Урок виробничого навчання

Тема : Газове зварювання стикових з’єднань труб у горизонтальному положенні та приварювання заглушки 

Мета:

• навчальна – навчити учнів основними правилами та прийомами зварювання кільцевого.
• виховна - виховати у учнів працелюбність та уважність, виховувати культуру поведінки та любов до праці, бережне ставлення до інструментів та обладнання.
• розвиваюча – розвивати вміння в користуванням обладнанням, розвивати в учнів просторове уявлення, інтерес  до майбутньої  професії,  уважність, сприяти розвитку уваги мислення та  пам’яті.

Міжпредметні зв'язки: матеріалознавство, електротехніка, обладнання і технологія зварювальних робіт.
Повторення пройденого матеріалу:
1. Вимоги до виконання кисневого різання.
2. Якість порізу.
3. Техніка різання.
4. Деформації при порізці
5. Інструктаж з охорони праці під час                                 
Пояснення нового матеріалу:
1 Апаратура для газового зварювання.
2 Техніка виконання зварювання.
3. Дефекти зварних швів.
4. Техніка безпеки при виконанні робіт.
Конспект вступного інструктажу
Підготовка до роботи ацетиленого генератора
Залити воду в генератор у такій послідовності:

• зняти пробку промивача;
• залити воду в горловину до рівня контрольно-зливного штуцера у промивачі;
• ущільнити з допомогою пробки і кільця штуцер про­мивача;
• при порушенні послідовності заповнення генератора водою нормальна робота не гарантується.

   Під час заповнення водою забороняється струшувати і гойда­ти генератор.
Карбід кальцію завантажують у сухий кошик рівними шарами без утрамбовування і струшування. Кількість карбіду кальцію повинна відповідати витратам ацетилену і наміченій тривалості роботи (табл. 1).
  Для виключення замулювання і місцевого перегріву карбіду кальцію тривалість роботи генератора при мінімально допустимо­му відборі газу (0,3 м3/год) не повинна перевищувати 60 хв.

    Табл. 1 Орієнтовне завантаження карбіду кальцію залежно від необхідної тривалості роботи

   Для забезпечення надійного запуску генератора при відборі ацетилену в межах 1,1-1,5 м3/год необхідно, щоб перший шар за­вантаженого в кошик карбіду кальцію складався з грудок розмі­ром не більше 50 мм.
При відборі ацетилену в межах 0,3-1,0 м3/год рекомендується фіксувати рукоятку-кнопку в пазах М і С, а при відборі в межах 1,1-1,5 м3/щд — в пазах С і Б.

Балони

   Балони призначені для зберігання і транспортування стиснених, зріджених і розчинених газів; виготовляють з безшовних труб вуг­лецевої і легованої сталі. На верхній частині балонів вибивають їх паспортні дані. Через кожні 5 років їх оглядають і випробовують.
   Киснем наповнюють балони до тиску 150 ат. Балон місткістю 40 дм3 при тиску 150 ат. містить кисню 40x150=6000 дм3, або 6 м3.
   Повністю випускати кисень не можна, тому що на заводі, де заповнюють балон, перевіряють склад газу, що був у ньому.
   Ацетиленові балони заповнені пористою масою (деревне ву­гілля, пемза, інфузорна земля та ін.), яка необхідна для безпечно­го зберігання ацетилену під тиском. Цю масу заповнюють ацето­ном (225-300 г на 1 дм3 місткості балона), який розчиняє ацетп- лен. Один об'єм ацетону розчиняє 23 об'єми ацетилену. Тиск роз­чиненого ацетилену в наповненому балоні не повинен перевищу­вати 1,9 МПа при температурі 20°С.
   При відборі ацетилену з балона частково виходить і ацетон (30-40 г на 1 дм3 ацетилену). Для зменшення його втрат не мож­на відбирати ацетилен з швидкістю більше 1700 дм3/год. Залиш­ковий тиск повинен становити 0,05-0,1 МПа. При роботі ацети­ленові балони повинні знаходитись у вертикальному положенні. Випускають балони малого — до 12 л і середнього об'єму — від 20 до 50 л з робочим тиском до 20 МПа (200 кгс/см3).

Редуктори

   Редуктор призначений для пониження тиску газу до робочого та автоматичного підтримування заданого робочого тиску постійним. Газ надходить у редуктор з балона або розподільного трубопроводу. Корпуси редукторів фарбують у той же колір, що й балони.
   Ацетиленовий редуктор за принципом дії подібний до кисне­вого, але відрізняється способом під'єднання до вентиля балона.
   Редуктори класифікують:

• за принципом дії (прямої і зворотної);
• за пропускною здатністю;
• за робочим тиском газу;
• за видом газу (ацетиленові, кисневі, метанові, пропан-бута­нові);
• за кількістю камер (одно- і двоступеневі);
• за призначенням (балонні, сіткові, рампові, магістральні, універсальні).

   У редукторах прямої дії — падаюча характеристика, тобто ро­бочий тиск у міру витрат газу знижується, а в редукторах зворот­ної дії — зростаюча характеристика, тобто при зменшенні тиску газу в балоні робочий тиск підвищується.
   У редукторах зворотної дії (рис. 10) стиснений газ із балона поступає в камеру високого тиску 8 і перешкоджає відкриванню клапана.

Рукави (шланги)

   Для підведення газу до пальників або різаків використовують спеціальні рукави, виготовлені з вулканізованої гуми з однією або двома тканинними прокладками.
   Шланги розраховані для роботи при температурі навколиш­нього середовища від +50 до -35°С. Для роботи при нижчих тем­пературах використовують шланги з морозостійкої гуми, яка вит­римує температуру до -65°С.
   Рукави виготовляють з внутрішнім діаметром 6 мм, 9, 12 і 16 мм.
   Довжина рукавів має бути не більше 20 м і не менше 4,5 м. Довжина стикових ділянок має становити не менше 3 м, при мон­тажних роботах допускається довжина до 40 м.
   Рукави на ніпелях пальників і між собою кріплять спеціальни­ми хомутами або м'яким відпаленим дротом. Типи рукавів наве­дено в табл. 2

Примітка. Замість суцільного фарбування може бути дві кольорові смужки. Рукави всіх типів, призначені для районів з хо­лодним і тропічним кліматом, можуть бути пофарбовані в чорний колір.

 Манометри

    Манометри призначені для вимірювання тиску газу. Склада­ються з трубчастої пружини, зігнутої дугою. Внутрішня порожни­на трубки з'єднана з ніпелем, який вкручений у корпус редукто­ра, і камерою, в якій знаходиться газ. Другий кінець має наконеч­ник, механічно з'єднаний зі стрілкою.
    При зміні тиску змінюється величина деформації пружини, а разом з нею і відхилення стрілки.
   Покази манометрів повинні строго відповідати тиску газу. Несправний манометр замінюють.     Редуктор із несправним мано­метром до експлуатації не допускається.
   Не дозволяється користуватися манометром, коли:
    • відсутня пломба і клеймо;
    • стрілка не повертається до нульової відмітки;
    • скло розбите або є інші пошкодження;
    • минув час чергової перевірки.
    Перевіряють манометри не рідше 1 разу на рік.
    Манометри під'єднують до камер високого і робочого тиску га­єчним ключем. Для ущільнення застосовують прокладки зі свин­цю, фібри, шкіри.

Зварювальні пальники

    Зварювальний пальник призначений для змішування горючо­го газу або парів рідини з киснем і одержання зварювального по­лум'я. Кожний пальник має пристрій, що дозволяє регулювати потужність, склад і форму полум'я Пальники поділяють:
    • за способом подачі горючого газу і кисню в змішувальну ка­меру — інжекторні та безінжекторні;
    • за родом горючого газу — ацетиленові, для га- зів-замінників, для рідкого пального і водневі;
    • за призначенням — універсальні (зварювання, різання, па­яння, наплавлення) і спеціалізовані (виконання однієї операції);
    • за числом полум'я — одно- та багатополуменеві;
    • за потужністю полум'я — малої (витрати ацетилену 25-400 дм-угод), середньої (400-2800 дмЗ/год), великої (2800-7000дм3/год);
    • за способом застосування — ручні й машинні.
    • Інжекторний пальник складається з двох основних частин — ствола і наконечника (рис. 16). Стовбур має кисневий  і ацети­леновий ніпелі з трубками і,рукоятку, корпус з кис­невим і ацетиленовим  вентилями. Вентилі призначені для пуску, регулювання розходу і припинення подачі газу при гасін­ні полум'я. Наконечник, який складається з інжектора, змішу­вальної камери  і мундштука, під'єднується до корпусу стов­бура пальника накидною гайкою.
Інжектор  — циліндрична деталь з центральним каналом ма­лого діаметра — для кисню і з радіально розташованими канала­ми — для ацетилену. Інжектор вкручується у змішувальну каме­ру наконечника і знаходиться між змішувальною камерою і газо- підвідними каналами корпусу пальника. Він призначений для створення розрідженого стану кисневим струменем і засмоктуван­ня ацетилену. Розрідження досягається завдяки високій швидкос­ті (300 м/с) кисневого струменя.
    У змішувальній камері кисень перемішується з ацетиленом і суміш подається через ніпель наконечника у канал мундштука. Горюча суміш виходить із мундштука з швидкістю 100-140 м/с і при запалюванні утворює ацетилено-кисневе полум'я.
    Підготовка пальника до роботи
    До початку роботи:
    • оглянути пальник і переконатися у відповідності номера на­конечника товщині металу;
    • перевірити герметичність різьбових з'єднань;
    • перевірити герметичність сальників вентилів;
    • перевірити наявність розрідження на вхідному ацетиленово­му ніпелі при пусканні кисню (прочищають мідною або алюмінієвою голкою). Якщо палець руки прилипає до аце­тиленового ніпеля — значить розрідження добре.
    Під час роботи:
    • встановити необхідний тиск на редукторах;
    • відкрити кисневий вентиль;
    • відкрити вентиль горючого газу;
    • запалити горючу суміш;
    • відрегулювати потужність і склад полум'я;
    • при хлопках перекрити ацетиленовий, а потім кисневий вентиль;
    • при сильному нагріванні мундштука — охолодити його у во­ді.
   Після закінчення роботи:
    • перекрити спочатку ацетиленовий вентиль, а потім кисне­вий;
    • викрутити натискні регулювальні гвинти на редукторах;
    • перевірити стан мундштуків, почистити їх свинцем або твердим деревом;
    • прочистити внутрішній канал мундштука голкою;
    • при надмірному обгоранні і спрацюванні мундштука його необхідно замінити.
    Зварні стики труб|труба-конденсаторів| можуть бути поворотними, неповоротними і горизонтальними.
    При підготовці стиків труб|труба-конденсаторів| під зварювання|зварювання| перевіряють перпендикулярність|перпендикуляр| плоскості|площини| зрізу| труби|труба-конденсатора| до її осі, кут|куток| розкриття шва і величину притуплення|притупляти|. Різностінність товщини стінок зварюваних труб|труба-конденсаторів| і зсув|зміщення| їх кромок не повинні перевищувати 10% товщини стінки,   але|та|   бути  не   більше   3   мм.   При   стиковці|стикуванні|   труб|труба-конденсаторів|   повинен забезпечуватися рівномірний зазор між кромками стикуємих| елементів, що сполучаються|з'єднують|, рівний 2—3 мм.
Перед зварюванням труби центрують так, щоб їх осі збігалися. При цьому використовують струбцини-центратори (для труб діа­метром 60-89 мм), центровані пристосування (для труб діамет­ром 48-159 мм).
    Труби зварюють як лівим так і правим способами.
    Поворотні стики треба зварювати в нижньому положенні (рис. 1). Зварна ванна повинна знаходитись трохи нижче від вер­хньої частини труби, щоб одержати шов з невеликою випуклістю.

    Рис. 1. Розташування пальника і присаджувального дроту при поворотних стиках труб: а — лівим способом; б — правим способом
Аналогічно зварюють і коліна, прихвачені прихватками довжиною 30-50 мм.
Неповоротні стики зварюють у всіх просторових положеннях, їх можна зварювати в два прийоми:
    • для труб діаметром до 100 мм спочатку виконують стельо­вий шов, а потім зварюють верхню частину стику;
    • для труб діаметром більше 100 мм спочатку зварюють пра­ву нижню чверть труби, потім ліву і аналогічно верхню половину стику. Нижні і верхні шви повинні накладатися в протилежних напрямах із перекриттям нижнього і верхнього шва на 30-40 мм;
    • для труб діаметром 300 мм і більше зварювання починають з будь-якої точки і виконують чотирма окремими ділянками в протилежних напрямах;
    • труби діаметром 500-600 мм можуть зварювати два зварю- вальники одночасно, спочатку верхню ділянку, повертають трубу і заварюють інші ділянки (неповоротну трубу зварюють стельо­вим швом).
Дефекти зварних швів
Якість зварювання контролюють з метою виявлення дефектів зварних швів і з'єднань
Основними причинами утворення дефектів є порушення техно­логії складання, зварювання, застосування невідповідних матеріа­лів, неправильний вибір режимів зварювання, низька кваліфікація зварника. Дефектами прийнято називати відхилення від норм, пе­редбачених стандартами і технічними умовами на зварні з'єднан­ня. Вони можуть бути зовнішні і внутрішні (табл. 3).

Рис 2. Види дефектів при зварюванні: напливи; б — підрізи; в — шлакові включення; г — непровари; д — тріщини 

Табл. 3 Дефекти швів при газовому зварюванні

    При виконанні газозварювальних робіт дотримуватись правил техніки безпеки:
- Під час встановлення переносного ацетиленового генератора необхідно слідкувати за тим, щоб він не був встановлений у нахиленому положенні для запобігання падінню, а також за тим, щоб він був захищений від випадкових поштовхів і ударів.
- Водяні затвори ацетиленового генератора повинні бути справними,
 міцно закріпленими на корпусі генератора і знаходитись у суворо вертикальному положенні.     Експлуатувати генератори без водяних затворів не допускається.
-  Не допускаються випадки встановлення ацетиленових генераторів у проходах, проїздах і сходових майданчиках, а також у місцях скопичення людей і у неосвітлених місцях.
- максимальне одноразове завантаження карбіду кальцію у навантажувальний пристрій не повинно перевищувати 4 кг;
-  кількість пальників (різаків) на один апарат повинно бути не більше двох за умови встановлення постійного водяного затвору на кожний пост;
- сумарна потужність пальників (різаків) не повинна перевищувати 2000 літрів газу за годину;
-  приміщення повинно мати об'єм не менше 300 м3 і вентиляцію;
-   генератор повинен встановлюватись на відстані не менше, ніж 10 м від місця зварювання металу, а також від будь-якого відкритого вогню і сильно нагрітих виробів;
-  на місці встановлення генератора повинні вивішуватись попереджуючі плакати чи написи на табличках: "ВОГНЕНЕБЕЗПЕЧНО", "НЕ КУРИТИ", "НЕ ПІДХОДИТИ З ВОГНЕМ";
- не встановлювати переносні генератори поблизу повітрозбірників і вентиляторів .
- З'єднувати шланги за допомогою вилок, трійників та іншого влаштування для живлення декількох пальників не дозволяється.
-  Шланги на приєднаних ніпелях апаратури (пальники, різаки, редуктори тощо) необхідно закріплювати надійно. На ніпелі водяних затворів шланги слід надівати щільно, але не закріплювати.
-   Для закріплення шлангів на приєднуваних ніпелях апаратури (пальники, різаки, редуктори тощо) слід використовувати тільки спеціальні хомути. Місця приєднання шлангів необхідно перевіряти перед початком і під час роботи.
-     Шланги при газовому зварюванні слід підвішувати для запобігання різноманітним пошкодженням. Розташовувати їх у проходах і проїздах, а також ближче 1 м від вогню і електропроводів забороняється.
-   Під час експлуатації переносних газогенераторів на відкритому повітрі чи у приміщеннях, які не опалюються, при температурі нижче 0 С необхідно вживати заходів, що запобігають замерзанню генераторів: закрити генератор ватяним чохлом, шланг і корпус вентиля на водяному затворі покрити теплоізоляційним матеріалом, наприклад, шнуровим азбестом, а водяні затвори замити незамерзаючою рідиною.
-  У випадку замерзання води в генераторі, водяному затворі чи шлангу,
слід відігріти їх у теплому приміщенні на відстані не менше, ніж 10 м від джерела вогню, іскр тощо.
    Допускається відігрівати генератор гарячою водою та парою. Не дозволяється для відігрівання застосовувати відкритий вогонь, розжарений метал, електричні нагрівальні прилади тощо, а також сколювати лід з генератора і підносити посудини, які нагріті на відкритому вогні, так як на їхній поверхні можуть бути частки розжареної сажі.
-  Після зняття ковпака з газових балонів необхідно оглянути і перевірити:
-  штуцер кисневого балона на відсутність видимих слідів масел і жирів і справність різьби штуцера і вентиля;
-  наявність і справність ущільнюючої шкіряної прокладки у гнізді приєднувального штуцера ацетиленового балона.
-   Кисневі балони і редуктор повинні бути пофарбовані у блакитний колір, а ацетиленові - у білий, з написом червоною фарбою - "Ацетилен".
-  Знімати ковпак з балона за допомогою зубила і молотка чи інших засобів, які можуть визвати іскру, забороняється. Якщо ковпак не відкручується, необхідно повідомити про це майстра для вжиття заходів щодо його безпечного відкручування.
-   Під час приєднання редуктора до кисневого балона слід оглянути вхідний штуцер і накидну гайку редуктора, впевнитись у справності різьби гайки, у відсутності слідів масла і жирів, а також у наявності і справності ущільнюючої фібрової прокладки і фільтра на вхідному штуцері редуктора.
-. У випадку несправності фіброву прокладку необхідно замінити новою.
    Прокладки повинні мати гладеньку знежирену поверхню. При зберіганні вони повинні бути загорнуті у цупкий папір. Не дозволяється користуватись прокладками з інших матеріалів (шкіри, алюмінію, міді тощо).
-  Для продування штуцеру балона необхідно плавно на короткий час відкрити вентиль на чверть оберту для видалення сторонніх часток. Відкриваючи вентиль, необхідно знаходитись осторонь від струменю газу. Закривати вентиль після продування слід без застосування ключа.
-  Необхідно користуватись тільки справним редуктором з справною різьбою у накидній гайці, справними манометрами, манометрами з непростроченими термінами випробування.
-  Не дозволяється розбирати і ремонтувати вентилі балонів власними силами; ремонт повинен виконувати завод (цех), в якому наповнюють балони газом.
-  Для відкриття вентиля ацетиленового балона і для укріплення на ньому редуктора необхідно мати спеціальний торцевий ключ, не використовуючи з цією метою звичайні гайкові ключі .
-  Завантажувати карбід кальцію тільки тої грануляції, яка вказана у паспорті генератора. Перед завантаженням необхідно відсіяти карбідний пил. Застосування мілкого карбіду кальцію надзвичайно небезпечно через виникнення інтенсивного окислення, що може призвести до вибухонебезпечної ситуації і нещасного випадку.
- Карбід кальцію необхідно завантажувати тільки у кошик. Безпосередньо у реторту карбід завантажувати не дозволяється.
-   При живленні газозварювальних постів ацетиленом і киснем від балонів необхідно встановлювати балони у вертикальне положення в спеціальні гнізда, міцно кріпити їх хомутами чи ланцюгами і оберігати від ударів і падіння. Над гніздами повинні бути навіси, які запобігають попаданню на них масла (наприклад, з мостового крана).
-   Балони необхідно встановлювати на відстані не менше 1 м від приладів опалення і 5 м від нагрівальних печей і інших джерел тепла.
-  Необхідно виключити торкання балонів і шлангів із струмоведучими дротами. Забороняється одночасно застосовувати електричне зварювання, газове зварювання і різку.
-    Перед запалюванням пальника (різака) необхідно продути шланги для видалення повітря робочими газами (кисневі - киснем, ацетиленові - ацетиленом).
-    Під час запалювання ручного пальника чи різака спочатку необхідно при відкрити вентиль кисню, потім відкрити вентиль ацетилену і тільки після короткочасного продування шлангів запалити горючу суміш газів.
    Запалювання пальника виконувати спеціальною запальничкою. Не дозволяється запалювати горілку від гарячого металу чи інших предметів.
-  Під час роботи не тримати шланги під пахвою, на плечах, не затискувати їх ногами.
-  Не переміщатись із запаленим пальником чи різаком за межі робочого місця.
-  Для запобігання хлопкам і зворотним ударам дозволяється виконувати роботу тільки незабрудненими вихідними каналами мундштуків
При зворотному ударі полум'я, необхідно терміново закрити вентиль на пальнику (різаку), на балонах і водяному затворі.
-    Під час експлуатації ацетиленових апаратів необхідно дотримуватись наступних вимог безпеки:
 не завантажувати карбід кальцію у мокрі ящики і кошики;
не підвищувати тиск в ацетиленовому генераторі вище вказаного у паспорті;
не відключати автоматичний регулятор, якщо він є;
 не працювати саморобними чи несправними завантажувальними пристроями.
-    При перегріванні пальника роботу призупинити, а пальник загасити і охолодити до повного остуджування у посудині з чистою водою.
-   Не дозволяється залишати без нагляду зварювальний пост з підключеними робочими газами при включеній напрузі.
-  Дозволяється прочищати мундштук наконечника тільки латунною голкою згідно з розміром отвору мундштука.
- Не дозволяється використовувати кисневі шланги для подачі ацетилену, ацетиленові - для подачі кисню.
- Шланги при газовому зварюванні і різанні оберігати від можливих пошкоджень:
при укладенні не допускати їх сплющення, змотування і перегинання;
не користуватись замазученими шлангами;
 не допускати попадання на шланги іскор, вогню чи важких предметів, а також впливу високих температур.
-   Під час перерв у роботі для підвішування погашених пальників необхідно користуватись стояком з гаком чи вилкою.
-  Влітку слід захищати балони від сонячних променів.
- Переміщення балонів із одного приміщення в інше, навіть коли ці приміщення суміжні, необхідно виконувати на спеціально пристосованих візках (двох чи чотирьохколісних). на спеціальних ношах, які забезпечують безпечне перенесення балонів, у спеціальних контейнерах за допомогою вантажопідйомних механізмів. Переносити балони на руках без нош і на плечах не дозволяється.

Домашнє завдання:  Прочитати розділ ІІ Обладнання та апаратура для газового зварювання,  параграфи 2.2-2.12 з підручника  І.В. Гуменюк «Обладнання і технологія газозварювальних робіт», підручник, Київ., 2005р. 270 ст.

Інструкційно-технологічна карта зварювання стикових з’єднань труб у горизонтальному положенні та приварювання заглушки 

Матеріал: Трубу металева ВГП 4800х40х3,5, листовий метал 50х60, товщина 4мм