Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Стеклодувное дело

       

§ 4. Сгибание стеклянных трубок

Сгибание трубок — самая распространенная операция, с которой повседневно приходится иметь дело лаборанту-химику и стеклодуву. Освоение методики сгибания стеклянных трубок значительно облегчает изучение более сложных стеклодувных операций. Сгибать узкие трубки значительно проще, чем широкие (с диаметром 30 мм и более), для работы с которыми требуются известный навык и мастерство.

Сгибание трубок под углом. Чаще всего в лабораторной практике приходится гнуть трубки диаметром 5—10 мм. Для получения углового изгиба от стеклянного дрота отрезают трубку соответствующей длины. Конец трубки оплавляют на пламени горелки. После остывания оплавленных концов один закрывают наглухо асбестовой ватой, пробочкой или пальцем. Затем на трубке в месте изгиба наносят метку карандашом для стекла и трубку разогревают на широком пламени горелки. Для этого трубку берут в обе руки так, чтобы она была зажата между большим пальцем с одной стороны и указательным, средним и безымянным — с другой.

Движением большого пальца вверх и вниз с отрывом от трубки вращают трубку в одну, а затем в другую сторону. В начале операции трубка должна равномерно вращаться в пламени горелки. При неравномерном вращении размягченное стекло будет собираться на одной стороне трубки, в результате чего одна стенка будет тонкой, а другая — слишком толстой. Это вызовет деформацию трубки при сгибании. Разогревают трубку не до полного размягчения. К концу разогревания вращение трубки замедляют так, чтобы один край ее был разогрет несколько больше, чем другой. Более нагретая сторона трубки образует внешнюю сторону сгиба.

Когда стекло достигло надлежащей степени размягчения, трубку вынимают из пламени горелки, один конец трубки берут в рот (трубку держат против себя), быстро сгибают, поддувая в нее ртом воздух. Воздух поддувают обычно серией коротких выдохов с помощью щек, легкие в этом почти не участвуют. Работающий дышит нормально через нос, а воздух изо рта выталкивается щеками короткими порциями.

Воздух в трубку поддувают при сгибании таким образом, чтобы место сгиба оставалось цилиндрическим и имело диаметр, равный диаметру трубки. При сильном поддувании воздуха место сгиба будет раздуто, а слой стекла — слишком тонким. При недостаточном поддувании наружная сторона сгиба становится плоской. Сгибают трубку в один прием, пока, она не остынет.

Согнув трубку, быстро проверяют правильность сгиба (концы согнутой трубки и угол сгиба должны лежать в одной плоскости). Если этого нет, пока стекло не остыло, исправляют правильность сгиба трубки.

Наиболее частые дефекты при сгибании-стеклянных трубок следующие (рис. 31): 1 — наружная сторона изгиба плоская; 2 — на внутренней стороне образуются складки; 3 — место сгиба сильно раздуто.

Рис. 31. Сгибание трубок

Указанные дефекты могут быть исправлены повторным нагреванием и обработкой. В первом случае плоскую сторону сгиба разогревают на небольшом и не слишком горячем пламени горелки. Затем, вынув трубку из пламени, поддувают ртом воздух до тех пор, пока место сгиба не примет нормальную кривизну. Во втором случае дефект устраняют разогреванием складок на узком пламени и поддуванием воздуха. В третьем случае слишком раздутый изгиб осаживают, вращая место сгиба на пол-оборота к себе и от себя на небольшом пламени горелки. Следует помнить, что исправленный дефект не дает такого ровного и красивого угла 4, как сгибание за один прием.

После сгибания еще не остывшую изогнутую трубку подвергают отжигу. Для этого уменьшают подачу воздуха в горелку до образования желтого пламени и прогревают в нем некоторое время место сгиба. Затем опять уменьшают подачу воздуха в горелку и, прекратив подачу воздуха, заканчивают отжиг на светящемся пламени.

Широкие трубки сгибают в той же последовательности, что и узкие. Разница заключается лишь в том, что вынутую из пламени широкую трубку сначала несколько вытягивают обеими руками, а затем сгибают, одновременно поддувая воздух.

Значительно упрощает работу по сгибанию трубок под точно заданным углом применение шаблонов из мягкой (алюминиевой, медной или латунной) проволоки. При сгибании трубки ее приставляют к шаблону и сгибают до заданного угла.

Сгибание трубок на лабораторных горелках без поддувания. Стеклянные трубки диаметром до 10 мм могут быть согнуты на обычных лабораторных горелках Теклю и Бунзена, на которые надевают насадки, дающие широкое, малой толщины пламя (рис. 32). Стеклянную трубку соответствующей длины берут обеими руками, помещают в среднюю часть пламени параллельно его длнне и вращают, равномерно нагревая ее, до появления слабо-желтой окраски пламени у краев стекла, но не до размягчения стекла. После этого вращение трубки прекращают. Более длинный конец берут в правую руку и продолжают нагревать трубку в пламени горелки. По мере размягчения стекла трубка начинает сгибаться вниз под действием веса свободного конца. В отличие от предыдущего способа сгибание на лабораторной горелке происходит в зоне самого пламени (трубку не вынимают из пламени).

Рис. 32. Сгибание трубки На лабораторной горелке

Для придания сгибу нужного угла правой рукой приподнимают трубку вверх иод определенным наклоном к горелке таким образом, чтобы место сгиба все время находилось в пламени. Как только трубка согнется до заданного угла, ее быстро вынимают из пламени и охлаждают. Пока трубка не остыла, нужно проверить угол но шаблону и подправить левой рукой короткий конец так, чтобы сгиб точно соответствовал заданному углу, а согнутая трубка находилась в одной плоскости. Если трубка остынет и ее нельзя подправить, то операцию разогревания согнутой части повторяют, доводя угол сгиба до заданного. При этом способе верхняя сторона трубки нагревается несколько меньше, чем нижняя (внутренняя часть сгиба), поэтому на внешней стороне сгиба не образуется плоской поверхности.

Сгибание в самом пламени под действием силы тяжести предохраняет размягченное стекло от перегревания и предупреждает образование складок на внутренней части сгиба. При этом методе нельзя производить сгибание трубки рукой. Трубка должна сгибаться только под действием собственного веса, в противном случае будут появляться описанные ранее дефекты — утолщение сгиба или образование складок. Следует отметить, что этим способом хорошо сгибать лишь более тугоплавкие стекла — 846, ЗС-5, ЗС-8, ЗС-48-2. Трубку из менее тугоплавкого стекла хорошо согнуть этим способом довольно трудно. Согнутую трубку затем отжигйют. Для этого закрывают подсос воздуха в горелку и нагревают согнутую часть трубки в светящемся пламени.

Сгибание трубок под двумя углами. Простейшим примером этой операции является изготовление сифона, т. е. сгибание трубки под двумя прямыми углами. Приемы работы в данном случае примерно такие же, как и при сгибании трубки под одним углом. Отрезают соответствующей длины трубку, оплавляют один ее конец, а другой закрывают пробочкой или асбестовой ватой. Разогревают ее, вращая на пламени горелки, как указано в предыдущей операции, и, вынув из пламени, сгибают под заданным углом. На трубке в местах сгиба предварительно, наносят карандашом или мелом метки.

После изготовления первого сгиба и охлаждения трубки согнутый угол берут в левую руку, а прямой конец трубки в правую. Равномерному вращению трубки мешает в данном случае первый сгиб, поэтому разогревание места второго сгиба ведется следующим образом. Трубку поворачивают в пламени, двигая большим пальцем вверх и вниз на пол-оборота при одном положении трубки (согнутым концом вниз). Затем трубку аналогично разогревают при другом положении (согнутым концом вверх). Далее трубку медленно вращают на полный оборот, перебирая пальцами левой руки так, чтобы согнутый конец переходил из верхнего положения в нижнее. При верхнем положении согнутого угла трубку прогревают несколько дольше.

Вынув из пламени и держа перед собой трубку, ее сгибают под нужным углом в один прием. Быстро кладут согнутую трубку на асбестовый или ровный, фанерный лист и подправляют еще не остывший угол второго сгиба таким образом, чтобы оба угла и концы трубки находились в одной плоскости. Значительно легче производить сгибание трубки небольшого диаметра на пламени лабораторной горелки с насадкой, как это описано ранее.

Изготовление U-образных трубок. Такие изгибы необходимы при изготовлении манометрических трубок и трубок для поглощения или очистки газообразных продуктов. Для получения U-образ-ного сгиба берут отрезок стеклянной трубки, один ее конец оплавляют, а другой наглухо закрывают асбестом или пробкой. Середину трубки вносят в широкое пламя горелки и разогревают при равномерном вращении на довольно большом участке длины. Как только стекло достаточно разогреется, т. е. начнет свободно прсн висать, трубку вынимают из пламени и обеими руками, поддувая воздух в оплавленный конец, одним приемом сгибают ее так, чтобы концы и сгиб находились в одной плоскости. В противном случае изгиб быстро исправляют, пока стекло не остыло.

При изготовлении U-образной трубки небольшой высоты разогрев ее в середине уже готового отрезка не позволяет правильно поддувать воздух. Концы-трубки вследствие небольшой ее длины сильно разогреваются и могут обжечь рот. В этом случае берут трубку больше заданной длины и затем, после сгиба, отрезают концы или один конец трубки, закрывают пробкой с вставленной в нее стеклянной трубкой меньшего диаметра. В эту трубку поддувают воздух при сгибании: Согнутую трубку после сгибания закаляют светящимся пламенем горелки и охлаждают на деревянной подкладке.

Иногда при изготовлении широкого U-образного сгиба пользуются другим методом. Размягчают стекло в пламени горелки и сгибают его под небольшим углом, затем снова размягчают стекло на небольшом расстоянии от первого сгиба и делают второй сгиб под небольшим углом, затем третий и т. д. до образования U-образного сгиба. Для сгибания этим методом требуется определенный навык, так как часто при этом образуется угловатый неровный изгиб.

Сгибание более широких трубок (диаметром 15—20 мм) значительно сложнее (рис. 33). Широкую трубку нагревают при вращении недалеко от края на широком пламени горелки. Затем вынимают из пламени и растягивают до небольшого диаметра, так чтобы оттянутая узкая часть трубки была достаточно длинной и в то же время прочной. Узкую растянутую часть трубки вносят в горячую зону пламени и переплавляют посередине. На конце трубки образуется так называемая держава. Таким же образом получают державу на другом конце трубки, узкую часть которой отрезают ножом из твердого сплава.

Рис. 33. Получение U-образного изгиба на широкой трубке

Конец одной державы заплавляется наглухо, а конец другой — оплавляется и служит для поддувания воздуха. Трубку берут обеими руками за концы держав и при вращении разогревают посередине до тех пор, пока стенки трубки в месте нагрева не начнут утолщаться. Процесс утолщения стенок в месте нагрева, сопровождающийся уменьшением внутреннего диаметра трубки, называют осаживанием стекла. Осаживание происходит под действием сил поверхностного натяжения, стремящихся сократить поверхность размягченного стекла. Если при этом трубку с двух сторон несколько сжимать к центру при непрерывном вращении и слегка поддувать, то в месте нагрева образуется небольшое вздутие с толстыми стенками.

Как только толщина стенок вздутия увеличится вдвое, его разогревают в зоне высокого температурного пламени до полного размягчения. Затем трубку вынимают из пламени и несколько растягивают так, чтобы диаметр разогретой части (вздутие) был бы несколько меньше диаметра остальных частей трубки, и резкйм движением левой руки, с одновременным поддуванием воздуха, быстро сгибают вверх, придавая сгибу U-образную форму. Поскольку изгиб делают снизу вверх, на нижней части разогретой трубки собирается несколько больше размягченного стекла, чем на верхней. Это обеспечивает нормальную толщину стенки наружной стороны U-образного сгиба. В дальнейшем изделие подвергают отжигу.

В процессе работы могут возникнуть следующие дефекты: неодинаковый диаметр места сгиба по длине (рис. 34, а), эллиптическое сечение согнутого колена, и складка на внутренней стороне сгиба (рис. 34, б). Эти дефекты можно устранйть повторным нагреванием места сгиба и поддуванием.

Рис. 34. Сгибанне U-образной трубки

Трубки большего диаметра сгибать можно по частям! Трубку для этого нужно разрезать на алмазном диске таким образом, чтобы срез был косым и соответствовал половине угла сгиба (например, при сгибании трубки под прямым углом он будет равен 45°). Разрезанные косо торцы оплавляют на пламени горелки и спаивают. Затем обрабатывают на горелке для получения равнотолщинного сгиба. ,

При отсутствии алмазного диска угол скоса можно получить обработкой торцов разрезанной трубки на планшайбе.

Сгибание толстостенных капиллярных и барометрических трубок. Сгибание толстостенных капиллярных трубок требует несколько большего навыка, чем сгибание обычных. Из-за небольшой теплопроводности стекла толща стеклянной трубки прогревается довольно медленно, поэтому при неправильном нагревании толстостенной трубки происходит или спаивание внутреннего капиллярного отверстия, или появление мелких трещин, расположенных на наружной части сгиба. Нагревают трубку на границе среднего и окислительного конуса пламени таким образом, чтобы температура в данной зоне была бы чуть выше, чем температура рабочего размягчения стекла. При этом нужно следить, чтобы разогревалось лишь место сгиба, а соседние участки трубки не прогревались. Иногда соседние от места сгиба участки изолируют цилиндриками из асбеста длиной до четырех сантиметров. Место сгиба разогревают, вращая трубку в пламени горелки. Разогретую трубку вынимают из пламени и быстро сгибают. Отжигают место сгиба на светящемся пламени горелки.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru