Термины и определения
Газовая пайка - процесс получения неразъемного соединения, при помощи расплавленного присадочного металла или сплава (припоя). При пайке, в отличие от сварки, расплавляется только припой, металл нагревается до температуры плавления припоя.
Газовая сварка - процесс при котором тепло, выделяющееся при горении горючей смеси, оплавляет свариваемые поверхности и присадочный материал с образованием "сварочной ванны" (металла свариваемого шва в жидком состоянии).
Горелка - устройство, обеспечивающее устойчивое сгорание топлива и возможность регулирования процесса горения (обеспечивает контроль состава горючей смеси, формы рабочего факела пламени и интенсивности сгорания).
Горелка инжекторная - горелка, у которой одна из сред, необходимых для горения, инжектируется (захватывается) другой средой. Как правило, используется кислород или воздух под давлением, для захвата горючего газа.
Горелка безинжекторная - горелка, в которой подача газа и кислорода осуществляется под одинаковым давлением, в этом случае горелка представляет собой простой смеситель с кранами для рабочих газов.
Горение - самоускоряющееся химическое превращение, сопровождающееся интенсивным выделением тепла и света. Горением называют процесс быстрого окисления углеводородного горючего кислородом (воздуха).
Дефлаграционное горение - процесс послойного распространения пламени в газовой среде, при котором реакция в реагирующем слое возникает вследствие разогрева от соседнего слоя продуктов реакции.
Детонационное горение - воспламенение горючей смеси во фронте ударной волны и следующей за ней зоны реакции горючей смеси, нагретой ударной волной (сжатием) до температуры, превышающей температуру воспламенения.
Детонационная волна перемещается со скоростью 2000-3000м/с. При детонационном горении от слоя к слою передается лишь импульс сжатия, теплопроводность в этом процессе не участвует, своего рода "мгновенный дизель".
Кислород - бесцветный газ, без запаха, не токсичен, не горюч, не взрывоопасен, но сильный окислитель, поддерживает горение. При соприкосновении с кислородом мелкодисперсные горючие вещества (угольная пыль, ворсинки), масла воспламеняются.
Клапан обратный - предохранительное устройство, предотвращающее обратный ток газа или топливо-воздушной смеси. Нужен, если компрессор установлен ниже уровня топлива, если бачек работает на повышенном давлении.
Разрезаете шланг подачи воздуха и ставите клапан стрелкой от компрессора. Если шланг крепится внатяг, его может сорвать и выбросить топливо в помещение. Фиксировать шланг пластиковыми стяжками, хомутами, парой витков толстой проволоки.
Обратный клапан представляет собой корпус и подпружиненный золотник. Газ перемещает золотник, преодолевая усилие пружины и через зазор между золотником и седлом направляется к горелке. При обратном токе золотник запирает клапан.
Клапан огнепреградительный - устройство защиты от обратного удара пламени и обратного тока газа. При обратном ударе фронт пламени распространяется быстрее, чем ударная волна успевает закрыть клапан, клапан не защищает от проникновения пламени.
В огнепреградительный клапан, кроме обратного клапана, встроен пламегасящий элемент, предотвращающий горение благодаря затуханию в микропорах (<40мкм). Обратный клапан срабатывает по скачку давления, огнепреградительный гасит пламя в микропорах, дробя факел и отбирая его тепло.
Препятствием для пламени служит металлокерамическая вставка. Вставка имеет микропористую структуру с размером пор 40мкм (микрон), что не позволяет пламени распространяться за ее пределы. Иллюстрация принципа работы: если на медную пластину капнуть бензин, поджечь плёнку не получится.
При горении топливо-воздушной смеси количества теплоты должно хватать для поддержания процесса, при возгорании в пламягасителе происходит отбор энергии пламени в набивку. В качестве набивки используют материалы с высокой теплопроводностью и теплоёмкостью.
(!) Под большой гайкой горелок типа "Little Torch" скрывается фильтр из спеченных шариков, плюс плямегасящая сетка внутри наконечника. Производитель рекомендует использовать огнепреградительные клапана.
Наконечник (головка) - часть горелки, состоящая из смесительной камеры и сопла. Наконечник содержит рассекатель, сопло в виде кольцевой насадки на смесительную камеру, форсунку для пропуска потока горючего газа в центральную часть факела, и удлинительную трубку. Наконечник может сам являться соплом горелки.
Обратный хлопок (backfire) - проникновение пламени со стороны сопла внутрь горелки. Вследствие перегрева сопла, низкой скорости топливной смеси, падения давления в шлангах подачи топливной смеси и иных причин.
Обратный удар (flashback) - проникновение пламени в газовые шланги и газовые баллоны. Может привести к взрыву баллона или бачка с топливной смесью, для предотврашения устанавливаются огнепреградительные устройства.
Отсекатель. Изготовление огнепреградительного клапана требует доступа к станочному парку, а использование подразумевает давление, способное преодолеть сопротивление пружины и микропористой вставки.
Поэтому в простых бензовоздушных горелках целесообразнее испольовать аналог огнепрегадительных клапанов, в виде рулончика тонкой медной сетки, либо мотка (путанки) тонкого медного обмоточного провода.
(!) сопло горелки за рассекателем заполнить спутанным тонким медным проводом.
В 1815 году, английский химик и физик Гэмпфри Дэви заметил, что если пламя накрыть плотной медной сеткой, то она, поглощая большое количество тепла, будет охлаждать газ, и горение не будет распространяться.
Медь хороший проводник тепла, тонкая медная сетка быстро отводит тепло от пламени и отдает его окружающему воздуху. Поэтому температура горящей топливо-воздушной смеси падает ниже точки воспламенения.
Зажгите горелку (зажигалку), накройте пламя медной или латунной (это хуже) сеткой. Пламя останется под сеткой. Поместите сетку над горелкой и поднесите спичку к поверхности сетки. Пламя появляется над сеткой.
Пары бензина проходят через сетку, а пламя нет. Тепло пламени поглощается сеткой, распределяется и передается воздуху. Температура паров становится ниже температуры воспламенения, горение прекращается.
(!) в разрыв шланга около горелки вставьте отрезок медной трубки, набитой внутри комочком медного обмоточного провода 0,1–0,08мм. Он выполняет роль огнепреградителя и предотвращает попадание пламени в бачок с топливом.
(!) Пламя проходит через медную или латунную сетку в случае, если она сильно прогреется, ячейки сетки должны быть не более 0,5мм, в противном случае они проницаемы для пламени.
Пайка высокотемпературная - процесс пайки припоем, температура плавления которого 450 С и выше, например, медноцинковые и меднофосфорные припои, серебряные припои. Как правило, в виде "палочки" в коробке.
Пайка низкотемпературная - процесс пайки припоем, температура плавления которого ниже 450С, обычно свинцовые (280С) и бессвинцовые (300-350С), оловянные припои, оловяносвинцовые. Как правило, в виде "проволочки" на катушке.
Паяльная станция ("паяльная установка"). Система бензовоздушной пайки (плавки), скомпонованная в едином боксе либо на единой станине основания. Включает в себя блок подготовки воздуха, блок аэрации, блок управления, горелки.
Паяльные станции делятся по числу подключаемых горелок на одно- и двухканальные. В состав двухканальной паяльной станции могут входить две горелки для пайки и плавки с различными мощностями и различным расходом смеси (разными головками).
Зачастую горелка в составе паяльной станции поддерживает смену сопла и/или форсунки ("жиклера"), для получения большего или меньшего факела и работы с различными типами материалов, в этом случае для разных работ можно обойтись одной горелкой.
По сравнению с обычной системой (из компрессора-бачка-горелки) паяльная станция обеспечивает несколько заурядных и одно неочевидное преимущество. Возможность стравливания излишка воздуха, регулировка качества (обогащения) топливной смеси есть и в обычных, раздельных системах.
А вот регулировка мощности компрессора уже кое-что, как и безопасность устройства за счет фиксации бачка с бензином на столе и меньшая возможность его опрокидывания. К неочевидным достоинствам относится совместная вибрация компрессора и бачка, увеличивающая интенсивность испарения топлива.
В комплект станции могут входить присоединительные шланги, бензовоздушные горелки и аксесуары к ним, расходные материалы (топливо, припои, флюсы). Штатная горелка ("китаянка") дает неплохой факел, но ее эргономика оставляет желать лучшего.
Паяльная станция производства PRC в виде металлического ящика называется "аппарат бензиновой пайки JX-5-8", стоит примерно 100-200уе. Состоит из бензинового бачка и аквариумного компрессора в количестве от одного до шести штук. Мощность 30Вт. Объём бака 0,4л. Размер 250х150х150мм. Вес 4-5кг.
Один компрессор подойдет для пайки, два сразу для плавки. Довольно мощная, дешевая штука по сравнению с китайскими газовыми баллончиками. Сразу после покупки необходимо сделать техническое обслуживание, проверить герметичность системы и крепление трубок, надежность паек проводов.
Слабым местом китайской станции является регулятор мощности компрессора (ов) - в его роли простой переменный резистор, проволочный, типа ПП3-40, ПП3-41, ПП3-43 и номиналом 22кОм. Очень часто он сгорает, его или искать, или менять станцию в сборе. Вместо него можно влепить диммер - симисторный светорегулятор.
Пламя горелки - представляет собой поток раскалённых газов. Для нижней границы характерно синее свечение, там много топлива и мало кислорода. Происходит неполное сгорание топлива с образованием CО, который, окисляясь на краю пламени, придает ему синий цвет.
В центр пламени за счет диффузии проникает больше кислорода, температура выше, но кислорода мало для полного сгорания. В этой зоне содержатся несгоревшие капельки топлива и частицы угля. Из-за сильного нагрева они светятся.
Испарившееся топливо и продукты горения (углекислый газ и вода) почти не светятся. В пламени условно можно выделить три зоны. Внутри конуса пламени имеются: тёмная зона (300-350°C), горение не происходит из-за недостатка окислителя.
Светящаяся зона, термическое разложение горючего и частичное сгорание (500-800°C). Практически не светящаяся зона, окончательное сгорание продуктов разложения горючего, высокая температура (900-1500°C).
Окислительное пламя с избытком кислорода имеет голубоватый оттенок и горит с шумом. Восстановительное пламя имеет красноватый оттенок и выделяет копоть, что зависит от избытка горючего.
Окислительное. В верхней, "горячей" части, горючие вещества практически полностью превращены в продукты горения. В данной области избыток кислорода и недостаток топлива, поэтому в этой зоне вещества окисляются.
Восстановительное. В центре или чуть ниже центра, в этой части много топлива и мало кислорода, если внести в эту часть пламени некое вещество, содержащее кислород, то кислород отнимается у внесенного в пламя вещества.
1 подача воздуха закрыта;
2 подача воздуха почти закрыта;
3 смесь близка к стехиометрической;
4 максимальная подача воздуха в горелку.
Температура пламени.
Температура воспламенения 300°С
Температура пламени сигареты 700-800°С
Температура пламени спички 750-850°С
Температура пламени керосина 800°С
Температура пламени спирта 900°С
Температура пламени пропана 800-1970°С
Температура пламени бензина 1300-1400°С
Температура пламени солярки 1800-2000°С
Предохранительный затвор - устройство, предотвращающее проникновение пламени, а также воздуха в защищаемое оборудование и коммуникации, в котором пламегасящим элементом является жидкость.
Предохранительный клапан - предохранительное устройство, автоматически сбрасывающее газ в атмосферу при повышении давления сверх заданного значения и прекращающее истечение газа до снижения давления до заданного уровня.
На емкости с топливом (на бачке) либо до нее (например, на рессивере, если он есть, либо на шланге) обязателен предохранительный клапан, т.к. шланг горелки может переламываться, передавливаться итп.
Предохранительное устройство - устройство, предотвращающее опасные эксплуатационные состояния или разрушение оборудования (аппаратуры) при их неправильном использовании или аварии.
Распространение пламени. В топливной смеси фронт пламени движется относительно смеси со строго определённой скоростью. Эта скорость зависит от состава смеси, давления и температуры. Существует предел по диаметру распространения пламени.
В трубе малого диаметра пламя распространяться не может из-за теплопотерь в стенки трбы и гибели активных радикалов на металлической стенке. На этом принципе основана лампа Дэви, пламя закрыто сеткой и не вызывает воспламенения газа в шахте.
Рассекатель (диффузор). Служит для распределения потока газа в сопле горелки, формирует поджигающую центральный факел "корону" пламени. Для разных типов горелок используются диффузоры с различным количеством отверстий или прорезей.
Для поджигания смеси, обеспечения устойчивого горения и защиты от проскока пламени в подводящие трубки используют радиальный сетчатый, перфорированный или щелевой рассекатель, стабилизирующий горение центрального факела пламени.
Минимальная энергия воспламенения пыле- и каплевоздушных смесей значительно больше энергии газовоздушных смесей, пламя центральной форсунки бензовоздушной горелки ("игла") может устойчиво существовать лишь при поджигании смеси с периферии.
Сопло горелки. Необходимо, чтобы топливная смесь и факел пламени не распространялись в стороны, а двигались в область обрабатываемых материалов, а также, чтобы топливная смесь подогревалась в смесительной камере - разогретое пламенем сопло передает свое тепло головке горелки.
Сопло (дюза) - это канал, предназначенный для разгона газа или придания направления потоку газа. В простейшем случае это цилиндрический или конический патрубок. Соплом является кольцеобразная насадка на смесительную камеру, либо сама смесительная камера, если насадка отсутствует.
Стехиометрическая смесь - соотношение между кислородом и горючим, при котором окислителя ровно столько, сколько необходимо для полного окисления топлива. Если воздуха меньше - сгорит не весь бензин, если больше - не весь кислород.
Стехиометрическое число для бензина - 14,7:1 (воздух/бензин).
Стехиометрическое число для пропана - 15,6:1 (воздух/пропан).
Тело горелки. Для удержания горелки в руке. Содержит штуцер присоединения шланга, устройство для регулирования расхода газа через центральную форсунку (кран пробкового, клинового или игольчатого типа) и рукоятки.
Трубка форсунки ("капилляр"). Для подачи топливо-воздушной смеси к центральной форсунке. Есть разные схемы подвода трубки к форсунке, капилляр может идти параллельно основной трубке, может входить в смесительную камеру с торца или рядом с основной трубкой, может идти внутри трубки.
Фитинг - соединительная часть трубопровода, устанавливаемого для разветвления, переходов на другой диаметр, необходимости частой сборки и разборки труб. Американка (накидная гайка) на жаргоне водопроводчиков, соединение труб с помощью накидной гайки.
Форсунка (жиклер). Служит для формирования тонкого факела пламени ("иглы"), для точечного нагрева, например, при пайке. Форсунки отличаются друг от друга диаметрами. Когда выбираете горелку, обращайте внимание на диаметр форсунки и на тип горелки, в зависимости от производимых работ.
Этиловый спирт (этанол) - бесцветная жидкость, обладающая запахом, легко воспламеняющаяся, горящая голубоватым слабо светящимся пламенем. Температура кипения (+74C).
Температура вспышки, наименьшая температура, при которой над поверхностью образуются пары, способные вспыхнуть в воздухе от открытого пламени. Устойчивого горения при этом нет (+13С).
Температура самовоспламенения - при которой начинается горение вещества при контакте с воздухом при отсутствии открытого пламени (+365С).
Технический спирт окрашивают в сине-фиолетовый цвет добавлением красителя метилвиолета (С24H28N3Cl), одновременно добавляют и вещества с резким запахом пиридин (С5H5N), спирт называется денатуратом.
Горение спирта (СН3OH+3О2=2СО2+3Н2О). Кислород (О2) из воздуха, образуется вода (Н2О) и углекислый газ (СО2). И то и другое вокруг нас в огромных количествах, поэтому горение безвредно.
Температура горения, которая может быть достигнута при полном сгорании спирта, не превышает (900С). Допускается хранение небольших объемов (1л) в пластиковой бутылке.
Метан (пропан-бутан). Не имеют запаха, для определения наличия газа в воздухе, быстрого и точного обнаружения мест утечки газ одорируют (придают запах), используя этилмеркоптан (С2Н5SH).
Горение по реакции (СН4+2О2=СО2+2Н2О). Кислород (О2) берется из воздуха. Горение бывает полным и неполным. Полное горение происходит при достаточном поступлении в горелку кислорода из воздуха.
Для полного сгорания 1л метана нужно 10л воздуха, в котором 2л кислорода. Полноту сгорания можно определить визуально по цвету и характеру пламени: прозрачно-голубое – сгорание полное; красный или желтый неполное.
Аналогично происходит сгорание пропана (С3Н8). Однако для полного сгорания 1 литра пропана требуется в 2,5 раза больше воздуха, чем для метана.
Пропан/бутан. Очень часто в баллонах используется не чистый пропан (слишком дорого), а смесь газов (пропан + бутан), у этих газов разная температура работы. Бутан не работает при температуре ниже 0°С, а пропан работаеть при -30°С.
Поэтому в зимнее время соотношение пропан/бутан составляет 9:1. В летнее время 1:1. Многие допускают ошибку, смешивая пропан и бутан в одинаковых пропорциях (1:1) и удивляются, почему баллоны взрываются или появляются «драконы».
Бутан на холоде не работает, поскольку это жидкость, затем в помещении он нагревается и вспыхивает красным пламенем. Красный огонь – это бутан. Синий огонь – это пропан.
Конденсат. Когда газ заканчивается, после него остается конденсат. Конденсат нужно сливать на специальных станциях. Некоторые умудряются сливать конденсат самостоятельно, чревато опасными последствиями.
Температура горения (максимальная при полном сгорании) колеблется в пределах (1100-1700С). Температура воспламенения для метана (645С), для пропана (466С). Условия горения смеси:
- метан до 5% не горит, 5-15% взрывается, больше 15% горит при подаче воздуха.
- пропан до 2% не горит, 2-10% взрывается, больше 10% горит при подаче воздуха.
Питание горелки от газовой сети с метаном номинальным давлением 1274Па (130мм вод.ст.).
Питание горелки от газовой сети с пропаном не должно превышать 2200Па (356мм вод.ст.), для бутана 1760Па (280мм вод.ст.).
(!) Баллон с газом должен быть снабжен редуктором для контроля расхода газа, контроля давления и обеспечения стабильного газового потока в магистрали, редуктор пропановый БПО-5-2 (ГОСТ 13861-89).
Можно ли подключить горелку к баллону с газом без редуктора? «При эксплуатации баллонов запрещается отбирать газ из баллона без редуктора, предназначенного для снижения давления (!!!)»
Рукава (шланги) для подачи в горелку метана или пропана (ГОСТ 9356-75), должны иметь красный цвет, они состоят из внутреннего слоя, контактирующего с газом, наружного слоя, корда (армирующего слоя) между ними.
Кислородные рукава имеют внутренний и наружный слой из вулканизированной резины и несколько слоев из льняной или хлопчатобумажной ткани. Внутренний диаметр шлангов: Ф9мм, Ф6мм.
Наружный слой окрашивают: красный - для ацетилена, метана, пропан-бутана под давлением 0,6МПа, желтый - для жидкого топлива (бензин, уайт-спирит) под давлением 0,6МПа, синий - для кислорода под давлением 2МПа.
Качественным, но не дешевым решением будет использование для присоединения шлангов самодельной бензовоздушной горелки фитингов от термопластиковой магистрали автомобильного газобалонного оборудования.
браку море. Есть у них и спец.цех где из серебра ваяют но подход не лучше - если смотреть в живую сейчас на эту продукцию то можно смело 
