Производительность и расход электродов при резке.

5.2. ЭЛЕКТРОКИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА.

Электрокислородная резка впервые применена в 1915г и в настоящее время является самой распространенной. Способ электрокислородной резки удачно объединил преимущество дугового разряда и струи режущего кислорода. За счет тепла дуги происходит нагрев и плавление металла, а за счет струи кислорода – сгорание и выдувание металла из полости реза. В основном применяют трубчатые электроды с осевым каналом для режущего кислорода и специальные электроды из карборунда.

Стержни электродов изготовляют из толстостенной цельнотянутой трубки из малоуглеродистой стали наружным диаметром 5 – 7 мм и внутренним 1,5 – 2 мм (см. рис. 5.2.1). Длина электродов 350 – 400 мм. Трубчатый электрод покрывают обмазкой толщиной 1 – 1,2 мм. Время сгорания такого электрода 1 мин. Электроды из карборунда получили название керамических. Керамический электрод из карборунда длиной 250 мм сгорает через 15 мин. Однако из-за больших размеров (диаметр 15 – 20 мм) керамические электроды могут быть рекомендованы для резки сплошного металла толщиной до 30 мм. Для электрокислородной резки применяют электрододержатели специальной конструкции типа ЭКД4 и ЭКД4 – 60.

Электрокислородную резку применяют для резки черных и цветных металлов толщиной до 100 – 120 мм на глубинах до100 м. По производительности электрокислородная резка электродуговой и газокислородной резки.

Показатели электрокислородной резки.

Электрокислородная резка на полуавтомате типа ППСР-300-2 осуществляется путем непрерывной подачи проволоки и концентрического обдувания ее струей кислорода, поступающего в режущую приставку головки полуавтомата. Большая концентрация тепла и узкая струя кислорода обеспечивают резку металла толщиной 25 мм при силе тока 300А и давлении кислорода 6 кгс/см2 со скоростью до 4 м/ч. Разработан способ дуговой резки углеродистой и нержавеющей стали и алюминия толщиной до 45 мм, который основан на выплавлении металла дугой, горящей между порошковой проволокой и разрезаемым металлом, с одновременной подачей в полость реза интенсивной струи воды. Резка при этом способе приводится постоянным током обратной полярности на режимах: сила тока 500-1000 А; напряжение 20-30 В; давление воды 5-10 кгс/см2; расход воды 6-12 л/мин; скорость резки до 14 м/ч.

5.3. ГАЗОКИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА.

Газокислородная резка основана на сгорании металла в струе кислорода и выдувании окислов и металла из полости реза. Она возможна только при постоянном существовании газового пузыря вокруг подогревающего пламени. Создание газового пузыря возможно за счет продуктов сгорания подогревающего пламени, для которого используют ацетилен, водород, другие углеводороды и бензин. Устойчивость пузыря обеспечивается специальной конструкцией наконечника подводного резака и подачей защитного газа – воздуха или кислорода. В воде металл интенсивно охлаждается и поэтому для его подогрева требуется пламя в 10-15 раз больше, чем для аналогичных работ на воздухе.

Наибольшее распространение получили водородно-кислородная и бензокислородная резка. Подогревающее пламя образуется за счет водородно-кислородной смеси, подаваемой по кольцевому каналу между мундштуками.

Водород и кислород поступают по шлангам из баллонов, а воздух по отдельному шлангу от компрессора или баллона. На глубине 30-40 м водородно-кислородным резаком можно резать сталь толщиной до 70 мм; рабочее давление газов составляет, кгс/см2: 6,6 – кислород, 5,5 – водород, 5 – воздух. Средний часовой расход водорода и кислорода 4-10 м3, воздуха 20 м3. Использование бензина для подводных работ стало возможным благодаря разработке новых конструктивных принципов построения бензорезов, сущность которых состоит в том, что бензин предварительно не испаряется, а распыляется кислородом и в зону подогревательного пламени подается в виде тончайшей бензиновой пыли. Продукты сгорания пламени содержат много неконденсирующихся газов, образующих устойчивый газовый пузырь, что исключает подведения дополнительного воздуха или кислорода, упрощает и удешевляет установку и ее эксплуатацию.

В комплект установки входит батарея из 6-12 баллонов кислорода, баллоны с бензином и азотом, батарея аккумуляторов, резак и электрозажигалка. На пульте управления для понижения давления установлены два кислородных редуктора и азотный редуктор. Бензин подается под давлением азота. Бензорез за 1 час расходует 30-50 м³ кислорода, 10-20 кг бензина; расход азота незначителен. Скорость резки бензинокислородным пламенем выше, чем водородно-кислородным, на 20-30%.

Ацетилен в качестве горючего газа применяется редко, т.к. ацетилен под давлением является сильно выраженным эндотермическим продуктом и на глубине 5-15 м, разлагается на составляющие – углерод и водород. Газокислородную резку чаще всего применяют для разрезания сталей и материалов, которые легко окисляются. Применять газокислородную в чистом виде для цветных металлов и сталей, устойчивых к действию коррозии, невозможно.

Для газокислородной резки требуется более высокая квалификация резчиков, чем для электрокислородной резки, но оборудование проще и компактнее.

5.4. ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА.

Для плазменно-дуговой резки разработана специализированная установка типа ОППР-1, обеспечивающая резку в пресной и морской воде. Плазменную резку металла толщиной 8-40 мм на глубинах до 10 м производят при силе тока 200-600 А и напряжении дуги 120-140 В со скоростью 5-24 м/ч. Применение плазмотронов с циркониевым катодом позволяет использовать сжатый воздух, который повышает тепловую мощность плазменной дуги и улучшает ее режущие способности. Присутствие кислорода в воздухе повышает эффективность резки стали Ст3С.

Эффективность воздушно-плазменной резки.

Обеспечение безопасности. Сдерживающим фактором внедрения плазменной резки является обеспечение безопасной эксплуатацией электрооборудования. При использовании ОППР-1 в соленой воде измерялось напряжение между различными частями макета водолазного снаряжения и оборудования, когда напряжение разомкнутой цепи составляло 180В и токи утечки 70А. Максимальная разница потенциала (14 В) наблюдалась между правой рукой и правой галошей макета водолаза. Следовательно, процесс плазменной резки может быть безопасным, если резак достаточно изолирован.