ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Введение

Плазмотро́н — техническое устройство, в котором при протекании электрического тока через разрядный промежуток образуется плазма, используемая для обработки материалов или как источник света и тепла. Буквально, плазмотрон означает — генератор плазмы.

Первые плазмотроны появились в середине 20-го века в связи с появлением устойчивых в условиях высоких температур материалов и расширением производства тугоплавких металлов. Другой причиной появления плазмотронов явилась элементарная потребность в источниках тепла большой мощности. Замечательными особенностями плазмотрона как инструмента современной технологии являются:

• Получение сверхвысоких температур (до 150 000 °C, в среднем получают 10 000-30 000 °C), не достижимых при сжигании химического топлива.
• Компактность и надежность.
• Легкое регулирование мощности, легкий пуск и остановка рабочего режима плазмотрона.

В современном обществе интенсификация промышленного производства во многом определяется новыми высокоэффективными электротехнологиями. К их числу относятся плазменные процессы в химической, металлургической, машиностроительной и других областях производства. Источниками высокотемпературных потоков в силу простоты оборудования и возможности автоматизации технологических процессов являются электродуговые нагреватели газов (плазмотроны). Плазмотроны во многих случаях являются наиболее ответственными узлами электротехнологических установок. Часто именно от них зависит не только эффективность использования электроэнергии, но и производительность установок в целом, и качество конечных продуктов. Спектр применения плазмотронов достаточно широк:

• сварка и резка металлов и тугоплавких материалов;
• нанесение ионно-плазменных защитных покрытий на различные материалы;
• нанесение керамических термобарьерных электроизоляционных покрытий на металлы;
• подогрев металла в ковшах при мартеновском производстве;
• получение нанодисперсных порошков металлов и их соединений для металлургии;
• двигатели космических аппаратов;
• термическое обезвреживание высокотоксичных органических отходов;
• синтез химических соединений;
• накачка мощных газовых лазеров;
• плазменная проходка крепких горных пород;
• безмазутная растопка пылеугольных котлов электростанций;
• расплавление и рафинирование (очистка) металлов при плазменнодуговом переплаве.

С применением электродуговой низкотемпературной плазмы открываются широкие возможности замены существующих многостадийных процессов одностадийными, упрощается задача создания установок замкнутого цикла, что важно для решения одной из современных задач - защиты окружающей среды.

Типы применяемых плазмотронов

Электродуговые:

• с прямой дугой;
• с косвенной дугой;
• с электролитическим электродом (электродами);
• с вращающейся дугой;
• с вращающимися электродами.

Высокочастотные:

• индукционные;
• ёмкостные.

Комбинированные:

Работают при совместном действии токов высоких частот (ТВЧ) и при горении дугового разряда, в том числе с сжатием разряда магнитным полем.

Цели и задачи

Цель работы:

Изучение принципов плазменной резки металла при помощи электродугового плазмотрона ПВР 412.

Задачи:

· изучение устройства плазмотрона;

· определение принципа работы плазмотрона.

Анализ

Плазму называют четвертым агрегатным состоянием вещества. По определению плазма – это образующийся из положительно заряженных ионов, электронов, возбужденных и нейтральных атомов и молекул ионизированный газ. В настоящее время широкое распространение получили плазменные способы обработки металлов.

Для создания стабильной электрической дуги – электрического разряда в газах, который является, по сути, некоторым объемом плазмы между двумя разнополярными электродами с активными анодными и катодными пятнами на поверхности контакта с дугой применяют плазмотроны. Плазмотроны не различаются принципиально по способу образования плазмы, но имеют разное конструктивное исполнение. В любом плазмотроне присутствует электронный узел и формирующее сопло (плазменный столб дуги), имеющие принудительное охлаждение. Через сопло может подаваться различное давление, которое определяет функции плазмообразующего газа: обжатие дуги, плазмообразование и защита сопла от высокой температуры плазмы созданием холодной неионизированной прослойки между стенками сопла и столбом дуги.

Наиболее экономичным и универсальным способом раскроя металлов является воздушно-плазменная резка. Технология использует только электричество и воздух и не требует применения взрывоопасных и дорогостоящих газовых баллонов. В то же время воздушно-плазменная резка позволяет быстро и качественно резать такие металлы как медь, алюминий, титан, нержавеющая сталь и так далее. Это эффективный способ резки легированных и низкоуглеродистых сталей, различных сплавов и цветных металлов.

Процесс плазменной резки заключается в интенсивном локальном расплавлении и оперативном удалении металла электрической дугой, которая горит в потоке газа, продуваемого вдоль ее оси. Для обеспечения скорости резки металла и высокого качества необходимо поддерживать устойчивую электронную дугу с высокой плотностью тепловой энергии. Формирование и возбуждение электрической дуги осуществляет плазмотрон. Стабильность электрической дуги обеспечивает обладающий определенными характеристиками источник питания.

Воздушно-плазменная резка имеет ряд преимуществ:

· скорость;

· универсальность;

· возможность автоматизации процесса;

· минимальные тепловые деформации;

· высокое качество и чистота поверхности среза;

· низкие затраты на эксплуатацию оборудования.

НАЗНАЧЕНИЕ

1. Плазмотрон для механизированной воздушно-плазменной резки металлов ПВР-412 предназначен для резки черных металлов и нержавеющей стали толщиной до 100 мм, алюминия и его сплавов толщиной до 100 мм, меди и ее сплавов толщиной до 80 мм.

2. Плазмотрон используется в установках для воздушно-плазменной резки металлов типа, УПР4010, УПР-4011, УПР-401-1, а так же АПР-404, АПР-404М, АПР-403.

3. Плазмотрон может быть использован в других установках для воздушно-плазменной резки металлов, имеющих аналогичную схему, но при этом предприятие-изготовитель не гарантирует ресурс работы быстроизнашивающихся деталей и всего плазмотрона.

4. Плазмотрон устанавливается на любом механизме, обеспечивающем равномерное его перемещение, например, на машинах для термической обработки металлов по ГОСТ 5614.

Плазмотрон можно использовать для снятия фасок под углом 45°.

5. Плазмотрон предназначен для работы в закрытых помещениях, при соблюдении следующих условий:

а) исполнение УХЛ категория размещения 4. тип атмосферы II по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543;

б) высота над уровнем моря не более 1000 м.

6. Степень защиты плазмотрона IPOO по ГОСТ 14254.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Технические характеристики плазмотрона должны соответствовать указанным в таблице 1.

Таблица 1

Примечание:

1. При комплектовании электродом для кислородно-плазменной обработки типа ЭП-01 плазмотрон допускает использование технического кислорода по ГОСТ 5583 в качестве плазмообразующего газа;

2. Параметры плазмотрона при использовании технического кислорода должны соответствовать данным, указанным в таблице

Таблица 2

Поиск по сайту: