Для атомно-водородной сварки применяют водород, азото-водород-ную смесь, полученную в результате диссоциации аммиака, и, наконец, метанол.
В России в настоящее время имеет широкое применение диссоциированный аммиак, исключающий опасность взрыва. Аммиак транспор-тируется в жидком состоянии, поэтому снижаются расходы, связанные с дорогим транспортом и хранением газов вообще. При испарении 1 кг жидкого аммиака получается 3220 л азотоводородной смеси. Таким образом из стандартного баллона, содержащего 30 кг жидкого аммиака после разложения его получается количество аммиака, равное примерно 16—18 баллонам водорода.
Стоимость баллона аммиака, примерно, такова же, что и стоимость 16—18 баллонов водорода.
 |
| Фиг. 78. Режущая горелка с концентрическими каналами. |
Аммиак, будучи нагрет до 600°, разлагается на азот и водород, причем реакция протекает по следующей химической формуле:
Устройство диссоциатора для аммиака и схема процесса диссоциации показаны на фиг. 78. Жидкий аммиак из баллона А поступает по шлангу Б в испаритель В, откуда он уже в газообразном состоянии проходит по трубке, снабженной редуцирующим вентилем Г и предохранительным колпаком, в диссоциатор Д. Проходя через нагретый катализатор, он диссоциирует и поступает по трубке в горелку, отдавая предварительно по пути в змеевике 3 часть своего тепла поступающему аммиаку, ускоряя этим процесс его испарения и диссоциации.
Фиг. 79. Схема устройства диссоциатора.Диссоциатор (фиг. 79) состоит из четырех труб, образующих четыре концентрических пространства. В трубу с наименьшим диаметром помещается термопара для определения температуры диссоциации аммиака. На вторую трубу наматывается спиралью обмотка из нихромовой проволоки.
Труба с нихромовой обмоткой помещается в другую трубу, имеющую большой внутренний диаметр, и затем все это вкладывается в трубу, имеющую наибольший внешний диаметр.
Катализатор помещается между трубой, в которой находится термопара, для определенной степени диссоциации аммиака, и трубой, на которой находится нагреватель. После окончательной сборки диссоциатор (крекер) помещается в кожух, в который набивается асбест, предохраняющий от потерь тепла. Контакт с нихромовым нагревателем осуществляется нажимными болтами, в которые вставлены фарфоровые трубки.
Материалом для диссоциатора служат дымогарные и водопроводные трубы ходовых размеров, котельное железо и нихромовая или константановая проволока.
Для разложения аммиака нагревают катализатор до требуемой температуры, обычно до 600—650°, и затем, открыв вентиль баллона, содержащего аммиак, сжатый до давления около 15 am, пускают в печь аммиак, откуда диссоциированный аммиак поступает в горелку. Дальнейший путь диссоциированного аммиака обычный, как и при применении комприми-рованного водорода, по шлангам в горелку. Давление поступающего в диссоциатор аммиака регулируется вентилем; во время сварки давление диссоциированного аммиака регулируется (как и при сварке чистым водородом) при помощи вентиля, находящегося на атомно-водородном аппарате. Аммиак может частично диссоциировать при прохождении над катализатором, нагретым и до 500°; однако степень и скорость разложения аммиака в значительной степени зависят от температуры катализатора.
В табл. 16 показано, что с повышением температуры катализатора процесс диссоциации протекает энергичнее.
Таблица 16
зависимость процесса диссоциации от температуры катализатора
| Температура катализатора в °С |
Степень разложения аммиака в % |
| 635 |
99,94 |
| 600 |
99,88 |
| 550 |
98,19 |
| 500 |
96,2 |
Фиг. 80. Схема устройства
диссоциатора новейшей конструкции.Катализатор стимулирует и ускоряет процесс распада аммиака на азот и водород. В качестве катализатора может быть использована обычная железная стружка, предварительно прокаленная для устранения масла и грязи, или магнетит.
Следует избегать окисления катализатора вследствие воздействия на него кислорода воздуха. Это достигается при полной герметичности диссоциатора. При работе окисленным катализатором может иметь место образование воды, которая собирается в шлангах, откуда может попасть в горелку.
При условии продолжительности работы 10—12 часов в сутки катализатор нужно менять минимум каждые l/2 месяца, так как по истечении этого срока он совершенно теряет свои свойства.
Диссоциатор описанной конструкции может быть использован для работы 2—3 сварочных постов.
Надежная работа диссоциатора возможна при наличии хорошей электрической изоляции.
Основным недостатком вышеописанной конструкции диссоциатора является то, что нагреватель находится внутри, и поэтому в случае сгорания обмотки приходится разбирать весь аппарат. В более совершенных конструкциях (фиг. 80) нагревательная обмотка полностью золирована от действия азото-водородной смеси, чем и увеличен срок службы диссоциатора.
