зона факела что это

Зона факела, корневая

Смотреть все термины ГОСТ 17356-89. ГОРЕЛКИ НА ГАЗООБРАЗНОМ И ЖИДКОМ ТОПЛИВАХ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Смотреть что такое «Зона факела, корневая» в других словарях:

корневая зона факела — Совокупность точек факела, наименее удаленных от выходных отверстий горелки. [ГОСТ 17356 89] Тематики горелки … Справочник технического переводчика

Корневая зона факела — 11. Корневая зона факела Совокупность точек факела, наименее удаленных от выходных отверстий горелки Источник: ГОСТ 17356 89: Горелки газовые, жидкотопливные и комбинированные. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

GOST 17356-89. Gas and oil fuel burners. Terms and definitions — Автоматика горелки Воздух для горения, вторичный Воздух для горения, первичный Воздух, третичный … Словарь ГОСТированной лексики

ГОСТ 17356-89. ГОРЕЛКИ НА ГАЗООБРАЗНОМ И ЖИДКОМ ТОПЛИВАХ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ (СТ СЭВ 1706-88) — Автоматика горелки Воздух для горения, вторичный Воздух для горения, первичный Воздух, третичный … Словарь ГОСТированной лексики

ГОСТ 17356-89: Горелки газовые, жидкотопливные и комбинированные. Термины и определения — Терминология ГОСТ 17356 89: Горелки газовые, жидкотопливные и комбинированные. Термины и определения оригинал документа: 43а. Аварийное состояние горелки (топливо использующей установки) Состояние, при котором отклонение контролируемых параметров … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Корневая зона факела

11. Корневая зона факела

Совокупность точек факела, наименее удаленных от выходных отверстий горелки

Смотреть что такое «Корневая зона факела» в других словарях:

корневая зона факела — Совокупность точек факела, наименее удаленных от выходных отверстий горелки. [ГОСТ 17356 89] Тематики горелки … Справочник технического переводчика

Зона факела, корневая — Корневая зона факела Совокупность точек факела, наименее удаленных от выходных отверстий горелки Смотреть все термины ГОСТ 17356 89. ГОРЕЛКИ НА ГАЗООБРАЗНОМ И ЖИДКОМ ТОПЛИВАХ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Источник: ГОСТ 17356 89. ГОРЕЛКИ НА ГАЗООБРАЗНОМ … Словарь ГОСТированной лексики

ГОСТ 17356-89: Горелки газовые, жидкотопливные и комбинированные. Термины и определения — Терминология ГОСТ 17356 89: Горелки газовые, жидкотопливные и комбинированные. Термины и определения оригинал документа: 43а. Аварийное состояние горелки (топливо использующей установки) Состояние, при котором отклонение контролируемых параметров … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

GOST 17356-89. Gas and oil fuel burners. Terms and definitions — Автоматика горелки Воздух для горения, вторичный Воздух для горения, первичный Воздух, третичный … Словарь ГОСТированной лексики

ГОСТ 17356-89. ГОРЕЛКИ НА ГАЗООБРАЗНОМ И ЖИДКОМ ТОПЛИВАХ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ (СТ СЭВ 1706-88) — Автоматика горелки Воздух для горения, вторичный Воздух для горения, первичный Воздух, третичный … Словарь ГОСТированной лексики

Источник

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. Руководство содержит рекомендации по обеспечению промышленной безопасности при проектировании, строительстве, эксплуатации, расширении, реконструкции, техническом перевооружении, консервации и ликвидации факельных систем, проведении экспертизы промышленной безопасности факельных систем и не является нормативным правовым актом.

3. В целях содействия соблюдению федеральных норм и правил в области промышленной безопасности организации, осуществляющие деятельность по проектированию, строительству, эксплуатации, расширению, реконструкции, техническому перевооружению, консервации и ликвидации факельных систем, проведению экспертизы промышленной безопасности факельных систем, могут использовать иные способы и методы, чем те, которые указаны в настоящем Руководстве.

4. Руководство распространяется на опасные производственные объекты, на которых добываются, получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются горючие и взрывоопасные вещества. Термины и определения, используемые в Руководстве, приведены в приложении № 1.

II. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

5. Факельные системы предназначаются для обеспечения безопасности постоянных, периодических и аварийных сбросов горючих газов и паров с их последующим сжиганием.

6. По своему назначению факельные системы подразделяются на:

Общие факельные системы применяются для производственных объектов с множеством технологических установок при совместимости сбросов в факельную систему.

7. Отдельная факельная система применяется при размещении на предприятии технологической установки, где существующая общая факельная система не обеспечивает требования технологического регламента в части сжигания горючих газов и паров, а также в случае, когда давление в технологической установке не позволяет производить сброс в общую факельную систему.

Специальные факельные системы применяются в случае, если сбросы в факельную систему по своим свойствам несовместимы со сбросами в общую факельную систему и содержат:

вещества, склонные к разложению с выделением тепла;

полимеризующиеся и смолистые продукты, уменьшающие пропускную способность трубопроводов;

продукты, способные вступать в реакцию с другими веществами, направляемыми в факельную систему;

агрессивные и высокотоксичные вещества;

другие вещества со свойствами, несовместимыми со сбросами в общую факельную систему.

8. В зависимости от давления газа в источнике сброса факельные системы могут быть:

9. По конструктивным особенностям факельные установки могут быть:

Упрощенная факельная установка применяется в случаях, когда аварийные и периодические сбросы горючих газов и паров производятся при выполнении ремонтных работ при условии обеспечения безопасности сбросов в факельную систему.

10. Проектирование, строительство, реконструкция, техническое перевооружение и эксплуатация факельных систем осуществляются в соответствии с требованиями действующего законодательства и нормативных документов по промышленной и пожарной безопасности, устройству электроустановок, национальных стандартов и настоящего Руководства. Тип факельной системы и конструкция факельной установки выбираются проектной организацией в зависимости от условий ее эксплуатации, организации сбросов, свойств и состава сбрасываемых газов и обосновываются в проектной документации.

11. Эксплуатация факельных систем осуществляется:

в соответствии с инструкциями по безопасной эксплуатации факельных систем и их техническому обслуживанию, утвержденными в установленном порядке;

производственным персоналом требуемой квалификации, аттестованным или прошедшим проверку знаний по вопросам промышленной безопасности в установленном порядке;

При необходимости внесения дополнений в инструкции, а также в случае изменений в схеме или режиме работы факельных систем инструкции рекомендуется пересмотреть до истечения срока их действия.

12. Устройства контроля пламени, запальные устройства и средства контроля, измерения и автоматики по надежности электроснабжения относятся к потребителям первой категории.

13. При организации сбросов из факельной установки в атмосферу рекомендуется руководствоваться типовыми расчетами концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, и санитарными нормами.

III. РЕКОМЕНДАЦИИ К ТЕХНОЛОГИИ СБРОСОВ ПАРОВ И ГАЗОВ В ФАКЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

14. По каждому источнику сброса газов и паров, направляемых в факельные системы, рекомендуется определить их возможные составы и параметры (температуру, давление, плотность, расход, продолжительность сброса, а также параметры максимального, среднего и минимального суммарного сбросов с объекта).

Рекомендуемая схема сброса газов (паров) в факельную систему приведена в приложении № 2 к настоящему Руководству.

Рекомендуемая схема сброса газов (паров) в факельную систему с постоянным отводом конденсата из сепаратора через гидрозатвор приведена в приложении № 3 к настоящему Руководству.

Рекомендуемая схема подачи продувочного газа в факельный коллектор приведена в приложении № 4 к настоящему Руководству.

16. Не рекомендуется, чтобы содержание кислорода в продувочных и сбрасываемых газах и парах, в том числе в газах сложного состава, превышало 50 % минимального взрывоопасного содержания кислорода в возможной смеси с горючим, и обосновывается разработчиком проекта.

17. Не рекомендуется проводить сброс водорода, ацетилена, этилена и окиси углерода и смеси этих быстрогорящих газов с содержанием кислорода в них более 2 % об. и в каждом конкретном случае обосновывать проектом.

18. Не рекомендуется в целях обеспечения безопасности направлять в факельную систему вещества, взаимодействие которых может привести к взрыву (окислитель и восстановитель).

19. В границах технологической установки рекомендуется устанавливать сепараторы с целью исключить содержание капельной жидкости и твердых частиц в газах и парах, сбрасываемых в общую и отдельную факельные системы.

22. Не рекомендуется подавать на сжигание в общую и отдельную факельные системы сбрасываемые горючие газы и пары с объемным содержанием в них веществ I и II класса опасности (кроме бензола) более 1 %, сероводорода более 8 %.

23. Сбросы, содержащие вещества I и II класса опасности (кроме бензола) более 1 %, сероводорода более 8 %, а также сбросы, при сжигании которых в продуктах сгорания образуются или сохраняются вредные вещества I и II класса опасности, направляются в специальные емкости для дальнейшей очистки, обезвреживания, утилизации и переработки. Для сжигания такие сбросы направляются в отдельную или специальную факельную систему.

24. Не рекомендуется подавать на сжигание в факельную систему сбрасываемые горючие газы и пары с объемным содержанием в них инертных газов более 5 %.

25. Не рекомендуется постоянные и периодические сбросы газов и паров производить в общие факельные системы, в которые направляются аварийные сбросы, если совмещение указанных сбросов может привести к повышению давления в системе до величины, препятствующей нормальной работе предохранительных клапанов и других противоаварийных устройств.

26. Потери давления в общих факельных системах при максимальном сбросе не рекомендуется превышать:

Для отдельных и специальных факельных систем потери давления не ограничиваются и определяются условиями безопасной работы подключенных к ним аппаратов.

27. Горючие газы и пары, сбрасываемые с технологических аппаратов через гидрозатворы, рассчитанные на давление меньшее, чем давление в факельном коллекторе, рекомендуется направлять в специальную факельную систему или по отдельному (специальному) факельному трубопроводу, не связанному с коллектором от других предохранительных устройств аварийного сброса, постоянных и периодических сбросов.

Специальный трубопровод через отдельный сепаратор подключается непосредственно к стволу факельной установки.

28. В обоснованных случаях допускается установка запорной арматуры после гидрозатворов на месте врезки в общую факельную систему (при исключении возможности случайного ее закрытия). Одновременно предусматриваются дополнительные меры безопасности, в том числе снятие штурвала запорной арматуры, опломбирование ее в открытом состоянии, установка на ней специальных кожухов, вывод сигнала о положении арматуры на пульт управления. Тип запорной арматуры определяется проектной организацией.

29. Сбросы, не относящиеся к горючим газам, парам и вредным веществам, а также периодические и аварийные сбросы легких газов, относящихся к горючим газам, парам и вредным веществам, рекомендуется направлять через сбросную трубу в атмосферу.

Устройство сбросных труб и условия сброса обеспечивают эффективное рассеивание сбрасываемых газов и паров, исключающее образование взрывоопасных концентраций в зоне размещения технологического оборудования, зданий и сооружений. При этом рекомендуется предусматривать устройства, предотвращающие попадание жидкости в сбросные трубы и ее скопление. Рекомендуемый расчет концентраций горючего газа при сбросе через сбросную трубу приведен в приложении № 5 к настоящему Руководству.

К легким газам относятся газы плотностью не более 0,8 по отношению к плотности воздуха. В случае изменения состава сбрасываемого газа, приводящего к увеличению его плотности более 0,8 по отношению к плотности воздуха, сброс газа в атмосферу через сбросную трубу не рекомендуется.

IV. КОЛЛЕКТОРЫ, ТРУБОПРОВОДЫ, НАСОСЫ, СЕПАРАТОРЫ

31. Для отдельных и специальных факельных систем рекомендуется предусматривать один факельный коллектор и одну факельную установку.

Общим факельным системам рекомендуется иметь два факельных коллектора и две факельные установки для обеспечения безостановочной работы.

32. При сбросах в общую факельную систему газов, паров и их смесей, не вызывающих коррозии более 0,1 мм в год, рекомендуется обеспечивать факельные установки одним коллектором при техническом обосновании в проектной документации.

33. На общих факельных системах в местах разветвления трубопроводов в целях отключения от факельных систем технологических установок, складов, переключения сепараторов, коллекторов и факельных стволов возможно размещение в горизонтальном положении запорных устройств, опломбированных в открытом состоянии.

34. Факельные коллекторы и трубопроводы рекомендуется предусматривать минимальной длины и с минимальным числом поворотов, которые необходимо прокладывать над землей (на опорах и эстакадах).

35. На факельных коллекторах и трубопроводах не рекомендуется устанавливать сальниковые компенсаторы.

36. Тепловая компенсация факельных коллекторов и трубопроводов рассчитывается с учетом максимальной и минимальной температур сбрасываемых газов и паров, максимальной температуры пара для пропарки, а также температуры обогревающей среды для обогреваемых коллекторов и средней температуры наиболее холодной пятидневки.

37. На коллекторах и трубопроводах факельных систем рекомендуется при необходимости тепловая изоляция и (или) установка на них обогревающих спутников для предотвращения конденсации и кристаллизации веществ в факельных системах.

38. В факельных системах, предназначенных для сжигания горючих газов и паров, рекомендуется применять сепаратор с постоянным отводом жидкости.

40. Врезка цеховых трубопроводов в факельный коллектор производится сверху в целях исключения заполнения их жидкостью.

41. При незначительном содержании конденсата в сепараторах на факельных установках, предназначенных для сжигания паров низкокипящих жидкостей (включая пропан, пропилен, аммиак и аммиаксодержащие газы), удалять жидкость из сепаратора рекомендуется за счет подачи пара или горячей воды в наружный змеевик, обогревающий сепаратор, при этом рекомендуется исключить возможность повышения давления в емкости выше расчетного. Данное требование обосновывается в проектной документации.

42. Конструкцию и размеры сепаратора на входе в факельный коллектор рекомендуется рассчитывать на максимально возможный аварийный сброс.

43. При наличии в сбросных газах твердых или смолистых осадков рекомендуется устанавливать два параллельных сепаратора. При малом содержании примесей сепаратор рекомендуется оснащать байпасной линией с системой сблокированных задвижек «закрыто-открыто» и быстросъемными заглушками, обеспечивающими постоянный проток газа и возможность чистки сепаратора.

44. В зависимости от места установки рекомендуется применять насосы, изготовленные по 1-й или 2-й категории размещения в части воздействия климатических факторов внешней среды.

45. Установка факельного сепаратора и насоса по отношению друг к другу осуществляется исходя из условия обеспечения заполнения насоса конденсатом при его поступлении в сепаратор и исключения возникновения кавитации при работе насоса.

46. Всасывающий трубопровод имеет минимальную длину и уклон в сторону насоса для исключения наличия застойных зон. Горизонтальные участки всасывающих трубопроводов рекомендуется располагать в нижней части насосов. Рекомендуется избегать горизонтальных участков непосредственно после сепаратора, для чего выход всасывающего трубопровода из нижнего штуцера сепаратора к насосу размещают вертикально вниз. Указываемые условия по прокладке трубопровода отражаются в проектной документации.

47. Диаметр всасывающего трубопровода определяется по максимальной производительности насоса, принимаемой по графической характеристике.

48. Трубопроводы и арматуру обвязки насосов рекомендуется обогревать и оснащать тепловой изоляцией.

49. Включение и выключение насосов для откачки конденсата из сборников и сепараторов рекомендуется предусматривать как автоматическими, так и с места их установки в соответствии с рекомендуемой схемой оснащения насосов для откачки углеводородов трубопроводами, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматики, представленной в приложении № 6 к настоящему Руководству.

50. Пропускную способность общих факельных систем рекомендуется рассчитывать на следующие расходы газов и паров:

51. Пропускную способность отдельных и специальных факельных систем рекомендуется рассчитывать на сумму постоянных сбросов от всех подключенных технологических блоков и аварийного сброса от одного блока с наибольшей величиной этого сброса. Коэффициент сброса обосновывается и устанавливается в проектной документации.

52. Площадь проходного сечения задвижек для аварийного сброса с ручным или дистанционным включением привода выбирается с учетом соответствующей пропускной способности факельного коллектора на выходе с установки.

Каждый сварной шов факельного коллектора и факельного ствола проверяют неразрушающим методом, обеспечивающим эффективный контроль качества сварного шва.

54. На коллекторе перед факельным стволом или на факельном стволе рекомендуется предусматривать фланцевое соединение для установки заглушки при проведении испытаний на плотность и прочность.

55. Для продувки технологических установок и цеховых факельных трубопроводов азотом или воздухом при пуске или остановке на ремонт в обоснованных случаях на выходе с технологической установки устанавливается сбросная труба с отключающей арматурой.

56. Во избежание образования взрывоопасной смеси рекомендуется предусматривать непрерывную подачу продувочного (топливного или инертного) газа в начало факельного коллектора.

В случае прекращения подачи топливного газа рекомендуется обеспечить автоматическую подачу инертного газа. Количество продувочного газа рекомендуется определять в соответствии с п. 115 настоящего Руководства.

V. ФАКЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

57. При работе факельной установки рекомендуется обеспечивать стабильное горение в широком интервале расходов газов и паров, бездымное сжигание постоянных и периодических сбросов, а также безопасную плотность теплового потока, предотвращение попадания воздуха через верхний срез факельного ствола и пропуска пламени.

58. Факельные установки могут включать в себя факельные трубопроводы, факельные стволы, оголовки или горелочные устройства, газовые затворы, средства контроля и автоматизации, дистанционные запальные устройства, подводящие трубопроводы топливного и горючего газа, дежурные горелки с запальными устройствами, другие устройства, необходимые для обеспечения безопасного сжигания. Состав оборудования факельных систем может изменяться при соответствующем обосновании в проекте.

Вертикальные факельные установки

59. Рекомендуется выбирать условия сброса (конструкция ствола и оголовка, скорость потока, плотность сбрасываемых газов и паров и др.), обеспечивающие стабильное (без срыва пламени) горение факела.

60. Для защиты пламени от ветрового воздействия рекомендуется использовать ветрозащитные устройства в целях повышения устойчивости пламени факела к ветровому воздействию. Не рекомендуется контакт пламени с корпусом оголовка.

61. В случае необходимости рекомендуется предусматривать устройства для предотвращения повреждения оголовка касающимся пламенем при снижении расхода сбросных газов, например оголовки переменного сечения.

62. Факельная установка оснащается сепаратором, гидрозатвором, насосами и устройством для отвода конденсата. При наличии в сбросных газах и парах твердых и смолистых веществ, которые, отлагаясь, уменьшают площадь проходного сечения газового затвора, последний не устанавливается (обосновывается в проектной документации).

63. В случае сброса газов, в которых пламя может распространяться вследствие их экзотермического разложения без окислителя (ацетилен, его гомологи, окись этилена и др.), факельная установка оснащается огнепреградителями.

64. При сбросе углеводородных газов и паров (за исключением некоптящих газов) рекомендуется предусматривать решения, обеспечивающие их бездымное сжигание. Увеличение полноты сгорания может достигаться:

подачей воздуха или водяного пара (количество пара определяется расчетом исходя из условия обеспечения бездымного сжигания постоянных сбросов);

использованием оголовков кинетического сжигания с устройствами забора воздуха;

регулированием соотношения скорости сброса к скорости звука, при котором обеспечивается интенсивное смешение с воздухом и необходимая полнота сгорания (рекомендуемое соотношение более 0,2);

другими решениями, обеспечивающими бездымное сжигание сбросов.

Технические решения, обеспечивающие бездымное сжигание сбрасываемых газов и паров, обосновываются в проектной документации.

65. Дежурные горелки с запальниками рекомендуется устанавливать на факельном оголовке. Число горелок определяется в зависимости от диаметра факельного оголовка в соответствии с данными, приведенными в табл. 1.

Источник

Пламя и его классификация, зоны, температура и цвет

Температура открытого огня: температурный режим огня в зажигалке, влияющие факторы и классификация

Пламя — это явление, которое вызвано свечением газообразной раскалённой среды. В некоторых случаях оно содержит твёрдые диспергированные вещества и (или) плазму, в которых происходят превращения реагентов физико-химического характера. Именно они и приводят к саморазогреву, тепловыделению и свечению.

В газообразной среде пламени содержатся заряженные частицы — радикалы и ионы. Это объясняет существование электропроводности пламени и его взаимодействие с электромагнитными полями.

На таком принципе построены приборы, которые могут приглушить огонь, изменить его форму или оторвать его от горючих материалов при помощи электромагнитного излучения.

Свечение огня делится на два вида:

Почти каждое свечение видимо для человеческого глаза, но не каждое способно испускать нужное количество светового потока.

Свечение пламени обуславливается следующими факторами.

Наиболее общая причина свечения — это присутствие в пламени твёрдого вещества.

Многие газы горят слабо светящимся или несветящимся пламенем.

Пары летучих некоторых жидкостей горят едва светящимся пламенем (спирт и сероуглерод), а пламя ацетона и эфира становится немного коптящим из-за небольшого выделения углерода.

Температура пламени

Для разных горючих паров и газов температура пламени неодинакова. А ещё неодинакова температура разных частей пламени, а область полного сгорания имеет более высокие показатели температуры.

Некоторое количество горючего вещества при сжигании выделяет определённое количество теплоты. Если строение вещества известно, то можно рассчитать объём и состав полученных продуктов горения. А если знать удельную теплоту этих веществ, то можно рассчитать ту максимальную температуру, которую достигнет пламя.

Стоит помнить о том, что если вещество горит в воздухе, то на каждый объём вступающего в реакцию кислорода приходится четыре объёма инертного азота. А так как в пламени присутствует азот, он нагревается теплотой, которая выделяется при реакции. Исходя из этого можно сделать вывод о том, что температура пламени будет состоять из температуры продуктов горения и азота.

Невозможно точно определить температуру, но можно это сделать приблизительно, так как удельная теплота изменяется с температурой.

Вот некоторые показатели по температуре открытого огня в разных материалах.

Пламя свечи

Пламя, которое каждый человек может наблюдать при горении свечи, спички или зажигалки, представляет из себя поток раскалённых газов, которые вытягиваются вертикально вверх, благодаря силе Архимеда.

Фитиль свечи вначале нагревается и начинает испаряться парафин. Для самой нижней части характерно небольшое свечение синего цвета — там мало кислорода и много топлива.

Именно из-за этого топливо не полностью сгорает и образуется оксид углерода, который при окислении на самом крае конуса пламени ему придаёт синий цвет.

За счёт диффузии в центр поступает немного больше кислорода. Там происходит последующее окисление топлива и температурный показатель растёт. Но для полного сгорания топлива этого недостаточно. Внизу и в центре содержатся частицы угля и несгоревшие капельки. Они светятся из-за сильного нагревания.

А вот испарившееся топливо, а также продукты сгорания, вода и углекислый газ практически не светятся. В самом верху наибольшая концентрация кислорода. Там не догоревшие частицы, которые в центре светились, догорают.

Именно по этой причине эта зона практически не светится, хотя там наиболее высокий температурный показатель.

Классификация пламени

Классифицируют свечение огня следующим образом.

В диффузном ламинарном пламени выделяют три оболочки (зоны). Внутри конуса пламени существует:

Температурный параметр пламени зависит от интенсивности подвода окислителя и природы горючего вещества. Пламя распространяется по предварительно перемешанной среде. Происходит распространение по нормали от каждой точки фронта к поверхности пламени.

По реально существующим смесям газовоздушным распространение всегда осложнено возмущающими внешними воздействиями, которые обусловлены трением, конвективными потоками, силами тяжести и прочими факторами.

Именно из-за этого реальная скорость распространения от нормальной всегда отличается. В зависимости от того, какой характер носит скорость распространения, различают такие диапазоны:

Пламя окислительное

Оно располагается в самой верхней части огня, которая имеет наибольший температурный показатель. В этой зоне горючие вещества почти полностью превращены в продукты горения. Здесь наблюдается недостаток топлива и избыток кислорода. Именно по этой причине вещества, которые помещены в эту зону, окисляются интенсивно.

Пламя восстановительное

Эта часть наиболее близка к центру или находится чуть ниже его. Здесь мало кислорода для горения и много топлива. Если в эту область внести вещество, в котором имеется кислород, то он отнимется у вещества.

Температура огня в зажигалке

Зажигалка — это устройство портативное, которое предназначено для получения огня. Она может быть бензиново или газовой, в зависимости от применяемого топлива. Ещё существуют зажигалки, в которых собственного топлива нет. Они предназначаются для поджига газовой плиты. Качественная турбозажигалка — это прибор относительно сложный. Температура огня в ней может достигать 1300 градусов.

Химический состав и цвет пламени

У карманных зажигалок небольшой размер, это позволяет их переносить без каких-либо проблем. Довольно редко можно встретить настольную зажигалку. Ведь они из-за своих больших размеров для переноски не предназначены. Их дизайн разнообразен. Есть зажигалки каминные. Они имеют небольшую толщину и ширину, но довольно длинные.

На сегодняшний день становятся популярными рекламные зажигалки. Если в доме нет электроэнергии, то невозможно ей поджечь газовую плиту. Газ поджигает образующаяся электрическая дуга. Достоинствами этих зажигалок являются следующие качества.

Первая зажигалка с современным кремнём создана в Австрии в 1903 году после изобретения ферроцериевого сплава бароном Карлом Ауэром фон Вельсбахом.

Ускорилось развитие зажигалок в период Первой мировой войны. Солдаты начали применять спички для того, чтобы видеть в темноте дорогу, но их местоположение выдавала интенсивная вспышка при поджиге. Необходимость в огне без значительной вспышки способствовало развитию зажигалок.

В то время лидерами производства зажигалок «кремнёвых» были Германия и Австрия. Такое портативное устройство, которое предназначено для получения огня, находящиеся в кармане многих курильщиков, при неправильном обращении может таить в себе немало опасностей.

Зажигалка в период работы не должна вокруг себя разбрызгивать искры. Огонь должен быть стабильным и ровным. Температура огня в зажигалках карманных достигает примерно 800−1000 градусов. Свечение красного или оранжевого цвета вызвано частицами углерода, которые раскалились.

Для бытовых горелок и турбозажигалок применяется в основном газ бутан, который легко сжигается, не имеет запаха и цвета. Бутан получают путём переработки при высоких температурах нефти, а также её фракций.

Бутан — это легковоспламенимые углеводороды, но он абсолютно безопасен в конструкциях современных зажигалок.

Подобные зажигалки в быту очень полезны. Ими можно поджечь любой воспламеняющийся материал. В комплект турбозажигалок входит настольная подставка.

Цвет пламени зависит от горючего материала и температуры горения. Пламя костра или камина в основном имеет пёстрый вид. Температура горения дерева ниже температуры горения фитиля свечи.

Именно из-за этого цвет костра не жёлтый, а оранжевый.

Медь, натрий и кальций при высоких температурных показателях светятся различными цветами.

Электрическая зажигалка была изобретена в 1770 году. В ней водородная струя воспламенялась от искры машины электрофорной. Со временем бензиновые зажигалки уступили место газовым, которые более удобные. В них обязательно должна находиться батарейка — источник энергии.

Не очень давно появились зажигалки сенсорные, в которых без механического воздействия происходит зажигание газа воздействием на сенсорный датчик. Сенсорные зажигалки карманного типа. В основном, в них содержится информация рекламного типа, которая нанесена при помощи тампонной или шелкотрафаретной печати.

Цвет пламени

Пламя

Пламя бывает разного цвета. Посмотрите в камин. На поленьях пляшут желтые, оранжевые, красные, белые и синие языки пламени. Его цвет зависит от температуры горения и от горючего материала. Чтобы наглядно себе это представить, вообразите спираль электрической плитки.

Если плитка выключена — витки спирали холодные и черные. Допустим, вы решили подогреть суп и включили плитку. Сначала спираль становится темно-красной. Чем выше поднимается температура, тем ярче красный цвет спирали.

Когда плитка разогревается до максимальной температуры, спираль становится оранжево-красной.

Естественно, спираль не горит. Вы же не видите пламени. Она просто очень горячая. Если нагревать ее дальше, то будет меняться и цвет. Сначала цвет спирали станет желтым, затем белым, а когда она раскалится еще больше, от нее будет исходить голубое сияние.

От чего зависит цвет пламени

Нечто подобное происходит и с пламенем. Возьмем для примера свечу. Различные участки пламени свечи имеют разную температуру. Огню нужен кислород.

Если свечу накрыть стеклянной банкой, огонь погаснет. Центральный, прилегающий к фитилю участок пламени свечи, потребляет мало кислорода, и выглядит темным.

Верхушке и боковым участкам пламени достается больше кислорода, поэтому эти участки ярче.

По мере того как пламя продвигается по фитилю, воск тает и потрескивает, рассыпаясь на мельчайшие частички углерода. (Каменный уголь тоже состоит из углерода.) Эти частички увлекаются пламенем кверху и сгорают.

Они очень горячие и светятся, как спираль вашей плитки. Но частички углерода намного горячее, чем спираль самой жаркой плитки (температура сгорания углерода примерно 1 400 градусов Цельсия). Поэтому свечение их имеет желтый цвет.

Около горящего фитиля пламя еще горячее и светится синим цветом.

Пламя камина или костра в основном пестрого вида. Дерево горит при более низкой температуре, чем фитиль свечи, поэтому основной цвет костра — оранжевый, а не желтый. Некоторые частички углерода в пламени костра имеют довольно высокую температуру. Их немного, но они добавляют пламени желтоватый оттенок.

Цвет пламени и химический состав

Цвет пламени может меняться в зависимости от химических примесей, содержащихся в поленьях или другом горючем веществе. В пламени может находиться, например, примесь натрия. Натрий — это составная часть поваренной соли. Если натрий раскалить, он окрашивается в ярко – желтый цвет. В огонь может попасть кальций.

Мы все знаем, что кальция много в молоке. Это металл. Раскаленный кальций окрашивается в яркий красный цвет. Если в огне горит фосфор, то пламя окрасится в зеленоватый цвет. Все эти элементы или содержатся в дереве, или попадают в огонь с другими веществами. Смешение цветов пламени, как и смешение цветов радуги, может дать белый цвет, поэтому в пламени костра или камина видны белые участки.

Виды сварочного пламени

Сварочное пламя образуется при сгорании горючего газа или паров горючей жидкости в кислороде. Пламя нагревает и расплавляет основной и присадочный металл в месте сварки.

Наибольшее применение при газовой сварке нашло кислородно-ацетиленовое пламя, так как оно имеет высокую температуру (3150°С) и обеспечивает концентрированный нагрев.

От состава горючей смеси, т. е. от соотношения кислорода и горючего газа, зависят внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл. Изменяя состав горючей смеси, сварщик тем самым изменяет основные параметры сварочного пламени.

Для получения нормального пламени отношение кислорода к горючему газу должно быть для ацетилена — 1,1-1,2, природного газа — 1,5-1,6, пропана — 3,5.

Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют сварочное пламя, которое имеет три ярко различимые зоны:

Водородное пламя ярко различимых зон не имеет, что затрудняет его регулировку по внешнему виду.

При зажигании газовой струи, вытекающей из сопла, пламя перемещается по направлению движения струи газовой смеси.

Скорость истечения для каждого газа подбирается такой, чтобы пламя не проникало внутрь сопла горелки и не отрывалось от него.

Газ в струе должен прогреваться до температуры воспламенения, ацетилен воспламеняется при температуре 450-500°С, а газы-заменители — 550-650°С. Поэтому ядро пламени при сгорании газов-заменителей длиннее, чем при сгорании ацетилена.

а — окислительное, б — нормальное, в — науглероживающее; 1 — ядро, 2 — восстановительная зона, 3 — факел

Рисунок 1 — Виды сварочного пламени

Процесс сгорания ацетилена в кислороде можно условно разделить на две стадии. Сначала под влиянием нагрева происходит распад ацетилена на элементы: С2Н2=2С+Н2.

Затем происходит первая стадия сгорания ацетилена за счет кислорода смеси по реакции 2С+Н2+O2=2СО+Н2. Вторая стадия горения протекает за счет кислорода воздуха: 2СО+Н2+1,5O2=2СO2+Н2O.

Процесс горения горючего газа в кислороде экзотермичен, т.е. идет с выделением теплоты.

Ядро имеет резко очерченную форму (близкую к форме цилиндра), плавно закругляющуюся в конце, с ярко светящейся оболочкой.

Оболочка состоит из раскаленных частиц углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки. Размеры ядра зависят от состава горючей смеси, ее расхода и скорости истечения.

Диаметр канала мундштука горелки определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения газовой смеси — его длину.

Площадь поперечного сечения канала мундштука горелки прямо пропорциональна толщине свариваемого металла. Сварочное пламя не должно быть слишком «мягким» или «жестким».

Мягкое пламя склонно к обратным ударам и хлопкам, жесткое — способно выдувать расплавленный металл из сварочной ванны.

При увеличении давления кислорода скорость истечения горючей смеси увеличивается и ядро сварочного пламени удлиняется, при уменьшении скорости истечения ядро укорачивается. С увеличением номера мундштука размеры ядра увеличиваются. Температура ядра достигает 1000°С.

Восстановительная (средняя) зона располагается за ядром и по своему более темному цвету заметно отличается от него. Длина ее зависит от номера мундштука и достигает 20 мм. Зона состоит из продуктов неполного сгорания ацетилена — оксид углерода и водорода.

Она называется восстановительной, так как оксид углерода и водорода раскисляют расплавленный металл, отнимая кислород от его оксидов. Если в процессе сварки расплавленный металл сварочной ванны находится в средней зоне, то сварочный шов получается без пор газовых и шлаковых включений. Этой зоной пламени выполняю сварку и поэтому ее называют рабочей.

Восстановительная зона имеет наиболее высокую температуру (3140°С) в точке, отстоящей на 3-6 мм от конца ядра.

Зона полного сгорания (факел) располагается за восстановительной зоной. Она состоит из углекислого газа, паров воды и газа, которые образуются в пламени при сгорании оксида углерода и водорода восстановительной зоны за счет кислорода окружающего воздуха. Температура этой зоны значительно ниже, чем температура восстановительной, и колеблется от 1200 до 2520°С.

В зависимости от соотношения между кислородом и ацетиленом получают три основных вида сварочного пламени: нормальное, окислительное и науглероживающее. Нормальное пламя теоретически получают тогда, когда в горелку на один объем кислорода подают несколько больше от 1,1 до 1,3 объема ацетилена.

Нормальное пламя характеризуется отсутствием свободного кислорода и углерода в его восстановительной зоне. Кислорода в горелку подается немного больше из-за небольшой его загрязненности и расхода на сгорание водорода. В нормальном пламени ярко выражены все три зоны.

Окислительное пламя получается при избытке кислорода, при подаче в горелку на один объем ацетилена более 1,3 объема кислорода.

При этом ядро приобретает конусообразную форму, значительно сокращается по длине, становится с менее резкими очертаниями и приобретает более бледную окраску. Сокращаются по длине также восстановительная зона и факел. Все пламя приобретает синевато-фиолетовую окраску.

Пламя горит с шумом, уровень которого зависит от давления кислорода. Температура окислительного пламени выше нормального, однако сваривать стали таким пламенем нельзя из-за наличия в пламени избытка кислорода.

Избыток кислорода приводит к окислению металла шва, шов получается пористым и хрупким. Окислительное пламя можно применять при газовой сварке латуни и пайке твердыми припоями.

Науглероживающее пламя получается при избытке ацетилена, когда в горелку на один объем ацетилена подается 0,95 и менее объема кислорода. Ядро такого пламени теряет резкость своего очертания, на конце его появляется зеленый венчик, по которому судят об избытке ацетилена.

Восстановительная зона значительно светлее и почти сливается с ядром, а факел приобретает желтоватую окраску. При большом избытке ацетилена пламя начинает коптить, так как в нем ощущается недостаток кислорода, необходимого для полного сгорания ацетилена.

Находящийся в пламени избыточный углерод легко поглощается расплавленным металлом и ухудшает качество металла шва. Температура науглероживающего пламени ниже, чем нормального и окислительного.

Уменьшая подачу ацетилена в горелку до полного исчезновения зеленого венчика на конце ядра, ацетиленовое пламя превращается в нормальное. Слегка науглероживающее пламя применяют для сварки чугуна и при наплавке твердыми сплавами.

Характер сварочного пламени сварщик определяет на глаз по форме и окраске пламени. При регулировании пламени необходимо обращать внимание на правильность подбора расхода горючего газа и кислорода.

Вытекающая из мундштука горючая смесь оказывает механическое воздействие на расплавленный металл сварочной ванны и формирует валик шва. Жидкий металл отжимается к краям ванны. Характер формообразования металла зависит от угла наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла.

а — вертикальном, б — наклонном, в — схема перемещения жидкого металла в ванне

Рисунок 2 — Схема механического воздействия пламени на жидкий металл сварочный ванны при различных положениях мундштука

Давление газов оказывает влияние на жидкий металл, перемещая его к задней стенке сварочной ванны, образуя чешуйки шва. При большом давлении кислорода горючая смесь вытекает из мундштука с большой скоростью, пламя становится «жестким» и выдувает расплавленный металл из сварочной ванны, затрудняя тем самым сварку.

Качество наплавленного металла и прочность сварного шва зависят от состава пламени, поэтому во время газовой сварки сварщик должен следить за его характером, регулировать его состав в течение всего процесса сварки.

Характер пламени подбирают в зависимости от свариваемого металла и его свойства.

Для газовой сварки сталей требуется нормальное пламя, для сварки чугуна, наплавки твердых сплавов — науглероживающее, для сварки латуни — окислительное пламя.

Пламя: строение и описание :

Огонь сам по себе является символом жизни, значение его трудно переоценить, так как он с давних времен помогает человеку согреться, видеть в темноте, готовить вкусные блюда, а также защищаться.

История пламени

Огонь сопровождал человека еще с первобытного строя. В пещере горел огонь, утепляя и освещая ее, а отправляясь за добычей, охотники брали с собой горящие головни. На смену им пришли просмоленные факелы — палки.

С помощью них освещались темные и холодные замки феодалов, а громадные камины отапливали залы. В античные времена греки использовали масляные лампы – глиняные чайнички с маслом.

В 10-11 веках стали создавать восковые и сальные свечи.

В русской избе до многие столетия горела лучина, а когда в середине 19 века из нефти начали добывать керосин, в обиход вошли керосиновые лампы, позже — газовые горелки. Ученые и сейчас занимаются изучением строения пламени, открывая новые его возможности.

Цвет и интенсивность огня

Для получения пламени необходим кислород. Чем больше кислорода, тем лучше процесс горения. Если раздувать жар, то в него попадает свежий воздух, а значит – кислород, и когда тлеющие кусочки дерева или угольки разгораются, возникает пламя.

Пламя бывает разных цветов. Дровяное пламя костра танцует желтым, оранжевым, белым и голубыми цветами. Цвет пламени зависит от двух факторов: от температуры горения и от сжигаемого материала. Для того чтобы увидеть зависимость цвета от температуры, достаточно проследить за накалом электрической плиты. Сразу после включения спирали нагреваются и начинают светиться тусклым красным цветом.

Чем больше они накаляются, тем ярче становятся. И когда спирали достигают наивысшей температуры, они становятся яркого оранжевого цвета. Если бы можно было накалить их еще больше, они бы изменили свой цвет к желтому, белому, и, в конце концов, к голубому. Голубой цвет обозначал бы наивысшую степень нагрева. Подобное происходит и с пламенем.

От чего зависит строение пламени?

Оно мерцает разными цветами, в то время, когда фитиль сгорает, проходя сквозь тающий воск. Огонь требует доступ кислорода. Когда свеча горит, в середину пламени, возле дна, много кислорода не попадает.

Поэтому оно выглядит более темным. Но вершина и бока получают много воздуха, поэтому там пламя очень яркое. Оно нагревается более чем 1370 градусов по Цельсию, это делает пламя свечи в основном желтого цвета.

А в камине или в костре на пикнике можно увидеть даже больше цветов. Дровяной огонь горит при температуре ниже, чем свеча. Поэтому он выглядит больше оранжевым, чем желтым. Некоторые частицы углерода в огне очень горячие и придают ему желтизны. Минералы и металлы, такие как кальций, натрий, медь, нагреты до высоких температур, придают огню разнообразные цвета.

Цвет пламени

Химия в строении пламени играет немалую роль, ведь его различные оттенки происходят от разных химических элементов, которые находятся в горящем топливе. Например, в огне может присутствовать натрий, который входит в состав соли. Когда натрий горит, он излучает яркий желтый свет. Еще в огне может быть кальций – минерал. Например, кальция очень много в молоке.

Когда кальций нагревается, он излучает темно-красный свет. А если в огне присутствует такой минерал, как фосфор, он даст зеленоватый цвет. Все эти элементы могут быть как в самом дереве, так и других материалах, попавших в огонь.

В конце концов, смешивание всех этих разных цветов в пламени может образовать белый цвет – совсем как радуга цветов, собранных вместе, образует солнечный свет.

Откуда берется огонь?

Схема строения пламени представляет собой газы в горящем состоянии, в которых находятся составные плазмы или твердые дисперсные вещества. В них происходят физические и химические превращения, которым сопутствует свечение, выделение тепла и нагрев.

Языки пламени образовывают процессы, сопровождаемые горением вещества. Если сравнивать с воздухом, газ имеет меньшую плотность, но под действием высокой температуры он поднимается вверх. Так и получаются долгие или короткие языки пламени. Чаще всего имеет место мягкое перетекание одной формы в другую. Чтобы увидеть такое явление, можно включить горелку обычной газовой плиты.

Огонь, воспламенившийся при этом, не будет равномерным. Зрительно пламя можно разделить на три главные зоны. Простое изучение строения пламени свидетельствует о том, что различные вещества горят с формированием разного типа факела.

При воспламенении газовоздушной смеси сначала формируется короткое пламя, с голубым и фиолетовым оттенком. В нем можно рассмотреть зелено-голубое ядро в форме треугольника.

Зоны пламени

Рассматривая, какое строение имеет пламя, выделяют три зоны: во-первых, предварительную, где начинается нагрев смеси, выходящей из отверстия горелки. После нее идет зона, где совершается процесс горения.

Эта область захватывает верх конуса. Когда не хватает притока воздуха, сгорание газа идет частично. При этом образовываются оксид углерода и остатки водорода.

Их горение происходит в третьей зоне, где присутствует хороший доступ кислорода.

Для примера представим строение пламени свечи.

Схема горения включает:

Нитка свечи не поддается горению, а только совершается обугливание фитиля.

Строение пламени свечи представляет собой раскаленный поток газа, поднимающийся вверх. Процесс начинается с нагревания, пока не происходит испарение парафина. Зону, прилежащую к нити, именуют первой областью.

Она имеет незначительное свечение голубого оттенка из-за избытка количества горючего материала, но малого поступления кислорода.

Тут происходит процесс частичного сгорания веществ с образованием чадного газа, который затем окисляется.

Первую зону охватывает светящаяся оболочка. В ней находится достаточный объем кислорода, который способствует окислительной реакции. Именно здесь при интенсивном накаливании частичек оставшегося топлива и угольных частичек наблюдается эффект свечения.

Вторая зона охвачена чуть заметной оболочкой с высокой температурой. В нее проникает много кислорода, что содействует полному сгоранию топливных частичек.

Пламя спиртовки

Для различных химических опытов применяют мелкие резервуары со спиртом. Их именуют спиртовками. Строение пламени подобно свечному, но все же имеет свои особенности. Фитиль просачивается спиртом, чему содействует капиллярное давление. При достижении вершины фитиля происходит испарение спирта. В виде пара он воспламеняется и горит при температуре не больше 900 °C.

Строение пламени спиртовки имеет обычную форму, оно почти бесцветное, со слегка голубоватым оттенком. Его зоны более размытые, чем у свечи. В спиртовой горелке, основа пламени находится над калильной сеткой горелки. Углубление пламени ведет к снижению объема темного конуса, а из отверстия выходит светящаяся зона.

Химические процессы в пламени

Процесс окисления проходит в неприметной зоне, которая расположена вверху и имеет наивысшую температуру. В ней частички продукта горения поддаются окончательному сгоранию.

А излишек кислорода и нехватка топлива ведут к сильному процессу окисления. Этой способностью можно пользоваться при быстром нагревании веществ над горелкой.

Для этого вещество окунают в верхушку пламени, где горение совершается значительно быстрее.

Восстановительные реакции происходят в центральной и нижней части пламени. Тут находится достаточный запас горючего и небольшой доступ кислорода, необходимый для процесса горения. При добавлении в эти зоны кислородсодержащих веществ происходит отщепление кислорода.

Как восстановительное пламя рассматривают процесс распада железа двухвалентного сульфата. При проникновении FeSO4 в середину факела, происходит сначала его нагрев, а потом распад на оксид трехвалентного железа, ангидрид и двуокись серы. В этой реакции происходит восстановление серы.

Температура огня

Для любой области пламени свечки или горелки свойственны свои показатели температуры, зависящие от доступа кислорода. Температура открытого пламени в зависимости от зоны может меняться от 300 °C до 1600 °C.

Примером выступает диффузионное и ламинарное пламя, строение трех его оболочек. Конус пламени в темной области имеет температуру нагрева до 360 °C. Над ним расположена зона свечения.

Ее температура нагрева варьируется от 550 до 850 °C, что приводит к расщеплению горючей смеси и процессу ее сгорания.

Наружная область слегка заметна. В ней нагрев пламени достигает 1560 °C, что объясняется свойствами молекул горящего вещества и скоростью поступления окислителей. Здесь процесс горения самый энергичный.

Очищающий огонь

В пламени заключается огромный энергетический потенциал, свечки используются в ритуалах очищения и прощения. А как приятно посидеть возле уютного камина тихими зимними вечерами, собравшись семьей и обсуждая все, что произошло за день.

Огонь, пламя свечи несут громадный заряд позитивной энергии, ведь недаром сидящие у камина ощущают покой, уют и умиротворение в душе.

Классификация пожароопасных и взрывоопасных зон. Класс взрывоопасности

Главная → Статьи → Доступно о пожарной безопасности

1. Классификация зон по условиям пожарной безопасности

Открытые пространства, часть или весь объём помещений, где эксплуатируются электроустановки, и в которых обращаются (хранятся, обрабатываются, применяются) горючие вещества классифицируют на пожароопасные и взрывоопасные зоны.

2.1 Классификация пожароопасных зон

Термины и определения, применяемые при классификации пожароопасных зон

Горючие вещества и материалы – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления или образовывать горючие пар, газ или туман.

Температура вспышки – самая низкая температура жидкости, при которой в условиях специальных испытаний над ее поверхностью образуются пары, способные воспламеняться в воздухе от источника зажигания, устойчивое горение при этом не возникает.

Классификация пожароопасных зон

Зоны, в которых горючие вещества сжигаются или утилизируются путем сжигания, не относятся в части их электрооборудования к пожароопасным (п. 7.4.7 ПУЭ).

Зоны в помещениях вытяжных вентиляторов, обслуживающих помещения с пожароопасными зонами класса П-II, относятся также к зонам класса П-II. Зоны в помещениях вентиляторов местных отсосов относятся к пожароопасным зонам того же класса, что и обслуживаемая ими зона (п. 7.4.8 ПУЭ).

При размещении в помещениях и вне помещений единичного пожароопасного оборудования, зона в пределах 3 м по горизонтали и вертикали от него считается пожароопасной.

2.2 Классификация взрывоопасных зон

Классификация ВОЗ приведена в ТР о ТПБ [2] и в ПУЭ [3]. При этом, в отличие от пожароопасных зон, данная классификация имеет существенные различия, как по обозначению классов взрывоопасности зон, так и в подходе к их определению.

ТР о ТПБ при классификации ВОЗ следует руководствоваться для объектов, запроектированных после его вступления в силу (01.05.2009). Для остальных объектов классификация зон проводилась по ПУЭ, в связи с чем в настоящее время действуют две системы классификация ВОЗ.

2.2.1. Классификация взрывоопасных зон по ПУЭ (шестое издание)

Термины и определения, применяемые для классификации ВОЗ по ПУЭ (п.п. 7.3.2-7.3.35)

Взрыв – быстрое преобразование веществ (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу (п. 7.3.2).

Cварочное пламя и его свойства — Газовая резка

Сварочное пламя возникает в результате сгорания газообразного горючего или паров горючей жидкости в чистом кислороде. От состава горючей смеси, т. е. от соотношения в ней кислорода и ацетилена зависит внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл. С изменением состава горючей смеси изменяется свойство сварочного пламени.

Схемы различных видов ацетилено-кислородного пламени (нормального, окислительного и науглероживающего) приведены на рис. 30.

Нормальное пламя теоретически получают, когда на один объем ацетилена в горелку подают один объем кислорода.

Рис. 30. Ацетилено-кислородное пламя
а — нормальное; б — окислительное; в — науглерожизающее; 1 — ядро; 2 — восстановительная зона; 3 — факел

В данном случае металл шва получается более однородный, без пор, газовых пузырей и включений.

Практически же, вследствие некоторой загрязненности кислорода, нормальное пламя образуется при несколько большем количестве кислорода — при отношении ацетилена к кислороду от 1 : 1 до 1 : 1,3.

Нормальное ацетплено-кислородное пламя имеет три ярко очерченные зоны. Ядро имеет резко очерченную, несколько бочкообразную форму с закругленным концом. Оболочка ядра ярко светится, так как состоит из раскаленных частиц углерода.

Само же ядро имеет синеватый цзет и температуру около 900 °С. Размеры ядра находятся в прямой зависимости от расхода горючей смеси и скорости ее истечения.

Диаметр канала мундштука определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения газовой смеси — длину пламени.

Площадь поперечного сечения канала мундштука прямо пропорциональна толщине свариваемого металла. Устойчивое горение пламени зависит от скорости истечения смеси.

Сварочное пламя не должно быть слишком «мягким» или «жестким». Первое склонно к обратным ударам и хлопкам, а второе — выдувает расплавленный металл из сварочной ванны.

С увеличением давления кислорода скорость истечения смеси увеличивается и ядро удлиняется, Если уменьшить скорость истечения смеси, то ядро укорачивается.

При увеличении номера мундштука размеры ядра соответственно увеличиваются.

Восстановительная зона темного цвета, отличается от ядра и остальной части пламени. Она состоит из продуктов неполного сгорания ацетилена: окиси углерода и водорода. Они раскисляют расплавленный металл, т. е. отнимают кислород от окислов металла, имеющихся в ванне расплавленного металла.

Процесс отнятия кислорода от окислов металла называется восстановлением, отсюда данную зону пламени называют восстановительной. Если в процессе сварки расплавленный металл сварочной ванны находится в восстановительной зоне, то металл шва получается без пор, газовых и окисных включений и других дефектов.

Восстановительная зона обладает наиболее высокой температурой в точке, отстоящей на 3—6 мм от конца ядра (около 3200 °С). Этой зоной пламени разогревают и расплавляют металл.

Факел (окисная зона) расположен за восстановительной зоной. Факел состоит из углекислого газа (двуокись углерода), паров воды и азота, которые появляются в пламени при сгорании окиси углерода и водорода восстановительной зоны за счет кислорода окружающего воздуха. Температура факела значительно ниже, чем температура восстановительной зоны, и колеблется в пределах 1200—2500 °С.

Окислительное пламя образуется в том случае, когда в горячей смеси на один объем ацетилена приходится более 1,3 объема кислорода. При этом ядро приобретает конусообразную форму, значительно сокращается по длине, приобретает менее резкие очертания, более бледную окраску.

Восстановительная зона и факел сокращаются по длине, пламя становится короче и приобретает синевато-фи-олетовую окраску. Горение идет с шумом, степень которого зависит от давления кислорода и соотношения газовой смеси. При повышении содержания кислорода в газовой смеси пламя горит с большим шумом.

Температура окислительного пламени выше нормального, однако сварить им сталь нельзя из-за наличия в пламени избытка кислорода. Избыток кислорода приводит к окислению, и шов становится пористым и хрупким.

Науглероживающее или ацетиленистое пламя образуется в результате подачи в горелку 0,35 и менее объема кислорода на один объем ацетилена. У конца ядра появляется зеленый венчик, который указывает на избыток ацетилена, а ядро пламени теряет резкие свои очертания и становится расплывчатым.

Восстановительная зона несколько светлее и почти сливается с ядром, совсем исчезает граница между восстановительной зоной и факелом. Факел приобретает желтоватую окраску. При большом избытке ацетилена пламя начинает коптить, так как в нем ощущается недостаток кислорода, необходимого для полного сгорания ацетилена.

Находящийся в ацетиленовом пламени избыток ацетилена разлагается на углерод и водород. Углерод легко переходит в ванночку расплавленного металла и ухудшает качество шва. Температура ацетиленового пламени ниже нормальной. Уменьшая подачу ацетилена в горелку до полного исчезновения зеленого венчика на конце ядра, ацетиленовое пламя превращают в нормальное.

Пламя с избытком ацетилена применяют для наплавки твердых сплавов. Для сварки алюминиевых и магниевых сплавов используют пламя с незначительным избытком ацетилена.

Характер сварочного пламени сварщик определяет на глаз. Как правило, начинающий сварщик очень быстро приобретает навык точно регулировать сварочное пламя по форме и цвету. При регулировании пламени горелки следует обращать внимание на правильность подбора расхода кислорода и размера ядра пламени.

С повышением давления кислорода смесь выбрасывается из мундштука со слишком большой скоростью и пламя становится «жестким», выдувая расплавленный металл сварочной ванны напором струи горячих газов и тем самым затрудняя сварку.

При правильно подобранном давлении кислорода пламя горит ровно и устойчиво, не сдувая расплавленный металл с поверхности сварочной ванны.

Горючая смесь вытекает из мундштука горелки с большой скоростью, поэтому пламя оказывает механическое воздействие на жидкий металл сварочной ванны и формирование валика шва. Вследствие этого жидкий металл отжимается к краям ванны.

Характер формообразования металла зависит от угла наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла (рис.31).

Качество наплавленного металла и прочность сварного шва во многом зависят от характера пламени. Поэтому сварщик должен обращать внимание на внешний вид сварочного пламени и правильно его регулировать.

В течение всего процесса сварки пламя необходимо регулировать, так как при нагреве наконечника горелки состав газовой смеси изменяется, в частности уменьшается количество ацетилена. В связи с этим при регулировке пламени необходимо оставлять некоторый «запас ацетилена», поэтому ацетиленовый вентиль на горелке не должен открываться полностью.

Тогда, по мере нагрева горелки и уменьшения количества ацетилена в газовой смеси, сварщик, не прекращая процесса сварки, добавляет ацетилен в газовую смесь, постепенно открывая вентиль большим пальцем правой руки.

Рис. 31. Схема механического воздействия пламени горелки на расплавленный металл ванны при различных положениях мундштука
а — вертикальном; б —наклонном; в—схема перемещения металла в ванне

Тепловая мощность пламени выражается часовым расходом (дм3/ч) ацетилена или другого горючего газа.

Характер пламени подбирают в зависимости от толщины металла и его физических свойств.

Так, например, для сварки чугуна, хромистых сталей и наплавки твердого сплава пламя подбирают с небольшим избытком ацетилена, а для сварки латуни —с избытком кислорода.

Изменением тепловой мощности пламени можно в широких пределах регулировать скорость нагрева и плавления металла; это является одним из положительных качеств газовой сварки.

Эксплуатация газосварочной и газорезательной аппаратуры и оборудования
Эксплуатация переносных ацетиленовых генераторов
Качество сварных соединений
Технология резки
Механизированная резка
Ручная резка
Cварочные деформации и напряжения
Cварка чугуна
Cварка цветных металлов и сплавов
Сварка низкоуглеродистой стали

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

В отличие от электродуговой при газовой сварке для местного нагревания свариваемых в расплавленном состоянии металлических частей и добавочно вводимого присадочного материала используется тепло, образующееся при сгорании горючих газов в кислороде с температурой пламени 3100 — 3200 С. В качестве горючего газа наибольшее применение имеет ацетилен, дающийнаиболее высокую температуру пламени и наибольшее количество тепла, полезно используемого при сварке. [31]

Во второй зоне пары или газы сгорают не полностью и частично восстанавливаются до углерода. В третьей зоне происходит полное сгорание продуктов второй зоны и наблюдаетсянаиболее высокая температура пламени. Высота пламени возрастает с увеличением скорости потока газов и изменяется обратно пропорционально плотности газов и паров. [33]

При газовой сварке для местного расплавления свариваемых металлических частей и дополнительно вводимого присадочного материала используется тепло, образующееся при сгорании горючих газов в кислороде с температурой пламени 3100 — 3300 С.

В качестве горючего газа в основном применяют ацетилен С2Н2, дающийнаиболее высокую температуру пламени и большое количество теплоты. Кислород О2 добывается для промышленных целей на кислородных станциях из воздуха или электролизом воды.

При газопламенной обработке в качестве источника тепла используется газовое пламя, получаемое в результате горения горючего газа в атмосфере чистого кислорода. В качестве горючих газов используют ацетилен, водород, природные газы, пары бензина или керосина и др.Наиболее высокую температуру пламени ( 3200 С) при сжигании в кислороде дает ацетилен. [36]

Горение может быть диффузионным и кинетическим. В зоне 5 пары или газы сгорают не полностью и частично восстанавливаются до углерода. В зоне 4 происходит полное сгорание продуктов зоны 5 и наблюдаетсянаиболее высокая температура пламени. Высота пламени возрастает с увеличением скорости потока газов и изменяется обратно пропорционально плотности газов и паров. [38]

Одной из важнейших характеристик пламени является его температура. Действительные температуры пламени примерно на 100 — 200 С ниже теоретических.

Из всех углеводородных горючих газов ацетилен в смеси с кислородом даетнаиболее высокую температуру пламени. Характер кривых на рис.

38 показывает, что вряд ли можно ожидать появления новых углеводородных композиций обладающих какими-либо особыми термическими характеристиками. [40]

При газопламенной обработке металлов для получения высокотемпературного пламени применяются различные горючие газы и пары горючих жидкостей.

По химическому составу в большинстве случаев они представляют собой углеводородные соединения или смеси различных углеводородов.

Наибольшее распространение для газовой сварки получил ацетилен, создающий при сгорании в кислороденаиболее высокую температуру пламени. [41]

Вторая область 2 — смесь избытка светильного газа и недостатка воздуха ( кислорода), эта область пламени носит название восстановительной. Пламя в ней бесцветное. Наиболее высокая температура пламени в наружной области 3, где происходит полное сгорание светильного газа. В этой смеси присутствует некоторый избыток кислорода и пламя здесь самое горячее, температура его достигает 1500 С. [43]

Ядро ацетилено-кислородного пламени, примыкающее к горелке, имеет форму конуса с закругленным концом и ярко-белой светящейся оболочкой. В ядре происходит неполное сгорание ацетилена с образованием гемиоксида углерода и водорода. Ядро раскисляет ванну жидкого металла.

Затем идет зона полного сгорания, она светится менее ярко. Газ в этой зоне состоит из оксида углерода и водорода. Эта зона защищает ванну расплавленного металла от азота и кислорода воздуха.

Наиболее высокая температура пламени находится в точке, отстоящей от конца ядра зоны неполного сгорания на 2 — 4 мм. Здесь температура достигает 3100 — 3200 С. Этой частью пламени производят нагрев и расплавление металла в процессе сварки.

Остальная часть пламени, называемая факелом и обозначенная на рисунке буквой с, состоит из диоксида углерода, паров воды и свободного кислорода. [44]

При устойчивом диффузионном горении кислород из воздуха проникает в зону горения в результате молекулярной диффузии. При кинетическом горении кислород и горючее вещество поступают в зону горения предварительно смешанными. При проникновении кислорода в зону горения вследствие диффузии образующееся пламя называется диффузионным. Оно состоит из трех зон.

В первой ( внутренней) зоне находятся горючие пары или газы; из-за недостаточной концентрации кислорода в этой зоне горение не происходит. Во второй ( центральной) зоне пары или газы сгорают частично, а в третьей ( внешней) зоне происходит полное сгорание горючей смеси.

В последней зоне наблюдаетсянаиболее высокая температура пламени, достигающая у ацетилена 2100 С, сероуглерода 2200 С, бензина 1400 С. [45]

Источник