119 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расход газа и кислорода при резке металла

Содержание

Норма расхода кислорода на резку металла, как главный вид затрат в рабочем процессе

Содержание:

Нормирование расхода кислорода на резку металла является основополагающей, как при вычислении общих затрат в течение трудового процесса, так и при вычислении себестоимости изготовления детали и производства определённых видов работ. Так как кислород является топливом для резки детали, то норма расхода кислорода на резку металла приобретает ключевое значение, наряду с расходом электроэнергии. Существует несколько способов термического разделения металлов, которые подразделяются в зависимости от способа и вида используемого топлива. Поэтому наряду с кислородной резкой металлов мы в данной статье обратим внимание и на другие способы резки металлических конструкций. Итак, приступим.

Разновидности термической резки металла.

Рассмотрим три основных способа терморезки. Первый по распространению тип – это кислородно-разделительная резка. Область применения – раскрой листового и сортового углеродистого, низколегированного металлопроката, обрезка лишних выступов и кромок, которые образовались во время литья, подготовка деталей под сварку и прочее. Данный способ не применяется для разделения нержавеющих высоколегированных сталей, цветных металлов и чугуна.

Следующий тип – это плазменно-дуговая резка. Область применения – это также раскрой, но в данном случае низко- и высоколегированных сталей, а также алюминия, меди и их сплавов.

И последний тип, который мы рассмотрим в данной статье – это лазерная резка, которая является одним из инновационных методов резки металлов. Этот способ значительно расширяет область применения газовой резки и, благодаря этому, можно эффективно разделять тонколистный прокат, специальный профильный прокат, тонкостенные трубы, как из металлических, так и не из металлических деталей.

Расход газового топлива в различных способах (кислород, ацетилен, газозаменители) на разделение определяется по специализированным таблицам в зависимости от режима резки, а также от толщины разрезаемого металла.

При вышеупомянутых типах резки по видам топлива номинируется расход газов, которые используются для разогрева разрезаемой конструкции, для резки, а также для образования плазмы. Повторим, что к таким относятся: кислород, газы-заменители (пропан- бутан, природный газ и др.), ацетилен, а также азот. Кроме этих газов, используются водород и аргон, но их область и популярность применения не значительна, поэтому включать в содержание статьи мы их не будем.

Во время работы с плазменно-дуговым прибором важно заранее планировать количество сменных специальных электродов (катодов), с циркониевыми или гафниевыми вставками. Нормы расхода данных электродов меняются в зависимости от интенсивности рабочего процесса и в общем, не превышают 4 стержней за одну смену. Более точное нормирование расхода стержней будет указано в инструкции по эксплуатации данного агрегата.

Расход газов на резку металла: нормы.

Расхода кислорода на резку металла, как и расход других газов, рассчитывается по специальной формуле:

И в этом уравнении Н – это нормативы расхода во время рабочего процесса, кубический метр газа на метр реза. L – величина разреза или вырезаемой детали, метр. Kh – это коэффициент, который учитывает множество особенностей рабочего процесса: расход газа на начальном этапе резке, продувка и регулировка, зажигание плазменной дуги, на прогрев металла, и, как правило, он равняется 1.1 при единичном производстве, или 1.05 — при промышленном производстве.

Норма расхода кислорода на резку металла и прочих газов (Н, кубический метр на один метр разреза) во время разделения в зависимости от мощностей оборудования и режима резки, высчитывается по следующей формуле:

Где Р – это допустимый расход газов, который указан в технических характеристиках используемого оборудования, метр кубический на час, а V – это скорость разделения метр на час.

Основные значения газового расхода по различным диапазонам скорости резки для некоторых типов оборудования, которые можно применять для расчётов крупного масштаба в промышленном производстве, приведены в следующей таблице.

Применение различных газов в качестве топлива для разделительных машин по металлу обусловлено требованиями к применяемому оборудованию и в зависимости от технологического процесса. Зависимость толщины и скорости резки от допустимого расхода газа является прямо пропорциональной и данное значение можно легко и просто определить интерполированием. И поэтому можно укрупнено, оценочно совершить вычисление расхода различных газов независимо от вида термической резки металлов, исходя из размеров разреза, толщины металла, а также мощности оборудования.

В конце важно отметить, что нормирование расхода газов – это одна из важных особенностей, от которых зависит эффективность и скорость рабочего процесса, поэтому не стоит забывать про нормативы расхода, особенно во время разделения металла в огромных масштабах.

Газовая (кислородная) резка металла

Итак, [газовая резка металла] является сейчас самой популярной. Почему?

Потому что выполняется она крайне просто, не нужно при этом использовать никаких фазо-инверторов (как в электрическом резаке), не приходится соблюдать обязательные норма помещения (наличие центрального кабеля заземления).

Да и практически все газовые резаки являются мобильными, то есть, их можно транспортировать обычным транспортом.

При резке, газовый резак использует два газа – непосредственно кислород, при помощи которого и выполняется процесс разделения металла, а также подогреватель, в качестве которого чаще всего выступает пропан или ацетилен.

Нагреватель разогревает поверхность, которую планируется разрезать, до температуры в 1000-1200 градусов, после чего – подается струя кислорода. От соприкосновения об нагретую поверхность, струя воспламеняется.

Читать еще:  Как сверлить кафельную плитку на стене

Фото газовой резки

Получается – горящая струя, которая легко разрезает металл. При этом, самое главное – это соблюдать беспрерывную подачу кислорода.

Если будет прерывание, то пламя попросту может погаснуть, после чего снова придется проводить разогрев поверхности.

Стандартная кислородная резка металла выполняется при помощи резака Р1-01П. Он наилучшим образом подходит для работы с каленной сталью, в том числе – и с чугуном!

В качестве сварочного аппарата данный резак — не используется.

Зато он подходит для точного разрезания трубы – для этого используется специальная шарнирная накладка РФ7, которая изготавливается из стали, но покрывается слоем вольфрама.

Кстати, в последнее время [газовая сварка] и резка металлов выполняется еще при помощи соединения ацетилена и пропана. Но такое оборудование используется исключительно для работы с металлами повышенной прочности (к примеру, сталь для копулировочных ножей).

Оборудование, которое поддерживает работу с таким газом, стоит не дешево! Так что о нем говорить особо не будем…

Технология резки газом

Современная технология газовой резки металла несколько отличается от той, которая описана выше. К примеру, для работы с «легкими металлами» температуры в 1000 градусов за Цельсием и выше могут попросту разрушить металл, с которым вы работаете (расплавить и испарить).

В этих случаях сама резка производится с одновременным подогревом. Наконечник газового резака имеет форму пирамиды с 3 соплами.

Через два боковых подается подогревающая смесь, ну а по центру монтируется тонкое сопло для подачи кислорода под высоким давлением.

Технология кислородной резки

В современных резаках, кислород подается под давлением в 12 атмосфер! Проще говоря – под струей воздуха можно повредить даже кожу (имеется в виду не зажженная струя).

Флюс, который образовывается при такой резке, либо выбрасывается подогревающем пламенем в стороны, либо прожигается непосредственно через весь металл (если выполняется сквозная резка).

Не забывайте, что резка металла газом имеет большое преимущество перед электрической. Какое?

Не создается «рваного» шва. А если дополнительно использовать накладки (трафаретки, как их называют профессиональные сварщики), то шов резки получается очень аккуратным!

Но учитывайте, что резка металла кислородом не подразумевает использовать металлы, которые плавятся при температуре ниже 600 градусов за Цельсием. В этом случае будет выполняться простое удаление верхнего слоя металла, а не его резка.

Вот в таких случаях рекомендуется использовать так называемые мобильные нагреватели – обычные баллончики со сжатым газом и соплом на конце трубки.

Стандартная технология кислородной резки металла подразумевает использовать направляющий резак, которым управляет оператор. Подача газа регулируется при помощи двух вентилей (в некоторых моделях – одним общим).

Сама рукоятка резака имеет две трубки, которые как раз и встраиваются в ручку. Первая рукоятка подает топливо для нагревателя, вторая (как правило — центральная) – подает кислород. То есть, к главному соплу подводятся аж 3 трубки!

Через две подается пропан, через третью – кислород. В более старых моделях резаков использовалось два наконечника, которые работали аналогичным образом.

Какой расход газа при резке металла? Это зависит от температуры, до которой разогревается сам металл при работе.

В стандартном резаке Р1-01 за один час работы в среднем расходуется порядка 10 кубических метров кислорода и 0,7 кубических метров ацетилена (при использовании пропана – 1 метр кубический топлива).

А вот в резаке Р2-01 расход значительно больше – 21 м3 кислорода и 1,2 – ацетилена! Расход подогревателя зависит от температуры нагрева и плоскости, которая разрезается.

В «старших» резаках также используется так называемое направление сопел, которое т.акже частично влияет на расход (чем ближе к струе кислорода, тем приходится подавать большую струю).

Оборудование для газовой резки

Итак, в России, еще со времен СССР самым распространенным считался резак Р1-01. Он является ручным с инжекторным соплом, что дает струю под высоким давлением, которая и режет металл «как горячий нож масло».

Более мощные модели – это Р2-01 и Р3-01П. Их основное отличие – это размер сопла, рабочее давление кислорода в системе, рабочее давление подачи нагревательной смеси.

Также существуют автономные столы – это газовое оборудование для резки металла в автоматическом режиме, которое производится без участия оператора.

Управление таким столом является чисельно-программным. То есть, человек просто задает параметры резки.

Такое оборудование для кислородной резки металла используется исключительно на листовых металлах, где выполняется либо ровная резка, либо дуговая.

Стоит отметить, что моделей данных столов – огромное количество, но практически все они являются аналогами АН-01, который был разработан Шепелевым еще в СССР!

Схема кислородного резака

Таковыми, к примеру, являются «Смена», «Орбита», «Secator», «Quicky-E». Во всех у них рабочая температура в диапазоне 1000-3200 градусов по Цельсию. Работают как с ацетиленовым, так и с пропановым нагревателем.

В моделях Quicky используется также смешанное – ацетиленово-пропановое нагревание. В этом случае, сопло используется только раздвоенное. То есть, на одно из них подается ацетилен, на второе – пропан.

Кстати, стоит отметить, что в такой резке нагревательная смесь поддается от центра (то есть, от кислородной струи).

Также еще отмечаются так называемые стационарные резаки для газовой резки металла.

От мобильной они отличаются, не сложно догадаться, тем, что они встраиваются в специальную нишу-станок, которую как раз и может двигать оператор устройства.

Такие резаки являются более удобными для работы, но стоят весьма дорого. Зато их режущей мощности более чем достаточно для того, чтобы разрезать толстый слой высокопрочного металла!

Это стало возможным из-за того, что в таких резаках используется дополнительный нагнетатель, при помощи которого что нагреватель, что кислородная струя подается под еще большим давлением.

Работает дополнительный компрессор на электричестве, к тому же – трехфазном (380 Вольт). Из-за этого он и не может быть мобильным! Используется такой резак исключительно на профессиональных предприятиях.

Портативный резак — Гугарк

Гугарк – это самый популярный представитель таких резаков.

Читать еще:  Средство от ржавчины на металле авто

Кстати, газовая горелка для резки металла также бывает двух видов – так называемая прямая и гнутая:

  • Первая – это та, которую вы все привыкли видеть. Представляет из себя букву Г и работает при помощи операторского направления.
  • Ну а вторая, прямая – это горелка типа сопло, которая используется на столах-резаках.

Стоит также отметить, что в прямых соплах используются спаренные наконечники для того, чтобы при движении не нарушить угол наклона сопла один к одному.

Кстати, учитывайте, что каждый из резаков имеет свой коэффициент работы и мощности с каждым металлом.

К примеру, при использовании стандартного Р1-01, чтобы разрезать медь, достаточно коэффициента 0,5 ацетилена, а вот для алюминия потребуется аж 0,7.

Больше всего, конечно же, уйдет на вольфрам – аж 1,4! При этом разогрев будет в районе 3800 градусов по Цельсию (используйте при этом только специализированные наконечники)!

Популярные на рынке услуги

Если вам необходимо произвести резку металла, то самый простой способ – нанять мастера или специалиста, который окажет вам необходимые услуги. Ведь не у каждого дома в гараже стоит резак с двумя баллонами кислорода и нагревателя.

Более того, работать с таким оборудованием очень опасно без опыта! Если не умеете, то лучше и не браться за это дело – доверьте работу профессионалам!

Ну а в среднем, цена газовой резки металла складывается из следующих показателей: металл, с которым необходимо будет как раз работать, используемый резак, толщина металла, качество и вид среза.

К примеру, обычная листовая резка является самой дешевой. Трубная резка – стоит гораздо дороже, так как при такой работе используются дополнительные накладки!

А вот резка в глубину – дорогостоящее удовольствие, так как при этом используется дорогостоящее оборудование.

Более того, если выполняется такая работа «на выезде», то это будет стоить очень дорого. Автомобили, которые могут перевозить станции резочные, необходимо дополнительно переоборудовать.

Кислородная резка металла — видео:

Ну а газовая резка листового металла может выполняться даже обычным газовым паяльником. Если вы используете алюминий или медь, то его должно быть вполне достаточно для такой работы.

В некоторых случаях, можно воспользоваться газовой сваркой. Вот только вместо углекислого газа подается пропан, ацетилен или бутилен (не каждая газовая сварка поддерживает использование такого газа, будьте внимательными)!

Самой дорогой листовой резкой металла является та, которая выполняется по заготовленному контуру резки. В этом случае используется станок ЧПУ, услуги которого как раз и оплачиваются не дешево!

Кстати, если вам необходимо выполнить не резку, а вырезание, то в некоторых случаях намного проще и дешевле будет использовать именно нож для резки металла, а не газовый резак. Более подробно по этому поводу вы можете узнать непосредственно у мастера, которому желаете доверить выполнение работы.

Сейчас многими предприятиями предлагается газовая резка металла с выездом.

Вот она, оценивается по следующим параметрам:

  • металл, с которым необходимо будет работать;
  • сложность выполнения работы;
  • используемый резак.

Кстати, рекомендуется самостоятельно покупать баллоны с газом! Многие компании его продают по слишком завышенной стоимости (порядка 1000 рублей за баллон ацетилена, хотя его рыночная стоимость – порядка 400 рублей).

Также учитывается, сколько работа будет требовать времени. В среднем, час работы мастера оплачивается примерно в 300 рублей. Вот заранее можете и подсчитать, во сколько вам обойдутся услуги по резке металла!

Ну и напоследок следует рассказать о тех случаях, когда выполняется некачественная работа. Очень часто многие используют вместо ацетилена – его дешевый аналог пропан или пропилен. Или же пользуются более дешевыми резаками, чем были ими же заявленные.

К примеру, вместо Р2-01 используется Р1-01 или тому подобное. Это, кстати, самая частая проблема! Отличить эти два резака между собой можно при помощи визуального осмотра.

У модели Р1-01 сдвоенное сопло с золотым креплением (золотистого цвета), а вот в Р2-01 – стальное крепление (имеет черный или медный оттенок).

Кстати, стоит резак Р1-01 не так уж и дорого, так что можете его даже приобрести! Средняя стоимость – в пределах 900-1000 рублей за штуку. Ну, конечно же, необходимо будет приобрести два баллона – с кислородом и нагревателем, ну и транспортный воз.

В среднем – весь комплект вам обойдется в 3000 рублей, не дороже. Его достаточно будет для 3 часов резки металла. Для домашних потребностей – это более, чем достаточно.

И при работе с газовым резаком, обязательно соблюдайте правила безопасности! А это – использование защитной маски, комбинезона и перчаток. Перчатки – обязательный элемент!

Расход кислорода и пропана на резку металла

Расход кислорода и пропана на резку металла

Себестоимость процесса резки металла определяет расход кислорода и пропана, суммируемый с оплатой труда резчика. Причем расход окислителя и топлива зависит от технологии термического разделения металлов.

Поэтому мы начнем нашу статью с описания способов резки.

Технологии резки металлов

На сегодняшний день в промышленности используются три типовых технологии термического разделения металлических заготовок:

  • Кислородная резка.
  • Плазменная резка.
  • Лазерная резка.

Первая технология – кислородная резка – используется при разделении заготовок из углеродистой и низколегированной стали. Кроме того, кислородным резаком можно подравнять края кромок уже отрезанных заготовок, подготовить зону раздела стыка перед сваркой и «подчистить» поверхность литой детали. Расход рабочих газов, в данном случае, определяется тратой и топлива (горючего газа), и окислителя (кислорода).

Вторая технология – плазменная резка – используется при разделении сталей всех типов (от конструкционных до высоколегированных), цветных металлов и их сплавов. Для плазменного резака нет недоступных материалов – он режет даже самые тугоплавкие металлы.

Причем качество разделочного шва, в данном случае, значительно выше, чем у конкурирующей технологии. При определении объемов рабочих газов, в данном случае, важен расход кислорода — при резке металла плазмой за горение материала отвечает именно окислитель. А сама плазма используется, как катализатор процесса термического окисления металла.

Третья технология – лазерная резка – используется для разделения тонколистовых заготовок. Соответственно, объемы расходуемых газов, в данном случае, будут существенно меньше, чем у кислородной и плазменной резки, которые рассчитаны на работу с крупными, толстостенными заготовками.

Читать еще:  Чем отличается спиртометр от ареометра

Нормы расчета горючих газов и окислителя

Нормы расхода пропана и кислорода или ацетилена и кислорода или только окислителя рассчитываются следующим образом:

  • Норматив расхода топлива или окислителя на погонный метр разреза (H) умножается на длину разделочного шва (L).
  • После этого к полученной сумме прибавляют произведение все того же норматива расхода (H) на коэффициент потерь (k), связанных с продувкой и настройкой резака.

В итоге, расход кислорода при сварке (или расход горючего газа) считается по формуле:

P = HL x Hk

Причем коэффициент k принимают равным 1,1 (для мелкосерийного производства или штучной резки, когда требуется часто включать и выключать резак) или 1,05 (для крупносерийного производства, когда резак работает почти без перерывов).

Определение норматива расхода газов

Для точного определения объемов расходуемых газов необходимо определить основу формулы — норму, которой определяется расход газа на погонный метр прорезаемого металла, обозначаемую в формуле литерой «H».

Согласно общим рекомендациям нормированный расход равняется частному от допустимого расхода разделяющего аппарата (p) (кислородного, плазменного или лазерного резака) и скорости резания металла (V).

То есть формула, по которой рассчитывается нормированный расход кислорода на резку металла (Н), а равно и любого другого газа, участвующего в процессе термического разделения, выглядит следующим образом:

Н = р/V

Искомый результат подставляют в первую формулу и получают конкретное значение расходуемого объема.

Как осуществлять резку металла газовым резаком: оборудование

Резка металла газовым резаком — это простой процесс по сравнению с аналогичной сваркой, не требующий от исполнителя особых навыков. Главное для исполнителя — изучить технологию разрезания металла при помощи оборудования, работающего на смеси, состоящей из пропана и кислорода, который обеспечивает устойчивое горение и высокую температуру, позволяющую прожигать практически любой металл.

Достоинства и минусы

Газовая резка и сварка металлов обладает многими преимуществами, но нас интересует только резка, имеющая такие плюсы:

  1. Востребована, когда разрезается металл большой толщины или нужна вырезка по трафарету, а болгарка с криволинейными участками не справляется.
  2. Газовый аналог гораздо удобнее для работы, имеет малый вес, действует в два раза быстрее, чем оборудование с бензиновым двигателем.
  3. Пропан по стоимости ниже ацетилена и бензина, так что его использование рентабельнее.
  4. Кромка среза намного уже, а структура чище, нежели от болгарки или бензинового оборудования.

Недостатки — узкий круг металлов, подверженных аналогичной обработке.

Особенности применения

Чтобы понимать, как правильно резать металл резаком, надо изучить конструкцию и знать, что подобное оборудование не используется для резки сталей с высоким содержанием углерода, т. к. нет возможности создать температуру, способную обеспечить устойчивое плавление. При резке чугунных заготовок или конструкций происходит концентрация графита между зерен металла, что затрудняет работу.

Резка по поверхности

Пользователей, конечно же, интересует такой вопрос — как пользоваться резаком во время фигурной резки. Такая методика выполняется соплом инструмента, при этом расплавленный шлак разогревает металл, но, не превышая температуру плавления. Резак располагается под углом до 80 градусов, а после подачи кислорода угол изменяется в пределах 18—45 0 .

Канавки образуются при регулировке скорости резки, если нужен их больший размер, то меняют угол мундштука и немного замедляют скорость резки, регулируя подачу кислорода. Ширину канавок изменяют путём настройки подачи струи горящего газа через сопло, этот параметр приравнивается как 1 к 6, при этом надо следить, чтобы не было затоков.

Соотношение пропана и кислорода

Чтобы правильно резать металлы кислородно-пропановым резаком, надо отрегулировать подачу газов к соплу. Такая регулировка осуществляется по рекомендациям справочников, где имеются таблицы и диаграммы, при отсутствии нужной литературы надо свериться с технологией, указанной в документах на изделие. При отсутствии нормативной документации, используют соотношение одна часть пропана к десяти частям кислорода.

Комплект оборудования

До начала газовой резки или сварки следует тщательно подготовить оборудование:

  1. Емкости с газами.
  2. Шланги для подключения.
  3. Резак.
  4. Мундштук, имеющий определенные размеры.
  5. Редукторы регулировки и контроля объема.

Оборудование не зависит от производителя, маркировка вентилей стандартная.

Подготовительные работы

Как надо настраивать резак для резки металла — прежде всего, нужно удостовериться, что изделие находится в исправном состоянии, готово к работе, затем выполняется следующий порядок действий:

  1. Шланги от баллонов подключаются к резаку, предварительно продув изделие для удаления изнутри посторонних вкраплений.
  2. Кислород подсоединяется к штуцеру с правой резьбой, а пропан — к штуцеру с левосторонней резьбой.
  3. Уровень подачи пропана выставить на 0,5, а кислорода — на 5,0 атмосфер.
  4. Проверяем соединения на предмет утечки, а также работу редукторов и манометров.

Если обнаружены утечки газов, то подтягиваются гайки или меняются прокладки.

На схеме указано правильное подключение баллонов к резаку.

Начало работы

Как нужно резать металл газовым резаком — выполнив подготовку, исполнитель приоткрывает вентиль пропана, зажигает струю газа, при этом сопло изделия упирается в поверхность металла. Теперь нужно произвести настройку силы пламени, попеременно добавляя пропан и кислород. После установки оптимальной силы струи горящей смеси, изделие располагается под прямым углом к поверхности детали, сопло располагается не ближе 5 мм.

Если разрез начинается в середине листа, то точку старта устанавливают в начале разреза. Поверхность разогревается до температуры не менее 1000 0 C, с виду она как бы намокает, затем увеличивается подача кислорода для образования мощной узконаправленной струи.

Особенности резки

Резак надо вести плавно вдоль линии разреза и следить за углом наклона, который отклоняется на 5—6 градусов против движения инструмента. При толщине металла более 0,95 м отклонение увеличивают, прорезав металл на глубину около 20 мм, угол отклонения опять уменьшается. Как резать резаком, чтобы срез был ровным, мы уже подробно объясняли в предыдущем разделе.

Сколько расходуется газа

Расход газов при резке металла пропаново-кислородным резаком, зависит от толщины конструкции и конфигурации разреза. Для наглядности приводим расположенную ниже таблицу:

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector