Gaaskeevitus (0)

SISSEJUHATUS.
Keevitamise olemus.
Keevitamiseks nimetatakse metalldetailide mittelahtivõetavate liidete moodustamist detailiservade kuumutamisega kas sulamiseni või plastse olekuni koos järgneva detailide kokkusurumisega või ilma selleta.
Olenevalt energia liigist, mida rakendatakse liite tekitamiseks, liigitatakse kõik keevitusmeetodid kolme klassi:
a) termomeetodid, kus kasutatakse soojusenergiat (elektri-, kaar-, plasma -, räbu -, elektronkiir -, laserkeevitus- ja muud).
b) termomehaanilised meetodid, kus kasutatakse nii soojusenergiat kui ka mehaanilist jõudu (elekterkontakt-, difusioonkeevitus).
c) mehaanilised meetodid, kus kasutatakse ainult mehaanilist energiat ( ultraheli -, plahvatus -, hõõrd-, külmkeevitus).
Keevitusprotsesside hulgas vaadeltakse ka jootmist, kus metallide liitmiseks kasutatakse lisamaterjali -- joodist, mille sulamistemperatuur on madalam liidetavate metallide sulamistemperatuurist. Jooteliide kujuneb alles peale joodise tardumisel.
Algteadmisi metalllide keevitamisest ja lõikamisest.
Keevitamiseks nimetatakse tehnoloogilist protsessi, mis seisneb tervikliite saamises ühendatavate detailide vahel aatomisidemete loomise teel kohaliku või üldise kuumutamise , plastse deformeerimise või üheaegselt mõlema mooduse vahel.
Kõik olemasolevad keevitusprotsessid võib jaotada kahte põhirühma --- survekeevitus ja sulakeevitus .
Keevisliite moodustamiseks vajaliku energia liigi ja metalli sisestamise viisi järgi eristatakse kaar-, gaas -, termiit-, räbu- jne. keevitust.
Keevitamise teel on võimalik moodustada kõige mitmekesisema ristlõikega metallkonstruktsioone. Neetkonstruktsioonides on survevarrasteks tavaliselt rööpsed nurkterased. Kuid neidsamu nurkteraseid on võimalik kokku keevitada selliselt , et moodustub õõnes varras .
Metallide gaaskeevitus .
Gaaskeevitus kuulub sulakeevituse rühma. Gaaskeevituse puhul on soojusallikaks keevituspõleti leek , mis tekib põlevgaasi ning tehniliselt puhta hapniku segu põlemisel. Õmbluse saab moodustada põhimetalli servade sulatamise teel, milleks kasutatakse keevitustraati (vardaid), kuid on võimalik keevitada ka ilma selleta.
Selliselt on võimalik keevitada peaaegu kõiki tehnikas kasutatavaid metalle . Mõned metallid (plii, vask, messing ja malm ) keevituvad gaaskeevituse abil isegi paremini kui kaarkeevitusega. Tänapäeval on laialt levinud mitmeleegipõletid, mis võimaldavad kiiremini kuumutada suurt ja paksu metallipinda. Gaaskeevituse eelisena võib veel nimetada, et ta ei nõua keerulisi seadmeid ega elektrienergia allikaid .
Gaaskeevituse puuduseks on tootlikkuse vähenemine keevitatava metalli paksuse suurenemisel ning suur kuumutuspiirkond. Kui valida keevitusleegi õige võimsus ja liik ning õiget marki keevitustraat (varras), tagab gaaskeevitus kvaliteetse õmbluse.
Keevitaja töökohta, mis on varustatud keevitamiseks kõige vajalikuga, nimetatakse keevitustöökohaks ja seal peaksid olema sellised seadmed , mis tagaksid häireteta töö:

hapniku- ja. atsetüleeniballoon koos reduktoritega;

kummivoolikud hapniku ja atsetüleeni juhtimiseks keevitus - või lõikepõletisse;

keevitustraat (vardad) keevitamiseks või pealesulatamiseks;

lisavahendid keevitamiseks ja lõikamiseks: kaitseprillid, võtmete komplekt, vasar, meisel , terashari, sepatangid, lihvmasin jne.;

räbustid, kui nad on metallide keevitamisel ja jootmisel vajalikud;

keevituslaud ja koosterakised.
Keevisliidete liigid ja õmblused.
Keevituseks nimetatakse keevitamise teel saadud mitme detaili tervikliidet. Detailide vastastikusest asendist eristatakse põkk-, nurk-, vastak-, katte- ja otsliiteid. Gaaskeevitusel on põhilised põkkliited. Põkkliite (a) puhul on liiteelemendid ühes tasapinnas või mingis muus pinnas (180...135º).
Kuni 3 mm paksuste detailide põkkkeevitamisel asetatakse detailid kokku kalduservamata, (vahe lehepaksuse ulatuses ja traageldatakse) või siis ääristatakse servad ja keevitatakse ilma lisatraadita, kuid detailide vahele jäetakse pilu . Üle 5 mm paksuste detailide põkkkeevitamisel servatakse liite ääred kaldu.
Katteliide (0...5º) (b) (ebasoovitatav liide ), kus detailide servad on üksteise peal paralleelselt.
Vastakliite (c) puhul ühendatakse kuni 3 mm paksusi detaile. Vastakliite puhul ühendatakse ühe detaili ots teise detaili külgpinnaga.
Nurkliide (d) on liide, mille puhul liidetavad detailid paiknevad teineteise suhtes nurga all (30...135º) ja keevitatakse kokku piki servi .
Õhukeste detailide gaaskeevitamisel on laialt levinud otsliited (0...30º) (e), mille korral liidetavad detailid puutuvad kokku külgpindu pidi ning keevitamisel ühendatakse kohakuti asuvad servad.
Et keevisliide tuleks tugev ning metall täielikult läbi keevituks, on vaja keevitatavad servad õigesti ette valmistada. Samuti tuleb enne keevitamist keevitatavad servad ning õmblusega külgnev põhimetalli pind (ala) gaasipõleti leegi abil hoolikalt puhastada õlist, rasvast, tagist, niiskusest. Kasutatakse selleks ka mehaanilist puhastusviisi: terashari, lihvkäi või muud vahendid.
Keevisõmbluste liigid.
Keevisõmbluseks nimetatakse keevisliite osa, mis moodustub keevisvannis oleva sulametalli kristalliseerumisel. Põleti leek sulatab üheaegselt põhimetalliga ka keevitustraati, mis omavahel segunedes moodustavad õmblusemetalli. Keevisõmblused jagunevad valmistamisvisilt ühe- ja kahepoolseteks.
Mõjuvate jõudude suuna järgi liigitatakse keevisõmblused külg- (a), laup- (b), kombineeritud (c) ja kaldõmblusteks (d). Külgõmbluse puhul on mõjuva jõu suund õmbluse pikiteljega paralleelne, laupõmbluse puhul aga risti. Kombineeritud õmblus on laup- ja külgõmbluse kombinatsioon, kaldõmbluse pikitelg paikneb mõjuva jõu suhtes teravnurga all.
Asukoha järgi ruumis jaotatakse keevisõmblused põranda- (a), rõht - (b), püst- (c) ja laeõmblusteks (d).
Väliskuju järgi eristatakse normaal -, tugevdatud- ja nõrgendatud õmblusteks.
Õmbluste tähistus EN järgi.
PA – ALLASEND
PB – ALLASEND SEINAGA
PC – HORISONTAAL
PD – SEIN LAEGA
PE – LAGI
PF – ALT ÜLES (plaat)
PH – ALT ÜLES (toru)
PG – ÜLEVALT ALLA (plaat)
PJ – ÜLEVALT ALLA (toru)
H-L045 – TORU KEEVITUS 45º NURGA MMMMMALL ALT ÜLES
J-L045 - TORU KEEVITUS 45º NURGA MMMMMALL ÜLEVALT ALLA
Metallide gaaskeevitamisel ja - lõikamisel kasutatavad materjalid.
Keevitamisel kasutatavad gaasid.
Põlevgaasid on gaasid, mis ühinedes hapnikuga põlevad ja neid kasutatakse gaaskeevitamisel, lõikamisel, jootmisel ja vajadusel ka kuumutamiseks.
Hapnik on gaas, mis soodustab põlemist, kuid iseseisvalt ei põle.
Keevitamisel kasutatavate gaaside tihetused 15º C ja rõhul 0,101 MPa (1,013 baari ).
Atsetüleen .
Atsetüleen on metallide gaaskeevitamisel ja -lõikamisel põhiline põlevgaas . Teda saadakse kaltsiumkarbiidist, millel terav küüslaugulõhn ja ta imab väga hästi vett. Saadakse teda koksi ja kustutamata lubja sulatamisel elektriahjudes temperatuuril 1900...2300° C reaktsiooniga CaO+3C=CaC2 +CO. Uuesti veega reageerides saadakse temast atsetüleen ja kustutatud lubi sellise võrrandiga CaC2 +2H2O=C2H2 +CA(OH)2 . Ühest kilogrammist võib saada 235...285 dm3-rit atsetüleeni. Kõrge energiasisalduse tõttu kasutatakse atsetüleeni põlevgaasina, kus leegi temperatuur ulatub põlemisel tehniliselt puhtas hapnikus kuni 3200° C-ni.
Seega on atsetüleen süsiniku ja vesiniku keemiline ühend. Normaaltemperatuuril ja -rõhul on tehniline atsetüleen värvitu, terava küüslaugulõhnaga gaas. Lõhna põhjustavad gaasis sisalduvad lisandid: väävelvesinik, ammoniaak , fosforvesinik jt. Atsetüleen on õhust veidi kergem. Atsetüleen on uinutava toimega ja suurtes kogustes lämmatav, sisaldades väikestes kogustes vesiniksulfiidi, arseeni ja fosfeeni. Atsetüleeni sissehingamist suutes kogustes tuleb vältida. Normaalsel atmosfäärirõhul ning temperatuuril 20° C kaalub 1 m3 atsetüleeni 1,09 kg. Veeldub -82,4...-84,0° C ning -85° C juures muutub tahkeks.
Atsetüleen on eriti kergelt süttiv gaas. Isesüttimistemperatuur rõhul 0,19 Mpa on 500...600° C, rõhul 2,16 Mpa aga juba 350° C. Juba ülerõhul 0,6 bar laguneb atsetüleen algaineteks – süsinikuks ja vesinikuks. Lagunemisega kaasneb plahvatus. Vedelas või tahkes olekus võib atsetüleen plahvatada nii löögist kui hõõrdumisest. Temperatuuril 400°C ühinevad atsetüleenimolekulid omavahel, moodustades uued keerukamad ained -- benseen (C6H6), stüreen (C8H8), naftaliin (C10H10) jt. Segunedes õhuga , on plahvatusohtlikkuse piirid 2,4...83% ja hapnikuga 2,4...93%. Siiski kõige plahvatusohtlikumad on segud , mis sisaldavad 7...13% atsetüleeni, kas õhu või hapnikuga ja võivad plahvatada nii sädemest kui ka tugevast kuumusest. Atsetüleeni rõhk keevitus voolikutes ei või tõusta üle 1,5 baari, kuna temperatuuri tõusuga võib tekkida plahvatusohtlik olukord. 24.09.14
Atsetüleeni lisatud vaskoksiid alandab isesüttimistemperatuuri kuni 240° C. Teatud tingimustes reageerib atsetüleen vasega, samuti ka hõbedaga, moodustades plahvatusohtlikke ühendeid (atsetüleenvask) ja seega on keelatud kasutada vaskdetaile, milles on üle 65% vaske ja hõbeda puhul, kui seda on üle 43%.
Vedelikes lahustumisel atsetüleeni plahvatusohtlikkus väheneb. Eriti hästi lahustub atsetüleen atsetoonis. Normaalrõhul ja 20° C juures võib ühes mahuosas atsetoonis lahustada kuni 20 mahuosa atsetüleeni. Rõhu tõstmisel ja temperatuuri langemisel suureneb atsetüleeni lahustuvus atsetoonis veelgi. Keevituskohale toimetatakse atsetüleen seega terasballoonides, mis on täidetud poorse massiga, läbiimmutatud atsetooniga ja rõhul kuni 1,86 Mpa. Atsetüleen – see on värvitu, põlev ja puhtas olekus ilma lõhnata gaas. Atsetüleeni saadakse kaltsiumkarbiidi lagundamisel veega atsetüleeni generaatorites. Harilik tööstuslik atsetüleen sisaldab lisandeid nagu fosgeen , arseen, ammoniaak, väävel vesinik ja omab teravat küüslaugu lõhna. Atsetüleen on veidi kergem õhust. Atsetüleeni leek põleb õhus väga kuumana, heledana ja tahmavana. Segus õhu või hapnikuga võrdsetes osades põleb atsetüleen täielikult ja ei tahma . Segus hapnikuga põleb atsetüleen väga intensiivselt võrreldes õhuga ja atsetüleeni suure süsiniku sisaldusega (92,3% kaalu järgi) on põlemistemperatuur kuni 3200º C. Põlemiskiirus on 13,5 m/sek mis on kõige sobivam tema kasutamisel keevitamisel ja lõikamisel.
Atsetüleeni plahvatusohtlikkus ja tema lagunemine .
Atsetüleen – see on suure süttimise ja plahvatus ohtlikkusega gaas, kuna tema segu õhu või hapnikuga on plahvatusohtlik suurtes piirides. Segus õhuga plahvatusohtlik piirides 2…82% ja hapnikuga 2,5…93%. Suure plahvatusohtlikkuse poolest tuleb jälgida seda, et mitte kusagil ei lekiks atsetüleeni. Peale selle tuleb kasutus- või hoiukohas hoolitseda hea ventilatsiooni eest. Kui on tekkinud atsetüleeni pihkumine ükstakõik kust, tuleb koheselt sulgeda ballooni ventiil , samuti reduktori põlemisel. Selleks peab olema alati ballooni juures tulekindel kinnas . Suure leegi puhul, kui ei õnnestu ventiili sulgeda, kasutage selleks süsihappegaasi (CO2) või spetsiaalset kuiva pulbrit. Atsetüleeni teine omadus, mida peaks teadma, on tema lagunemine algkomponentideks – süsinikuks ja vesinikuks suure temperatuuriga üle 350º C ja üle 2 baarilise rõhu juures löökidega transpordil ja hoidmisel. Selleks, et ära hoida atsetüleeni lagunemist surutud gaasilises olekus, siis balloonid tema hoidmiseks täidetakse seest poorse massiga väga väikeste pesadega. See välistab balloonis tekkiva gaasilise atsetüleeni olemust. Poorne mass on veel immutatud atsetooniga, milles lahustatakse atsetüleeni. Selline kooslus vähendab atsetüleeni lagunemist ja hoida gaasi väikese surve all ja vähendades seega plahvatusohtliku lagunemise tekkimist. Juhuslikkuse poolest võib ikkagi tekkida gaasi lagunemine mitte ettevaatliku ballooni käsitlemise tulemusel. See kas kukkus või sai põrutada , kuumenes üles või mittekorras seadmetega, mille tulemusel keevitusleek võib sattuda ballooni tagasilöögi tagajärjel. Atsetüleeni lagunemise ilmingud on sellised:

• ballooni soojenemine ülemises osas, mis näitab protsessi algust;
  
• rõhu tõus balloonis (seda näeb ainult siis, kui reduktor on kinnitatud balloonile );
  
• kui peale tagasilööki gaas, mis tuleb reduktorist, sisaldab tahma ja omab erilist lõhna.
  

Kui on tekkinud sellised kahtlustused, tuleb kiiresti sulgeda ballooni ventiil, eemaldada kõik seadmed balloonilt ja asuda ohu kõrvaldamisele. Balloon hakkab ülemisest otsast soojenema ja kui kannatab (umbes 50º C) veel kätt peal hoida, tuleb balloon viia ohutusse kohta teda külma veega kogu aeg pealt jahutades. Jahutamine peab algama mitte hiljem kui 5 minutit peale lagunemise algust ja niikaua kui balloon on külm, ehk enam ei aura. Kui lagunemine on jõudnud sellisesse punkti, kus käega ei saa ballooni puutuda (üle 50º C), on plahvatuse oht vältimatu ja ballooni ei tohi ümber paigutada. Sel juhul tuleb ballooni hakata jahutama ohutust kohast suure hulga külma veega, üleliigsed inimesed saata ohtlikust kohast ohutuse eesmärgil eemale. Kui balloon ei aura, kui vesi satub tema peale, siis alles võib teda viia ohutusse kohta, kuid veega jahutamist ei tohi katkestada.
Hoiatus : Atsetüleeni ballooni ventiili, kui on alanud atsetüleeni lagunemise reaktsioon, peab kogu aeg olema kindlalt suletud! Mitte mingil juhul avada.
Teada on juhud , kus sellises olukorras on tehtud suured eksimused – isegi kogenud keevitajad avasid atsetüleeni ballooni ventiili täielikult, uskudes teadlikult, et sellises olukorras rõhk balloonis alaneb. Tegelikult toimub kõik siin vastupidi. Atsetüleen, mis aurustub atsetoonist , liigub väljapääsu poole lagunemise tsoonist ventiilini, muutub lagunemine plahvatuslikuks ja surve balloonis tõuseb, kuna avatud ventiil ei jõua seda välja viia ja balloon võib plahvatada mõne sekundi jooksul.
Atsetüleen pole mürgine, kuid uinutav gaas. Vanasti kasutati puhast atsetüleeni koos hapniku seguga anestatsioonil haiglates. Siin on üks oht, et atsetüleeni ei oleks segus liiga palju, kuna siis jääb hapnikku väheks, tekib tema puudus. Atsetüleeni tuleb kasutada ainult hästi ventileeritavates ruumides.
Tähtsad soovitused:
Teatud tingimustes võib atsetüleen moodustada plahvatuslikke olukordi koos vase, hõbeda ja elavhõbedaga. Seepärast ei tohi atsetüleen kokku puutuda materjalidega, sooladega, liidete ja sulamitega, mis omavad nende materjalide suurt kontsentratsiooni, välja arvatud messing, milles vaske on alla 65% ja nikli sulamid , mida võib kasutada normaalsetes tingimustes. Pole lubatud kasutada juhuslikke vasest torusid voolikute ühendamiseks.
Hoida ja kasutada tohib atsetüleeni balloone ainult püstises asendis. Kui kasutada neid horisontaalses või kallutatud asendis, siis võib üks osa atsetooni välja valguda kas reduktorisse ja isegi voolikutesse.
Torustik ja muud lisaseadmed ja osad nagu tihendid , ventiilkorgid, membraanid ei tohi lahustuda atsetüleenis ja selle lahustites. Atsetüleenitorustik peab olema terasest . Plahvatuslike ühenduste tekkimise tõttu ei tohi kasutada höbedast, vasest või üle 65% vaske sisaldavatest metallisulamitest osi.
Atsetüleeni hoidmise ja kasutamise kohtades peab olema hea ventilatsioon . Samuti tuleb jälgida hoonete elektriohutuse klassifikatsiooni nõudeid, st. valgustuse sisse ja väljalülitamine peab toimuma väljaspool hoiuruumi .
Lahtise tule kasutamine ja suitsetamine on kategooriliselt keelatud balloonide hoiukohas, reduktorite ja voolikute ühendamisel ning lahtivõtmisel.
Üle normi kasutamisel võib atsetüleen külmuda ja sisemine temperatuur piirab samuti gaasi koguse kasutamist.
Keevitamisel peab leegi temperatuur olema metalli sulamistemperatuurist ligikaudu kaks korda kõrgem, seetõttu tuleb gaase , mille leegi temperatuur on madalam kui C2H2-l, kasutada nende metallide keevitamisel, mille sulamistemperatuur on madalam kui terastel . Hapniklõikamisel kasutatakse põlevgaase, mis hapnikuga segatult annavad vähemalt 2000° C-se leegi. Sõltub kütteväärtusest. Gaasi kütteväärtuseks nimetatakse soojushulka dzaulides (kilokalorites), mis saadakse ühe (1) m3 gaasi täielikul põlemisel. Erinevate põlevgaaside ühesuuruste koguste täielikuks põlemiseks on vaja erinev kogus hapnikku, sellest sõltub leegi efektiivvõimsus. Nimetatakse soojushulka, mis viiakse kuumutatavasse metalli ühe ajaühiku jooksul.
Põlevgaasid ja nende omadused.
Atsetüleeni põhjal olev põlevgaas võimaldab saada:

omab suurimat põlemiskiirust;

omab suurimat leegi võimsust.
Selgitused atsetüleeni tarbimise kohta.
“AGA” ballooni puhul peab teadma, kui palju sealt on võimalik atsetüleeni kätte saada. Juuresolev tabel selgitab, mitu liitrit atsetüleeni tunnis saab kätte erineva suurusega balloonidest. Kui atsetüleeni võetakse välja liiga palju, tuleb koos sellega välja ka atsetoon ja tekib nn. sülitamisefekt. Kui balloonid on paketis, siis tuleb avada kõikide balloonide ventiilid .
Maksimaalsed eri suurusega atsetüleeniballoonidest saadavad gaasikogused
Balloonid
(maht liitrites)
Suurim atsetüleenikogus l/h (liitrit tunnis)
Tavalise toatemperatuuri juures
Alla 0º C
A-5
A-20...21
A-40...41
A-50
350
650
1300
1600
250
500
800
1000
Tegelikku gaasi kogust balloonis saab mõõta ainult kaalumise teel !!!
Teised põlevgaasid.
Vesinik (H2) on normaaltingimustes värvitu ja lõhnatu põlevgaas. Üks kergemaid gaase ja on õhust 14,5 korda kergem. Teatud vahekordades õhu ja hapnikuga moodustab vesinik plahvatusohtlikke segusid. Keevitustöödel tuleb rangelt täita ohutusnõudeid. Vesiniku ja hapniku segu põleb sinise leegiga , kus puuduvad selgelt eristatavad põlemistsoonid ja leeki on raske reguleerida.
Propaani ja butaani segud koosnevad põhiliselt propaanist (C3H8) ja butaanist (C4H10) ning normaaltingimustes on kergesti süttiv värvitu ja lõhnatu gaas. Ohutuma kasutamise eesmärgil lisatakse gaasisegule tugevalt lõhnavat ainet (kuni 0,005 massiprotsenti). Ta on õhust raskem ja moodustab juba väikeses koguses koos teda ümbritseva õhuga süttiva segu. Hoiatus!! Kui gaas pääseb kontrollimatult balloonist välja, võib ta süttida ja plahvatada. Plahvatusohtlikkuse piirid nii õhu kui hapnikuga on 1,5...9%. Temperatuuri langemisel ning rõhu tõusmisel gaasisegu veeldub. Segul on suur ruumpaisumise tegur — propaanil 16 korda, butaanil 11 korda suurem kui veel. Balloone ei täideta rohkem kui 85% mahust – sellest rohkem on väga ohtlik. Segu kütteväärtus on väga suur, eriti suur kui segu on butanirikkam. Propaani ja butaani vahekord segus oleneb aastaajast -- külmal ajal on ülekaalus propaan , soojal ajal aga butaan . Kasutatakse laialdaselt teraste lõikamisel, kergsulavate värviliste metallide keevitamisel ja jootmisel, karastamisel, plastide gaaskeevitamisel. Propaani ja butaani segu on vedelas olekus ja toimetatakse töökohale terasballoonides rõhu all 1,6 Mpa. Ballooni temperatuur ei tohi tõusta üle +40º C. Kõrgematel temperatuuridel , eriti tulekahju puhul, on olemas kontrollimatu gaasi väljavool ja ballooni lõhkemise oht. Ühe kilogrammi segu aurustumisel moodustub 500 dm3 gaasi.
Töövahendite paigaldamine ja järelvalve. Statsionaarsed paigaldised võib sooritada ainult spetsialiseeritud organisatsioon . Viimane annab oma tehtud töö kohta kirjaliku sertifikaadi. Voolikuühendusi võib teha keevitaja ise, kasutades selleks voolikklambreid. Süsteemi tuleb pidevalt jälgida, kontrollida (visuaalne kontroll jne.). Kulunud osad tuleb välja vahetada ja voolikud , millel tekivad painutamisel pealispinda praod , tuleb välja vahetada.
Töös peab balloon olema püstises asendis, ventiil ülespoole, et gaas väljuks balloonist gaasilisena. Hoiatus!!! Horisontaalses asendis olevast balloonist võib gaas väljuda vedelal kujul. Vedelgaas moodustab aurustudes mahult ca 250 kordse gaasipilve ja seetõttu on plahvatusoht väga suur.
Katkestades gaasi kasutamise pikemaks ajaks, sulge ka ballooni ventiil peale gaasiseadme ventiili sulgemist. Jätkates gaasi kasutamist ava kõigepealt ballooni ventiil ja seejärel gaasiseadme ventiil.
Gaasiballooni hoiuruumi ventilatsiooniavasid ei tohi sulgeda.
Hapnik.
Gaaskeevitamisel ja -lõikamisel kuumutatakse metalli kõrge temperatuuriga gaasileegi abil, mis saadakse põlevgaasi või -vedelikuaurude põletamisel tehniliselt puhtas hapnikus.
Hapnik on maakeral laialt levinud element ning sisaldub mitmesugustes keemilistes ühendites: mullas — kuni 50% kogumassist, vees vesinikuga ühinenult—umbes 86% kogumassist ning atmosfääriõhus, mis on gaaside segu, hapnikku 20,95%, lämmastikku 78.08%, inertgaase 0,94% ning ülejäänud osa moodustavad süsihappegaas , vesinik ja teised gaasid mahulise koostisena.
Normaaltingimustes ( temperatuur 20°C, rõhk 101,3 kPa ehk 760 mm Hg) on hapnik värvilt helesinine, lõhnatu, õhust veidi raskem ja mittepõlev, kuid põlemist aktiivselt soodustav gaas, keeb -183º C juures ( 1m3 O2 kaalub 1.34 kilogrammi).Hapnik ise ei põle, kuid soodustab põlemist. Puhtas hapnikus toimub põlemine hulga kiiremini, kui õhus ja mida suurem rõhk, seda kiiremini. Samuti põlevad need materjalid, mis tavaolukorras ei põle või põlevad raskelt , süttivad puhtas hapnikus juba suure leegiga. Seda hapniku omadust kasutatakse metallide lõikamisel.
Surve all olev hapnik põhjustab plahvatuslikku põlemist kokkupuutega hariliku õliga, määrete või teiste orgaaniliste ainetega. Sel eesmärgil ei tohi keevitaja mingil juhul kasutada tööriideid või seadmeid, millel on õli või määrdeid. Erilist tähelepanu tuleb pöörata sellele, et hapniku balloon ise ei puutuks kokku nende ainetega.
Hapniku pihkumine õhku suurendab põlevmaterjalide süttimist, juukseid, riideid jne. See võib juhtuda õige väikese hapniku kontratsiooni puhul õhus, mis võib viia tõsiste põletusteni või muude kahjustusteni. Seadmed, mida kasutatakse hapnikuga töötamisel, ei tohi olla tolmuga ega metalli pulbriga koos, mis võib viia spontaalse põlemiseni.
Mida suurem on hapniku sisaldus põlemisõhus, seda intensiivsem on põlemine. Kui hapniku sisaldus õhus tõuseb 24%, siis põlemiskiirus suureneb kaks korda, 40% juures juba kümme korda. Teatud õhus mittepõlevad materjalid võivad süttida ja põleda puhtas hapnikus või hapnikuga rikastatud õhus. Vedela hapniku aurustumisel tekkinud gaas on eriti külm ja õhust raskem, see võib koguneda suurtes hulkades kanalisatsiooni ja keldritesse, suurendades seal hapniku hulka.
Vedel hapnik või külma hapniku aurud võivad tekitada nahale põletushaavadega sarnaseid traumasid. Palja nahaga isoleerimata seadmeosi puudutades võib nahk metalli külge kinni jääda, mis lahtitõmmates rebeneb. Vigastatud kohta ei tohi hõõruda, loputada leige veega ning pöörduda arsti poole.
Hapnik on väga aktiivne gaas, andes ühendeid kõigi keemiliste elementide peale inertgaaside (argooni, neooni, heeliumi, ksenooni ja krüptooni). Hapniku ühinemisel teiste elementidega eraldub suur kogus soojust s.t. reaktsioonid on eksotermilised.
Territooriumil, kus käsitletakse hapnikku, on suitsetamine ja lahtise tule tegemine keelatud. Vältida viibimist territooriumil, kus võib olla suurenenud hapniku sisaldus. Pärast viibimist suurenenud hapniku sisaldusega territooriumil tuleb riided hoolikalt tuulutada. Tööriistad ja riided peavad olema puhtad õlist ja rasvainetest. Seadmed, kus kasutatakse hapnikku, ei tohi olla rasvased ega õlised. Vedela hapniku käsitlemisel tuleb kasutada selleks ettenähtud kaitsevahendeid nagu kindad , silmakaitsed, erijalatsid ja kaitseriietus.
Tähelepanuks: RÕHU ALL OLEVA GAASILISE HAPNIKU KOKKUPUUTUMISEL RASVADE, ÕLIDE, VÕI TAHKEKÜTUSE TOLMUGA NAD SÜTTIVAD, MIS VÕIB PÕHJUSTADA PLAHVATUSE VÕI TULEKAHJU.
Õnnetusjuhtumite ärahoidmiseks tuleb hapnikuaparatuuri hoolikalt rasvastustada. Hapniku segunemisel põlevgaaside või vedelikuaurudega tekivad teatud vahekordade puhul plahvatusohtlikud segud, mis võivad süttida lahtisest tulest või sädemest. Selle vältimiseks on kasutuses uued hapniku segud, milles on 12 miljondikku mahuosa lõhnaainet. Antud hapnik on kasutuses „ODOREX“i nimetuse all, vältimaks lahtiunustatud kraanist või purunenud liitest hapniku kogunemist ruumi, mille tagajärjel võib tekkida plahvatusoht.
Õhust toodetakse hapnikku erilistes seadmetes , kus õhk filtri läbimisel kõigepealt vabaneb kahjulikest lisanditest, tolmust, süsihappegaasist ning niiskusest. Seejärel surutakse töödeldav õhk kompressori abil kokku kuni rõhuni 19,6 MPa (200 kg/cm2) ning seejärel jahutatakse soojusvahetires kuni veeldumiseni.
Vedela õhu lagundamine hapnikuks ja lämmastikuks põhineb nende erinevatel keemistemperatuuridel: Normaalrõhul keeb vedel lämmastik temperatuuril - 196º C, vedel hapnik – 182,9 ºC juures. Seega aurub vedelast õhust kõigepealt lämmastik kui kõige madalama keemistemperatuuriga aine ning vastavalt lämmastiku aurustumisele küllastub vedelik järjest rohkem hapnikuga.
Hapnikku väljastatakse puhtusega 99,5% ja 99,7%. Väga suurt tähtsust omab hapniku puhtus hapniklõikamisel. Mida vähem sisaldab ta gaasilisi lisandeid, seda suurem on lõikekiirus, puhtamad lõikeservad ja väiksem hapniku kulu. Keevituskohale toimetatakse hapnik balloonides rõhul 15 või 20 MPa või vedelas olekus, kus normaalrõhul ja temperatuuril 20ºC saadakse 1 dm3 -ist vedelast hapnikust juba 850 dm3
gaasilist hapnikku. Peale selle väheneb siin selle transpordiviisil taara mass 10 korda.
Kasutada hapnikku ainult seadmetega, mis on selleks ette nähtud. On eriti ohtlik kasutada hapnikku, lämmastiku, inertgaasi või õhu asemel järgmistel juhtudel:

• sisepõlemismootorite käivitamisel;
  
• suruõhul töötavates tööriistades;
  
• pritsvärvimisel;
  
• auto sisekummide täitmisel;
  
• reservuaaride ja torustike läbipuhumisel hooldamise ja ülevaatamise eesmärgil;
  
• hingamisõhu rikastamisel, kui õhus on vähe hapnikku;
  
• ruumide tuulutamisel;
  
• palava ilma puhul keha jahutamiseks;
  
• suruõhu asemel riiete puhastamiseks.
  

Tegutsemine tulekahju korral ja kuna hapnik soodustab põlemist, siis kiire hapnikuventiili kinnikeeramine vähendab põlemise intensiivsust. Võimaluse korral teisaldada balloon ohutusse kohta. Ballooni kuumenemise vältimine vähendab plahvatuse ohtu.
Ohud hapniku puudulikkusest õhus.
Normaalne hapniku sisaldus õhus on 21%. Hapniku sisalduse langemine õhus võib tekkida tema ära põlemises või tema väljatõrjumises kasutatavate kaitsegaaside poolt, sest need on õhust raskemad . Sellise olukorra tekkimisel on väga suur ohtlikkus töötavatele inimestele. Üldised näidustused, mis tekivad hapniku puudulikkusest on toodud allpool olevas tabelis.
Hapniku sisaldus õhus%
Tagajärjed ja esinevad sümptonid (atmosfääri normaalse rõhu juures)
15…19%
Töövõime langus. Võivad tekkida kordinatsiooni häired. Esimesed sümptonid võivad tekkida inimestel, kellel on verevarustuse häired ning kopsude töö võime häiritud.
12…14%
Hingamine raskendatud, pulssi tundlikkuse kadumine, kordinatsiooni häired ja vastuvõtlikkus.
10…12%
Hingamine veelgi raskendatud, mõistuse kadumine, huuled muutuvad siniseks.
8…10
Väheneb mõtlemistegevus, minestus , mälu kaotus, surnuvalge nägu, sinised huuled, ajab oksele .
6…8
4…6
40 sekundi pärast – kooma , konvulssia, hingamise lakkamine , surm.
Tähelepanu: Viibides atmosfääri õhus, mille hapniku sisaldus on 12% või vähem, võib mälukaotus saabuda ootamatult ja nii kiiresti, et inimesel ei jätku aega oma olukorras midagi ette võtta.
Kannatanu tuleb kiiresti viia värske õhu kätte ja anda talle hingata hapnikku või teha kunstlikku hingamist. Viivitamatult kutsuda välja kiirabi , kes annab hapnikku juba med. personali jälgimisel.
Kasutatavate gaaside oleku omadused.
Gaas
Atsetüleen
C2 H2
Hapnik
O2
Süsihappegaas
CO2
Propaan
C3 H8
Gaasi olek
lahustatud poorses massis olevasse atsetooni
gaas
vedelik
vedelik
Rõhk toatemperatuuril
20
200
50
5
Täis pudel plahvatusohtlik temperatuuril
65º C
350
100
100
Ülerõhukaitse
ei ole
ei ole
kaitseplaat
kaitseventiil
Kaal võrreldes õhuga
veidi kergem
veidi raskem
oluliselt raskem
oluliselt veel raskem
Kaitseseadmete kasutamine.
Kaitseseadmed peavad ära hoidma:

• kaitseseade peab takistama tagasilöögi põlevgaasi voolikusse ja surve all olevasse gaasiballooni;
  
• kaitseseade paeb takistama leegi sattumise põlevgaasi torustikku ja sealt edasi põlevgaasi hoidlasse.
  

Vastavalt gaasi liigile on olemas kuni kolm kaitse ülesannet.
Kaitse element
Kaitseseadme ülesanded
Trassile paigaldamise vajadus
Eraldi olevatesse balloonidesse
Atsetüleen
Teised põlevgaasid
Hapnik
Põlevgaasid
Hapnik
Tagasilöögi klapp
+
+
+
+
+
Leegi tõke
+
+
-
+
-
Täiendav tõke
+
-
-
-
-
+ vajalik; - soovituslik.
Gaasitrass
Ventiil
Tagasilöögi kaitse
Gaasivool töökohale
Kaitseseade enne põletit ja pika gaasivooliku puhul ka keskel.
Kaitseseadmed on juhitavad ja töötavad nii survele kui ka temperatuurile.
NB!

• Kaitseseade, mida kasutatakse, peab läbima iga aasta vastava kontrolli tema korrasoleku kohta.
  
• Kaitseseadet tuleb kasutada vastavalt gaasi liigile.
  

Leegikaitse (FR-20)
Leegikaitse tõkestab põlevgaasi kui ka hapniku tagasivoolamise põlevgaasi või hapniku voolikusse või vastupidi ning takistab sellega plahvatusohtlike gaasisegude moodustumist voolikutes. Lisaks takistab ka tule levimist voolikutesse tagasilöögi korral keevitus või lõikeseadmest. Seega leegikaitse takistab gaasi voolamist vales suunas ja ta koosneb vedruga tagasivooluklapist, mida hoiab lahti läbivoolav gaas. Klapp sulgub kohe, kui põletisse tekib sama suur rõhk kui see on voolikus. Kui vasturõhk alaneb, avaneb samas klapp uuesti. Tagsilöögi kaitsmed kinnitatakse vahetult põleti käepidemele.
Tagasilöögi kaitse ( SAFE -GUARD-4).
Antud seade omab rõhutundlikku funktsiooni, mille tulemusel peatub gaasivool rõhulöögi korral, millega on tagatud veel suurem ohutus. Tagasilöögi kaitse asetatakse vahetult peale reduktorit, kaitsmaks reduktorit ja gaasiballooni. Tagasilöögi kaitset on vaja ka propaani-hapniku põleti kasutamisel propaani regulaatori juures ja kuna hapnik suurendab põlemise kiirust, vajatakse tagasilöögi kaitset ka hapnikuregulaatorile.
Antud seade on avatud, kui selle ülaosas olev roheline riba on nähtaval. Tagasilöök sulgeb seadeldise ja seejuures kaob roheline riba. Tööolukorda tagasiviimiseks tuleb tõsta musta nuppu, seejuures tuleb uuesti nähtavale roheline riba, mis tähendab, et tagasilöögikaitse on avatud ja valmis vajadusel reageerima.
Antud seade omab nelja turvatoimet:

• tõkestab gaasi tagasivoolamist;
  
• peatab voolikusse jõudnud tagasilöögileegi ja kustutab selle;
  
• sulgeb gaasitoite, kui põletist läheb läbi tagasilöök (ka plahvatuse korral);
  
• sulgeb gaasivoolu, kui seadeldis üle kuumeneb (95º C).
  

Räbustid. (fljus)
Ühinedes keevitusleegis ja ümbritsevas õhus leiduva hapnikuga moodustavad kõik metallid ja nende sulamid oksiide , mille sulamistemperatuur on metalli sulamistemperatuurist kõrgem. Sulametalli kaitsmiseks oksüdeerumise eest ja keevitamisel tekkivate oksiidide eemaldamiseks kasutatakse räbusteid. Seega on räbustid ained, mida viiakse keevitusvanni sulametalli oksüdeerumise ärahoidmiseks ning moodustunud oksiidie ja mittemetalsete lisandite eemaldamiseks.
Räbusti kantakse metalli servadele ja lisametalli vardale või on juba metalli vardas endas, kus ta jootmise ajal välja sulab. Kasutatakse ka kaitsegaase, mida antakse pidevalt kuni keevitamis- või jootmisprotsessi lõpetamiseni.
Keevitusvanni pinnal ujuv räbukiht peab katma kogu sulametalli pinna, kaitstes metalli atmosfääriõhu edasise mõju eest. Räbusti kasutamise vajalikkust värviliste metallide ja sulamite, samuti malmi keevitamisel tingib asjaolu, et kõrge temperatuuri juures moodustub metallide pinnal oksiidikiht , mis sulamisel tungib keevitusvanni ning takistab põhimetalli ja lisametalli kokkusulamist. Vastavalt keevitatava metalli iseärasustest tekivad oksiidid on kas happelised või aluselised . Aluseliste oksiidide tekkimise puhul tuleb kasutada happelisi ja happeliste oksiidide tekkimise puhul aga aluselisi räbusteid. Mõlema reaktsiooni puhul saame tulemuseks soola.
Räbustitele esitatakse järgmised nõuded:

räbusti sulamistemperatuur peab olema madalam kui põhi- ja lisametallil;

sularäbusti peab sulametalli pinnal hästi laiali valguma, s.t. ta peab olema küllaldase vedelvoolavusega;

räbustil peab olema suur reageerimisvõime, ta peab aktiivselt deoksüderima oksiide, eemaldama neid või muutma kergsulavateks keemilisteks ühenditeks , lahustudes nii, et lahustamine lõppeks enne keevisvanni tardumist;

räbusti peab metalli hästi kaitsma õhuhapniku ja -lämmastikuga reageerimise eest;

pärast keevitamist peab räbu õmbluse küljest kergesti eralduma; räbusti tihedus peab olema väiksem põhi- ja lisametalli tihedusest, selleks et keevitamisel moodustuv räbu kerkiks keevitusvanni pinnale ega jääks õmblusemetalli;
Keevitatavate detailide vahelise pilu täitmiseks ja keevisvalli moodustamiseks viiakse lisametalli keevitusvanni traadi, varda või riba näol, mis on lõigatud keevitatavast metallist või sellele lähedase koostisega metallist. Tundmatut marki traati ei tohi keevitamisel kasutada.
Kui tahetakse õmblusemetalli parendada , siis lisatakse lisametallile legeerivaid elemente.
Kui keevitustraat on mustunud või mingil moel määrdunud, siis tuleb ta hoolikalt puhastada ja siis asuda alles keevitama. Keevitustraati tarnitakse kas rullides või varrastena. Igal juhul peab olema traat märgistatud ja omama oma kindlat tähist, mis näitab, millise lisamaterjaliga on tegemist. Vene traat vasetatud pinnaga 4-mm traat CB -08A ja vasetamata CB -08Г2C, EN tähistuse järgi kuude rühma alates G-I (0l) kuni GVI (0Vl) oma keemilise koostise järgi.
Keevitus-varda klass
C %
Si %
Mn %
P %
S %
Mo %
Ni %
Cr %
0 I
0,03...
0,10
0,02...
0,20
0,35...
0,65