Файл: Могилевский, Г. М. Применение сжиженных газов для ремонта сельскохозяйственной техники материал технической информации.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.11.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 0
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА КАЗАХСКОЙ ССР
УПРАВЛЕНИЕ ПРОПАГАНДЫ И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОИ ИНФОРМАЦИИ
Г. М, МОГИЛЕВСКИЙ
ПРИМЕНЕНИЕ СЖИЖЕННЫХ
ГАЗОВ ДЛЯ РЕМОНТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ
ТЕХНИКИ -
(Из опыта работы передвижной комбинированной установки для электродуговой и пропано-кислородной обработки металлов при ремонте сельскохозяйственной техники в полевых условиях)
ИЗДАТЕЛЬСТВО «КАЙНАР Алма-Ата 1973
¡ Г®о. публмчиаз_
'кау чнв-тах ні.д т
! |
" ЭКЗЕМПЛЯР |
£"/ |
і |
бйбПИОтека |
|
|
ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА |
|
(g) Издательство «Кайнар», 1973.
ж асширение работ по ремонту сельскохозяйственных машин требует значительного увеличения объемов элек тро- и газосварки, но для их выполнения специальных установок не было.
В ордена Ленина зерносовхозе «Пермский» Уральской области разработана конструкция передвижной комбини рованной установки для электро- и газосварки. В уста новке ацетилен, как источник тепла, и сложный процесс его получения заменены природным сжиженным газом.
ГАЗОПЛАМЕННАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Работоспособность и производительность машиннотракторного парка колхозов и совхозов во многом зави сит от организации и технического уровня его ремонта.
При производстве ремонтных работ в стационарных мастерских колхозов, совхозов и ремонтных предприятий «Сельхозтехника», 'а также в полевых условиях широкое применение за последние годы получила газопламенная обработка металлов (резка, сварка, пайка, наплавка, правка, формовка, гнутье и др.), при которой в качестве горючего газа используется ацетилен (С2Н2).
3
Для получения одного кубометра ацетилена необхо димо разложить до 6 кг карбида кальция. Главным до стоинством ацетилена по сравнению с другими газами является то, что он обеспечивает высокую температуру пламени (3100—3200°С).
Производство карбида кальция громоздко и дорого. Он дефицитен, используется в основном на нужды боль шой химии.
В связи с этим представляет интерес возможный за менитель ацетилена при газопламенной обработке метал ла —сжиженный (іпроиан-бутановый) газ, удобный для транспортировки и выполнения работ вне закрытых по мещений.
Резку, сварку и другие виды газопламенной обработ ки металла с использованием сжиженного газа, как по казали опыты, можно производить при любых темпера турных условиях, тогда как во время пользования ацети лена при низких температурах (зимой) водяные затворы газогенераторов замерзают и работа прекращается. При использовании сжиженного газа ацетиленовые генерато ры не требуются.
Но использование сжиженного газа связано с рядом затруднений. Дело в том, что пропан создает сравнитель но небольшую скорость распространения пламени, фа кел пламени этого газа значительно больше факела аце тилено-кислородного пламени, пламя пропана менее кон центрировано, чем пламя ацетилена. Максимальная тем пература пламени сжиженного газа с кислородом 2600— 2/50° С, то есть ниже максимальной температуры ацети лено-кислородного пламени. В факеле сжиженного газа ие наблюдается явно выраженного максимума темпера туры, расположенного вблизи от ядра пламени, как это имеет место у ацетилено-кислородного пламени. Однако
теперь известны и методы повышения тепловой эффектив-
4
ности пламени сжиженного газа: увеличение в смеси га зов количества кислорода, разделение потока газов пла мени на несколько струй меньшего диаметра, предвари тельный подогрев горючего газа, кислорода или их сме си и др. Новые методы и приемы повышения тепловой эффективности пламени сжиженных газов создают до полнительные возможности для их применения.
При резке металла несколько пониженная температу ра подогревающего пламени является положительным
фактором, поскольку при этом не происходит оплавления кромок реза, образуется меньше шлака, место реза по
лучается белее чистым. Поверхность реза почти не на углероживается, что очень важно при ремонте деталей машин. Хорошие результаты дает резка тонких листов,
коробления при этом почти не происходит. Становится возможным уменьшать ширину реза и тем самым эконо мить металл. Удлиняется срок службы резаков и умень шаются расходы на их эксплуатацию.
Положительный эффект дает применение сжиженного газа при сварке тонкостенных деталей сельхозмашин и пайке цветных металлов.
Обслуживание газобаллонного поста при работе на сжиженном газе в сравнении с работой на ацетиленовых генераторах более просто, гигиенично и, что очень важ но, — менее опасно. Существенно и то, что при пользова нии сжиженным тазом отпадают работы по зарядке и пе резарядке генераторов, отогреванию затворов и шлангов в зимнее время.
При использовании сжиженных газов для газопла менной обработки металлов может быть применена аце тилено-кислородная аппаратура с незначительными пере делками. В настоящее время разработано и выпускается промышленностью оборудование для различных видов газопламенной обработки металлов.
5
Внедрение сжиженных газов для обработки металлов в условиях Казахстана облегчается тем, что сжиженные газы здесь уже получили широкое применение не только для бытовых, но и для технических целей.
Сконструированная нами комбинированная установка для электродуговой и пропано-кислородной обработки металлов рассчитана на применение ее в процессе ремон та сельхозмашин. Она позволяет сочетать электродуго вую с пропано-кислородной обработкой металлов, повы шать качество ремонтных работ при сварке деталей из тонколистовой стали у комбайнов, тракторов и других сельхозмашин; значительно уменьшается пожарная опас ность за счет устранения интенсивного искрения, харак терного для электросварки.
Установка позволяет транспортировать одной автома шиной одновременно электросварочный аппарат и при цеп, на котором смонтирован газовый пост.
Описываемую установку обслуживает один человек. Он одновременно является водителем автомашины и газоэлектросварщиком.
Подробное описание установки в части, относящейся к газопламенной обработке металлов, и некоторые тех нико-экономические показатели ее работы приводятся ниже.
ОСОБЕННОСТИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ
Сжиженные газы представляют собой смесь углеводо родов, состоящую в основном из пропана и бутана.
Пропан (СзН8), бутан (С4Ню) и их смеси получают из попутных нефтяных газов, выходящих из нефтяных скважин вместе с нефтью, или при переработке нефти на нефтеперерабатывающих заводах.
Пропан, бутан или их смеси транспортируются обыч но в специальных железнодорожных цистернах, которыми
6
они доставляются в жидком виде на газораздаточные станции. Здесь сжиженные газы разливают в баллоны или автоцистерны, рассчитанные на рабочее давление до 16 атм.
. Пропан и бутан в нормальных условиях (т. е. при температуре 20° С и давлении 760 мм рт. ст.) находятся в газообразном состояний. Однако имея низкую темпе ратуру кипения'(пропан —44,5° С, бутан —0,5°С), они переходят из газообразного состояния в жидкое при сравнительно небольшом понижении температуры или повышении давления. Сжижением этих газов достигает ся резкое уменьшение их объема (в 200—300 раз). Это свойство обеспечивает большие удобства при хранении и транспортировке этих газов. Пропан «ли бутан посту пает в горелки в газообразном состоянии, что создает благоприятные условия для его горения.
Необходимо учитывать, что пропан и бутан в жид ком состоянии обладают большим коэффициентом объ емного расширения. Так, например, коэффициент объем ного расширения сжиженного бутана при нормальной температуре в 11 раз больше, чем воды, а сжиженного пропана — в 16 раз. Если из замкнутого сосуда произво дить отбор паров сжиженного газа, то давление в нем будет снижаться, а сжиженный газ испаряться. Давле ние в баллоне, заполненном сжиженным газом, зависит от температуры: с повышением температуры давление увеличивается, а при понижении температуры — умень шается.
Исходя из этого, можно сделать вывод, что в холод ное время года целесообразно использовать газ, обла дающий большей упругостью паров, а в летнее время — меньшей.
Под упругостью насыщенных паров понимают давле ние, при котором жидкость находится в равновесии с па
1
ром этой жидкости при данной температуре. Упругость паров является важнейшей характеристикой сжиженных газов, определяющей рабочее давление в стационарных и транспортных емкостях и баллонах, содержащих сжи
женный газ (давление в емкости будет равно упругости паров сжиженного газа при данной температуре). С по
вышением температуры, как отмечалось, упругость паров возрастает.
Вусловиях эксплуатации необходимо учитывать, что
влетнее время температура наружного воздуха доходит
до 35—40°С. Такой же температурой и даже более высо кой при неблагоприятных условиях хранения может обла
дать и сжиженный газ. Если он будет состоять только из пропановой фракции, то при этой температуре давление
в баллоне или цистерне достигает 14 ата. Если же при менять смесь, содержащую, положим, 50% бутана и 50 %■ пропана, то в этом случае упругость паров сжиженных газов будет значительно снижена и составит только 8—9 ата.
Зимой, при минусовых температурах, содержание про пановых фракций в смеси , должно быть увеличено; на ружные газобаллонные установки следует заполнять только технической пропановой фракцией. При темпера туре — 15° С упругость паров пропана снижается до 2,95 ата. Это существенное обстоятельство следует иметь в виду при организации системы транспорта, хранения и использования сжиженного газа для газопламенной об работки металлов в полевых условиях.
В сжиженном состоянии пропан и бутан обладают высоким коэффициентом теплового расширения, поэтому для предохранения от возможного разрыва емкости в сосудах предусматривается паровая ¡подушка (емкости наполняются не более чем на 85% их объема) .
8
Сжиженный газ обладает высокой теплотворной спо
собностью (теплотой сгорания), что |
показано |
в табли |
|||
це 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
Некоторые характеристики сжиженных газов и ацетилена |
|||||
|
Удельный вес |
Относи |
Теплота |
Температура |
|
|
жидкости, |
газа, |
сгорания |
||
Газы |
тельный |
(по низше |
пламени сме |
||
в кг/л |
в кг/м3 |
удельный |
му преде |
си с кислоро |
|
|
при 20°С |
при 0°С и |
вес (по |
лу) В |
дом в °С |
|
и 760 мм |
760 мм |
воздуху) |
ккал/м3 |
|
|
рт. ст. |
рт. ст. |
|
|
|
Пропан |
0,497 |
2,019 |
1,5617 |
21795 |
2600—2750 |
Бутан |
0,577 |
2,703 |
2,0665 |
28338 |
2400—2500 |
Ацетилен |
— |
1,17 |
0,907 |
13388 |
3100—3200 |
Важную роль при сжигании пропан-бутановых смесей играет правильная подача в горелки необходимого ко личества кислорода и воздуха. Зная теплоту сгорания га за, можно примерно подсчитать расход воздуха для го рения. На каждые 1000 ккал теплоты сгорания газа не обходимо примерно 1,13 нм3 воздуха. Так, на 1 нм3 газо образного пропана требуется 21795КХХГ 1,13=24,6 нм3 воз
духа.
На практике количество воздуха, подводимого для горения, должно несколько превышать теоретически не обходимое количество. Коэффициент избытка воздуха в обычных топочных горелках находится в пределах от 1,05 до 1,15, т. е. практически воздуха подается на 5— 15% больше, чем нужно по теоретическим расчетам. В за висимости от количества первичного воздуха, подаваемо го в горелку, изменяется внешний вид пламени. Если воз духа подается недостаточно, пламя будет желтого цвета,
9