CN1431282A - 金属焊割气及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于金属材料焊割的燃气，属C10L1/12制造领域。本发明的技术方案为：以液化丙烯、液化丙烷、液化丙烯与液化丙烷的混合物或液化丙烯与天然气的混合物为燃气，加入一种添加剂，所述添加剂的组成为下述重量比：乙二醇甲醚40－60％，聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物5－15％，杂醇油15－25％，二茂铁(1％甲醇溶液)8－15％，二苯胺(1％甲醇溶液)5－12％。本发明添加剂的配方合理，实现了添加剂与燃气的混溶。采用了液化丙烯和液化丙烷、天然气作燃气，可使焊割质量达到或优于乙炔气的水平，可在气温较低的冬季使用，能进行水下切割。本发明的产品能耗低，无环境污染，焊缝表面平整，焊渣很少，切割速度快于乙炔，贮存、使用安全，不回火，不爆鸣，化学性能稳定，久存不变质。

Description

金属焊割气及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于金属材料焊割的燃气，属C10L 1/12制造领域。

背景技术

焊、切割金属所采用的燃气一直沿用乙炔气，乙炔气成本高、易发生爆炸事故，使用时易爆鸣，易回火，不能进行水下切割。含有磷化氢，硫化氢等有毒气，危害人类健康，污染环境，气瓶笨重，搬运很不方便。

针对乙炔焊割气的缺点，一些科技工作者寻找替代乙炔气的燃料。中国专利CN1057110公开了一种以液化石油气为燃料，以过硫酸盐或双氧水、高锰酸钾的碱性水溶液作添加剂的金属切割气制备方法。该专利提高了液化石油气的燃值，试图通过使用添加剂的方法在一定程度上解决了燃气的使用安全问题，但未达到该目的，仍存在以下问题：

1、液化石油气在冬季温度较低时，不能全部气化，需要加热才能气化完全。

2、焊接质量未达到乙炔气的水平，不能实现完全的替代。所采用的过硫酸盐或双氧水、高锰酸钾在碱性水溶液中分解很快，几个小时或几天内即分解完毕，未起到长效作用。

3、上述强氧化剂分解所产生的氧气与液化石油气混合在一起，极容易爆炸，存在安全隐患。

4、该专利所用的强氧化剂的碱性水溶液与液化石油气不能混溶，前者为强极性物质，后者为非极性物质，极性差别很大，无法均匀混溶，在容器中上层为液化石油气，下层为氧化剂的水溶液，添加剂的作用难以发挥。因氧化剂沉积于钢瓶的底部，对钢瓶造成腐蚀，缩短了钢瓶的作用寿命。未见有液化丙烯、液化丙烷、天然气用作金属焊割气的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于改进上述专利之不足，利用液化丙烯、液化丙烷、天然气作燃气，加入添加剂配制成使用安全、对钢瓶无腐蚀、能进行水下切割、焊割质量达到或优于乙炔气质量水平的金属焊割气。

本发明的技术方案为：液化丙烯、液化丙烷、液化丙烯与液化丙烷的混合物或液化丙烯与天然气的混合物为燃气，加入一种添加剂，所述添加剂的组成为下述重比：

乙二醇甲醚                      40-60％

聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物    5-15％

杂醇油                          15-25％

二茂铁(1％甲醇溶液)             8-15％

二苯胺(1％甲醇溶液)             5-12％

作为对本发明的进一步改进，所述添加剂与燃气的重量比为1000∶4-1000∶8时效果最佳。

作为对本发明的进一步改进，所述聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物是聚合度6-8的苯基苯酚聚氧乙烯醚和聚合度3-4的烷基酚聚氧乙烯醚混合物，混合比例为苯基苯酚聚氧乙烯醚∶烷基酚聚氧乙烯醚＝1-3∶2-5。

配制方法为：

1)将上述重量比的二茂铁和二苯胺分别用甲醇溶解配制成1％的溶液。

2)将乙二醇甲醚、聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物、杂醇油按上述重量比与二茂铁和二苯胺溶液混合，即配制成了添加剂。

3)将钢瓶排除空气，将添加剂按上述重量配比从钢瓶阀门处注入，再充入燃气。

本发明与背景技术相比，有以下优点：1)添加剂的配方合理，实现了添加剂与燃气的混溶。添加剂中的乙二醇甲醚能较好地降低焊割废气中烃、氮氧化物、一氧化碳含量。聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物的作用在于使添加剂和燃气的液相充分混合，使杂醇油中的水分均匀分布，并能实现长时间放置不分层，避免造成对钢瓶的腐蚀。杂醇油中所含有的少量水份，在焊割时随液体燃气流出，遇到高温瞬间气化，通常称为微爆，将液体燃气击成微粒，使燃气燃烧充分，降低废气中有害物质的含量，排放的废气中基本上为二氧化碳和水，实现了节能、助燃的功效。二茂铁具有消烟、防爆功能。二苯胺可阻止丙烯在贮存、运输中聚合。杂醇油可辅助调节水和燃气的亲水亲油平衡值。2、本发明采用了液化丙烯和液化丙烷、天然气作燃气，由于这些燃气的燃值高，可使焊割质量达到或优于乙炔气的水平。3、由于液化丙烯和液化丙烷的沸点低，可在气温较低的冬季使用，弥补了液化石油气在冬季气化不完全的缺陷。4、能进行水下切割。

总之，本发明的产品能耗低，无环境污染，切割质量好、焊缝表面平整，焊渣很少，切割速度快于乙炔，使用安全，不回火，不爆鸣，贮存安全，化学性能稳定，久存不变质，容器轻便，搬运方便。

本发明与乙炔气的对比实验结果如表一：

                     表一：割料对比试验记录

序号	试验项目	本发明			乙炔气			备注
									薄板	中板	厚板	薄板	中板	厚板
		1	切割材质、规格			45#δ＝60mm										45#δ＝60mm
2	气割速度(m/min)									9.42			8.45
		3	气缝宽度(mm)			3-3.6										3.5-4.2
4	单位气割耗量
			其中①氧气(kg/min)			等量										等量
	②焊割气(kg/min)									0.176			0.361
		5	割口面形状
	①平面凸凹高度(mm)									0.5-1.2			0.8-1.7
			②割口底面附渣			少量										较多
6	气割时工艺状态
			①脱渣			良										一般
	②缝口夹渣									无			无
			③回火、熄火、放炮			无										有
	④气割废气(烟雾)									无			有
		7	气割温度℃			2600-2700										2100-2300

具体实施方式

实例1

金属焊割气的制备方法：称取乙二醇甲醚50克，杂醇油20克，聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物10克，其中苯基苯酚聚氧乙烯醚4克，烷基酚聚氧乙烯醚6克，1％二茂铁甲醇溶液12克，1％二苯胺甲醇溶液8克，将其混合即为添加剂，按燃气重量的0.6％取上述添加剂灌入排除了空气后的12升钢瓶，按液化丙烯∶液化丙烷＝80∶20的重量比例充入液化丙烯、丙烷混合物4公斤即为金属焊割气。

实例2

金属焊割气的制备方法：称取乙二醇甲醚40克，杂醇油25克，聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物15克，其中苯基苯酚聚氧乙烯醚4.2克烷基酚聚氧乙烯醚10.8克，1％二茂铁甲醇溶液15克，1％二苯胺甲醇溶液5克，将其混合即为添加剂，按燃气重量的0.8％取上述添加剂灌入排除了空气后的12升钢瓶，按液化丙烯∶液化丙烷＝50∶50的重量比充入液化丙烯、丙烷混合物4公斤即为金属焊割气。

实例3

金属焊割气的制备方法：称取乙二醇甲醚60克，杂醇油15克，聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物5克，其中苯基苯酚聚氧乙烯醚2.5克，烷基酚聚氧乙烯醚2.5克，1％二茂铁甲醇溶液8克，1％二苯胺甲醇溶液12克，将其混合即为添加剂，按燃气重量的0.4％取上述添加剂灌入排除了空气后的12升钢瓶，按液化丙烯∶液化丙烷＝20∶80的重量比充入液化丙烯、丙烷混合物4公斤，即为金属焊割气。

实例4

金属焊割气的制备方法：称取乙二醇甲醚40克，杂醇油25克，聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物15克，其中苯基苯酚聚氧乙烯醚4.2克，烷基酚聚氧乙烯醚10.8克，1％二茂铁甲醇溶液15克，1％二苯胺甲醇溶液5克，将其混合即为添加剂，按液化丙烯重量的0.8％取上述添加剂，灌入排除了空气后的12升钢瓶，再充入液化丙烯4公斤，将该气与天燃气经流量计计量后通过三通汇合后入焊割炬，该液化丙烯∶天然气＝40∶60(体积)即构成焊割气。

实例5

金属焊割气的制备方法：称取乙二醇甲醚60克，杂醇油15克，聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物5克，其中苯基苯酚聚氧乙烯醚2克，烷基酚聚氧乙烯醚3克，1％二茂铁甲醇溶液8克，1％二苯胺甲醇溶液12克，将其混合即为添加剂，按液化丙烯重量的1.2％取上述添加剂，灌入排除了空气后的12升钢瓶，再充入液化丙烯4公斤，将该气与天燃气经流量计计量、按液化丙烯∶天然气＝60∶40的体积比通过三通汇合后进入焊割炬，即构成焊割气。

实例6

金属焊割气的制备方法(重量计)称取乙二醇甲醚60克，杂醇油12克，聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物8克，其中苯基苯酚聚氧乙烯醚3克，烷基酚聚氧乙烯醚5克，1％二茂铁甲醇溶液12克，1％二苯胺甲醇溶液8克，将其混合即为添加剂，按液化丙烯重量的1％取上述添加剂，灌入排除了空气后的12升钢瓶，再充入液化丙烯4公斤，将该气与天燃气经流量计计量、按液化丙烯∶天然气＝50∶50的体积比通过三通汇合后进入焊割炬，即构成焊割气。

实例7

金属焊割气的制备方法(重量计)称取乙二醇甲醚60克，杂醇油15克，聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物5克，其中苯基苯酚聚氧乙烯醚2.2克烷基酚聚氧乙烯醚2.8克，1％二茂铁甲醇溶液8克，1％二苯胺甲醇溶液12克，将其混合即为添加剂，按液化丙烯重量的0.6％取上述添加剂，灌入排除了空气后的12升钢瓶，再充入液化丙烯4公斤，即构成焊割气。

实例8

金属焊割气的制备方法(重量计)称取乙二醇甲醚40克，杂醇油25克，聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物15克，其中苯基苯酚聚氧乙烯醚7.5克，烷基酚聚氧乙烯醚7.5克，1％二茂铁甲醇溶液15克，1％二苯胺甲醇溶液5克，将其混合即为添加剂，按液化丙烷重量的0.8％取上述添加剂，灌入排除了空气后的12升钢瓶，再充入液化丙烷4公斤，即构成焊割气。

Claims (8)

1、一种金属焊割气，其特征在于：所述的燃气为液化丙烯、液化丙烷、液化丙烯与液化丙烷的混合物或液化丙烯与天然气的混合物，在燃气中加入一种添加剂，所述添加剂的组成为下述重量比：

乙二醇甲醚                     40-60％

聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物     5-15％

杂醇油                         15-25％

二茂铁(1％甲醇溶液)             8-15％

二苯胺(1％甲醇溶液)             5-12％。

2、根据权利要求1所述的金属焊割气，其特征在于所述添加剂与燃气的重量比为1000∶4-1000∶8。

3、根据权利要求1所述的金属焊割气，其特征在于所述的聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物是聚合度6-8的苯基苯酚聚氧乙烯醚和聚合度3-4的烷基酚聚氧醚混合物，其混合重量比为苯基苯酚聚氧乙烯醚∶烷基酚聚氧乙烯醚＝1-3∶2-5。

4、据权利要求1所述的金属焊割气，其特征在于所述的燃气为液化丙烯。

5、根据权利要求1所述的金属焊割气，其特征在于所述的燃气为液化丙烷。

6、根据权利要求1所述的金属焊割气，其特征在于所述的燃气为液化丙烯与液化丙烷的混合物，液化丙烯与液化丙烷的混合重量比为1∶4-4∶1。

7、根据权利要求1所述的金属焊割气，其特征在于所述的燃气为液化丙烯与天然气的混合物，混合体积比为2∶3-3∶2。

8、根据权利要求1所述的金属焊割气的制备方法，其特征在于：其制备方法为：1)将二茂铁和二苯胺分别用甲醇溶解，配制成1％的溶液。

2)将乙二醇甲醚、聚氧乙烯醚类表面活性剂组合物、杂醇油与二茂铁和二苯胺溶液按上述重量比混合，即配制成了添加剂。

3)将钢瓶排除空气，将添加剂按上述重量配比从钢瓶阀门处注入，再充入上述重量配比的燃气。