Что представляет собой пламя. Газ горит оранжевым, красным или желтым цветом. Почему изменяются оттенки пламени
Сварочное пламя образуется при сгорании горючего газа или паров горючей жидкости в кислороде. Пламя нагревает и расплавляет основной и присадочный металл в месте сварки. Наибольшее применение при нашло кислородно-ацетиленовое пламя, так как оно имеет высокую температуру (3150°С) и обеспечивает концентрированный . Однако в связи с дефицитностью ацетилена в настоящее время получили широкое распространение (особенно при резке металлов) газы-заменители ацетилена - пропан-бутан, метан, природный и городской газы.
От состава горючей смеси, т. е. от соотношения кислорода и горючего газа, зависят внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл. Изменяя состав горючей смеси, тем самым изменяет основные параметры сварочного пламени.
Для получения нормального пламени отношение кислорода к горючему газу должно быть для ацетилена - 1,1-1,2, природного газа - 1,5-1,6, пропана - 3,5.
Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют сварочное пламя, которое имеет три ярко различимые зоны :
- восстановительная зона
Водородное пламя ярко различимых зон не имеет, что затрудняет его регулировку по внешнему виду.
При зажигании газовой струи, вытекающей из сопла, пламя перемещается по направлению движения струи газовой смеси. Скорость истечения для каждого газа подбирается такой, чтобы пламя не проникало внутрь сопла горелки и не отрывалось от него. Газ в струе должен прогреваться до температуры воспламенения, воспламеняется при температуре 450-500°С, а газы-заменители - 550-650°С. Поэтому ядро пламени при сгорании газов-заменителей длиннее, чем при сгорании ацетилена.
а - окислительное, б - нормальное, в - науглероживающее; 1 - ядро, 2 - восстановительная зона, 3 - факел
Рисунок 1 - Виды сварочного пламени
Процесс сгорания ацетилена в кислороде можно условно разделить на две стадии. Сначала под влиянием нагрева происходит распад ацетилена на элементы: С 2 Н 2 =2С+Н 2 . Затем происходит первая стадия сгорания ацетилена за счет кислорода смеси по реакции 2С+Н 2 +O 2 =2СО+Н 2 . Вторая стадия горения протекает за счет кислорода воздуха: 2СО+Н 2 +1,5O 2 =2СO 2 +Н 2 O. Процесс горения горючего газа в кислороде экзотермичен, т.е. идет с выделением теплоты.
Ядро имеет резко очерченную форму (близкую к форме цилиндра), плавно закругляющуюся в конце, с ярко светящейся оболочкой. Оболочка состоит из раскаленных частиц углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки. Размеры ядра зависят от состава горючей смеси, ее расхода и скорости истечения. Диаметр канала мундштука горелки определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения газовой смеси - его длину.
Площадь поперечного сечения канала мундштука горелки прямо пропорциональна толщине свариваемого металла. Сварочное пламя не должно быть слишком "мягким" или "жестким". Мягкое пламя склонно к обратным ударам и хлопкам, жесткое - способно выдувать расплавленный металл из сварочной ванны. При увеличении давления кислорода скорость истечения горючей смеси увеличивается и ядро сварочного пламени удлиняется, при уменьшении скорости истечения ядро укорачивается. С увеличением номера мундштука размеры ядра увеличиваются. Температура ядра достигает 1000°С.
Восстановительная (средняя) зона располагается за ядром и по своему более темному цвету заметно отличается от него. Длина ее зависит от номера мундштука и достигает 20 мм. Зона состоит из продуктов неполного сгорания ацетилена - оксид углерода и водорода. Она называется восстановительной, так как оксид углерода и водорода раскисляют расплавленный металл, отнимая кислород от его оксидов. Если в процессе сварки расплавленный металл сварочной ванны находится в средней зоне, то сварочный шов получается без газовых и шлаковых включений. Этой зоной пламени выполняю и поэтому ее называют рабочей. Восстановительная зона имеет наиболее высокую температуру (3140°С) в точке, отстоящей на 3-6 мм от конца ядра.
Зона полного сгорания (факел) располагается за восстановительной зоной. Она состоит из , паров воды и газа, которые образуются в пламени при сгорании оксида углерода и водорода восстановительной зоны за счет кислорода окружающего воздуха. Температура этой зоны значительно ниже, чем температура восстановительной, и колеблется от 1200 до 2520°С.
В зависимости от соотношения между кислородом и ацетиленом получают три основных вида сварочного пламени: нормальное, окислительное и науглероживающее. Нормальное пламя теоретически получают тогда, когда в горелку на один объем кислорода подают несколько больше от 1,1 до 1,3 объема ацетилена.
Нормальное пламя характеризуется отсутствием свободного кислорода и углерода в его восстановительной зоне. Кислорода в горелку подается немного больше из-за небольшой его загрязненности и расхода на сгорание водорода. В нормальном пламени ярко выражены все три зоны.
Окислительное пламя получается при избытке кислорода, при подаче в горелку на один объем ацетилена более 1,3 объема кислорода. При этом ядро приобретает конусообразную форму, значительно сокращается по длине, становится с менее резкими очертаниями и приобретает более бледную окраску. Сокращаются по длине также восстановительная зона и факел. Все пламя приобретает синевато-фиолетовую окраску. Пламя горит с шумом, уровень которого зависит от давления кислорода. Температура окислительного пламени выше нормального, однако сваривать стали таким пламенем нельзя из-за наличия в пламени избытка кислорода. Избыток кислорода приводит к окислению , шов получается пористым и хрупким. Окислительное пламя можно применять при газовой сварке латуни и пайке твердыми припоями.
Науглероживающее пламя получается при избытке ацетилена, когда в горелку на один объем ацетилена подается 0,95 и менее объема кислорода. Ядро такого пламени теряет резкость своего очертания, на конце его появляется зеленый венчик, по которому судят об избытке ацетилена. Восстановительная зона значительно светлее и почти сливается с ядром, а факел приобретает желтоватую окраску. При большом избытке ацетилена пламя начинает коптить, так как в нем ощущается недостаток кислорода, необходимого для полного сгорания ацетилена. Находящийся в пламени избыточный углерод легко поглощается расплавленным металлом и ухудшает металла шва. Температура науглероживающего пламени ниже, чем нормального и окислительного. Уменьшая подачу ацетилена в горелку до полного исчезновения зеленого венчика на конце ядра, ацетиленовое пламя превращается в нормальное. Слегка науглероживающее пламя применяют для сварки чугуна и при наплавке твердыми сплавами.
Характер сварочного пламени сварщик определяет на глаз по форме и окраске пламени. При регулировании пламени необходимо обращать внимание на правильность подбора расхода горючего газа и кислорода.
Вытекающая из мундштука горючая смесь оказывает механическое воздействие на расплавленный металл сварочной ванны и формирует шва. Жидкий металл отжимается к краям ванны. Характер формообразования металла зависит от угла наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла.
а - вертикальном, б - наклонном, в - схема перемещения жидкого металла в ванне
Рисунок 2 - Схема механического воздействия пламени на жидкий металл сварочный ванны при различных положениях мундштука
Давление газов оказывает влияние на жидкий металл, перемещая его к задней стенке сварочной ванны, образуя чешуйки шва. При большом давлении кислорода горючая смесь вытекает из мундштука с большой скоростью, пламя становится "жестким" и выдувает расплавленный металл из сварочной ванны, затрудняя тем самым сварку.
Качество наплавленного металла и прочность зависят от состава пламени, поэтому во время газовой сварки сварщик должен следить за его характером, регулировать его состав в течение всего процесса сварки. Характер пламени подбирают в зависимости от свариваемого металла и его свойства. Для газовой сварки сталей требуется нормальное пламя, для сварки чугуна, наплавки твердых сплавов - науглероживающее, для сварки латуни - окислительное пламя.
Домашнее газовое «хозяйство» не всегда работает безупречно и бесперебойно, и любая его поломка может грозить серьезной опасностью. Поэтому, как только замечен некий сбой в работе колонки, надо немедленно его устранить.
Газ в колонке горит желтым цветом: нарушен баланс топливной смеси
Правильная окраска огня - синяя. Она вдруг изменилась, пожелтела? Это может быть свидетельством того, что к горелке плохо подается воздух.
И случается это по нескольким причинам:
- Всасывающие отверстия способны забиться частичками пыли, мешающими нормальной подаче воздуха;
- Газ в колонке горит желтым, если тип аппаратуры не соответствует виду применяемого газа.
В первом случае для полного сгорания пропана/метана необходим воздух - в достаточных количествах. Смешиваясь с газовым топливом, он обеспечивает высокую интенсивность нагрева теплоносителя.
Если же воздуха недостаточно, а «газовой составляющей» значительно больше, последняя сгорает не в полном объеме, выделяя оксид углерода и окрашивая огонек в желтый цвет.
Вам придется заняться , если вскоре пламя обретет красную окраску. Это значит, что в горелку поступает еще больше «голубого топлива», его расход сбивается, появляется копоть, и, по этой причине, колонка может самопроизвольно . Технику надо подвергнуть чистке, а сделать это сможет только специалист.
Почему газ в колонке горит оранжевым пламенем?
Чаще всего отверстия всасывания засоряются в новом оборудовании. Это еще последствия заводской обработки: после штамповки масляная пленка в течение какого-то времени еще сохраняется в запальной трубке и горелке. На нее легко оседает пыль и, налипая, препятствует прохождению воздуха, а подаваемое «голубое топливо» загрязняется ею и образующейся сажей, в результате придавая огню оранжевую окраску.
начнется с диагностики неполадки специалистом . Возможно, понадобится не только чистка, но придется заменить форсунку в горелке, отрегулировать воздушный затвор котла.
Эксперты полагают, что опытный пользователь «газоносных» приборов, обнаружив, что изменился цвет горения, способен сам откорректировать качество топливовоздушной смеси, не обращаясь к мастеру. Но вот если газ в колонке красный, стоит обратить на это особое внимание. Когда сгорает любое топливо, выделяется окись углерода, называемая в быту угарным газом.
Газ / Газификация и газоснабжение
Надо ли беспокоится, если изменился цвет горения газа в газовой горелки плиты? Публикуем разъяснения специалиста газовых компаний по этому вопросу.
Изменился цвет горения газа с голубого на оранжевый. Это нормально?
Ответ специалиста ГУП МО «Мособлгаз »: Одной из причин оранжевого цвета пламени горения газа может быть неисправность газового оборудования (плиты , колонки, и т.п.). Для определения причины смены цвета пламени необходимо обратиться в районную эксплуатационную газовую службу, в зоне обслуживания которой находится домовладение.
Почему газ начинает гореть оранжевым пламенем?
«Основное условие для горения газа в быту — приток воздуха. В процессе горения газа происходит химическая реакция соединения кислорода, содержащегося в воздухе, с углеродом и водородом топлива. Реакция происходит с выделением тепла, света, а также углекислого газа и водяных паров. Для сжигания 1 кубического метра природного газа требуется около 10 кубометров воздуха. При неполном сгорании газа наблюдается длинный, коптящий, светящийся, непрозрачный, желтого цвета факел. Изменение цвета горения природного газа на желтый, оранжевый, красноватый может свидетельствовать о неполном сгорании газа в силу целого ряда причин. Как то: недостаток поступления воздуха, избыток воздуха, засоренность газовой горелки (пыль , сажа и т.д.). Весь же спектр причин в каждом конкретном случае сможет оценить специалист только при осмотре на месте», — рассказывает начальник управления технической эксплуатации газового оборудования ООО «Средневолжской газовой компании» (Самарская область) Алексей Мижарев.
Синий цвет пламени в газовой колонке - показатель выделения при горении безопасного уровня угарного газа (CO ). Оранжевое или красное пламя — показатель повышенного выделения СО. Угарный газ не имеет цвета, запаха, симптомы отравления им в легких случаях схожи с симптомами начала заболевания гриппом.
