Az acélcső kötései I. - Gázhegesztés
2009/3. lapszám | VGF&HKL online | 6692 |
Figylem! Ez a cikk 17 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az épületgépészetben a leggyakrabban alkalmazott, egyes esetekben előírt hegesztés a gázhegesztés. A folyamat elve viszonylag egyszerű, a munkaanyag megolvasztásához szükséges hőmennyiséget egy éghető gáz és oxigén keverékének elégetésével nyerik. A hegesztőpisztoly furatán kiáramló keverék rendkívül nagy hőmérsékletű lángot képez, (3200 ºC), ami az alapanyagot és a hozaganyagot (hegesztőpálcát) megömleszti.
A hegesztés anyagai
Éghető gázként a leggyakrabban acetilént használunk, egyes esetekben előfordul nagy metántartalmú földgáz, propán és bután alkalmazása is. Az acetilén előnye a többi gázzal szemben az, hogy nagy a fűtőértéke és magas az égési sebessége, mellyel 3-4 szeres lángteljesítményt lehet elérni. (11,6 m/s). A lángteljesítmény fogalmáról annyit illik tudni, hogy az időegység alatt egy bizonyos felülettel közölt hőmennyiség, amely kJ/cm2s-ban értendő, a fűtőérték pedig 1 m3 gáz tökéletes elégetésekor felszabaduló hőmennyiség MJ/m3-ben. Az ipari acetiléngáz, a C2H2 színtelen, szagtalan, nem mérgező, a levegőnél könnyebb, legalább 98%-os, nagy tisztaságú telítetlen szénhidrogén. (15 ºC-on, 1 bar nyomáson 1,1 kg/m3 sűrűségű.) Acetiléngáz jelenlétekor enyhe, jellegzetes szagát is érezhetjük, kis mennyiségben jelenlévő foszforhidrogén- és kénvegyületektől. A nyomás kis emelkedésével és 335 ºC hőmérséklet felett bekövetkezik a gáz robbanásszerű, mintegy 11-szeres térfogatnövekedése, melyet hőfejlődés kísér, ekkor az acetilén alkotóelemeire, szénre és hidrogénre bomlik.
 |
Acetilén alkalmazásakor a gáz nyomása nem haladhatja meg az 1,5 bar túlnyomást. A gáz berobbanhat bármely eszköz vagy szerszám által keltett mechanikus vagy elektromos szikrától, vagy felhevített munkadarabtól is. Előállítását gázfejlesztőben végzik, kalcium-karbid és víz reakciójával. A gáz tárolása 20-40 vagy 50 liter térfogatú acélpalackokban történik, melyeket pórusos töltőanyaggal és oldószerrel (aceton vagy dimetil-formamid-DMF) töltenek. A pórusos töltőanyag kalcium-hidroszilikát vagy azbeszt, kovaföld és cement keveréke. A töltőmassza feladata, hogy a palackba töltött oldószert elnyelje, és a palack felrobbanását megakadályozza. Ezzel a tárolási módszerrel 3 Mpa túlnyomásig nem kell számolni a robbanásveszéllyel, de a biztonság fenntartása érdekében a palackok túlnyomása 1,5 és 2 Mpa közt változik.
Az acetilén kiválóan oldódik acetonban, 1 liter aceton 1 bar nyomáson és 15 ºC-on 24 liter acetilént képes elnyelni. Hagyományos töltőanyag esetén egy 40 literes gázpalackba 13 liter acetont töltenek, ahol 18 bar nyomás esetén 13x18x24, azaz 5616 liter kb. 6,5 kg gáznak felel meg. Amennyiben a töltőanyag kalcium-hidroszilikát, a töltési térfogat 91%, így 16 liter aceton 19 bar nyomásnál 16x19x24, azaz 7296 liter, ebben mintegy 8,5 kg gáz tárolható. A forgalmazott acetilént hagyományosan disszugáznak nevezik, mely a francia dissous, oldott szóból ered. Mivel a palackok gáztartalma nem számítható ki pontosan a nyomásból, ugyanis az acetilén oldhatósága az acetonban függ a hőmérséklettől, csak közelítő számításokat végezhetünk. A palack űrtartalmának 9-szeresét megszorozzuk a nyomáscsökkentő által mutatott, barban kifejezett értékkel (1. ábra).
Az ipari oxigén O2, színtelen, szagtalan, íztelen, nem mérgező, 15 ºC-on, 1 bar nyomáson 1,35 kg/m3 sűrűségű, a levegőnél nehezebb, éghetetlen, de égést tápláló, legalább 99,5% tisztaságú gáz. Amennyiben a levegőben az oxigénmennyiség növekszik, az égési folyamatok gyorsabban mennek végbe. Amennyiben ez az arány 30% fölött van, az égés már robbanásszerű. Nyomás alatt álló oxigén zsírral, olajjal való érintkezését kerülni kell, mert ekkor öngyulladás léphet fel. Egy 40 literes palackba 200 bar nyomáson (20 Mpa) 8 m3 gáz sűríthető. Előállítása a levegő cseppfolyósítása, majd szakaszos lepárlása útján történik. A folyékony állapotú oxigént -183 ºC hőmérsékleten 10-20 m3-es kettősfalú szigetelt fémtartályokban tárolják és szállítják. 1 liter cseppfolyós oxigénből 850 liter gáz nyerhető.
 |
Az ipari propángáz, a C3H8 nem mérgező, a levegőnél nehezebb, 1 bar nyomáson, 15 ºC-on 1,9 kg/m3 sűrűségű gáz. A propán 42 ºC-on cseppfolyósítható, 1 kg folyékony propánból 1,96 liter gáz nyerhető. Térfogata gázhalmazállapotban 260-szorosára nő, így egy 11 kg-os gázpalack tartalmából 11x1,96x260, azaz 5606 liter gáz nyerhető. A gyulladási hőmérséklete levegővel való érintkezésekor 446 ºC, oxigénnel képzett keverék lánghőmérséklete 2780 ºC. A különböző acélok hegesztésére használt gázhegesztő pálca egy kis széntartalmú vagy kis kén- és foszfortartalmú, ötvözetlen, egyes pálcáknál pedig kis mértékben ötvözött króm-, nikkel-, molibdén-acél. A jó minőségű hegesztőpálcák csak kismértékben tartalmazhatnak szilíciumot, mivel jelenlétében növekszik a fröcskölés, és SiO2 keletkezhet, melynek magas az olvadáspontja. A pálcák hossza 1000 mm, átmérőjük 1,6-6,3 mm.
Folyósítószer alkalmazása szükséges a hőálló acéloknál, az öntöttvasnál, szürke temperöntvénynél, korrózió- és saválló acéloknál. Ugyanígy folyósítószer szükséges a réznél, valamint annak ötvözeteinél, az alumíniumnál, a cink és nikkel hegesztésénél. A folyósítószer megvéd az újraoxidálódástól, segíti az ömledék összeolvadását, oldja a felületi fémoxidokat, ezáltal segíti a minőségi hegesztett kötés létrejöttét. Folyósítószerek használatakor óvatosan kell eljárni azok maró hatása miatt, és a felületről a munkafolyamat végén el kell távolítani azt. Egyes anyagok hegesztésénél nincs szükség folyósítószerre, mint például ötvözetlen lágy acél, acélöntvény, fehér temperöntvény vagy a szilumin.
