Charakterystyka gazów technicznych używanych w procesie spawania.

Dzień dobry

Bieżący artykuł będzie obejmował zagadnienie stosowania gazów technicznych w spawalnictwie, do lutowania, w technice warsztatowej. Gazy te można podzielić na gazy osłonowe, atmosferyczne i gazy palne.

Do gazów palnych zaliczamy Acetylen, tlen, propan, butan, wodór.

Gazy te lub ich mieszanki w czasie spalania wytwarzają wysoką temperaturę wykorzystywaną do topienia, cięcia i ogrzewania metali.

Acetylen.

     Jest gazem wytwarzanym podczas reakcji węgliku wapnia z wodą. Acetylen podczas spalania wytwarza najwyższą temperaturę spośród wszystkich gazów przemysłowych. Jest najbardziej wydajny, choć jego wartość kaloryczną nie jest wysoka, to w obszarze środkowego płomienia emituje bardzo wysoką i skoncentrowaną temperaturę. Do pełnego spalenia się potrzebuje nieznaczne ilości tlenu, dzięki temu płomień zawiera śladowe ilości wilgoci. Spalając się wytwarza płomień, który nie utlenia obszaru spawanego czy powierzchni lutowanych. Ta cecha sprawia, że powierzchnie nie zawierają tlenków, idealnie nadaje się więc do grzania punktowego, lutowania twardego, spawania i cięcia. Ze powodu tego że acetylen jest lżejszy od powietrza, jest jedynym gazem palnym rekomendowanym do poniżej powierzchni ziemi.

Gaz ten gromadzony jest w stalowych, bezszwowych butlach pod ciśnieniem 1,5MPa, wypełnionych masą porowatą i acetonem, w którym jest częściowo rozpuszczony.

Butle acetylenowe mają kolor kasztanowy. Gaz do palnika podawany jest przez specjalnyreduktor acetylenowy, który obniża ciśnienie do wartości roboczej. Oprócz reduktorów używa się również bezpieczniki. Bezpiecznik do acetylenu ma zawór zwrotny, który uniemożliwia przepływ gazu w kierunku przeciwnym do zwyczajnego. Oraz blokadę płomieniową, która studzi płomień i go wygasza. Bezpieczniki umieszcza się najczęściej na palniku i przy uchwycie.

Tlen, gaz bezwonny i bezbarwny.

    Gaz nieodzowny w procesie spalania, wyróżnia się dużą reaktywnością i z tego względu w procesach spawania czy lutowania powietrze jest mieszane z tlenem. Dodatek tlenu podwyższa temperaturę spalania, poza tym sam proces zachodzi szybciej, płomień jest stabilny i czysty. Sprzedawany jest w butlach pomalowanych na niebiesko. Podawany jest przez reduktor tlenowy, który obniża i stabilizuje jego ciśnienie. Ze względu na bezpieczeństwo używa się bezpieczniki tlenowe, zarówno przy reduktorze jak i przy palnikach.

Propan.

    Otrzymywany jest z gazu ziemnego. Jest gazem bezbarwnym łatwopalnym a czystość spalania propanu czyni go doskonałym dla wielu zastosowań w przemyśle. W technice używa się go do lutowania miękkiego i twardego, podgrzewania, opalania. Najwyższą wartość energetyczną otrzymuje się  w połączeniu z tlenem. Propan jest stosunkowo tani i łatwo osiągalny, przez co ma obszerne zastosowanie w przemyśle warsztatowym.

Przechowywany jest w butlach o różnej objętości, jak również w kartuszach jednorazowych. 

Wodór.

    Bardzo szeroko wykorzystywany w różnych gałęziach przemysłu:

Zmieszany z tlenem spala się w temperaturze 2850 st i jako taka mieszanina jest wykorzystywany do cięcia stali pod wodą.

W formie płynnej ma zastosowanie w silnikach rakietowych.

Używany jako składnik mieszanek gazów osłonowych w spawaniu stali nierdzewnych, austenitycznych metodą TIG. 

Oddzielną grupę gazów i ich mieszanin stanowią gazy osłonowe. Mają one istotny wpływ na jakość i wydajność procesów spawalniczych. Przede wszystkim chronią łuk i spoinę przed wpływem gazów z atmosfery. Oprócz tego modyfikują ją i przez to mają korzystny wpływ na właściwości spoiny i otoczenia spoiny, takie jak wytrzymałość, odporność na korozję, minimalizację odprysków, wielkość i głębokość wtopu i na obciążenia dynamiczne. Na rynku istnieje wiele mieszanek, proces ich doboru, specjalizacja i zastosowania stają się coraz większe.

Dwutlenek węgla.

     Wyjątkowe właściwości dwutlenku węgla, na przykład jego obojętność w reakcjach oraz duża rozpuszczalność w wodzie,powoduje że jest on wykorzystywany w chyba wszystkich gałęziach przemysłu. Nie będę wyszczególniał wszystkich tylko te najciekawsze: w ogrodnictwie i akwarystyce w dokarmianiu roślin, w gaśnicach, w leczeniu kriogenicznym, uzdatnianiu wody pitnej, w przemyśle spożywczym do produkcji bąbelków:) w napojach i do zasilania markerów paintballowych.

W spawalnictwie sam dwutlenek węgla jest już coraz mniej stosowany. w technice MIG bardziej skuteczna jest jego mieszanka z argonem. Nie powoduje ona tak niechcianych odprysków i dymu, a połączenia mają o wiele lepsze właściwości mechaniczne. Stosowany jest w metodzie MIG do spawania stali konstrukcyjnych. Przechowywany w butlach pod ciśnieniem o różnych objętościach. Butla z gazem co2 jest najczęściej koloru szarego z zielonym paskiem.

    Argon jest bezbarwnym i pozbawionym zapachu gazem, cięższym od powietrza. Najistotniejszą właściwością chemiczną argonu jest jego obojętność chemiczna. Dlatego jest niemal idealnym gazem osłonowym podczas spawania. Wykorzystywany w technice spawania łukowego TIG i MIG. Ponieważ jest gazem obojętnym to stosuje się go do spawania elementów szczególnie narażonych na oksydowanie w wysokich temperaturach, takich jak aluminium, stal kwasoodporna, wysokostopowa.

Mieszanki argonu i dwutlenku węgla. Popularny Argomix to mieszanka osłonowa utleniająca do spawania metodą MAG stali konstrukcyjnych. Gwarantuje redukcję odprysków, dobre parametry mechaniczne spawu i skuteczne chłodzenie uchwytu. Przechowywany w butlach o podobnych parametrach co dwutlenek węgla. Również reduktory Co2 i MIX stosowane są zamiennie.

   Hel. Pocieszny gaz, miałem ostatnio okazję łyknąć go na weselu i gadać cienkim głosem, to tak na marginesie.

Gaz ten jest wykorzystywany w wielu dziedzinach przemysłu. W spawalnictwie używany jako mieszanina z argonem, tlenem, azotem i dwutlenkiem węgla. Mieszaniny te w zależności od składu używa się jako gaz osłonowy do spawania metodą TIG lub MIG stali niestopowych i niskostopowych, stali wysokostopowych, aluminium oraz metali nieżelaznych. W porównaniu z argonem daje łuk o większej mocy i powoduje głębsze wtopienie, a spaw jest szerszy. Wadą Helu jest trudne zajarzenie łuku.

    Azot zarówno w czystej postaci jak i w mieszankach stosowany do spawania TIG stali duplex i austenitycznych, które to stale mają podwyższoną zawartości azotu. W procesie spawania nie dochodzi do ubytku tego pierwiastka i zarówno spoina jak i grań zachowuje wysoką odporność na korozję i wysokie właściwości mechaniczne.

To tyle pozdrawiam 

Dzień dobry

Dzisiaj temat filtrowania wody w basenie ogrodowym.Trochę czasu minęło zanim zabrałem sie do napisania tego tematu. Powód był jeden, po pierwsze musiałem skonstruować bezobsługowy filtr, zamontować go i poczekać na efekt. Bo nie sztuką jest coś zrobić, sztuką jest by to coś zadziałało i spełniło swoją rolę.Ale od początku.Od 10 lat latem kąpiemy się w naszym basenie. Basen jest dość duży, wchodzi do niego prawie 9 metrów sześciennych wody. Stoi w szklarni. Co roku borykaliśmy się z problemem czystej wody, trzeba było sypaś chlor do basenów, i co dziennie czyścić filtr. Rezultaty zawsze były mierne i trzeba było przynajmniej raz w sezonie wylewać wodę. Problemem były przede wszystkim glony, osad na dnie i duże ilości chloru, a nie chciałem, żeby dzieci moczyły się w chlorowanej wodzie. Postanowiłem coś z tym zrobić. Kiedyś miałem oczko wodne i wykorzystałem filtr biologiczny, który bardzo dobrze dawał sobie radę z filtrowaniem wody. Budowa była prosta, część filtracyjna, na której bakterie przerabiały organiczne części na nim. azot oraz wierzba, która ten azot ( oraz inne składniki)  pobierały z wody poprzez rozwinięty system korzeniowy.
Chwilowo się trochę zatrzymam i podam nieco informacji. Glony rozwijają się wtedy, kiedy w basenie mają pokarm: azot, fosfor, potas i inne mikro i makro składniki. Te składniki są systematycznie dostarczane do wody z skóry kąpiących się i z powietrza. Aczkolwiek glony w odróżnieniu od roślin, nie mają zdolności do magazynowania minerałów. Trzeba stworzyć sytuację niedoboru podstawowych minerałów, aby glony i inne drobnoustroje nie mogły się rozwijać, lub ich rozrost został zahamowany. Tutaj z pomocą przychodzi wierzba, a właściwie jej system korzeniowy, który z wody absorbuje minerały.
Typowym problemem w konstrukcji bezobsługowego filtra do basenu jest pojemność tego filtra w stosunku do objętości wody w basenie i szybkość przepływu wody.Przyznam, że nie miałem pojęcia jak do tego podejść i działałem po omacku. Wstępnym założeniem było:Filtr ma być estetyczny, bezobsługowy i tani w produkcji i eksploatacji.
Jako filtr posłużył mi plastikowy pojemnik na deszczówkę o pojemności 265 litrów - Woodcan kolor brązowy. Wsad to rurka karbowana bezbarwna 10mm i 20 mm i keramzyt ogrodowy.Filtr zasila pompa wodna do CO o mocy 90 W. Pompa ma 3 stopnie regulacji. 

Filtrowanie będzie się odbywać od dołu w górę. Taki kierunek jest ważny, ponieważ gwarantuje samoistne osadzanie się większych cząstek na wszadzie filtracyjnym. Natomiast w przeciwnym kierunku następowało by samoistne wypłukiwanie osadu.
Woda jest zasysana z dna basenu, przez rurę PCV 50 mm. Następnie pompa tłoczy ją do spodu zbiornika. Tutaj wykorzystałem gwinty wewnętrzne 1" w zbiorniku Woodcan.Za pompą rozdzieliłem ją trójnikiem z szybkozłączem typu Geko. Poza tym przerobiłem zawór zwrotny 2", z którego usunąłem część sprężyny, tak aby przepływ nie był dławiony. Zawór zamontowałem na wylocie pompy. To rozwiązane jest ważne, bo w mojej konstrukcji powierzchnia wody w basenie jest niższa o około 20 centymetrów niż powierzchnia wody w filtrze. W przypadku zapowietrzenia lub braku prądu woda w filtrze opadła by i doszło by do uszkodzenia systemu korzeniowego. Tego chciałem uniknąć.
Na dno zbiornika położyłem 2 przecięte cegły dziurawki, a na nie dystansową kratkę z tworzywa, tak aby górny wlot był 2-3 centymetry poniżej kratki. Dodatkowo cegły są ułożone tak, aby wpływająca woda wykonywała ruch wirowy wody w lewo lub prawo. Sprawia to odśrodkowe osadzanie się większych zanieczyszczeń na ściankach zbiornika. Na plastykową kratkę położyłem pocięte rurki 20 mm, które zostały umieszczone w 3 warstwowych workach ogrodniczych. Worki uprzednio wymoczyłem bo okropnie śmierdziały.Potem warstwa pociętych rurek 10 mm. Na to wypłukany keramzyt w workach 2-3 warstwowych.Na wierzch wycięta ogrodowa kratka z tworzywa.Całość dociśnięta cegłą kratówką tak, aby tafla wody nie zakrywała jej w całości.Wylot wody zrobiłem z wentylacyjnej rury 100 mm i króćca do łączenia rur. Wysokość wylotu jest dopasowana do wysokości basenu. W moim przypadku musiałem zrobić podest z cegieł i płyty OSB. Wylot z filtra jest o1 cm wyżej od górnej krawędzi rurki basenu. Dzięki temu woda wypływa bez problemu i spadając napowietrza wodę, co również jest ważne.Ujście w zbiorniku wyciąłem o 4 cm mniejszy, czyli 6 cm. Następnie ogrzałem brzegi w około otworu, tu przydaje się opalarka z regulacja temperatury i dysza do opalarki szczelinowa. Kiedy brzegi byłu miękkie wcisnąłem króciec 100 mm, tak że w zbiorniku zrobił się kołnierz wywinięty do środka. Całość uszczelniłem silikonem. Po 2 dniach napełniłem wodą.
I tu zrobiłem pierwszy błąd. Bo nie miałem wcześniej przygotowanych ukorzenionych gałązek wierzby. Zanim wierzba wypuściła korzenie minęło około 30 dni i przez ten czas filtr nie działał tak jak powinien. Woda zrobiła się zielona i byłem załamany :(.Następnym razem przygotuję, miesiąc przed planowanym uruchomieniem filtra stosowną ilość gałązek wierzby. Gałązki ukorzenię w wiaderku i będą czekać przygotowane do pracy :)
Zanim filtr zaczął działać, byłem zmuszony dodać chlor i wytrącić glony preparatem do klarowania. Tu wpadł mi do głowy bardzo dobry sposób odkurzania basenu. Bo wiadomo, że wiatr prędzej czy później naniesie pyłu, nasion, owadów i trzeba będzie to wszystko usunąć z dna basenu. Ja jak dodałem chloru i preparatu doklarowania to miałem sporo osadu na dnie. Do systemu odkurzania wykorzystałem króciec wlotowy PCV 50 mm, do niego wcisnąłem 5-cio metrowy wąż do odkurzacza Dedra. Długość jest taka, że obejmuję całą powierzchnię basenu. Na końcu rury jest umocowana prosta szczotka do odkurzania z włosiem, usztywniona rurką z tworzywa. Odkurzanie wykorzystuje siłę ssąca pompy tak, że bez kłopotu zasysa cały osad z dna basenu. Odkurzanie trzeba wykonywać 1-2 razy w tygodniu. Jak była bardzo duża ilość osadu, to woda po odkurzaniu lekko zmętniała, ale na drugi dzień była już czysta.
Filtr mojej budowy zaczął działać po 60 dniach. Myślę, że gdybym miał przygotowaną ukorzenioną wierzbę to wystarczyło by 20-30 dni na wytworzenie równowagi biologicznej w filtrze.W tej chwili woda jest cały czas klarowna, raz na tydzień odkurzam dno.Filtr będzie działał do paździerika, po spuszczeniu wody z basenu będę musiał go wyczyścić. Ponieważ wkłady są w workach, nie przewiduję większych problemów. Na jesień napiszę jak mi poszło.Pozdrawiam