При проведении оксиацетиленовой сварки газы, хранящиеся в баллонах под высоким давлением, необходимо подготовить для безопасной и эффективной работы. Эту задачу выполняют специальные устройства — регуляторы давления для кислорода и ацетилена. Их основная функция — значительное снижение давления газа, поступающего из баллона, и точный контроль его расхода в горелку. Например, давление в кислородном баллоне может достигать 2200 фунтов на квадратный дюйм (psi), что эквивалентно примерно 15 169 килопаскалям (кПа). Для сварочных работ его необходимо понизить до безопасного рабочего диапазона — от 1 до 25 psi (6.9–172.38 кПа). Ацетилен в баллоне находится под давлением до 250 psi (1724 кПа). Регулятор не только снижает это давление, но и автоматически поддерживает его на заданном уровне, обеспечивая стабильную подачу газа к горелке.
Важность правильного выбора регулятора
Конструкция регуляторов различается в зависимости от типа газа, для которого они предназначены: кислорода, ацетилена или сжиженных углеводородных газов (пропан, бутан). Крайне важно использовать регулятор строго по его назначению. Применение кислородного регулятора для ацетилена или наоборот недопустимо и может привести к аварии. Для дополнительной безопасности между регулятором и шлангом горелки рекомендуется устанавливать обратные клапаны. Они предотвращают опасный обратный поток газовой смеси в регулятор.
Одноступенчатые кислородные регуляторы
Наиболее распространёнными типами являются одноступенчатые и двухступенчатые регуляторы. Одноступенчатый кислородный регулятор выполняет понижение давления за один этап — от баллонного до рабочего. Его ключевыми компонентами являются: сопло для прохода газа, седло клапана, уравновешивающие пружины, а также манометры. Сварочный кислородный манометр — это визуальный прибор, который показывает два важных параметра: давление в баллоне (входное, высокое) и установленное рабочее давление на выходе регулятора.
Недостаток одноступенчатой системы в том, что рабочее давление постепенно падает по мере расхода газа из баллона. Поэтому сварщику необходимо периодически проверять и подстраивать давление вручную в процессе работы.
Стандартные кислородные регуляторы рассчитаны на работу с баллонами, где давление может достигать 3000 psi. Соответственно, манометр высокого давления (входной) имеет шкалу от 0 до 3000 psi. Манометр низкого давления (выходной, рабочий) обычно градуирован от 0 до 500 psi, что покрывает все необходимые для сварки диапазоны.
Как работает одноступенчатый регулятор?
Принцип действия основан на балансе сил. Основными элементами являются гибкая диафрагма (мембрана), игольчатый клапан, пружина сжатия и регулировочный винт. Газ под высоким давлением поступает через фильтр, очищающий его от примесей. При повороте регулировочного винта пружина давит на диафрагму. Та, в свою очередь, через систему рычагов (стремя) открывает игольчатый клапан, позволяя газу проходить в камеру низкого давления. Давление в этой камере создаёт обратное усилие на диафрагму. Когда это усилие уравновешивает силу пружины, клапан закрывается. Таким образом, регулятор автоматически поддерживает заданное выходное давление, которое отображается на рабочем манометре. Поворот винта вправо увеличивает давление, влево — уменьшает.
Двухступенчатые регуляторы и стационарные посты
Двухступенчатый регулятор решает проблему падения рабочего давления. В нём снижение происходит в два этапа: сначала от баллонного до промежуточного, а затем до рабочего. Благодаря такой конструкции выходное давление остаётся практически постоянным на протяжении всего времени работы, и его не нужно перенастраивать.
На стационарных сварочных постах, где газы подаются по централизованным трубопроводам (от коллекторов или генераторов), часто используются упрощённые регуляторы. Поскольку давление в магистрали уже стабилизировано (например, ~200 psi для кислорода и 15 psi для ацетилена), на таких регуляторах может быть установлен только один манометр — для контроля рабочего давления.
Особенности ацетиленовых регуляторов
ВНИМАНИЕ! Ацетилен категорически запрещено использовать при давлении, превышающем 15 psi (103.4 кПа). Это связано с его химической нестабильностью и риском самопроизвольного взрывного разложения.
Конструктивно ацетиленовый регулятор похож на кислородный, но рассчитан на меньшие давления. Его входной манометр высокого давления имеет шкалу до 500 psi (3447.5 кПа), а выходной (рабочий) — обычно до 30 psi (207 кПа). Красная черта на шкале рабочего манометра, как правило, отмечает критический предел в 15 psi, превышать который нельзя ни при каких обстоятельствах.