При испарении 1 кг жидкой углекислоты при нормальных условиях образуется 506,8 л газа.
Сжиженный углекислый газ может храниться только под давлением Рп,6 =4,28 кгс/см2. С за — пода-поставщика его отправляют в баллонах или других сосудах, отвечающих требованиям Госгортехнадзора. В стандартный баллон емкостью 40 л за-
ливается 25 кг жидкой углекислоты, которая занимает 67,5% объема баллона и образует 12,7 м3 газа.
Для сварки порошковой проволокой следует использовать сварочный углекислый газ I и II сорта по ГОСТ 8050—76. Допускается использование пищевой углекислоты. Применять техническую углекислоту не рекомендуется.
В сварочной и пищевой углекислоте не допускается наличие: минеральных масел, глицерина, сероводорода, соляной, сернистой и азотной кислот, органических соединений (спиртов, эфиров, альдегидов, органических кислот), аммиака и моноэтанол — амина.
Отрицательно влияет на процесс сварки и свойства швов присутствие в углекислом газе воздуха и воды. Из-за наличия в пищевой углекислоте воздуха и повышенного количества влаги отбор газа начинают только после ее отстаивания в баллоне не менее 15 мин и выпуска первых порций газа в атмосферу в течение 20—30 с. До отбора газа воду из баллона выпускают после отстаивания его в течение 15—20 мин в положении вентилем вниз.
Способы обеспечения углекислым газом. На предприятиях, изготавливающих строительные сварные конструкции, преимущественно применяют порошковые проволоки с защитой в углекислом газе. Эти предприятия расходуют значительные количества углекислого газа, и, следовательно, выбор способа обеспечения им сварочных постов и предприятий в целом должен быть экономически обоснован в зависимости от годового расхода и удаленности предприятий-потребителей от поставщиков.
Предпочтительна централизованная система питания сварочных постов углекислым газом. Для этой цели используются рампы углекислотных баллонов, газопровод непосредственно от завода-поставщика,
собственная автономная станция, изотермические емкости.
Рампа представляет собой ряд баллонов, газ из которых поступает в коллектор, имеющий манометр и предохранительный клапан, затем проходит перепускной и автоматический регулирующий клапаны. Перепускной клапан служит для понижения давления газа до 20—25 кгс/см2, а регулирующий — для последующего снижения до 0,3—2,5 кгс/см2 и поддержания его постоянным в рабочей магистрали. Во избежание замерзания перепускного клапана газ подогревается с помощью пара, горячей воды или электроподогрева. Перед поступлением в магистраль газ пропускают через силикагелевый осушитель.
Для бесперебойной подачи газа устраивают рампу из двух рядов баллонов, коллекторы которых подсоединены параллельно к сети. В то время, как питание осуществляется от одного из коллекторов, на втором заменяют баллоны. При питании от рампы требуется большое количество баллонов и значительные производственные, а также складские площади. Рампа может быть рекомендована при относительно небольшом потреблении углекислоты (до 80 т в год) или в качестве запасной системы.
При небольшом удалении (до 3 км) предприятия от завода-поставщика можно рекомендовать подачу углекислого газа по газопроводу с определенным избыточным давлением. Ограничение расстояния связано со сложностью устройства и значительными капитальными затратами на строительство газопровода.
Автономные станции целесообразно строить в тех случаях, когда нет возможности использовать способы доставки углекислоты на предприятия железнодорожным или автомобильным транспортом, а
также по газопроводу. Для получения углекислоты н автономных станциях используют дымовые газы ТЭЦ или котельных с помощью абсорбционно-де- сорбционного цикла. Технологическая схема производства отличается сложностью и предусматривает возможность получения сжиженного углекислого гага, его накопление в сосуде-накопителе и газификацию с помощью газификатора. Строительство автономных станций требует больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов.
Изотермические емкости бывают среднего и низкого давления. Так же как транспортные цистерны и стационарные сосуды-накопители они имеют тепловую изоляцию. Сжиженный углекислый газ хранится в сосудах среднего давления при рабочем давлении 8—25 кгс/см2, в сосудах низкого давления — при 8—12 кгс/см2. Из сосудов-накопителей сжиженный газ на заводе-поставщике переливается в транспортные изотермические цистерны для доставки на завод-потребитель, где он переливается в стационарные сосуды-накопители и далее через газификатор поступает в рабочую сеть.
Конструкция емкостей обеспечивает срок хранения сжиженного углекислого газа без значительных потерь в стационарных сосудах-накопителях среднего давления от 6 до 15 суток и до 50 суток в железнодорожных цистернах. Вследствие больших потерь газа в атмосферу, технологических и конструктивных недостатков оборудования, изотермические емкости низкого давления промышленность не выпускает.
Рекомендуется безбаллонный способ обеспечения предприятий углекислым газом (рис. 7). Для этой цели выпускается специальное оборудование.
В углекислотном цехе завода-поставщика сжиженный углекислый газ поступает в изотермический
сосуд-наконитель, из которого его переливают в транспортную изотермическую цистерну и доставляют на завод-потребитель, где сливают в стационарную изотермическую емкость. Через газификатор газ поступает по цеховому трубопроводу в систему
централизованного питания сварочных постов. Без — баллонный способ обеспечения предприятий углекислым газом (при большем потреблении газа) может быть осуществлен с применением автомобильных и железнодорожных цистерн.
Основные преимущества способа хранения и транспортировки сжиженного углекислого газа в изотермических сосудах и цистернах следующие: ликвидация баллонного парка на заводе-потребителе;
снижение транспортных расходов за счет уменьшения примерно в 3 раза веса транспортируемой тары;
сокращение ручного труда на погрузочно-разгрузочных операциях;
освобождение производственных площадей, необходимых для хранения и ремонта баллонов;
снижение потерь углекислого газа при наполнении баллонов и подготовке их к эксплуатации;
снижение содержания влаги в углекислом газе, благоприятно отражающееся на качестве сварных швов;
устранение непроизводительных затрат рабочего времени на подключение и отключение баллонов, установку редукторов и другие операции;
обеспечение условий более безопасной эксплуатации углекислотного оборудования.
Разработан типовый ряд комплексов оборудования (табл. 12), из которых может быть выбран наиболее экономичный, в зависимости от объемов потребления газа и расстояния от завода-иоставщика.
Изотермическая цистерна ІДЖУ-2М транспортируется в кузове автомобиля ЗИЛ-130 или на автоприцепе. Возможна транспортировка одновременно двух цистерн: одной на автомобиле, а второй на автоприцепе. Эти цистерны используются и как стационарные расходные емкости. Поэтому при применении комплекса I оборудования их рекомендуется применять вместо стационарных сосудов накопителей НЖУ-8.
Изотермические цистерны ЦЖУ-6 и ЦЖУ-9 поставляются смонтированными на полуприцепах соответственно ОдАЗ-885 и МаЗ-5245, которые так же, как и железнодорожные цистерны следует применять только в качестве транспортных емкостей.
Сосуды-накопители НЖУ-8, НЖУ-12 и НЖУ-46 предназначены для использования на заводах-потребителях как стационарные хранилища и расходные емкости сжиженного углекислого газа.
Сп
О
|
Таблица 12 Комплексы оборудования для безбаллонного обеспечения предприятий углекислым газом
|
Газификаторы служат для газификации сжижен ного газа, поддержания постоянного давления в за водской (цеховой) сети и обеспечения заданной расхода газа.
При выборе оборудования для безбаллонноп обеспечения предприятий сжиженным углекисльи газом следует пользоваться методикой, представ ленной в РТМ 26 78-72. В качестве исходных дан ных приняты: объем потребления углекислого газі (т/год) и расстояние перевозки от поставщика ді потребителя, км. В РТМ содержатся также указа ния по проектированию станций газификации длі заводов-потребителей и станций наполнения для за водов-поставщиков.
Газ от станций газификации к цехам подается по межцеховым трубопроводам, а в пределах цехов — по цеховым трубопроводам. Межцеховые трубопро воды могут быть подземные и наземные. Наземна? прокладка осуществляется с помощью эстакад, кв лонн, кронштейнов по стенам зданий. Внутри цеха трубопроводы углекислого газа прокладываются открыто на кронштейнах по стенам, колоннам, бал кам, а также в каналах пола рядом с проводкам? сжатого воздуха, кислорода и других газов. Прокладка трубопроводов совместно с электропроводами и электрокабелями не допускается. Соединения труб рекомендуется выполнять преимущественно сварными.