В № 42 Процессы сварки плавлением

Среди процессов сварки плавлением широкое примене­ние получила электродуговая сварка, при которой источ­ником тепла является электрическая дуга, которая обра­зуется между двумя электродами в той или иной среде.

Температура электрической дуги зависит от материала электродов. В центре дуги по ее оси температура достигает 6000-7000 "С. При электродуговой сварке на нагревание и расплавление металла используется 60—70% тепла. Ос­тальное количество тепла (30-40%) рассеивается в окру­жающем пространстве.

Наиболее распространенными способами электродуго­вой сварки являются ручная дуговая сварка, автоматическая сварка под слоем флюса, электрошлаковая сварка, сварка в защитных газах и др.

Ручная дуговая сварка. Сварку выполняют электродами, которые вручную подают в зону горения дуги и перемещают вдоль свариваемого изделия (рис. 18). Дуга горит между стержнем электрода 1 и ос­новным металлом 2. Под действием тепла дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую свароч­ную ванну 3.

наибольшее распространение получили сталь­ные электроды диаметром 1—10 мм и длиной до 450 мм. Поверхность таких электродов обычно покрыта слоем спе­циальной обмазки. По мере плавления электрода, обмазка плавится, образуя защитную среду для капель расплав­ленного металла за счет дымообразующих веществ, а ред­коземельные металлы, содержащиеся в обмазке способствуют поддержанию дугового разряда, за счет уменьшения работы выхода электронов. По мере перемещения элект­рода расплавленный основной металл и электродный кри­сталлизуется, а обмазка превращается в шлак, располагаю­щийся на поверхности шва. Шлак защищает расплавлен­ный металл от окисления, насыщения азотом.

Процессы сварки давлением

Сварка давлением — процесс соединения деталей на­гревом их в месте контакта до пластического или жидкого состояния с применением одновременного или последую­щего сильного сжатия, обеспечивающего взаимодействие атомов металла.

Контактная сварка является одним из высокопроизво­дительных способов сварки; она легко поддается механи­зации и автоматизации, вследствие чего ее широко приме­няют в машиностроении и строительстве.

Контактную сварку по форме свариваемого соединения, определяющего тип сварочной машины, разделяют на точеч­ную, роликовую и стыковую. Нагрев металла при всех видах контактной сварки происходит за счет выделения тепла при прохождении электрического тока по свариваемым деталям.

Для получения сварной точки (рис. 21) .детали 1 и 2 помещают между сжимающимися электродами 3 и 4 или роликами 5.

Сварочный ток доводит металл между электродами до плавления, а прилегающую к ядру зону — до пластичес­кого состояния. После кристаллизации расплавленного ядра давление снимается.

В № 43 Газовая сварка металлов

Газовая сварка находит широкое применение при свар­ке деталей малой толщины, чугуна, цветных металлов и сплавов.

При газовой сварке металл нагревают высокотемпера­турным газовым пламенем, которое получается при сгора­нии горючего газа в атмосфере кислорода.

В качестве горючих газов можно использовать природ­ные газы, водород, пары бензина и керосина, нефтяные газы, ацетилен и др.

Для сварочных работ получил наибольшее применение ацетилен, С₂Н₂, так как он обладает наивысшей теплотвор­ной способностью по сравнению с другими газами и дает самую высокую температуру при сгорании, равную при­мерно 3200 °С.

В № 22 Серная кислота

«серная кислота» в технике подразуме­ваются любые смеси триоксида серы с водой. плотность 1,83 г/см³, температура кипения 296,2 °С, при дальнейшем нагревании разлагается на S0₃ и Н₂0, кристаллизуется при температуре +10,45 ⁰С.

Основные сорта серной кисло­ты: 65-процентная — камерная, 75-процентная — башен­ная, 98-процентная — купоросное масло, олеум, 100-про­центная — химически чистая, аккумуляторная и др.

Применяется: при производстве минеральных удобрений; в металлообрабатываю­щей

Промышленности, для очиски нефтепродуктов, при прозводстве красителей, лаков, красок, лекарственных ве­ществ, некоторых пластических масс, многих ядохимика­тов, эфиров, спиртов, в текстильной промышленности, используется для приготовления крахмала, патоки и других продуктов.

Сырье. любое сырье, содержащее серу: различные колчеданы, отходящие газы металлургических процессов, топочные газы, чистая сера и др.

Технологический процесс состоит из трех стадий.

1. получение сернистого газа S0₂.

Сернистый газ выделяют из топочных газов или отхо­дящих газов металлургических процессов сжиганием серы

2. окисление сернистого газа до триоксида серы — протекает в присутствии катализатора,. В зависимости от вида катализатора и характера процесса существует два способа получения серной кислоты: башенный (нитрозный) и контактный.

Башенный (нитрозный) способ. про­исходит образование серной кислоты путем поглощения S0₃ водой. В качестве катализатора применяют раствор окси­дов азота в серной кислоте (нитроза).

Контактный метод. В настоящее время он является основным при производстве серной кислоты.

Быстрое развитие контактного метода производства объясняется возможностью получения чистой концентри­рованной кислоты и олеума — продуктов, имеющих боль­шое промышленное значение.

Производство серной кислоты контактным методом со­стоит из следующих основных стадий:

1. Очистка газов от примесей, вредных для процесса контактного окисления S0₂ в SO₃.

2. Окисления S0₂ в S0₃ на поверхности твердого ката­лизатора.

3. Поглощение трехокиси серы серной кислотой с полу­чением концентрированной H₂S0₄ и олеума (H₂S0₄ + SO_s).

Нитрозный способ дает кислоту, загрязненную приме­сями и разбавленную, что ограничивает ее использование.

В № 23 Свойства и сорта азотной кислоты

Чистая азотная кислота HNO₃, при обыкновенной тем­пературе представляет собой бесцветную жидкость, замер­зающую при — 41 °С с образованием белоснежных кристал­лов. Водные растворы азотной кислоты в зависимости от концентрации кристаллизуются при различных темпера­турах.

Азотную кислоту используют для производства минеральных удобрений, взрывчатых веществ и других продуктов, в производстве серной кислоты по нитрозному методу.

Промышленность выпускает разбавленную (слабую) азотную кислоту трех сортов (1-й — 55%, 2-й — 47%, 3-й — 45%) и концентрированную (крепкую) азотную кис­лоту двух сортов (1-й — 98%, 2-й — 97%).

Производство азотной кислоты окислением аммиака

Процесс получения азотной кислоты окислением амми­ака включает три стадии:

1. Контактное окисление аммиака до окиси азота NO.

2. Окисление окиси азота до двуокиси азота NO₂,.

3. Абсорбция (поглощение) двуокиси азота водой с об­разованием азотной кислоты HN0₃.

Получают азотную кислоту в специальных установках.

Окисление аммиака кислородом воздуха происходит в контактном аппарате при температуре 800 °С в присутствии катализатора (сплав платины с родием, окись кобальта или железа и др.). Предварительно аммиак и воздух тщатель­но очищают и подают в смеситель. Затем воздушно-аммиачную смесь, содержащую 10-12% аммиака NH₃, после подогрева подают в контактный аппарат, где происходит реакция:

4NH₃ + 50₂ = 4NO + 6Н₂0 + Q

Окисление полученной окиси азота, идет по реакции:

2NO + 0₂ = 2N0₂ + Q

Образовавшиеся газы при температуре 800 °С поступа­ют в котел-утилизатор, охлаждаясь до 250 °С и далее — в холодильник, где дополнительно охлаждаются до 30 °С.

Абсорбция образовавшейся двуокиси азота водой про­текает по следующей реакции:

3N0₂ + Н₂0 = 2HN0₃ + NO + Q

Прямой синтез концентрированной азотной кислоты.

Прямой синтез концентрированной азотной кислоты заключается во взаимодействии жидкой четырехокиси азо­та с водой в присутствии газообразного кислорода.

Реакция образования азотной кислоты протекает сле­дующим образом:

2N₂0₄ + 2Н₂0 + 0₂ = 4HN0₃ + Q

Прямой синтез позволяет получать крепкую (концент­рированную) азотную кислоту.