气割原理及安全注意事项

主题班会2016年12月6日1、掌握气割设备的构造及工作原理。2、掌握气割的基本操作方法。3、能够用氧-乙炔或氧-液化气火焰气割，并加工出高质量的割缝。4、烧伤的处理方法。气割是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧产生的气体火焰作为热源，进行金属材料切割的一种加工工艺方法。一、气割所用气体及性质1、氧气常态，氧气是无色、无味、无毒的气体。密度1.429kg/m3，比空气略重（空气为1.293kg/m3）。氧气不燃烧，但助燃。与油脂等易燃物质相接触时，就会发生剧烈的氧化反应而使易燃物自行燃烧，甚至爆炸。因此在使用氧气时，切不可使氧气瓶瓶阀、氧气减压器、焊炬、割炬、氧气皮管等沾染上油脂。气割用的工业用氧气按纯度一般分为两级，一级不低于99.2%，二级不低于98.5%。一般情况下气割时，氧气纯度不应低于98.5%。定义：2、乙炔常态乙炔是无色有特殊臭味的气体，密度1.179kg/m3，比空气轻。是可燃性气体，与空气混合火焰温度为2350°C，氧气混合火焰温度为3000°C～3300°C。乙炔是一种具有爆炸性的危险气体，压力0.15MPa时，温度达到580～600°C，自行爆炸。压力越高，爆炸所需的温度就越低；温度越高，则乙炔自行爆炸的压力就越低。乙炔与铜或银长期接触后会生成一种爆炸性的化合物，即乙炔铜（Cu2C2）和乙炔银（Ag2C2），受到剧烈震动或者加热到110°C～120°C会爆炸。所以与乙炔接触的器具设备禁止用银或纯铜制造，只准用含铜量不超过70%的铜合金制造。乙炔和氯、次氯酸盐等化合会发生燃烧和爆炸，所以乙炔燃烧时，绝对禁止用四氯化碳来灭火。乙炔能溶解于丙酮溶液中，利用这个特性，可将乙炔装入盛有丙酮和多孔性物质的乙炔瓶内储存、运输和使用。CaC2+2H2O＝C2H2+Ca(OH)2+Q液化石油气主要成分是丙烷（C3H8），大约占50～80%，其余是丁烷（C4H10）、丙烯（C3H6）等碳氢化合物。常态液化石油气是略带臭味的无色气体，密度为1.8～2.5kg/m3，比空气重。压力0.8～1.5MPa，变成液态，便于储存和运输，液化石油气由此而得名。液化石油气在空气中爆炸范围为3.5～16.3%（体积），同时由于燃点比乙炔高（500°C左右，乙炔为305°C），因此，使用时比乙炔安全得多。3、液化石油气二、气割设备及工具气割设备工具主要包括氧气瓶、乙炔瓶、减压器、液化石油气瓶、割炬等，辅助工具包括氧气胶管、乙炔胶管、护目镜、点火枪及钢丝刷等。1、氧气瓶氧气瓶用合金钢热挤压制成，是高压容器。气瓶容积40L，在15MPa压力下，存储6m3的氧气。瓶体外表为，并标注黑体字样。氧气瓶底外形瓶箍瓶头瓶体瓶阀瓶帽结构“氧气”天蓝色2、乙炔瓶乙炔瓶是由低合金钢板经轧制焊接而成，是一种存储和运输乙炔的容器。瓶体外表涂白色，并用红漆标注“乙炔”字样。瓶内最高压力为1.5MPa。为使乙炔稳定而安全地储存，瓶内装着浸满丙酮的多孔填料。乙炔瓶没有旋转手轮，阀门的开启和关闭是利用方孔套筒扳手转动阀杆上端的方形头来实现的。乙炔瓶阀的阀体旁没有侧接头，因此必须使用带有夹环的乙炔减压器。乙炔不可近火外形多孔填料瓶体瓶帽瓶阀石棉瓶口瓶底结构3、液化石油气瓶液化石油气钢瓶是储存液化石油气的专用容器。它是焊接钢瓶，其壳体采用气瓶专用钢焊接而成。按用量及使用方式分，气瓶容量有15Kg、20Kg、30Kg、50Kg等多种规格。工业上常采用30Kg，如企业用量大，还可以制成容量为1t、2t或更大的储气罐。气瓶最大工作压力1.6Mpa，水压试验的压力为3Mpa。外形结构瓶底瓶体瓶阀护罩4、减压器减压器又称压力调节器，它是将气瓶内的高压气体降为工作时的低压气体的调节装置。两大作用减压作用稳压作用按用途分氧气减压器乙炔减压器液化气减压器5、割炬作用：是将可燃混和气体与氧气以一定的比例和方式混和后，形成具有一定能量和形状的预热火焰，并在预热火焰的中心喷射切割氧气进行气割按混合方式不同分射吸式割炬等压式割炬按可燃气体种类分乙炔割炬液化气割炬射吸式割炬的构造工作原理：气割时，先开启预热氧气调节阀和乙炔调节阀，点火产生环形预热火焰对割件进行预热，待割件预热至燃点时，即开启切割氧气调节阀，此时高速切割氧气流经切割氧气管，由割嘴的中心孔喷出，进行气割割嘴混合气管射吸管喷嘴预热氧气阀乙炔阀乙炔氧气切割氧气管切割氧气阀射吸式割炬构造割炬的型号表示法：割炬的型号是由汉语拼音字母G、表示结构形式和操作方式的序号及规格组成。GXX－X规格（可气割的最大厚度）结构形式（1表示射吸式，2表示等压式）操作方式（0表示手工）割炬射吸式割炬的型号有G01-30、G01-100、G01-300等。如G01-30表示手工操作的、可切割的最大厚度为30mm的射吸式割炬6、辅助工具胶管氧气胶管(内径8mm,黑色）乙炔胶管（内径10mm，红色）钢丝刷点火枪护目镜三、气割原理及条件1、气割的原理和过程气割是利用气体火焰的热能，将工件切割处预热到燃烧温度后，喷出高速切割氧流，使其燃烧并放出热量，从而实现切割的方法。三个阶段预热燃烧吹渣用预热焰将待割金属加热到燃点喷射切割氧，使金属剧烈的燃烧燃烧生成的熔渣被切割氧吹除，形成割缝氧气切割过程是预热—燃烧—吹渣过程，其实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。气割过程示意图O2C2H2+O2气割方向割嘴切割氧气流预热焰割件2、气割的条件条件1）金属在氧气中的燃点应低于熔点。碳钢燃点约为1100—1150℃熔点1148—1538℃纯铁熔点1538℃2）金属气割形成的氧化物的熔点应低于金属本身的熔点3）金属在切割氧流中燃烧应该是放热反应4）金属的导热性不应太高5）金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质，如碳、铬、硅等要少，同时提高钢的可淬性的杂质，如钨、钼等也要少四、气割工艺参数气割工艺参数主要包括气割氧压力、切割速度、预热火焰性质及能率、割嘴与割件的倾斜角度、割嘴离割件表面的距离等。氧气压力主要根据割件厚度来选用。割件越厚，要求气割氧压力越大。氧气压力过大，不仅造成浪费，而且使切口表面粗糙，切口加大。而氧气压力过小，不能将熔渣全部从切口处吹除，使切口的背面留下很难清除干净的挂渣，甚至出现割不透现象。1、气割氧压力割件厚度氧气压力氧气压力过小割不透或挂渣严重2、切割速度切割速度与割件厚度和割嘴形状有关，割件越厚，切割速度越慢；割件越薄，切割速度越快。速度太慢，会使切口边缘熔化；速度过快，则会产生很大的后拖量（沟纹倾斜）或割不透。切割速度正确与否，主要根据切口后拖量来判断。后拖量：是指切割面上切割氧流轨迹的始点与终点在水平方向的距离。气割方向割嘴后拖量后拖量示意图3、预热火焰的性质及能率气割时，预热火焰采用中性焰或轻微氧化焰，不能使用碳化焰，因为使用碳化焰会使切口边缘产生增碳现象。预热火焰能率是以每小时可燃气体消耗量来表示的。预热火焰能率应根据割件厚度来选择，一般割件越厚，火焰能率越大。气割火焰示意图预热焰切割氧气流(风线）焰芯混合气割嘴4、割嘴与焊件的倾斜角度割嘴与焊件的倾斜角度，直接影响切割速度和后拖量。当割嘴沿气割相反方向倾斜一定角度时（后倾），能使氧化物燃烧而产生的熔渣吹向切割线的前缘，这样可充分利用燃烧反应的热量来减少后拖量，从而促使切割速度的提高。进行直线切割时，应充分利用这一特性。割嘴与割件倾斜角大小，主要根据割件厚度而定。前后割嘴的倾斜角割件厚度/mm＜66～30＞30起割割穿后停割倾角方向后倾垂直前倾垂直后倾倾角25°～45°0°5°～10°0°5°～10°割嘴倾角与割件厚度的关系5、割嘴离割件的距离割嘴离割件表面的距离根据预热火焰长度和割件厚度来确定，一般5-10mm。因为这样的加热条件好，切割面渗碳的可能性小。当割件厚度小于20mm时，火焰可长些，距离可适当加大；当割件厚度大于20mm时，由于切割速度放慢，火焰应短些，距离应适当减小。割嘴离工件距离应大于焰芯高度五、回火现象回火：火焰进入喷嘴内逆向燃烧的现象回火可能烧毁焊（割）炬、管路及引起可燃气体储气罐的爆炸。回火逆火瞬间熄灭爆鸣声回烧继续燃烧蜂鸣声原因输送气体的软管太长、太细，或者曲折太多焊割时间过长或者焊（割）最离工件太近焊（割）嘴端面粘附了过多飞溅出来的熔化金属微粒输送气体的软管内壁或焊（割）炬内部的气体通道上粘附了固体碳粒或其他物质一、气割前清理用钢丝刷等工具将试件表面的铁锈、鳞皮和脏物等仔细清理干净，然后将割件用耐火砖垫空，便于切割。二、操作要点姿势：双脚呈外八字形蹲在工件的一旁，右臂靠住右膝盖，左臂悬空在两脚中间，以便移动割炬。右手握住割炬手柄，并以右手的拇指和食指控制预热氧的阀门，便于调整预热火焰和当回火时及时切断预热氧气。左手的拇指和食指握住切割氧气的阀门，同时起掌握方向的作用，其余三指平稳地托住混合气管。操作时上身不要弯得太低，呼吸要有节奏，眼睛应注视工件、割嘴和割线。1、点火点火时，先稍打开预热氧阀，再打开乙炔气阀，开始点火。手要避开火焰，从割炬后方送入，防止烧伤。点火后火焰应调为中性焰或轻微氧化焰。2、割件预热切割时，预热钢板的边缘，待边缘呈现亮红色时，将火焰局部移出边缘线以外，同时慢慢打开切割氧气阀门。当看到被预热的红点在氧气流中被吹掉时，进一步开大切割氧气阀门，看到割件背面飞出鲜红的氧化金属渣时，证明割件已被割透，此时应根据割件的厚度以适当的速度从右向左移动进行切割。预热处起割开切氧处3、正常气割起割后，进入正常的气割阶段。为了保证焊缝质量，切割速度要均匀，割炬运行要稳定，割嘴离工件距离要尽量保持不变。移动位置重新气割时，在原来停割处预热，然后开切割氧继续气割。4、停割气割临近终点，割嘴应沿气割方向略向后倾斜一个角度，使钢板的下部提前割透，使割缝在收尾处较整齐。正确使用劳保用品，必须佩戴防护眼镜。氧气瓶阀、氧气减压器、割炬、氧气胶管。若发生回火，处理方法是：迅速关闭可燃气体调节阀门和氧气调节阀门，先切断可燃气体，后切断氧气来源。气割要防止烧伤、烫伤。烧烫伤的现场急救将伤处冲水或浸于水中，如无法浸水，可用冰湿的布，敷于伤处，直到不痛为止(10-15分钟)除去伤处的衣物或饰品.若被黏住了,不可硬脱,可用剪刀小心剪开将患处浸泡水中(若有发生颤抖现象,要立刻停止泡水)用干净纱布轻轻盖住烧烫伤部位，如果皮肤起水泡，不要任意刺破送医院，避免用有色药物（碘酊、龙胆紫）涂抹创面，也避免用酱油、牙膏、蜜糖涂抹伤口等土方法，以免增加伤口处理难度。1：烧烫伤后局部仅表现为红斑者可不处理，能自行消退。2：如烧烫伤起水疱，面积小于一掌（体表面积1%），只需抽去水泡液（应保存水疱皮）后消毒包扎或涂抹烧伤膏。轻微烧烫伤的家庭处理烧烫伤病人的自救注意点⑴烧、烫伤后最好不要于灼伤处吹气或自行涂一些药物或食品。如牙膏、麻油、酱油、护肤膏等，轻则污染创面，重则引起化学反应，加重伤情。⑵严重烧伤、烫伤者不可让其喝水。因为伤情重，喝了水会导致水肿，胃肠道应激反应，病情反而加重。⑶不要自行将水泡挑破，在短时间内水泡起到保护创面作用。⑷烧烫伤手臂时，应及时去掉手表、手镯、戒指等，防止伤处肿胀，影响血液循环而发生坏死。气割作业烧伤事故一、事故经过2009年10月12日上午10点30分左右，炼钢厂连铸车间维修组班长员工甲在钢包修砌区域进行切割作业时，由于割具回火氧气管从中间部位崩开，将员工甲的衣裤引燃，于是他用双手扑救，导致员工甲双手、双腿内侧不同度烧伤。事发后厂方将员工甲及时送往医院并诊断为：双手、双下肢19%,3度烧伤。事故原因二、事故分析1、员工甲在气割过程中枪嘴与铁板间距太小，钢花溅碴堵住枪嘴造成回火引燃衣裤，是导致这起事故发生的直接原因。2、员工甲在使用气割前，没有对割具和氧气管进行认真全面的安全检查和确认，是导致这起事故发生的主要原因。3、经安全部召开事故调查分析会，认定为这是一起轻伤事故。树立安全意识防患于未然