Пожароопасные характеристики огневых работ

Наиболее распространенными и пожароопасными видами огневых работ являются электрическая и газовая сварка (резка) металла корпуса технологического аппарата.

Мощность источника зажигания q _из при электросварочных работах можно рассчитать по характеристикам режима сварки

q _из ^эф = I_р U ζ ф, (10.23)

где I_р – сила тока; U – падение напряжения на дуге: ζ – коэффициент полезного действия, 0,5 - 0,85 (для ручной дуговой сварки);
ф - коэффициент, учитывающий влияние, оказываемое несинусоидальностью кривых напряжения и тока на мощность дуги. При сварке на постоянном токе ф = 1, на переменном токе ф = 0,7 - 0,95. Величина U принимается равной 20 – 36 В. Сила тока в зависимости от диаметра электрода и толщины свариваемого металла может колебаться в пределах 50 – 350 А. При резке сила тока увеличивается на 20 – 30 %.

Эффективная тепловая мощность пламени газовой горелки определяется по формуле:

q _из ^эф = 10³ζ K _п V _з ¹, (10.24)

где ζ – коэффициент полезного действия, ζ = 0,25 - 0,8; K _п – безразмерный коэффициент, K _п = 0,84; V _з – расход газа (ацетилена), м³ /ч;.

Расход ацетилена V _з при толщине разогреваемого металла от 1 до 300 мм колеблется от 0,45 до 1,2 м³/ч.

Температура, до которой нагреваются отдельные точки околошовной зоны, изменяется от температуры плавления металла до температуры окружающей среды. Распределение тепловой нагрузки, формируемой при электрической сварке (резке) в зоне термического влияния радиусом 2,4 · 10^-2м характеризуется температурами на ее границе 200 – 300 °С, что близко к температурам самовоспламенения нефти. Удельный тепловой поток q _т убывает с удалением от центра пятна и может быть найден по формуле

q _т = q _{2 m} exp(- kr ²), (10.25)

где q _т – удельный тепловой поток в зоне теплового пятна радиусом r;
q _{2 m} – максимальный тепловой поток; k – коэффициент сосредоточенности теплового пятна.

Величину максимального теплового потока в центре пятна определяют по формуле

q _{2 m} = q _из ^эф К /π. (10.26)

Подставив в (10.25) значение (10.26) и (10.24), получим, что удельный тепловой поток в зоне теплового пятна радиусом r:

q _т = (К /π) I_р U ζ ф exp(- kr ²). (10.27)

Коэффициент K по данным для дуговой сварки составляет 1,1· 10⁴ м^-2, для газовой сварки (0,2 - 0,4) · 10⁴ м^-2.