范文一:co2、so2通入cacl2或bacl2中的现象
CO、SO通入CaCl、BaCl中的现象探究 2222
考点透析
这类题目是考试中常出现的题型,难度适中,学生容易理解但重视度不够,很容易出错。
首先,CO和SO溶于水会生成相应的酸,CO+HO==HCO;SO+HO==HSO(不是HSO)。HCO只有酸22222322232423性,HSO不仅有酸性(酸性:HSO>HCO),还有强还原性。 232323
一、将CO和SO分别通入澄清石灰水中,均会出现先浑浊后澄清的现象。 22
CO + Ca(OH)= CaCO? + HO;CO + CaCO+ HO = Ca(HCO) 22 3223 232
SO + Ca(OH) = CaSO? + HO;SO+ CaSO + HO = Ca(HSO) 22322 3232
二、将CO和SO分别通入CaCl(BaCl)中,无任何现象。 2222
如果反应,将会是弱酸制强酸。CO+HO+CaCl==CaCO? +2HCl;SO+HO+CaCl==CaSO? +2HCl,这两个方程22232223式正方向均不能进行,反而逆方向可以。所以将CO和SO通入CaCl(BaCl)中,无任何现象。 222 2
但如果再向溶液中通入下列气体,则会出现明显的现象。
?通入NH,均会产生浑浊,沉淀分别为CaCO(BaCO)和CaSO(BaSO)。 33333
SO+CaCl+2NH+HO=CaSO?+2NHCl 223234
?通入Cl、NO、O等强氧化性气体,通CO的溶液中无现象,通SO的溶液中会出现浑浊,沉淀为CaSO(BaSO)。 2222244
SO+Cl+BaCl+2HO=BaSO?+4HCl 22224
?通入HS,通CO的溶液中无现象,通SO的溶液中会出现浑浊,沉淀为S。 222
SO+2HS=3S?+2HO 222
三、将CO和SO分别通入Ca(NO) [Ba(NO)]中,通CO的溶液中无现象,通SO的溶液中会出现浑浊。 223232 22
CO通入Ca(NO) [Ba(NO)]中,如果反应,仍为强酸制弱酸,所以无现象。 23232
SO通入Ca(NO) [Ba(NO) ]中,溶液中会有HNO存在,有强氧化性,SO具有强还原性,会被HNO氧化成23232323
2+2+2-SO,再结合Ca(Ba),从而产生沉淀。 4
2+-+3SO3Ca+2NO+2HO==3CaSO?+2NO?+4H 2+324
四、将CO和SO分别通入Ca(ClO) [Ba(ClO)]中,通CO的溶液中先浑浊后澄清,通SO的溶液中会只出现浑浊。 222222
Ca(ClO)+CO+HO====CaCO?+2HClO;CO + CaCO+ HO = Ca(HCO) 222323 2323Ca(ClO)+2SO+2HO=2CaSO?+CaCl+4HClO,CaSO不会再溶于SO。 2224242
五、将CO和SO分别通入NaSiO、苯酚钠中,均会产生浑浊。 2223
CO少量:NaSiO + CO + HO == NaCO + HSiO? 223222323
CO过量:NaSiO + 2CO + 2HO == 2NaHCO + HSiO? 22322323
SO少量:SO+NaSiO+HO=HSiO?+NaSO 222322323
SO过量:2SO+NaSiO+2HO=HSiO?+2NaHSO 22232233
- -CHO+ CO+ HO == CHOH + HCO(无论CO是少量还是过量) 652 26532
2CHONa+SO+HO=2CHOH+NaSO(SO少量)CHONa+SO+HO=CHOH+NaHSO(SO过量) 65226523265226532
与CO的反应不一样,原因CHOH的酸性弱于NaHSO的而强于NaHCO的酸性。 26533
苯酚在常温时溶解度较小,所以会有浑浊出现,高于65?又会变为澄清溶液。
澄清石灰水——先浑浊后澄清
CaCl(BaCl)——无现象 22
CO通入 Ca(NO) [Ba(NO)]——无现象 23232
Ca(ClO) [Ba(ClO)]——先浑浊后澄清 22
NaSiO、苯酚钠——只浑浊不澄清 23
澄清石灰水——先浑浊后澄清
CaCl(BaCl)——无现象 22
SO通入 Ca(NO) [Ba(NO)]——只浑浊不澄清 23232
Ca(ClO) [Ba(ClO)]——先浑浊后澄清 22
NaSiO、苯酚钠——只浑浊不澄清 23
典型例题
【例1】(2015合肥模拟)将SO气体通入下列溶液中,能生成白色沉淀且不溶解的是( ) 2
?Ba(OH)溶液 ?Ba(NO)溶液 ?BaCl溶液 ?Ba(ClO)溶液 23222
A、?? B、?? C、?? D、??
【答案】C
【解析】?与Ba(OH)溶液反应生成亚硫酸钡沉淀,气体过量时沉淀溶解,故不选; 2
?与Ba(NO)溶液发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀,沉淀不溶解,故选; 32
?与BaCl溶液不反应,不能生成沉淀,故不选; 2
?与Ba(ClO)溶液发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀,沉淀不溶解,故选, 2
故选C(
变式训练
SO通入BaCl溶液中并不产生沉淀,而通入另一种气体后可以产生白色沉淀。则图中右侧Y形管中放置的药品组合22
不符合要求的是(必要时可以加热)
A(Cu和浓硝酸 B(大理石和稀盐酸
C(CaO和浓氨水 D(高锰酸钾溶液和浓盐酸
【答案】B
【解析】A、Cu与浓硝酸反应产生二氧化氮气体,则二氧化氮与水反应产生硝酸,所以氯化钡溶液中存在硝酸,可氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子,与钡离子结合,可生成硫酸钡白色沉淀,正确;B、大理石与盐酸反应生成二氧化碳气体,而二氧化碳气体也不与氯化钡溶液反应产生白色沉淀,也不会氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子,所以最终无白色沉淀产生,错误;C、CaO与浓氨水混合则产生氨气,氨气溶于氯化钡溶液,与亚硫酸根离子反应生成亚硫酸铵,溶液的碱性增强,再与钡离子反应可生成亚硫酸钡沉淀,正确;D、高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气,氯气可氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子,与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀,正确,答案选B。
规律总结
强化练习
1、(双选)含有下列各组离子的溶液中,通入过量SO气体后仍能大量共存的是( ) 2
+2+3+-2+-3++ A(H、Ca、Fe、NO B(Ba、Cl、Al、H 3
+--+2++- + C(Na、NH、I、HSD(Na、Ca、K、Cl4
【答案】BD
3+3+2++2-A(因足量SO通入溶液时,SO与Fe发生氧化还原反应,2Fe+SO+2HO=2Fe+SO+4H,则不能共存,故A22224
错误;
+--+2-B(该组离子不反应,能大量共存,溶液中,通入过量SO气体后,SO+HO?HSO,HSO?H+HSO,HSO?H++SO,2222323333
2+-3+氢离子、亚硫酸根离子与Ba、Cl、Al、均不反应,也能大量共存,故B正确;
+-C(因亚硫酸的酸性比氢硫酸强,所以当溶液中,通入过量SO气体后,SO+HO?HSO,HSO?H+HSO,22223233
++--2-HSO?H++SO,H+HS=HS?,则不能共存,故C错误; 332
+--+2-D(该组离子不反应,能大量共存,溶液中,通入过量SO气体后,SO+HO?HSO,HSO?H+HSO,HSO?H++SO,2222323333
+2++-氢离子、亚硫酸根离子与Na、Ca、K、Cl、均不反应,也能大量共存,故D正确;
故选BD(
2、下列过程最终无沉淀产生的是( )
A(过量氨气通入Al(SO)溶液B(CO通入CaCl溶液 24322
C(少量SO通入BaCl溶液后再通入过量ClD(过量CO通入NaSiO溶液 222223
【答案】B
解析:
根据强酸制弱酸原理可知,CO不能和CaCl溶液发生反应。 22
3、下列实验过程中,始终无明显现象的是( )
A(NO通入FeSO溶液中 B(CO通入CaCl溶液中 2422
C(NH通入AgNO溶液中 D(SO通入已酸化的Ba(NO)溶液中 33232
【答案】B
4、下列方程式正确的是( )
,1A(在100 mL浓度为1 mol?L的 Fe(NO)的溶液中通入足量SO 332
3,2,2,,2Fe,SO,2HO===2Fe,SO,4H 224
,,2,B(酸性介质中KMnO氧化HO:2MnO,5HO,6H=2Mn,5O?,8HO 42242222
,,C(少量SO通入苯酚钠溶液中:CHO,SO,HO===CHOH,HSO 26522653
2,2,D(向NaSiO溶液中通入过量SO:SiO, SO, HO===HSiO?,SO 232322233【答案】B
范文二:so2与co2异同知多少
CO 2和 SO 2的异同知多少
浙江省上虞市春晖中学 (312353)郑樟炉 王金刚
一、 CO 2和 SO 2的相同点:
1、状态、颜色:都是无色气体。
2、密度均比空气大。因此,实验室收集两种气体均用向下排空气法收集。
3、都能液化。但 SO 2较 CO 2易液化,其中液体二氧化碳蒸发时吸收大量热 而凝结成固体二氧化碳,俗称 “干冰” 。
4、均不支持燃烧。如点燃的小木条分别插入两种气体中,小木条熄灭。
5、均为酸性氧化物(设 R 表示 C 、 S 元素) 。
(1)都能与碱性氧化物反应生成盐, RO 2+CaO=CaRO3
(2) 都能使紫色石蕊试液变红色, 其原因是两者分别与水反应生成相应的酸。 而且两种酸都只能存在于溶液中,它们很不稳定,容易分解成 RO 2和水。溶于 水的反应是一个可逆反应。 RO 2+H2O H 2RO 3。
(3) 都能与碱反应生成盐和水。 两种气体分别缓慢通入澄清石灰水中, 先产 生白色沉淀,后白色沉淀溶解, RO 2+Ca(OH)2= CaRO3↓ + H2O
CaRO 3+ RO2+ H2O=Ca(HRO3) 2
6、 CO 2和 SO 2都有具有一定的氧化性。如镁条均能在这两种气体中燃烧, 反应的化学方程式可表示为:Mg+ RO2 MgO+R(设 R 表示 C 、 S 元素) ; SO 2还可以和 H 2S 反应:SO 2+2H2S=3S↓ +2H2O ;
CO 2和 C 在高温下反应:CO 2+C 2CO 。
二、 CO 2和 SO 2的不同点:
1、气味:SO 2具有剌激性气味; CO 2无臭。
2、 SO 2有毒,是大气的主要污染物质之一,它对人体的直接危害是引起呼 吸道疾病, 严重时还会使人死亡; 空气中的 SO 2在氧气和水的共同作用下会形成 酸雾;空气中的 SO 2随着雨水降下就成为酸雨; CO 2无毒,但大量 CO 2的排放, 会导致“温室效应” 。
3、 SO 2能杀灭霉菌和细菌,可以作为食物和干果的防腐剂;固体二氧化碳 (俗称干冰)可冷藏食物。
4、 SO 2的溶解度比 CO 2的溶解度大,其对应水化物的酸性前者比后者强。
5、 SO 2具有漂白性,其原理是 SO 2与某些有色物质化合生成无色不稳定的 物质。 CO 2不具有漂白性。
6、 SO 2具有较强的还原性,而 CO 2不具有还原性。 SO 2可以被氧气(一定 的条件) 、卤素单质的水溶液、双氧水、酸性高锰酸钾溶液、 Na 2O 2、 NaClO 、 HNO 3、 FeCl 3溶液等氧化剂所氧化。例如:SO 2气体可以使溴水溶液褪色。
SO 2+Br2+2H2O=H2SO 4+2HCl ,
三、利用 CO 2和 SO 2的不同点解决有关问题
[问题 1] 设计实验方案,鉴别两瓶无色的 CO 2和 SO 2气体。
解析:鉴别物质应根据它们性质的不同点, 且要有明显的不同现象, 操作要 便捷。
方案一,根据两者气味不同,采用闻气法,具有剌激性气味的为 SO 2气体; 方案二, 根据溶解度不同, 采用溶解法, 把两种气体分别导入两支相同的试 管,然后倒扣在水中,液面上升高的为 SO 2气体;
方案三,根据 SO 2具有漂白性, CO 2不具有漂白性,采用品红试液鉴别,即 把两种气体分别通入品红溶液中,品红溶液褪色的是 SO 2气体;
方案四,根据 SO 2具有较强的还原性,而 CO 2不具有还原性,采用有颜色 的氧化剂,把两种气体分别通入溴水(氯水、碘水或高锰酸钾酸性溶液等)中, 溶液褪色的是 SO 2气体;
方案五,根据 SO 2具有较强的还原性,而 CO 2不具有还原性,采用氧化剂 和氯化钡溶液, 把两种气体分别通入含有硝酸的氯化钡溶液 (或含有双氧水的氯 化钡溶液或含有氯化铁的氯化钡溶液等)中,有白色沉淀产生的是 SO 2气体; [问题 2] 设计实验方案,除去 CO 2中少量的 SO 2气体。
解析:除杂题的要求是除去杂质后不能带入新的杂质, 且操作要便捷。 除杂 的依据是它们性质的不同点。值得注意的是品红溶液不能除尽 SO 2,因为 SO 2和品红生成的是不稳定的物质。
方案一,根据 H 2SO 3的酸性强于 H 2CO 3,将混合气体依次缓缓通过足量的 饱和 NaHCO 3溶液、浓硫酸,就能除去 SO 2气体。饱和 NaHCO 3溶液既除去了 SO 2,又可降低 CO 2在水中的溶解度;浓硫酸是除去气体通过饱和 NaHCO 3溶液 后所带出的水蒸气。
方案二, 根据 SO 2具有较强的还原性, 采用氧化法, 将混合气体依次缓缓通 过足量的酸性高锰酸钾溶液(或溴水等)和浓硫酸。
[问题 3] 将少量的 CO 2和 SO 2气体分别通入 Ca(ClO)2溶液中,请写出反应 的离子方程式。
解析:因为 H 2CO 3的酸性强于 HClO ,且 CaCO 3难溶于水,所以少量 CO 2和 Ca(ClO)2溶液反应的离子方程为:Ca 2++2ClO-+ CO2+ H2O = CaCO3↓ +2HClO。 而少量 SO 2通入 Ca(ClO)2溶液中,由于 SO 2具有较强的还原性, Ca(ClO)2具有 较强的氧化性, SO 2则被 Ca(ClO)2氧化生成 SO 42-离子,又由于 SO 2气体少量, 且 CaSO 4微溶于水, 所以 CaSO 4不沉淀; 反应产生的 H +和 ClO -不能共存。 则 SO 2与 Ca(ClO)2溶液反应的离子方程为:3ClO -+SO2+H2O = SO42-+ Cl-+2H ClO。
范文三:火电机组锅炉烟气中so2排放考核标准
火电机组锅炉烟气中SO2排放考核标准 火电机组锅炉烟气中SO2排放考核标准
空气净化技术:火电机组在燃煤发电的同时,会排放出大量的SO2,对环境产生污染。目前,国内已建或在建的火电机组基本上没有采取降低SO2排放量的措施,当锅炉燃煤含硫量较高时,中SO2浓度就较大。随着要求的提高,对新建火电机组锅炉中SO2排放实行严格的考核是必要的。但是,对现阶段的已建或在建火电机组而言,尚无合适的考核标准。如何针对现阶段火电机组的实际情况,合理考核其锅炉中SO2排放,有待进一步探讨。
一、煤种对烟气中SO2排放浓度影响
锅炉烟气中SO2排放浓度大小与锅炉燃用煤种直接有关。为探讨锅炉燃煤对烟气中SO2排放浓度的影响,参照《电力工业部环境统计报表指标解释》,采用以下方法计算锅炉烟气中SO2排放浓度。 式中:P 锅炉SO2排放量,t,h;
VS 锅炉年平均负荷下出口湿烟气排 放率,Nm3,h;
V 锅炉年平均负荷下出口干烟气排放率,Nm3,h;
C 锅炉出口SO2排放浓度,mg/m3;
B 锅炉年平均负荷下每小时燃原煤量,t/h;
q4 机械未完全燃烧热损失,,;
WyDW 燃煤应用基低位发热量,kJ,kg;
除尘器出口过剩空气系数;
XH2O 烟气含湿量,,;
Sy 燃煤收到基硫分,,;
KS 煤中硫转化为SO2的份额,根据炉型取值,煤粉炉为0(85,增钙旋风炉为0(90,不增钙旋风炉为0(95,燃油炉0(98。
效率,%。无实测数据时,按下面规定取值,干式除尘器为0,水膜除尘器为5%,文丘里、斜棒栅、泡沫除尘器为15%计。 根据新建机组情况,取 ,1(7,XH2O,8,,KS,0(85, =0。此时,烟气中SO2排放浓度C是燃煤含硫量Sy与低位发热量WyDW的函数,不同WyDW时,可绘制Sy与C的关系曲线,见图1。当Sy,1(0,,C,2100mg,m3(标干烟气)时,WyDW,17683kJ,kg。从图1可看出,
当Sy 1(0,,W yDW在18 000,28000kJ,kg之间时,C都在2100mg/m3以下。火电厂燃用煤种的低位发热量大都在20000kJ/kg左右,说明当燃煤含硫量不大于1%时,烟气中SO2排放浓度一般不会超过2100mg/m3(标干烟气)。燃煤含硫量大于1%时,烟气中SO2排放浓度将会超过2100mg/m3(标干烟气)。不同燃煤硫分与热值下,烟气中SO2排放浓度列于表1。燃煤硫分越高,热值越低,烟气中SO2排放浓度越高。
范文四:大气环境中tsp、so2和nox浓度测定
大气环境中TSP、SO2和NOx浓度测定
一、实验目的
1(
根据布点采样原则,选择适宜方法进行布点,确定采样频率及采样时间,掌握测
定空气中SO2、NOx和TSP的采样和监测方法。
2、通过对环境空气中主要污染物质进行定期或连续地监测,判断空气质量是
否符合《环境空气质量标准》或环境规划目标的要求,为空气质量状况评价提供 依据。
3、根据三项污染物监测结果计算空气污染指数(API),描述我校空气质量状
况。
二、测定项目
按照我国《空气环境质量标准GB3095-
1996》中规定,大气环境污染监测必测项目有:二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒
物(TSP)、硫氧化物(测定硫酸盐化速率)、灰尘自然沉降量。根据我院实际情况监
测开放实验主要监测项目为:二氧化硫,氮氧化物和总悬浮颗粒物。
三、空气中污染物的时空分布特点
空气中的污染物质具有随时间、空间变化大的特点空气污染物的时空分布及
其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形地貌、气象等条件密切相关。武汉
属副热带湿润季风气候,雨量充沛,热量丰富,无霜期长,四季分明。年平均气温
16.80?,年平均降水量1093.3毫米。年晴天日数208(9日,海拔高度在39— 43米之间。
图2-1 武汉市风玫瑰图
1
1、 风向
我们知道理想大陆
上的气压带、风带是如
此的规则、单一、稳定
,但是在现实中,我们
是无法找到这样的地
区的。为了表示一个地
区在某一时间内的风频、风速等情况,就需要更科学、更直观的统计方式??风玫
瑰图,用风玫瑰图来反映一个地区的气流情况,更贴近现实。风玫瑰图在气象统
计、城市规划、工业布局等方面有着十分广泛的应用。风玫瑰图是以“玫瑰花”形
式表示各方向上气流状况重复率的统计图形,所用的资料可以是一月内的或一
年内的,但通常采用一个地区多年的平均统计资料,其类型一般有风向玫瑰图和
风速玫瑰图。风向玫瑰图又称风频图,是将风向分为8个或16个方位,在各方向线
上按各方向风的出现频率,截取相应的长度,将相邻方向线上的截点用直线联结
的闭合折线图形。在图中该地区最大风频的风向为北风,约为20,(每一间隔代
表风向频率5,);中心圆圈内的数字代表静风的频率。以下用武汉市风向玫瑰图
简单明了的说明了武汉市一年中主导风向的统计结果。全年主导风向为东北风
NNE 14%,夏季主导风向及频率:C(静风)12% , NNE
9%(即夏季风向以东北偏北风为主)。秋季主导风向为东南风或者南风。
污染源的类型、排放规律以及污染源的性质
武汉市主要的大气污染源主要有交通车辆、轮船、飞机排除的尾气以及火力发
电厂、武汉钢铁厂、中国石化集团武汉石油化工厂、华能武汉发电有限责任公司、武
2汉市氯碱厂、水泥厂、硫酸厂等。主要的污染物质有二氧化硫,氮氧化合物,烯烃类
,烟尘等。
因为武汉市武汉市钢铁冶金行业,轮船制造,化工企业都分布在武汉市的青山
区以及
汉阳地
区。其
分布都
在我校
武昌校
区的北
面偏西
和西面
方向。
图2-2大气污染主要分布图
四、采样点设置
3 因为我校武昌校区所处的位置周围为较繁华的地带,校区的北面有武汉武
昌区的一大交通命脉珞珈路,南面有另一交通大动脉雄楚大道,而其周围未有大
型的重工业以及化工工业等大气污染型巨头,因此较于交通运输产生的大气污
染则工业引起大气污染变为次要。但是考虑到大气污染源产生的污染物质具有
传播扩散快且广的特点,再考虑到我校可以认为是被多个污染源环抱之中污染
源分布就较为均匀。因次我组在确定采样点的时候按网格布点法,这种方法在污
染源较为均匀的情况下能较好地反映污染物的空间分布,决定将采样点设在整
个监测区域内。此外因为上文提到武汉11月份(秋季)的主导风向为东南风或者
南风,考虑到主导风向比较明显时应该对下风向作为主要监测范围和采样点尽
量避开树木,具有良好的开阔的视野,采样点水平线与周围建筑高度夹角小于30
?。武昌区拥有常住居民大约有250万左右,根据我国空气环境污染例行监测采样
点设置数目规定,测量TSP、SO2、NOX是推荐的采样点数为5。由于考虑到实验设
备与仪器的限制,我们设置采样点数为4。
市区人口/万人 SO2、NO2或者NOX、TSP
50 3
50,100 4
200 5 100,
200,400 6
400 7
表2-1 我国空气环境污染例行监测采样点设置数目
综合以上所述我组认为把实验监测点拟设置在学校前门(A)
、学生一食堂与锅炉房之间合适位置(B)、科教大楼前广场(C)、北大门后的通道
上(D)较为符合实验要求。
4图2-3 ******平面图及布点分布
5 时间:2010年10月29日 天气: 晴 温度:23? 相对湿度:76%
风向:北东风2级
气压: 101.925 kPa
组号 监测点名称 监测点方位
A 院大操场 大操场正中央
学生一食堂与锅炉房之间合
B 食堂旁边花坛中央
适位置
C 科教大楼前广场 传达室门口附近
D 北大门后的通道上 通道中央,传达室门口附近
表2-2 监测布点设置与记录(1)
五、采样时间和频率
采取间断采样方法,采样一天,每天采样三次,每次采样 一个小时(09:00—
10:00,13:—14:00 17:00-
18:00)。采集TSP时,填采样纪录表,表中温度,气压系指采样口处的温度、压力,
采样体积Vs=Qs?t(min),天气情况指晴、雨、雪、雾、风等情况的描述,1百帕(HP
a)为0.75mmHg柱。
六、采样具体要求
1、采样点的周围应开阔,采样口水平线与周围建筑物高度的夹角应不大于3
0?。
2、二氧化硫,氮氧化物,总悬浮微粒的采样高度为3-15m,以5-
10m为宜,总悬浮物的采样口应与基础面有1.5mm以上的相对高度。根据我院现有
条件,采样高度将以仪器架高度为准。
6七、监测方法
(一)SO2的测定:盐酸副玫瑰苯胺分光光度法。
【实验原理】
空气中SO2
被四氯汞钾吸收后,生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物,此络合物与甲醛及盐酸副
玫瑰苯胺发生反应,生成紫红色络合物,据其颜色深浅,用分光光度法测定。
【实验仪器】
多孔玻板吸收管;多孔玻板吸收瓶;空气采样器(流量0~1L/min);分光光度记
。
【实验试剂】
1、四氯汞钾吸收液(0.04mol/L):称取10.9g氯化汞、6.0g氯化钾和0.07g
乙二胺四乙酸二钠盐,溶解于水,稀释到1000ml。此溶液在密闭容器中贮存,可稳定
6个月。
2、甲醛溶液(2.0g/L):量取36%,38%甲醛溶液1.1ml,用水稀释到200ml,临用
时现配。
3、氨基磺酸铵溶液(6.0g/L):称取0.60g氨基磺酸铵溶解于100ml水中,临用时现
配。
4、盐酸副玫瑰苯胺贮备液(0.2%):称取0.20g经提纯的盐酸副玫瑰苯胺,溶解于
100ml 1.0mol/L的盐酸溶液中。
5、盐酸副玫瑰苯胺使用液(0.016%):吸取0.2%盐酸副玫瑰苯胺贮备液20.00ml
于250ml容量瓶中,加入3mol/L磷酸溶液200ml,用水稀释到标线。至少放置24方可
使用。
6、磷酸溶液(3mol/L):最取41ml85%的浓磷酸,用水稀释至200ml。
7 7、碘贮备液(0.10mol/L):称取12.7g碘于烧杯中,加入40g碘化钾和25ml水,搅
拌至全部溶解后,用水稀释至1000ml,贮于棕色试剂瓶中。
8、碘使用液(0.010mol/L):量取50ml碘贮备液,用水稀释至500ml,贮于棕色试
剂瓶中。
9、淀粉指示剂5g/L:称取0.5g可溶性淀粉,加5ml水调成糊状,再加入100ml沸水
,继续煮沸,直至透明,冷却后使用。
10、碘酸钾标准溶液(0.1000mol/L):称取3.5668g碘酸钾,溶解于水,移入1000m
l容量瓶中,用水稀释至标线。
11、硫代硫酸钠贮备液(0.1mol/L):称取25g硫代硫酸钠,溶解于1000ml新煮沸
并已冷却的水中,加入0.20g无水碳酸钠,贮于棕色瓶中,放置一周后标定其浓度。
标定方法:精确量取25.00ml〔c(1/6KIO3),0.1000mol/L〕碘酸钾标准溶液,于
250ml碘量瓶中,加入75ml新煮沸放冷的水,再加入3g碘化钾及10ml1mol/L盐酸,
摇匀后放于暗处静置5min。用0.1mol/L硫代硫酸钠溶液滴定析出的碘,至淡黄色
,再加1ml5g/L淀粉指示剂,呈蓝色,再继续滴定至蓝色刚刚消失,即为终点。记
录硫代硫酸钠溶液的用量(V,ml)。重复滴定一次,两次滴定所用硫代硫酸钠溶液
体积误差不超过0.05ml。计算出硫代硫酸钠标准溶液的准确浓度。
12、硫代硫酸钠使用溶液(0.0100mol/L):精确量取100ml经标定后的硫代硫酸钠
标准储备液于1L容量瓶中,用新煮沸放冷的水稀释至刻度。此溶液不稳定,必须在
临用前新配。
13、亚硫酸钠标准溶液:称取0.20g亚硫酸钠用0.010g乙二胺四乙酸二钠,将其溶
解于200ml新煮沸并已冷却的水中,轻轻摇匀。放置2h后标定。此溶液每毫升相当于
8含320,400μg二氧化硫,用碘量法标定出其准确的浓度。准确量取适量亚硫酸盐标
准溶液,用四氯汞钾溶液稀释成每毫升含2.0μg二氧化硫的标准使用液。
标定方法:取两个碘量瓶A、B,分别加入0.010mol/L碘溶液50.00ml。再在A瓶
中准确加入25ml亚硫酸钠标准储备液,在B瓶中加入25ml水(空白滴定),混匀后
,放置5min后,用0.0100mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,分别加入1ml0.
5%淀粉指示剂,继续滴定至蓝色刚好退去,即为终点。分别记录硫代硫酸钠溶液
的用量。标液滴定和空白滴定各重复做一次,两次滴定所用硫代硫酸钠溶液体积
误差不超过0.05ml。用下式计算二氧化硫的浓度:
SO2(μg/ml),32000*(B-A)*M/25
式中:A――,标液滴定所用硫代硫酸钠标准溶液体积(ml);
B―――空白滴定所用硫代硫酸钠标准溶液体积(ml);
M―――硫代硫酸钠标准溶液的准确浓度(mol/L) ;
25―――亚硫酸钠标准储备溶液体积(ml);
32000―――1ml 1mol/L的硫代硫酸钠溶液相当于二氧化硫的μg数。
【实验步骤】
1)标准曲线的绘制:取6支10ml具塞比色管,
在以上个比色管中加入6.0g/L氨基磺酸氨溶液0.5ml,摇匀。再加入2.0g/L甲醛溶
液0.5ml及0.016%盐酸副玫瑰苯胺使用液1.5ml,摇匀。当室温为15,20?时,显色
30min;室温为20,25?时。显色20min;室温为25,30?时。显色15min。用1cm比
色皿,与575nm波长处,以水为参比,测定吸光度,试剂空白值不大于0.050吸光
度。以吸光度对二氧化硫绘制标准线并计算各点的的
9SO2含量
与其吸光度的比值,取各点的SO2含量与其吸光度的比值,取各点计算结
果的平均值作为计算因子。
管号 0 1 2 3 4 5 6
亚硫酸钠标准溶液ml 0 0.60 1.40 1.60 1.80 2.20 2.70
氯汞钾吸收液ml 5.00 4.40 3.60 3.40 3.20 2.80 2.30
二氧化硫含量μg 0 1.20 2.80 3.20 3.60 4.40 5.40
吸光度A 0.033 0.088 0.163 0.181 0.197 0.227 0.275
校准吸光度A校准 0 0.055 0.130 0.148 0.164 0.194 0.242
表2-3 标曲数据纪录表
SO2的测定:盐酸副玫瑰苯胺分光光度法
将各管混合均匀,在室温下放置30min,用1cm比色皿于540nm波长处以水为参比
,测定吸光度,以二氧化硫含量
为横坐标,相应的校准吸光度为纵坐标绘制标准曲线,所得标准曲线:
y=0.0446x+0.0020 R2=0.9989
图2-4 SO2标准曲线
2)采样:对吸收管进行编号,A、B、C、D点分别编号1、2、3、4。量取5ml四氯汞钾
吸收液与多空玻璃吸收管内(棕色),通过塑料管连接在采样器上,在各采样点以
0.5L/min流量采气10,20L。采样完毕,避光封闭进出口,带回实验室供测定。
10 3)样品测定:将采样后的吸收液放置20min后,转入10ml比色管中,用少许水
洗涤吸收管并转入比色管中,使其总体积为5ml,在加入0.5ml6g/l的氨基磺酸铵
溶液,摇匀,放置10min,以消除Nox的干扰,以下步骤同标准线的绘制。按下列式
计算空气中SO2浓度:
3
C(mg/m )=(A-A0)*Bs/VN
式中:A-样品溶液的吸光度
A0-试剂空白溶液的吸光度
Bs-计算因子(ug/吸光度),18.41
VN-换算成标准状况下的采样体积,L
空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后,生成稳定的二氯亚硫酸盐络合
物,该络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用,生成紫色络合物,其颜色深浅与
二氧化硫含量成正比。用最小二乘法计算出标准的回归方程式。其回归方程式为
:y=bx+a(y为标准溶液的洗光度,x为二氧化硫含量(μg),b为回归方程的斜率,a
为回归方程的截距)。
管号 1 2 3 4
吸光度A 0.043 0.039 0.041 0.042
表2-4 SO2的数据记录表
空白溶液的吸光度:A0=0.030
(二)NOX的测定:盐酸萘乙二胺分光光度法
【实验原理】
用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液采样,空气中的NO2被
吸收转变成亚硝酸和硝酸。在冰乙酸存在的条件下,亚硝酸与对胺基苯磺酸发生
11重氨化反应,然后再与盐酸萘乙二胺偶合,生成玫瑰色偶氨燃料,其颜色深浅与
气样中NO2浓度成正比,因此可用分光光度法测定。
【实验仪器】
三氧化铬-
石英砂氧化管;多孔玻板吸收管(装10ml吸收液);便携式空气采样器(流量范围0-
-1L/min);分光光度计。
【实验试剂】
所用试剂除亚硝酸钠为优级纯(一级)外,其他均为分析纯。所用水为不含亚
硝酸根的二次蒸馏水,用其配制的吸收液以水为参比的吸光度不超过0.005(540n
m,1cm比色皿)。
1、N-(1-奈基) 乙二胺盐酸盐贮备液:称取5.0g N-(1-奈基)
乙二胺盐酸盐[C10H7NH(CH2)2NH2?2HCl]于500ml容量瓶中,用水稀释至刻线。
此溶液贮于密闭棕色瓶中冷藏,可稳定存在三个月。
2、显色液:称取5.0
g对氨基苯磺酸(NH2C6H4SO3H)溶解于200ml热水中,冷至室温后转移至1000m
l容量瓶中,加入50.0ml N-(1-奈基)
乙二胺盐酸盐贮备液和50ml冰乙酸,用水稀释至刻线。此溶液贮于密闭的棕色瓶
中,25?以下暗处存放可稳定三个月。若呈现淡红色,应弃之重配。
3、吸收液:使用时将显色液和水按体积比4:1比例混合而成。
4、亚硝酸钠标准贮备液:称取0.3750g优级纯亚硝酸钠(NaNO2,预先在干燥
箱内放置24小时),溶解于水,移入1000ml容量瓶中,用水稀释至标线。此溶液每
毫升含250μg NO2-,贮于棕色瓶中于暗处存放,可稳定存在三个月。
12 5、亚硝
酸钠标准溶液:吸取亚硝酸钠贮备液1.00ml于100ml容量瓶中,用水
稀释至标线。此溶液每毫升含2.5μg N O2-,在临用前配置。
【实验步骤】
标准曲线的绘制:取6支10ml具塞比色管,按下列参数和方法配制标准色列:
管号 0 1 2 3 4 5
标准使用液ml 0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00
水ml 2.00 1.60 1.20 0.80 0.40 0
显色液ml 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00
吸光度 0.080 0.129 0.209 0.295 0.371 0.448
校准吸光度 0 0.049 0.129 0.215 0.291 0.368
NO含量(μg) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
表2-5 标曲数据纪录表
NOX的测定:盐酸萘乙二胺分光光度法
将各管溶液混匀,于暗处放置20min,(室温低于20oC时放置40min以上),用1
cm比色皿于540nm波长处以水为参比,测定吸光度,以吸光度为纵坐标,相应的
-
标准溶液中NO2 含量为横坐标,绘制标准曲线
所得标准曲线: y=0.0777x-0.0141 R2=0.9956。
图2-5 NOX标准曲线
13 2)采样:对吸收管进行编号,A、B、C、D点分别编号1、2、3、4。将一支内装10.00
毫升吸收液的多孔玻板吸收管进气口接三氧化铬—
砂子氧化管,并使管口略微向下倾斜,以免当湿空气将三氧化铬弄湿时污染后面的
吸收液。将吸收管的出气口与空气采样器相连接。以0.4mL/min的流量避光采样至吸
收液呈微红色为止,记下采样时间,密封好采样管,带回实验室,日测定。若吸收液
不变色,应延长采样时间,采样量应不少于1L再采样的同时,应测定采样现场的大
气压和温度,并做好纪录。
3)样品的测定:采样后,放置于暗处20min(室温低于20oC时放置40min以上)后
,用水将吸收管中吸收液的体积补充至标线,混匀,将样品溶液移入1cm比色皿中,
按绘制标准曲线的方法和条件测量试剂空白溶液和样品溶液的吸光度。按下式计算
空气中NOX的浓度:
CNOx=(A,A0,a) ?V,(b?f?V0)
3
式中: CNOX ——空气中NO2的浓度(以NO2计),mg/m ;
A ——样品溶液的吸光度;
A0——试剂空白溶液的吸光度;
b、a——分别为标准曲线的斜率(吸光度?mL/μg)0.7577和截距-0.0141;
V——采样用吸收液体积,10.00ml;
V0——换算为标准状态下的采样体积;
f——Saltzman实验系数,0. 88。
氮氧化物的数据记录表
空白溶液的吸光度:A0=0.080
管号 1 2 3 4
14
吸光度A 0.212 0.257 0.315 0.183
-6 NOX分光度实验数据 表2
(三)空气中总悬浮颗粒物(TSP)的测定:重量法
【实验原理】
以恒速抽取定量体积的空气,使之通过采样器中已恒重的滤膜,则TSP被截
留在滤膜上,根据采样前后之差及采气体积计算TSP的浓度。该方法分为大流量
采样器法和中流量采样器法。本次实验采用中流量采样器法。
【实验仪器和材料】
中流量采样器;分析天平:称量范围大于或等于10g,感量0.1mg;玻璃纤维滤
膜;镊子和滤膜袋(或盒);恒温恒湿箱:箱内空气温度15-
30?可调,控温精度?1?,箱内空气相对湿度控制在(50?5) ;中流量孔口流量计
:量程70-160L/min。
【实验步骤】
1. 将滤膜放入恒温箱中恒温24小时。
2. 用孔口流量计校正采样器的流量。
3. 插上电源,打开采样器,设定好各数。
4. 称重并记录滤膜夹与滤膜总质量。按设定流量25L/min采样1小时,待采样
完毕后,记录现场采样流量和温度及大气压。
15
按照步骤4在一天中分三次采样。每次实验完毕后,称滤膜夹与滤膜总质量,进而
求得滤膜增重质量。 按下式计算TSP含量:
3 9
TSP含量(μg/m )=( W0- W1)?10 /(Q?t)
式中:W1——采样后的滤膜重量,g;
W0——空白滤膜的重量,g;
Q——采样器平均采样流量,L/min;
T——采样时间,min 。
标准体积换算:V标准=V测量?Error!?Error!
V测量=Q*T
八、数据记录与处理
天气:晴 气温: 16 ? 压强: 101.925 KPa 时间:10 月 29 日
采样时间 采样 TSP
流量Qs
采样点 体积
开始 结束 L/min W0/g W1/g W/g
V2(L)
09:00 10:00
院大操场 13:00 14:00 0.2052 1.3307 1.1255
17:00 18:00
09:00 10:00
学生一食
13:00 14:00 0.2014 2.2979 2.0965
堂
17:00 18:00
25 24000
09:00 10:00
科教大楼
13:00 14:00 0.2063 1.4862 1.2799
前广场
17:00 18:00
09:00 10:00
北大门后
13:00 14:00 0.2086 1.5547 1.3461
的通道上
17:00 18:00
表2-7 大气采样记录表一
16九、大气监测结果与评价:
天气: 晴 气温: 16 ? 压强: 101.35 KPa 时间:10 月 29日
采样时间 采样
标况下 TSP
采样点 体积 W/g
开始 结束 体积L mg/m3
V2(L)
09:00 10:00
院大操
1.1255 0.051
场 13:00 14:00
17:00 18:00
09:00 10:00
学生一食
13:00 14:00 2.0965 0.095
堂
17:00 18:00
24000 22068
09:00 10:00
科教大楼
13:00 14:00 1.2799 0.058
前广场
17:00 18:00
09:00 10:00
北大门后
13:00 14:00 1.3461 0.061
的通道上
17:00 18:00
表2-8 测量结果记录表一
天气: 晴 气温: 16 ? 压强: 101.35 KPa 时间:10 月 29日
采样时间 采样V 标况V C平均(mg/m3)
采样点
开始 结束 1/L 0/L SO2 NOx
09:00 10:00
院大操
13:00 14:00 0.013 0.1
场
17:00 18:00
09:00 10:00
学生一
13:00 14:00 0.009 0.13
食堂
17:00 18:00
24 22
科教大 09:00 10:00
楼前广 13:00 14:00 0.011 0.17
场 17:00 18:00
北大门 09:00 10:00
后的通 13:00 14:00 0.012 0.08
道上
1717:00
18:00
表2-9 测量结果记录表二
18 模糊评价:
1、建立因子集:u={ SO2 ,NOx,TSP };
2、建立评价集:V={1,2,3};
浓度限制
污染物名称
取值时间 一级标准 二级标准 三级标准
3
SO2 (mg/m ) 日平均 0.05 0.15 0.25
TSP (mg/m3) 日平均 0.12 0.30 0.50
3
NOx(mg/m ) 日平均 0.10 0.10 0.15
-10 国家大气污染标准 表2
3、建立隶属函数即:
SO2一级: 0 x,0.15
u(x)= -10(x-0.15) 0.05,,?0.15
, ,?0.05
SO2 二级: 0 x?0.05或x?0.25
u(x)= -10(x-0.25) 0.15,,,0.25
10(x-0.05) 0.05,x?0.15
SO2三级: 0 x?0.15
u(x)= 10(x-0.15) 0.15,,,0.25
, ,?0.25
NOx-一级: 0 x,0.1
u(x)=
, ,?0.1
NOx-二级: 0 x?0.15或x,0.1
u(x),
19
-20(x-0.15) 0.1?x,0.15
NOx-三级: 1 x?0.15
u(x), 20(x-0.1) 0.1,x,0.15
0 x?0.1
TSP一级: 0 ,?0.3
u(x)= -50,9(x-0.3) 0.12,x?0.3
, x?0.12
TSP二级: 0 x?0.12或,?0.5
u(x)= 50,9(x-0.3) 0.12,x?0.3
-5(x-0.5) 0.30,x,0.5
TSP-三级: 0 ,?0.3
u(x)= 5(x-0.3) 0.3,x?0.5
, ,,0.5
4、将实际监测值代入隶属函数,计算其隶属度为:
SO2:u1(0.066)=0.84,u2(0.066)=0.16,u3(0.066)=0
NOx:u1(0.12)=0,u2(0.12)= 0.6,u3(0.12)=0.4
TSP:u1(0.011)=1,u2(0.011)=0, u3(0.011)=0
隶属度 监测平 平均 归一化
1 2 3 权重
项目 均值 浓度 权重
SO2 0.84 0.16 0 0.066 0.15 0.44 0.43
NOx 0 0.6 0.4 0.12 0.31 0.39 0.27
TSP 1 0 0 0.011 0.12 0.092 0.44
表2-11 大气监测实验数据结果——建立权重集
5、模糊综合评价:B=A?R=
0.84 0.16 0 0.44
R= 0 0.6 0.4 0.39
1 0 0 0.092
20
。计算结果表明,:B=A?R=(0.43,0.27,0.44)。计算结果表明,气样对三级标准
的隶属度0.44最大,所以整个大气综合评价应属于三级。
21
范文五:co2焊接工艺及其在造船中的应用
CO2焊接工艺及其在造船中的应用
——焊接工艺及设备论文
作者:邱广贺 周凯莉
姜兴海 陈家奥
张世超 杜宗宪
分工情况:
邱广贺:负责整体概况,及所有章节编写。
周凯莉:负责焊接工艺部分资料查找。
姜星海:负责应用案例部分资料查找。
陈家奥:负责论文排版布局。
张世超:负责论文修改审查。
杜宗宪:负责论文打印装订。
2014.12
CO2焊接工艺及其在造船中的应用 摘 要:CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体的一种熔化极电弧焊方法,简称CO2焊。该项技术无论在研究开发的深度方面,还是在应用的广度方面, 都有了很大发展。本文通过对CO2气体保护焊的介绍,以及对CO2气体保护焊在造船业的应用的阐述,并通过对我国造船业焊接技术现状及日本造船业焊接技术现状的对比,从而展望我国船用焊接技术的发展前景。
关键词:CO2气体保护焊;焊接工艺;造船
正 文:
1.CO2气体保护焊的特点
CO2气体保护焊是用CO2作为保护气体,依靠焊丝与焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种电弧焊接法。CO2气体比重大,受电弧加热后体积膨胀大,所以在保护电弧和焊接熔池、避免有害气体侵入方面,效果显著。其特点如下:
1.CO2气体是酒精厂的附产品,来源广,价格低,而且消耗的焊接电能少,其焊接成本只有埋弧焊和手弧焊的40%,60%;
2.因使用的焊接电流密度高达100,200安/毫米?,使熔深增大,焊丝熔化率提高, 熔敷速度加快。另外, 焊后没有焊渣,特别是在进行多层焊时,节省了清渣时间, 所以其生产率通常比手弧焊高1,4倍;
3.可使焊工不必在窄小舱室等恶劣环境下进行手工仰焊;
4.CO2气体保护焊中,熔池具有强烈的沸腾现象,有利于气体逸出,同时由于采用了高锰硅型焊丝,使焊缝金属的还原作用大为增加,对铁锈的敏感性大为降低。因此, 焊缝中不易产生气体,而且含氢量低,其强度和冲击韧性都较高;
5.由于熔深大,工作的钝边也可由手弧焊的2mm到4,6mm,坡口角度可由一般的60?减少到45?,这样也就大大减少了熔敷金属量;
6.由于电弧热量集中,加热面积小,焊速快,同时CO2气流具有较大的冷却作用, 因此焊接热影响区和焊接变形较小,特别适合于焊接薄板;
7.由于是明弧焊,可以看清电弧和熔池,能随时发现问题而加以调整。同时,CO2半自动焊具有手弧焊的灵活性,特别适宜于全位置焊接。CO2气体保护焊还易于实现机械化和自动化;
8.CO2气体保护焊也存在一些不容忽视的问题,如:飞溅较大,焊缝表面形成较差;不能在有风的地方施焊,否则容易出现气孔;很难用交流电焊接,焊接辅助设备较多。
2.CO2气体保护焊的焊接工艺参数的选择
合理地选择焊接工艺参数是获得优良焊接质量和提高焊接生产率的主要条件。
2.1 焊丝直径的选择
焊丝直径应根据焊件厚度、焊接位置及生产率的要求来选择。当焊接薄板或中厚板的立横、仰焊时,多采用直径在1.6mm以下的焊丝;在平焊位置焊接中厚板时,可以采用直径1.2mm以上的焊丝。焊丝直径的选择可参照下表:
2.2 焊接电流
用直径0.8,1.6mm的焊丝,短路过渡时,焊接电流通常在50,230A内;对于平板外缝和底板内缝这种水平位置的焊缝,为了提高焊接速度,可以选取25OA以上电流,与焊丝直径相适应。
2.3 电弧电压
当焊丝直径、电流、焊接位置一旦确定,最佳的焊接电弧电压往往只有2V左右的变化(通常电弧电压在17,24V范围内),必须仔细认真地进行调整,过高或过低都会影响焊缝成形或产生飞溅,或易生成气孔,或是电弧不稳定。
2.4 焊接速度
在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下,焊速增加,熔宽与熔深减小, 焊速过大, 容易产生咬边及熔合等缺陷, 且气体保护效果变差,可能出现气孔;但焊速过低,则生产率下降。一般焊接速度控制在15,40m/h。
2.5 焊丝伸出长度
焊丝伸出长度对焊接过程的稳定性、飞溅、焊缝的成形及气体保护均有影响, 伸出过长过短都不合适。焊丝伸出长度取决于焊丝直径,一般约等于焊丝直径的10倍,且不超过15mm。
2.6 CO2气体的流量
CO2气体流量应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等选择, 细丝为5L/min,15L/min ,粗丝为2OL/min。
2.7 电源极性及电路电感值
为了减少飞溅,保证焊接电弧稳定燃烧,一般都采用直流反接。
电路电感值应根据焊丝直径和电弧电压来选择。电感值通常随焊丝直径增加而增大,可通过试验来确定,若焊接过程稳定,飞溅很少,则此电感值是合适的。
3.我国船用焊接技术发展现状
3.1 我国船用焊接设备技术发展现状
从图2中分析可知,我国的机械化、自动化焊接主要是半自动CO 焊和埋弧自动焊等,焊接机器人几乎等于零,因此处于自动化焊接的初级阶段,与日本、韩国相比存在较大的差距,尤其在机器人焊接方面存在较大的发展空间。
3.2 我国船用焊接材料技术发展现状
一个国家焊接消耗材料的生产情况可以反映该国焊接技术的总体水平。近8年来我国产量增加了两倍多。仅统计焊条与焊丝,1996年产量为62.96万吨,发展到2003年已达192万吨,如果加上进口的焊材,总耗量超过200万吨,成为世界最大的焊材生产与消费国家。
但从不同焊材的产量构成看(表4),在我国生产的焊材中,手工焊的焊条产量一直占75%以上,而机械化、自动化焊接需要的各种焊丝总量不足25%。按熔敷金属计算,我国焊接机械化、自动化率仅能达到35%左右,而世界工业发达国家一般都在60%以上。可见我国焊接生产的总体自动化率仍比较低。埋弧焊多在船舶、压力容器、管道和钢结构件的制造中使用。我国埋弧焊丝的产量近年来也有较大增长,但是只占焊材总量的5%左右。而工业发达国家埋弧焊丝的比例一般在8%,10%。
目前我国船厂焊接高效化率平均已达到90%以上,而且所应用的焊接材料除小部分的专用药芯焊丝需要进口外,其余均已采用国产焊接材料,这也为降低焊接成本作出一定的贡献。表5为2003年我国船厂使用的焊材比率。
4.日本船厂应用CO2气保护焊近况
总的说,日本造船焊接技术朝着效率更高、更机械化、更实用的方向发展。一些原有的焊接工艺更成熟,配套装置更完善,机器人的应用在船用管子焊接中基本过关,在造船的其他工位也开始逐步应用。
4.1 部件装配阶段的应用
由于日本船厂目前采用的钢板日趋大型,最大的钢板尺寸达4.5×22m。因此, 有些船厂已开始采用单板法工艺进行造船,即在钢板拼板焊接前预先焊装加强筋板的方法。
拼板焊接多见FCB法,机头大多为多头焊机。如长崎造船厂在拼板工位上的埋弧焊机为三丝埋弧焊机。焊接时,前丝通常采用中4.8mm焊丝,后二根丝则较祖, 均为巾φ6.4mm。焊机导向采用前导向轮在焊缝坡口内导向的办法,以减少搬运安装轨道的工作量。实际施工时,则根据不同的板厚选择单丝、双丝或三丝,保证一次焊接即能完成一条捍缝。
为了提高加强筋板的焊接效率,日本各船厂广泛在多头焊机上下功夫。例如前面提到的香烧工场20头CO2自动角焊机,一次可同时完成5根肋骨板的角焊, 效率极高。整个装置较为庞大,所有的焊机、焊丝都固定在可移动横梁架上,而控制系统则负责对中、焊接工艺参数、焊接同步等的控制。另外,在香烧工场还见到1台“十点同时点焊机双,主要用以焊接“L”型加强筋板,目的是减少焊接工作量和焊接变形, 提高焊接效率。焊点的间距约为200mm,焊后的焊点直径通常
达25mm。由于不同于塞焊,其筋板厚度通常以小于6mm为宜。完成10点焊接仅需时7s。点焊时采用中φ1.6mmCO2气保护焊丝进行焊接,效率颇高。而对于大型“T”排。以及重复性较大的零件,则大都在专用的角焊装置上进行角接焊,尽可能减少手工操作。
4.2 船台装配阶段的应用
日本造船焊接的一大特点是尽可能多地采用单面焊接方法。船台装配阶段CO2气保护焊的应用情况大致如下:
(1) 甲板的焊接
甲板的纵缝由于装配条件较好,因此大都采用单丝或双丝的FAB单面焊法,而横接缝的焊接由于装配间隙、板边差、焊接位置等因素,不少部位则采用CO2气保护单面焊接法,其反面衬垫在香烧工场多见新日铁提供的SB-41衬垫。盖面层考虑到提高焊接效率,多数采用埋弧自动焊盖面。
(2) 舷侧板的焊接
三家船厂对舷侧边板横向对接缝的焊接,均采用SB-41衬垫的CO2气保护半自动单面焊方法。衬垫粘贴在舷侧板内侧,焊工则在外侧面焊接。为防止风的干扰,焊接区局部用一矩形挡风框。立向对接焊缝所用衬垫亦同,不同的是,对于弯曲段的焊接大都见衬垫粘贴于舷侧板外侧,即焊工在内侧面进行焊接。平直段则采用SEGARC-2装置的垂直自动气电焊(国内部分船厂已有引进),衬垫为KL-4GT专用衬垫,悍丝为DWS-43G。据介绍,工艺上要求坡口伺隙通常为6?2mm , 板边差应小于1mm。。
5.我国船用焊接技术的发展前景
5.1 大力发展逆变焊机,提高逆变焊机的使用比例
电弧焊是造船厂最重要、应用最广泛的一种焊接工艺,在船舶建造中要获得优良的焊接质量,就必须有好的焊接设备作保证。逆变式弧焊机具有良好的电气性能和焊接工艺性能,是目前国际上公认的最先进的电焊机,也是最具有发展潜力的一种焊机。在造船厂推广应用IGBT逆变式CO2焊机最具有现实和长远的技术经济价值。
5.2 大力推广应用药芯焊丝
药芯焊丝是20世纪后期飞速发展起来的一种新型焊接材料,它摒弃了焊条和实芯焊丝的缺点,并进一步发展了两者的优越性。其特点是高效(熔敷效率是手工焊条的4倍,比实芯焊丝也高许多)、焊接质量优良、节能、节材、综合成本低、焊接工艺性能好,且可与CO2焊接工艺相结合,目前船厂已普遍采用CO2气保药芯焊丝来焊接船舶结构。
5.3 大力发展新工艺、新方法
重点推广应用平面分段装焊流水线拼板工位多丝埋弧自动焊单面焊双面成形新工艺、新装备。船体平面分段构架装焊采用半自动或自动气体保护角焊工艺,船台大合拢时的垂直对接缝(长度达15,30m)采用CO2气电垂直自动焊工艺提高焊接速度的双丝单面MAG焊接技术与装备。
参考文献:
[1] 刘斌.金属焊接技术基础.国防工业出版社,2012.7. [2] 张洪涛,陈玉华.特种焊接技术.哈尔滨工业大学出版社,2013.8. [3] 黄新珍,马玉江,陈家本.船舶工业技术经济信息.《现代船舶工业中逆变焊机与气保护焊丝的应用情况》,2004.227(3):38-41. [4] 陈家本,郑惠锦.船舶焊接技术与可持续发展.机械工人,2005.10. [5] 船舶高效焊接技术指导组2003年工作总结和2004年工作计划,2004.7. [6] 陈家本.船舶焊接机械化、自动化的概况与发展趋势.船舶高效焊接,2004.7. [7] 林尚扬.我国焊接生产现状与焊接技术的发展.船舶工程,2005.2.
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