北液Ⅲ号切割气应用技术

“北液Ⅲ号”切割气应用技术副标题：乙炔气在世界工业领域的应用已有百年历史，由于乙炔气易燃易爆，安全系数低，在生产过程中又耗能耗电，污染环境，使得乙炔气在生产、储存、运输、使用、环保方面都存在着诸多隐患。目前国外的企业纷纷用天然气、液化石油气等代替乙炔进行操作。研制乙炔代用气——“北液Ⅲ号”的重要意义多年以来，对金属的切割和焊接一直使用乙炔气。乙炔气是由电石生产出来的，生产电石要消耗大量的电和其它工业原料，据统计，我国每年用于气割气焊的电石约40万吨，要消耗16亿度电，28.8万吨焦碳，浪费了大量能源。国家科委早在1992年发布的第097号文件中就做了明确的指示，要求在全国范围内大力推广使用氧——液化石油气切割技术。1995年，机械工业部发文《不再审批新建扩建电石、乙炔气厂》，这一举措不仅有效的控制了乙炔生产对环境的污染，而且也加速了液化石油气替代乙炔气这一新技术的推广。液化石油气替代乙炔气进行金属切割，早在1915年美国就已使用，历史悠久。现今在先进国家的使用率已达到60%左右。我国从80年代起开始试用液化石油气替代乙炔切割金属，但效果不够理想。我公司从1997年开始对液化石油气替代乙炔气存在的技术性问题进行了综合性的研究，开发了“切割用液化石油气”这一节能无污染的新一代工业燃气产品，即“北液Ⅲ号”。该产品具有安全、经济、无污染、使用安全等特点，不仅可用于金属切割，还可用于钎焊及有色金属的焊接，适用于工矿企业、建筑工地、野外作业、流动检修等，是以氧——烃焰替代氧——乙炔焰的理想气体。“北液Ⅲ号”的研制今天，伴随着我国工业的高速发展，环境问题引起了各界的高度重视，“北液Ⅲ号”的研制工作共分为五个阶段进行。1．对乙炔气体及焊割工艺做详细的了解和分析。2．对液化石油气的特性与乙炔气进行对比。3．通过反复配制不同组分的液化石油气，找出最适合切割、焊接的组份配比。4．改进焊炬、焊嘴、割炬、割嘴，使其适用于“北液Ⅲ号”的切割和焊接特点。5．跟踪用户使用情况。切割用液化石油气配套工具的研制在产品研制过程中，首先对液化石油气和乙炔的基本性质及燃烧过程的不同进行了分析。通过分析，我们提出了切割用液化石油气的组分要求及焊割工具的改进要求。液化石油气达到完全燃烧所需要的氧气量比乙炔所需要的氧气量大。1个体积液化石油气完全燃烧的理论耗氧量为5个体积。由于液化石油气的燃烧速度较低，因此混合气从割嘴流出的速度也应该相应降低。由以上分析可知：液化石油气与乙炔气的燃烧特性不尽相同，所以用液化石油气切割应使用专用割炬，这种割炬可以重新设计制造，也可以将原来的乙炔割炬加以适当改造，不管应用哪种方法都应满足以下三个要求：第一：保证有足够的氧气及燃料。第二：保证燃料混合气的流出速度合适。第三：保证割炬有足够大的射吸能力。针对这种情况，我们经过反复试验，对割炬和焊炬作了如下改进：1、割炬的改进经过试验，我们最终采用了组合式结构和齿槽式预热孔，其结构的主要特点是：①多槽道：为增加燃气流量提高火焰温度，选用多槽道结构，采用了18个槽道结构。②确定角度提高集中度，通过上百次反复试验，确定了内喷嘴上槽道的锥顶角度与外套内壁锥度的角度和内套的缩进尺寸。从现在使用效果来看，这种割嘴火焰燃烧稳定、集中、温度高、切割预热时间与乙炔接近，而且不易引起切口上缘融和烧塌，切口齐平，下缘不易挂渣，切割面光洁，用机器切割时光洁度可达▽3▽4，并且割缝窄，适用于大厚度钢板的切割。从切割工艺上说，预热火焰一般采用中性焰。切割厚件时起割用弱氧化焰（中性偏氧）切割过程中用弱炭化焰。2、氧—液化石油气焊炬的试验、研究氧—液化石油气焰不像乙炔氧焰容易区别火焰的内焰与外焰。乙炔很容易分解为碳、氢，并在分解时放出大量的热量；液化石油气不如乙炔容易分解，分解时吸收热量，液化石油气氧焰焰心与部分分解，但分解物少，温度低，焰心没有乙炔氧焰焰心明亮，呈浅蓝色，与内焰不易分开。另外，由于乙炔分解容易，燃烧速度快，温度高，混合气中氧气很快与分解的碳结合，生成一氧化碳与氢气为主的中性内焰，而液化石油气不如乙炔容易分解，燃烧速度慢，在明亮区域没有足够的分解物与混合气体中全部氧相结合，以致内焰呈氧化性，内焰越靠近焊嘴，没有结合的氧越多，氧化性也就越大。因此我们对焊把及焊嘴进行了改造。由于乙炔焊枪气氧混合室简单，混气室小，无法瞬时提供充分的低压氧气，在普通气焊枪头前无法充分燃烧，所以很难达到气焊要求。为满足气焊，我们对焊炬进行了改进。经过改进的专用焊炬提高了氧与液化石油气的混合比以及氧与液化石油气的混合程度，而且为此焊炬专配的多孔的葵花嘴，可在中心的焊接火焰周围形成多个矮小火焰，使其增加一定的还原能力，使火焰温度有所升高，氧化现象有所减轻。“北液Ⅲ号”的特点及用途北液Ⅲ号是一种新型切割气，它具有安全、经济、无污染、切割效果好的特性，可称为国内首屈一指的取代乙炔气的产品。该产品符合国家标准，其企业标准已在北京市技术监督局备案，并已通过钢铁研究总院、北京市职工技术焊接委员会等权威部门的检测。是全国唯一通过国家建设部技术鉴定的产品。北液Ⅲ号在使用方法上与乙炔气基本相同，但与乙炔气相比具有以下优点：一、安全性：爆炸极限窄，不易回火。二、经济性：一瓶15kg的北液Ⅲ号相当于2.9瓶乙炔气，其燃气费用可节省50%左右；乙炔气罐装量只占钢瓶总重量的8%，而北液Ⅲ号切割气的罐装量占钢瓶总重量的34%，可节省钢瓶周转率及运输费用的2/3。三、无污染性：乙炔气在切割时会产生磷化物和硫化物等有害气体，北液Ⅲ号气体的含硫量仅为乙炔气的1/10—1/2，可大大减少对环境的污染及操作工身体的损害。四、切割效果好：北液Ⅲ号气体切割时，切割件不塌边，割面光洁，熔渣易剔除。五、节料：如使用专用割嘴，比乙炔切割割缝窄0.5%，故可节省材料。六、方便：北液Ⅲ号切割气使用的工具与乙炔气相比，除切割嘴需要更换外，其它工具仍可使用。七、运输费用低：从运输效率来看，北液Ⅲ号也比乙炔气高的多。因为每瓶乙炔气的气体成装量只有6kg：不足北液Ⅲ号15kg专用瓶成装量的1/2。如果连续使用北液Ⅲ号气体，可节省钢瓶周转率及2/3的运输费用。八、人工费用低：使用北液Ⅲ号气体切割时，切割件不塌边，割面光洁，熔渣易剔除，且不需进行二次加工，与乙炔气相比，可节省清除挂渣的人工费用。北液Ⅲ号应用范围：“北液Ⅲ号”作为一种无污染的清洁燃料，不仅可应用于金属切割和焊接，还可广泛适用于工矿企业、建筑工地、野外作业、流动检修、玻璃加工、热喷涂等作业等，是以液化气替代乙炔气的理想气体。在今后的首都经济建设中，必将被广大用户所接受。