Předehřev hořáku na řezání plamenem a jeho správné nastavení

Předehřev hořáku na řezání plamenem a jeho správné nastavení

Nastavení a seřízení hořáku na řezání plamenem

Řezací hořák je vybavení, které využívá kombinovaného tlaku topného plynu a kyslíku k řezání materiálu. Tento proces je známý jako „řezání plamenem”. Článek pojednává o postupech nastavení plamene pro účinné řezání plamenem.

Předehřev

Řezání plamenem/pálení kyslíkem vyžaduje určitý zdroj intenzivního tepla, jež zahřeje plech natolik, aby jej bylo možné řezat/pálit. Takový zdroj tepla se nazývá „předehřívací plamen“. Není potřeba zahřívat celý plech, dokonce ani jeho spodní stranu, jen část kousek před místem, kde dochází k řezné reakci. Existují některé plechové materiály, které je třeba před řezáním „předehřát“, aby během řezání nepopraskaly. Do této kategorie obvykle spadají materiály s obsahem uhlíku nad 0,25 %. To však NENÍ „předehřev”, o němž hovoříme. Některé materiály vyžadují „předehřev” až na 320 °C. Existují také některé materiály, které vyžadují „předehřev“ pro dosažení kvalitního řezu.

Předehřívací plyny

Na směs palivový plyn/kyslík zvanou „předehřev” se používá mnoho druhů paliva a každé má nějakou vlastnost, díky níž je atraktivní. Přibližně do roku 1970 byl hlavním palivem acetylén, ale jeho stupňující se náklady, rozšiřování plazmy a agresivní marketing jiných palivových plynů způsobily, že již není prvotní volbou, zejména tam, kde je k dispozici i plazma. Nejběžnějšími palivovými plyny jsou dnes zemní plyn a propan. Existují také některé směsi zemního plynu nebo propanu s určitou přísadou, o níž se tvrdí, že u nich zvyšuje teplotu. Mají-li tyto plyny vyšší teplotu, nemá to ve skutečnosti příliš velký význam, protože rychlosti řezání jsou omezeny kapacitou (teplotou) předehřevu pouze u tenčích materiálů (3,5–12,5 mm). U silnějších materiálů je rychlost řezání omezena kapacitou proudu řezacího kyslíku, nikoli předehřevem, takže vyšší teploty plamene mají malý nebo žádný význam.

Teplota plamene

Jak již bylo uvedeno, účelem předehřívacích plynů je zvýšit teplotu plechu těsně před místem řezu, takže je vyžadována vysoká míra přenosu tepla z plamene na plech. Faktory, které může obsluha kontrolovat, aby tohoto přenosu tepla dosáhla:

  1. Teplota plamene
  2. Množství použitých předehřívacích plynů
  3. Vzdálenost mezi hrotem a pracovním místem

Teplota plamene je regulována nastavením poměru kyslík/topný plyn. Na níže uvedeném grafu je vidět, jak tento poměr ovlivňuje teplotu. Množství předehřevu lze seřídit zvýšením nebo snížením tlaků předehřevu na hořáku. Vysoký tlak bude mít za následek vysoký průtok, tj. vysokou rychlost předehřívání. Nízký tlak bude mít za následek nízký průtok/rychlost. Operátor může upravit poměr kyslík/topný plyn na základě vizuální kontroly vnitřního kužele plamene. Pokud má tento vnitřní kužel nejkratší délku, ale stále velmi jasný vzhled, jedná se o nejvyšší teplotu plamene. Tento postup lze použít bez ohledu na celkový průtok plynů.

Flame temperatures chart

Potřebné množství předehřevu se liší v závislosti na prováděné operaci. Zahájení průniku vyžaduje velmi vysoký průtok (při správném poměru kyslík/topný plyn) následovaný výrazně nižším průtokem (opět při správném poměru kyslík/topný plyn) při následném řezání. Tyto podmínky předehřevu se často označují jako vysoký předehřev a nízký předehřev. Vysoký předehřev, který není dostatečně vysoký, bude mít za následek dobu průniku o velikosti 20–120 sekund. Doba průniku je interval, kdy je zapnutý vysoký předehřev před zahájením vlastního řezání plamenem. Při správné regulaci vysokého předehřevu může být doba průniku u materiálu o tloušťce 1,5–15,5 cm) stabilně 10 sekund nebo méně. Podmínku vysokého předehřevu po celou dobu vyžaduje např. operace úkosování.

Problémy s předehřevem

Výsledkem správně nastaveného předehřevu je ostrá horní hrana a ostrá spodní hrana bez strusky. Někdy, pokud jsou velké okuje z válcování, bude zapotřebí vyšší předehřev, aby se okuje uvolnily a zároveň byla zachována správně zahřátá náběžná hrana řezu. Příliš velký předehřev bude mít za následek zaoblenou horní hranu a také výrazný nárůst množství strusky. Toto vyšší množství strusky bude mít často za následek řez, který neklesne z podkladového plechu. Někdy je struska tak houževnatá, že je nutné vymlátit díl z plechu perlíkem.

Množství předehřevu

Skutečné doporučené množství (l/h) palivového plynu a kyslíku se bude lišit na základě výrobce hrotu a jeho účelu. Obecně jsou pro praktické vyřezávání tvarů požadována množství 0,3–0,6 l/h pro zemní plyn a 0,5–1 l/h pro kyslík a 0,1–0,3 l/h pro propan a 0,6–1,3 l/h pro kyslík. Průtoky u propylenu jsou přibližně stejné jako u propanu, ale s o něco menším množstvím kyslíku. Množství předehřevu se liší v závislosti na podmínkách povrchu plechu, složení materiálu, schopnostech operátora a dalších faktorech, které jsou příliš četné na to, abychom je zde všechny uváděli. Řezání plamenem je věda i umění.