Кислородный редуктор: характеристики и конструктивные особенности

Типы газовых редукторов

Газовый редуктор с радиатором и малогабаритный газовый редуктор, указан диаметр резьбы.

• Воздушный редуктор, или регулятор — используется на промышленных предприятиях для понижения давления воздуха и поддержания его постоянным в воздушных сетях и коммуникациях, а также в водолазном деле для понижения давления дыхательной смеси
• Кислородный редуктор — используется на разного рода предприятиях (особенно много в машиностроении и металлургии) для проведения автогенных работ (газовой сварки, резки и пайки), а также в медицине и подводном плавании.
• Пропановый редуктор — используется на разного рода предприятиях (особенно много в машиностроении и металлургии) для проведения автогенных работ (резки, пайки и подогрева) при строительстве (для укладки битумных покрытий) или в быту (газовые плиты). Бывают с постоянно заданным рабочим давлением (устанавливается на заводе-изготовителе) и с возможностью регулировки давления в диапазоне 0-3 кгс/см2.
• Ацетиленовый редуктор — используется на разного рода предприятиях (особенно много в коммунальных хозяйствах) для газовой сварки и резки трубопроводов.

В целом газовые редукторы делятся на редукторы для горючих и негорючих газов. Редукторы для горючих газов (метан, водород и т. д.) имеют левую резьбу, чтобы предотвратить случайное подсоединение редуктора, работавшего с горючими газами, к кислородному баллону. Баллоны с инертными газами (гелий, азот, аргон и др.) имеют правую резьбу, как и баллоны с кислородом. Таким образом, для инертных газов могут использоваться кислородные редукторы.

Кроме того, редуктор может выполнять роль клапана сброса давления. В английском языке редукторы такого типа называются back pressure regulators, в отличие от обычных pressure regulators. Использование редукторов и клапанов сброса давления может быть совместным, в этом случае редуктор устанавливается на входе в систему и регулирует приток газа, тогда как клапан устанавливается на выходе и при необходимости обеспечивает сброс излишнего давления, что повышает общую стабильность системы.

Редукторы, предназначенные для установки на баллоны со сжиженными газами (углекислый газ, закись азота, пропан, бутан) могут иметь корпус с развитым оребрением для предотвращения замерзания газа на выходе. С этой же целью редукторы газобаллонных автомобилей включены в систему охлаждения двигателей внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, нагретая вода (или антифриз) подогревает редуктор, препятствуя его обмерзанию.

Особенности конструкции и обслуживание

В промышленности и быту применяется 2 типа газов:

• инертные;
• горючие.

Адаптеры на них принципиально отличаются, чтобы не перепутать. На баллоны с инертным газом соединения редуктора с баллоном осуществляется правой, стандартной резьбой. Кислород, пропан, углекислоту, метан и другие горючие газы, присоединяют редуктор, закручивая в отверстие с левой резьбой – против часовой стрелки.

Разнонаправленная резьба исключает возможность заправки емкости не тем видом газа и использование баллона не по назначению.

Редуктора имеют внутри мембрану, которая изнашивается. Каждые 5 лет редуктор должен проходить испытание. При этом мембрана заменяется новой. В редукторах для композитных баллонов – сделаны по евростандартам, мембрана рассчитана на работу минимум 10 лет, но проверку оборудование должно проходить через 5 лет.

На верхней части корпуса нанесена маркировка, в которой указаны год изготовления узла и первой поверки. При последующем испытании набивается следующая дата.

Редуктор необходимо регулярно смазывать, проверять на герметичность. При необходимости надо менять прокладки.

Инструктор, преподаватель колледжа при заводе Донмет Саркизов П. В.: Среди любителей бытует мнение, что редуктор с ротаметром позволяет экономно расходовать газ. На практике приборы отличаются только показаниями. Второй манометр на редукторе показывает расход газа в минуту. Это значение заложено в режимах сварки. Ротаметр показывает фактическое давление в рабочей камере в данный момент. Для установки рабочих параметров надо пересчитывать показания ротаметра по коэффициенту или использовать переводную таблицу.

Редуктора с 2 ротаметрами, предназначены для сварки металлов тугоплавких и с высокой теплоотдачей. К первому подключается сварочная горелка, ко второму форсунка для подогрева обратной стороны шва. Подключать 2 аппарата нельзя».

Ацетиленовые баллоны

Ацетиленовый баллон – это сосуд высокого давления, специально предназначенный для хранения, перевозки и подачи ацетилена. Использовать для ацетилена другие сосуды или закачивать в ацетиленовые емкости другие газы категорически недопустимо исходя из соображений безопасности.

Вентиль ацетиленового баллона специально сконструирован таким образом, что присоединение к нему других редукторов или других устройств невозможно.

Устройство ацетиленовых баллонов

Ацетиленовый сосуд делается из бесшовных труб высокого давления. На горловине предусмотрена резьба для крепления защитного колпака.

Рабочие емкости для ацетилена в обязательном порядке окрашивается в черный цвет с обязательной надписью белыми буквами «Ацетилен». Баллоны для перевозки и хранения должны быть окрашены в белый цвет с надписью «Ацетилен», выполненной черными буквами. На каждом баллоне в месте соединения цилиндрической части с шарообразной должно быть оставлено неокрашенное место, на которое наносится маркировка.

Устройство ацетиленового баллона

Маркировка обязательно должна отражать тип баллона, его вместимость, вид газа, для которого он предназначен. Должно также быть указано предельное давление газа и дата поверки баллона на соответствие требованиям технической безопасности. Емкости с просроченной датой очередной плановой поверки к эксплуатации не допускаются.

Чтобы снизить опасность работы с ацетиленом, их заполняют специальным пористым веществом — сепаратором. Это вещество разделяет ацетилен на малые не связанные друг с другом объемы и снижает возможность одновременного скачкообразного прогрева всей массы ацетилена, что чревато его взрывом. Кроме того, пористая масса предотвращает обратный удар пламени.

Чаще всего для заполнения используют пемзу, активированный уголь, волокнистый асбест или полимерное пористое вещество ЛПМ. Пористую массу пропитывают техническим ацетоном, который, будучи растворителем для ацетилена, существенно улучшает способность пористой массы вбирать в себя газ.

Вентиль ацетиленового баллона

Вентиль ацетиленового баллона согласно техническим условиям допускается снабжать либо мембранным, либо эбонитовым уплотнителем.

Строение вентиля ацетиленового баллона

Эксплуатация баллонов с ацетиленом

В зависимости от вида наполнителя в емкости требуется заливать разное количество ацетона. Для угольного – 5 кг и для ЛПМ — 7 кг соответственно. Вследствие этого не рекомендуется одновременно размещать на наполнительном устройстве сосуды с разным типом наполнителя во избежание перетекания ацетона из одних баллонов в другие.

В баллонах, подаваемых на заполнение, давление оставшегося газа должно быть менее 0,01 МПа

Все баллоны подлежат периодическому освидетельствованию раз в 5 лет.

Перед началом эксплуатации баллон необходимо осмотреть на предмет отсутствия повреждений корпуса и вентиля.

Хранение баллонов с ацетиленом

Принимая во внимание исключительную взрывоопасность ацетилена, необходимо соблюдать следующие правила хранения и перевозки баллонов:

• Допускается хранение в горизонтальном положении, вентили должны быть выше, чем дно баллона.
• От места хранения до ближайших отопительных приборов или другого источника тепла должно быть не менее 1 метра.
• Баллоны должны быть в обязательном порядке надежно закреплены.
• Ацетилен должен храниться в помещении, в котором отсутствуют другие горючие и взрывоопасные вещества.
• Недопустимо попадание прямого солнечного света, в том числе во время перевозки. В этом случае следует накрывать баллоны светонепроницаемым чехлом.

Транспортировка и хранение газовых баллонов

Что еще следует знать при работе с редуктором

Как известно, из школьного курса химии, кислород – это сильнейший окислитель и поэтому работа с ним должны выполняться в строгом соответствии с требованиями правил безопасности и охраны труда. В частности, нельзя допускать контакта кислорода и масел, результатом такого контакта станет взрыв.

Часто газ привозят на рабочие места в баллонах, давление в которых составляет 14,7 МПа. Поэтому при обращении с ними необходимо соблюдать определенные правила безопасности. Кроме того, что баллон нельзя ронять, ударять по нему, хранить от огня и пр. Кислородный редуктор, установленный на нем, должен быть закрыт прочным кожухом.

Виды и характеристики. Редуктор БКО 50-4 и БКО 50-5

По своим техническим параметрам редукторы для кислородного баллона подразделяются на две группы – рамповые и постовые. Рамповые редукторы отличаются повышенной пропускной способностью – от 100…120 м3/ч, а потому используются для питания группы сварочных постов, либо для сварочных работ с большими объёмами. Постовые редукторы – индивидуального назначения, они обеспечивают расход кислорода в количествах 5…25 м3/ч (меньшие значения соответствуют меньшим конечным давлениям газа).

Корпуса газовых редукторов внешне однотипны, поэтому при изготовлении их окрашивают в определённые цвета (для кислородных редукторов это голубой цвет).

ГОСТ 13861 предусматривает следующие исполнения кислородных редукторов:

Баллонные, типа БКО, БКД и БПО.
Сетевые, типа СКО, САО, СПО, СМО.
Универсальные (У).
Рамповые (РКЗ, РАД, РПД).
Центральные (ЦКЗ).

Основной технической характеристикой кислородного редуктора является его пропускная способность и значение рабочего давления газа в баллоне. Например, кислородный редуктор типа БКО 50-4 означает, что агрегат предназначен для подключения к баллону с кислородом, является одноступенчатым, и рассчитан для пропускной способности до 50 м³/ч при рабочем давлении газа 4 атмосферы. Соответственно, для кислородного редуктора БКО 50-5 допустимое значение рабочего давления составляет 5 атмосфер. Именно редукторы типа БКО чаще всего и применяются для индивидуальных постов газосварки.

Дополнительными эксплуатационными особенностями кислородных редукторов являются:

• Число ступеней редуцирования. Выпускаются одноступенчатые устройства, регулятором давления в которых выступает либо пружина, либо иной узел, и двухступенчатые, где регулирование давления происходит постепенно, при помощи промежуточных пневматических камер. Двухступенчатые редукторы обеспечивают более надёжную работу сварочного поста в условиях низких температур, более стабильны по своим характеристикам, но отличаются конструктивной сложностью и, следовательно, увеличенной ценой;
• Способ присоединения. Используется накидная гайка, а не хомут, поскольку взрывоопасность кислорода требует особых требований к герметичности;
• Климатическое исполнение. Требование к надёжности работы регулятора тока особенно возрастают, когда газосварка ведётся не только при низких температурах, но и с большими объёмами. При больших расходах давление кислорода быстро снижается, что сопровождается увеличением объёма газа, остающегося в баллоне. Этот физический процесс ускоряет охлаждение газа и редуктора, в результате устройство может потерять работоспособность.

Принципиальными отличиями двухступенчатого кислородного редуктора являются редуцирующий клапан повышенной точности и двухслойная мембрана увеличенной площади, которая изготавливается из высокопрочных синтетических каучуков. Такой материал нечувствителен к изменению внешней температуры, благодаря чему мембрана сохраняет свою работоспособность при отрицательных температурах и давлениях газа до 150…200 атмосфер.

Работа с манометром и редуктором.

В работе чаще всего используют манометр на кислородный редуктор обратного действия потому, что он имеет простую конструкцию и более компактные размеры. Устройство редуктора предусматривает наличие двух камер.

Первая – с высоким давлением оксигена, а вторая камера с низким. Так как первая камера напрямую соединена с баллоном, то давление в ней равняется давлению в баллоне. А вторая камера соединяется с горелкой и давление газа в горелке равняется давлению газа в камере низкого давления.

Между камерами расположен клапан. На него воздействуют 2 пружины и степень открытия клапана зависит от соотношения сжатия данных  пружин. Соответственно, когда клапан открывается, то меняется давление во второй камере.

Перед началом работы с газовым баллоном необходимо убедиться, что все рукава правильно присоединены к редуктору. А сам редуктор работает исправно. Для этого нам нужно выкрутить регулировочный винт и закрыть на горелке вентиль расхода кислорода. При этом на манометре рабочего давления значение должно немного увеличиться, но не расти, что говорит о том, что утечка кислорода отсутствует и герметичность клапана не нарушена. Если же подтверждается подтекание кислорода, то редуктор следует отдать на ремонт.

Также следует помнить, что при креплении прибора не должны использоваться инструменты, вымазанные маслом, либо же сам прибор быть испачкан, так как это может привести к взрыву. Не подвергайте опасности себя и окружающих.

Правила безопасной эксплуатации

Учитывая взрыво- и пожароопасность кислорода, такие изделия согласно нормам ГОСТ 12.2.008-75 должны периодически подвергаться тщательному регламентному обслуживанию. Применительно к кислородным редукторам типа БКО 50-4 и БКО 50-5 правила обслуживания включают в себя:

Проверку хода регулирующего винта/маховика от одного крайнего положения в другое: оно должно выполняться плавно, и без заеданий.
Присоединительные элементы не должны иметь внешних механических повреждений – трещин, царапин, а также быть очищенными от масел, жиров и загрязнений.
Переодическая проверка манометров не должна быть реже одного раза в год. Критерием необходимости в проверке считается повышенная инерционность стрелки прибора.
В качестве уплотняющих элементов – прокладок, ниппелей и пр. – не могут использоваться детали, не соответствующие условиям эксплуатации кислородных редукторов.

Перед каждым применением проверяется (по манометру) герметичность соединений, утечка кислорода из баллона недопустима.
При присоединённом к редуктору баллоне с кислородом запрещается выполнять какую-либо регулировку.
Согласно правилам охраны труда между редуктором для кислородного баллона и остальной газосварочной аппаратурой стоит предусматривать монтаж предохранительных устройств, в том числе и для гашения пламени. Это могут быть обратные клапаны, рассчитанные на давление в баллоне, а также предохранительные затворы.

Цена на кислородный редуктор определяется его конструкцией и эксплуатационными возможностями. Для одноступенчатых редукторов цена колеблется в пределах 1800…2000 руб. (БКО 50-4) и 1100…1200 руб. (БКО 50-5). Двухступенчатые устройства (например, БКД-25 или Multi-Stage RG S2 O2 чешского производства) стоят значительно дороже — 11000…12000 руб.