Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Защита — расплавленный металл
Защита расплавленного металла сварочными шлаками не предохраняет полностью металл от насыщения кислородом и образования окислов. Поэтому для получения качественного сварного соединения производят раскисление жидкого металла, удаление окислов из сварочной ванны и легирование наплавленного металла элементами, выгорающими из металла. [1]
Защита расплавленного металла при помощи электродных покрытий или флюса обеспечивает получение высококачественного сварного шва с небольшим содержанием кислорода и азота. [2]
Защита расплавленного металла от кислорода и азота воздуха при сварке достигается газами и шлаком, которые образуются из покрытия в зоне дуги. Для создания газовой защиты зоны дуги в покрытие вводят крахмал, целлюлозу, древесную муку и другие органические вещества. [3]
Для защиты расплавленного металла от окисления и удаления образующихся окислов применяют сварочные порошки или пасты, называемые флюсами. Флюсы, предварительно нанесенные на присадочную проволоку или пруток и кромки свариваемого металла, а также добавляемые в сварочную ванну, при нагревании расплавляются и образуют легкоплавкие шлаки, всплывающие на поверхность жидкого металла. Пленка шлаков покрывает поверхность расплавленного металла, защищая его от окисления. Расплавленный флюс способен также удалять из жидкого металла шва образовавшиеся окислы, растворяя их и образуя с ними химические соединения Таким образом, флюс очищает расплавленный металл от окислов и тем самым улучшает качество сварного шва. [4]
Для защиты расплавленного металла от окисления при наплавке применяются флюсы. Некоторые флюсы, обладающие химическим действием, образуют с окислами металлов легкоплавкие соединения меньшего удельного веса, чем расплав ленный металл, и за счет этого всплывают на поверхность в виде шлака. [5]
Для защиты расплавленного металла от окисления при наплавке используются флюсы. Некоторые флюсы, обладающие химическим действием, образуют с окислами металлов легкоплавкие соединения меньшей плотности, чем расплавленный металл, и за счет этого всплывают на поверхность в виде шлака. [7]
Для защиты расплавленного металла от вредного действия окружающего воздуха на поверхность электрода наносят толстую защитную обмазку, которая выделяет большое количество шлака и газа, образуя изолирующую среду. Зтим обеспечивают повышение качества металла сварного шва, механические свойства которого могут резко ухудшиться под влиянием кислорода и азота воздуха. [8]
Для защиты расплавленного металла от вредного воздействия воздуха наплавка производится под флюсом. Наплавляемый участок покрывают толстым слоем сыпучего флюса, дуга частично расплавляет его и горит внутри полости с оболочкой из жидкого флюса — шлака. После затвердевания металла получается наплавленный валик, покрытый шлаковой коркой и нерасплавившимся флюсом. Применяют — также специальные легирующие керамические флюсы. Наплавка под флюсом пригодна для тел вращения диаметром более 70 мм. [9]
Для защиты расплавленного металла от окисления и удаления окислов при газовой сварке применяют флюсы. При сварке стальных и чугунных деталей в качестве флюса используют буру или смесь буры и борной кислоты в равных пропорциях. Для сварки деталей из алюминиевых сплавов рекомендуется применять флюсы-растворители, в состав которых входят хлористые и фтористые соединения. Флюсы образуют с окислами химические соединения или растворы, которые в виде шлака при сварке всплывают на поверхность расплавленного металла. [10]
Для защиты расплавленного металла от окисления в качестве флюса применяют прокаленную буру, кремниевую и борную кислоты и другие вещества. [11]
Для защиты расплавленного металла от воздуха, улучшения химического состава и структуры шва, а также для ускорения и облегчения процесса сварки электроды, предназна1 енные для ручной сварки, покрывают обмазками. [12]
Для защиты расплавленного металла от окисления при наплавке используются флюсы. Некоторые флюсы, обладающие химическим действием, образуют с окислами металлов легкоплавкие соединения меньшей плотности, чем расплавленный металл, и за счет этого всплывают на поверхность в виде шлака. [14]
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Защита — расплавленный металл
Эффективность защиты расплавленного металла от воздуха зависит от количества защитных материалов сердечника Q3, состава сердечника, конструкции проволоки, режима сварки и характеризуется содержанием азота в металле шва. [16]
Способы защиты расплавленного металла от действия кислорода и азота воздуха при различных способах сварки различны. [17]
Улучшение защиты расплавленного металла от воздуха достигается разделением сердечника оболочкой путем изменения конструкции проволоки. Наиболее низкие содержания азота в металле шва получены у проволок двухслойной конструкции. [19]
Эффективность защиты расплавленного металла флюсом характеризуется содержанием азота в металле шва. [20]
Эффективность защиты расплавленного металла флюсом характеризуется содержанием азота в металле шва. При дуговой сварке непокрытыми электродами в металле шва содержится до 0 18 % азота; при сварке толстопокрытыми электродами — до 0 026 % и при сварке под флюсом — максимально 0 005 % азота. [21]
Как реализуется защита расплавленного металла в зависимости от вида сварки плавлением. [22]
По способу защиты расплавленного металла защитные покрытия делятся на шлакозащитные, газошлакозащитные и газозащитные. [23]
Для улучшения защиты расплавленного металла газом при наплавке цилиндрических поверхностей торец сопла должен иметь форму, приближающуюся к очертанию поверхности наплавки. [24]
Газ предназначен для защиты расплавленного металла от вредного действия кислорода и азота воздуха. Для этого способа применяются инертные газы: аргон, гелий, а также смеси этих газов. Присадочная проволока 5 вводится в зону сварки. [25]
Флюсы применяют для защиты расплавленного металла от окисления и удаления образующихся окислов. Действие флюса заключается в том, что он в процессе сварки вступает в химическое взаимодействие с окислами, образуя шлаки с более низкой температурой плавления, чем у свариваемого металла. Эти шлаки, всплывая на поверхность, образуют пленку над расплавленным металлом и таким образом служат защитой от атмосферного окисления. [26]
Весьма эффективным способом защиты расплавленного металла при сварке от кислорода и азота воздуха является применение защитных газов. Наибольшее применение при ремонте автомобилей получили автоматические и полуавтоматические сварка и наплавка в среде углекислого газа и аргонно-дуговая сварка. [27]
Толстые покрытия применяют для защиты расплавленного металла от кислорода и азота воздуха, для раскисления, дегазации и легирования наплавленного металла. Швы, выполненные электродами с толстым покрытием, отличаются высоким качеством, вследствие чего толстые покрытия называются качественными. Эти покрытия наносятся на электродные стержни толстым слоем ( 0 5 — 2 мм на сторону) и вес их составляет 20 — 40 % от веса стержня. [28]
Стабилизирующие покрытия не обеспечивают защиты расплавленного металла от кислорода и азота воздуха, в связи с чем швы, выполненные электродами с тонкими покрытиями, имеют низкие механические свойства. [29]
Толстые покрытия применяют для защиты расплавленного металла от кислорода и азота воздуха, для раскисления, дегазации и легирования наплавленного металла. Швы, выполненные электродами с толстым покрытием, отличаются высоким качеством, вследствие чего толстые покрытия и называют качественными. Эти покрытия наносят на электродные стержни тол-стым слоем ( 0 5 — 2 мм на сторону), и масса их составляет 20 — 40 % массы стержня. [30]
Источник
Выбор материалов защитной спецодежды для работников алюминиевых производств
Проблема создания защитной специальной одежды от воздействия расплавленного алюминия не теряет актуальности с начала существования алюминиевых производств. Отечественные металлургические предприятия остро нуждаются в ее эффективном, универсальном и доступном решении на уровне создания основной ткани, из которой шьется такая одежда.
Актуальность темы
За последние 30 лет до неузнаваемости изменились российские алюминиевые заводы, превратившись в современные высокотехнологичные предприятия. И только спецодежда работников все еще вызывает стойкие ассоциации с черно-белыми кадрам советской индустриальной кинохроники. Удивительно, но задача масштабной модернизации металлургических предприятий оказалась более выполнимой, чем создание современной спецодежды для самих металлургов. Отчасти такому положению способствовали устаревшие стандарты, которые действовали до недавнего времени, и отсутствие мотивации к разработке и внедрению новых материалов спецодежды. Советские ГОСТ четверть века настойчиво предлагали использовать неизменные модели защитных костюмов из строго определенных тканей текстильной промышленности периода СССР.
В последние годы ситуация кардинально поменялась. Современные регламенты и стандарты безопасности уже не предлагают готовых решений, как, например, ГОСТ 12.4.045–87 «Система стандартов безопасности труда. Костюмы мужские для защиты от повышенных температур. Технические условия», а только устанавливают эксплуатационные и реже конструктивные требования к материалам и готовой защитной специальной одежде (далее — спецодежда). Это увеличивает вероятность ошибочного выбора спецодежды, которая может оказаться неэффективной для защиты от расплавленного алюминия, и таких примеров хватает. Наличие сертификата не всегда являются гарантией качества и соответствия защитной одежды требованиям к ее применению.
Знания характеристик современных материалов и требований нормативных документов помогут сделать правильный и обоснованный выбор средства индивидуальной защиты (далее — СИЗ) в соответствии с риском. Такой выбор будет способствовать сохранению здоровья работников алюминиевых производств, экономии времени и денег предприятия, которые могут быть потрачены на бессмысленные эксперименты по обеспечению работников малоэффективными защитными костюмами из морально устаревших или совсем непригодных тканей.
Нормативные документы
В соответствии с Типовыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам горной и металлургической промышленности и металлургических производств других отраслей промышленности, занятым на работах с вредными и (или) опасными условиями труда, а также на работах, выполняемых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением, утвержденными приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 1 ноября 2013 года № 652н (далее — Типовые нормы бесплатной выдачи спецодежды), анодчикам и выливщикам-заливщикам металла в производстве алюминия на год должны выдаваться два костюма и два фартука из огнестойких материалов для защиты от повышенных температур. По одному такому защитному костюму на год положено заливщикам анодов, литейщикам цветных металлов и плавильщикам.
Минимальные эксплуатационные требования к материалам для защиты от повышенных температур изложены в подпункте 1 пункта 4.6 Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 019/2011 «О безопасности средств индивидуальной защиты» (далее — ТР ТС 019/2011). Одежда из таких материалов теперь подлежит обязательной сертификации на соответствие этим требованиям.
Согласно приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 года № 2137-ст с 1 декабря 2014 года ГОСТ 12.4.045–87 не применяется в связи с введением в действие ГОСТ Р 12.4.297–2013 «Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от повышенных температур теплового излучения, конвективной теплоты, выплесков расплавленного металла, контакта с нагретыми поверхностями, кратковременного воздействия пламени. Технические требования и методы испытаний». В целом требования этого стандарта едва ли можно применить для защитной одежды от расплавленных металлов. Во-первых, минимальные требования стандарта по стойкости материалов одежды к выплескам расплавленного алюминия всего 100 г, во-вторых, сложно представить одежду металлурга, обладающую воздухопроницаемостью не менее 30 дм3/м2с особенно в случае использования тканей с алюминизированными покрытиями.
По нашему мнению, требования ГОСТ ISO 11612–2014 «Система стандартов безопасности труда. Одежда для защиты от тепла и пламени. Общие требования и эксплуатационные характеристики», введенного в действие 1 декабря 2015 года (далее — ГОСТ ISO 11612–2014), больше соответствуют необходимым характеристикам спецодежды для работников алюминиевых производств. На практике стандарты безопасности самостоятельно не применяются, а лишь используются в качестве источника правил отбора образцов и методов испытаний, необходимых для подтверждения соответствия товаров кодифицированным требованиям ТР ТС 019/2011. Чтобы использовать изложенные в конкретном стандарте методики для подтверждения соответствия, он должен быть включен в соответствующий перечень.
Эксплуатационные требования к материалам
Огнестойкость
Как отмечено выше, Типовые нормы бесплатной выдачи спецодежды предусматривают обеспечение работников алюминиевых производств костюмами и фартуками из огнестойких материалов для защиты от повышенных температур. Уже по названию видно, что огнестойкость — главное требование к материалам спецодежды металлургов, хотя определение понятия «огнестойкость» ни в одном нормативном документе нет. В ГОСТ 11209–85 «Ткани хлопчатобумажные и смешанные защитные для спецодежды. Технические условия», например, можно найти определение понятия «огнезащитная ткань». Огнезащитной считают ткань, которая после удаления из пламени не горит и не тлеет (п. 3.12.3 ГОСТ 11209–85). С точки зрения положений подпункта 1 пункта 4.6 ТР ТС 019/2011 огнестойкими можно считать материалы одежды специальной и средств индивидуальной защиты рук, защищающие работников от брызг и выплесков расплавленного металла, которые после не менее чем пяти циклов стирок (химчисток) — сушек с последующим выдерживанием их в пламени в течение 30 с не должны гореть, тлеть и расплавляться при выносе их из пламени и не допускать остаточного горения и тления.
Если оценивать негорючие свойства материалов по значению кислородного индекса (далее — КИ), обозначающего минимальное объемное содержание кислорода в окружающем воздухе, при котором возможно свечеобразное горение материала, то текстильные материалы с КИ > 21 (обычное содержание кислорода в окружающем воздухе) не предрасположены к поддержанию устойчивого горения на воздухе. Волокна и ткани с КИ = 26–28 имеют тенденцию к замедлению горения на воздухе и проходят простые тесты на воспламенение полоски ткани. Текстильные материалы с КИ > 30 имеют высокие негорючие свойства [1].
Для удовлетворения требованиям регламента по огнестойкости в существующей формулировке ТР ТС 019/2011 материалы спецодежды должны обладать высокими негорючими свойствами, что значительно ограничивает выбор защитных тканей. При этом следует учесть, что огнестойкость ткани не является ее главным свойством для защиты от расплавленного алюминия.
Теплостойкость
Теплостойкость характеризует способность материалов сохранять свои физические характеристики при воздействии повышенных температур, а именно — не плавиться и не давать термической усадки. Требование подпункта 1 пункта 4.6 ТР ТС 019/2011 о том, что материалы не должны расплавляться при выносе их из пламени, как раз относится к теплостойкости. Это означает, к примеру, что не допускается применять ткани из полиэстера или нейлона (полиамида) в защитной одежде металлургов из-за относительно небольших температур плавления волокон.
Теплозащита
Теплозащита материалов заключается в их способности замедлять поток тепловой энергии от всех трех видов теплопередачи: теплопроводности, теплового излучения, конвекции и их комбинаций. Например, одежда должна эффективно отражать электромагнитное излучение (тепловое излучение) от расплавленных металлов и нагретых поверхностей, а также задерживать прохождение тепловой энергии через себя посредством теплопроводности. Теплопроводность и тепловое излучение могут ускорить термическое разрушение и воспламенение текстильных материалов спецодежды, что приведет к повышению температуры под ней и вызовет термические ожоги работника.
В подпункте 1 пункта 4.6 ТР ТС 019/2011 установлены минимальные эксплуатационные требования по стойкости материалов спецодежды к конвективному теплу, тепловому излучению, контактной теплопередаче. Эти показатели характеризуют время в секундах, через которое температура на оборотной стороне материала достигнет значений, при которых работник получил бы термический ожог 2-й степени от соответствующего теплового воздействия. Минимально допустимые показатели теплозащитных свойств материалов в регламенте ТР ТС 019/2011 и ГОСТ ISO 11612–2014 приведены в таблице 1. Используемые методики измерений одинаковые во всех трех случаях.
Минимальные требования к теплостойкости материалов спецодежды
Показатель передачи конвективного тепла (80 кВт/м2), не менее, с
Показатель передачи теплового излучения (20 кВт/м2), не менее, с
Минимально допустимые значения для материалов спецодежды
Источник
