Happipolttoleikkauspolttimen kärjen/suuttimen esilämmityssuutin

Happipolttoleikkauspolttimen kärjen/suuttimen esilämmityssuutin

Kaasuleikkauksen suuttimen esilämmityssuutin

2-osaisen suuttimen 2. osa

Edellisessä blogissa, joka käsitteli kaasupolttimen suuttimen valintaa, käsittelimme leikkuusuuttimen reikämalleja ja eri levypaksuuksia koskevia vaatimuksia. Tässä osassa käsittelemme eri polttokaasujen vaatimia suutinmalleja.

Suuttimen esilämmitysuutin

Yhdysvaltain markkinoilla neljä ensisijaista polttokaasua ovat 1) asetyleeni, 2) propaani, 3) maakaasu ja 4) propeeni. Maakaasuun tai propaaniin sekoitetaan myös joitakin lisäaineita, joiden on tarkoitus parantaa koneen leikkuutehoa; nämä lisäaineet eivät kuitenkaan muuta peruspolttokaasun suuttimen rakennetta. Toisin kuin leikkaushapen suuttimen muotoilu, esilämmityssuuttimen muotoilu ei muutu levyn paksuuden mukana. Alla on valokuva, jossa esitetään kolme esilämmityssuutinta neljälle polttokaasulle, maakaasulle ja propaanille käyttäen samaa mallia. Ero johtuu eri kaasujen erilaisesta liekin nopeudesta. Tässä kuvassa suutin 1) on asetyleenisuutin, 2) on propaani-/maakaasusuutin, 3) on propeenisuutin ja 4) on taas yksiosainen propaani-/maakaasusuutin.

Acetylene, propane, natural gas and propylene nozzles

Asetyleenisuuttimessa on litteä etupinta, eikä siinä ole liekkiä pidättävää helmaa. Asetyleenin liekin nopeus on paljon suurempi kuin muiden polttoaineiden, ja pelkästään vierekkäisten, oikein sijoitettujen esilämmitysaukkojen liekkien välinen vuorovaikutus riittää pitämään liekin suuttimen pinnalla leikkauksessa käytettävillä virtausmäärillä ja -nopeuksilla. Huomaa, että suuttimen nro 3 helma on lyhyempi kuin suuttimen nro 2, mikä osoittaa, että propeenin liekinnopeus on suurempi kuin maakaasun/propaanin, joten lyhyempi helma riittää propeenille. Maakaasu-/propaani- ja propeenisuuttimien liekkien pito johtuu vierekkäisten liekkiporttien läheisyydestä, näiden vierekkäisten porttien vuorovaikutuksesta sekä liekkien vuorovaikutuksesta helman seinämän kanssa.

Oikean esilämmitysuuttimen käyttö

Käytettävälle esilämmityskaasulle on valittava oikea esilämmityssuutin, sillä vääränlainen suutin voi aiheuttaa vakavia ongelmia. Asetyleenin käyttö NG/Propaanille tai propyleenille suunnitelluissa suuttimissa voi johtaa takatuleen tai koneen polttimen/suuttimen vakavaan ylikuumenemiseen. Muun kuin asetyleenikaasun käyttö asetyleenisuuttimissa ei todennäköisesti aiheuta vakavia ongelmia, mutta siitä ei saada käyttökelpoista liekkiä, koska liekki "hyppää" pois suuttimen pinnalta hyvin pienillä virtauksilla, eikä sitä siksi voida käyttää. Suurilla esilämmitysvirtauksilla suuttimet ovat yleensä viileämpiä, koska suurempi kaasuvirtaus jäähdyttää suutinta paremmin kuin pieni virtaus.

Viistäminen

Useimmissa polttoleikkaussovelluksissa poltin on kohtisuorassa levyyn nähden. Poikkeuksena on viistäminen, jossa poltin/suutin on 15–60 asteen kulmassa levyyn nähden. Tämä johtaa kahteen ongelmaan: 1) leikattavan levyn paksuuden kasvuun ja 2) esilämmityksen tehokkuuden vähenemiseen. Leikkauspituus kasvaa kulman kosinilla jaettuna levyn paksuudella. 45 asteen viisteellä leikkauspituus kasvaa 1,41 kertaa levyn paksuus. Kun siis viistät 50 mm:n levyä 45 asteen kulmassa, valitse suutin, joka on mitoitettu noin 75 mm:lle tai sitä suuremmille leikkauspituuksille. Vaikka leikkuupituus kasvaa viistekulman kasvaessa, esilämmityksen tehokkuus vähenee vielä dramaattisemmin.

Attempted 45-degree bevel where the first ½- ¾ inches of the bevel is smooth while the rest shows repeated vertical gouges in the cut surface.

Todennäköisesti yleisin viistevirhe on liian vähäinen esilämmitys. Yllä on kuva yritetystä 45 asteen viisteestä. Huomaa, että viisteen ensimmäiset 12–18 mm ovat sileitä, kun taas loppupuolella leikkauspinnassa on toistuvia pystysuoria uria. Useimmat käyttäjät eivät hyväksy tätä uritettua pintaa.

Ensimmäisen osuuden hyvä leikkauspinta johtui siitä, että levy kuumennettiin ennen leikkauksen aloittamista. Kun leikkaus "ohittaa" tämän esilämmitetyn levyn osan, leikkauspinnan laatu heikkenee niin paljon, ettei sitä voida hyväksyä. Ratkaisu tähän ongelmaan on yksi tai kaikki seuraavista:

  1. pienennä suuttimen ja levyn välistä etäisyyttä niin, että esilämmityssisäkartiot koskettavat levyä
  2. suurenna esilämmityskaasujen virtausnopeus niin suureksi kuin suutin sallii
  3. varmista, että O/F-suhde on oikea liekin enimmäislämpötilan varmistamiseksi
  4. käytä lisälämmitystä

Three-torch configuration with preheats ignited

Tässä kuvassa on kolmen polttimen kokoonpano, jossa esilämmitykset on sytytetty. Tuloksena on osa, jossa on 45 asteen yläviiste, juuripinta ja 45 asteen alaviiste. Poltin 1 on pääpoltin, ja se vaatii eniten esilämmitystä. Huomaa polttimien 1, 2 ja 3 esilämmityskartioiden pituusero. Poltin 2 on toinen poltin, ja se tuottaa juuripinnan. Tämä poltin vaatii vain vähän esilämmitystä, ja se itse asiassa saa osan tarvitsemastaan lämmityksestä polttimesta 1. Polttimella 3 leikataan yläviiste, ja se vaatii joissakin tapauksissa enemmän esilämmitystä kuin poltin 2, mutta ei yleensä enempää kuin poltin 1.

Kun tarkastellaan kolmea poltinta, polttimen 1 esilämmityskartiot ovat pisimmät, kun taas polttimen 3 kartiot ovat hieman lyhyemmät kuin polttimen 1, mutta pidemmät kuin polttimen 2. Etukulmapolttimella on vaikea saada liikaa esilämmitystä, mutta pystypolttimella on suhteellisen helppo saada liikaa esilämmitystä. Liian suuri esilämmitys johtaa tässä tapauksessa usein siihen, että levyn alareunaan jää sitkeää kuonaa, jota on vaikea poistaa.

Viistäminen aiheuttaa enemmän vaikeuksia kuin tyypillinen muotoleikkaus, mutta jotkin nykyisten koneiden uusista laitteista auttavat voittamaan osan näistä vaikeuksista.