Co to jest cięcie tlenowo-paliwowe?

Co to jest cięcie tlenowo-paliwowe?

Zrozumienie techniki cięcia tlenowo-paliwowego

Jeśli zastanawiasz się, co to jest cięcie tlenowo-paliwowe, odpowiedź jest prosta. Jest to proces cięcia termicznego, który wykorzystuje czysty tlen i paliwo gazowe do cięcia materiałów, takich jak blacha stalowa.

Ciepło z palnika do cięcia tlenowo-paliwowego służy do podniesienia powierzchni lub krawędzi stali do około 1800?. Tlen jest następnie kierowany do ogrzewanego obszaru za pomocą drobnego strumienia wysokociśnieniowego. Stal zaczyna się utleniać i zostaje wydmuchana, tworząc wnękę. Ciepło i strumień tlenu poruszają się ze stałą prędkością, aby wciąć się w metal.

Faktyczna reakcja chemiczna, która zachodzi podczas cięcia tlenowo-paliwowego, jest czasami nazywana „szybkim rdzewieniem” lub „szybkim, kontrolowanym rdzewieniem”. Wynika to z faktu, że stal jest szybko utleniana.

Metal

Cięcie tlenowo-paliwowe, zwane również „spalaniem”, „cięciem palnikowym” lub „cięciem płomieniowym”, jest szeroko stosowane w wielu środowiskach przemysłowych, przy czym wyłącznie na jednym metalu – stali. Pozwala ciąć wszystkie kształty i rozmiary stali w grubościach od 0,5 mm do 250 mm.

Za pomocą tego procesu można jednak ciąć tylko metal z tlenkami o niższej temperaturze topnienia niż sam metal rodzimy. Obejmuje to stal niskowęglową, stal miękką i niektóre stale niskostopowe. W przeciwnym razie po utlenieniu metalu zaczyna tworzyć się skorupa ochronna lub materiał topi się i spływa przed wykonaniem cięcia.

Tlen

Czystość źródła tlenu wpływa nie tylko na szybkość, ale także na jakość cięcia. Czystość powinna wynosić nie mniej niż 99,5%.

Konstrukcja dyszy odgrywa istotną rolę, jeśli chodzi o zapewnienie czystego strumienia powietrza. Na przykład chroni strumień tlenu przed napowietrzeniem, co może prowadzić do tworzenia się pęcherzyków powietrza lub kieszeni powietrznych w metalu.

Gazy

Nie wszystkie paliwa gazowe są sobie równe, jeśli chodzi o system cięcia tlenowo-paliwowego. Najczęściej spotykane to: propan, acetylen, gaz płynny, MAPP (metyloacetylen-propadien) i gaz ziemny. W zależności od temperatury płomienia i rozkładu ciepła rodzaj gazu może wpływać na czynniki takie jak jakość krawędzi, czas przebicia i szybkość cięcia.

Oto kilka czynników, które mogą mieć wpływ na wybór konkretnego paliwa gazowego:

  • Acetylen: acetylen wytwarza najwyższą temperaturę płomienia wśród wszystkich paliw gazowych. Prowadzi to do szybszego przebicia. Wytwarza również bardziej intensywny płomień, zmniejszając rozmiar strefy wpływu ciepła (SWC) i stopień zniekształceń.
  • Propan: propan ma niższą temperaturę płomienia niż acetylen. Przebijanie jest zatem wolniejsze niż w przypadku acetylenu, natomiast prędkość cięcia jest w przybliżeniu taka sama.
  • MAPP: gaz MAPP jest mieszaniną różnych węglowodorów, metyloacetylenu i propadienu. Jest powszechnie stosowany zamiast acetylenu, ponieważ oferuje bardziej równomiernie rozłożone źródło ciepła.
  • Propylen: propylen jest produktem gazu płynnego. Ma podobną temperaturę płomienia do MAPP i wymaga palnika z wtryskiwaczem, aby osiągnąć optymalny przepływ ciepła i cięcie. Działa poprzez koncentrację ciepła na zewnętrznych krawędziach stożka cieplnego.
  • Gaz ziemny: gaz ziemny ma najniższą temperaturę płomienia w porównaniu z innymi gazami. W rezultacie ma najdłuższy czas przebijania.

Proces cięcia tlenowo-paliwowego?

Cięcie tlenowo-paliwowe jest najbardziej opłacalnym procesem cięcia stali węglowej. Można je również łączyć z cięciem plazmowym lub cięciem strumieniem wody wykonywanym na tej samej części. Oto podstawy działania:

Krok 1: Podgrzewanie wstępne

Za pomocą płomieni wstępnego podgrzewania z palnika tlenowo-paliwowego stal jest podgrzewana do temperatury zapłonu około 1800?. Następnie jest gotowa do reakcji z tlenem.

Wewnątrz palnika paliwo gazowe jest mieszane z tlenem, tworząc wysoce łatwopalną mieszaninę. Dysza z wieloma otworami ułożonymi w okręgu skupienia łatwopalną mieszaninę gazów za pomocą wielu małych, łatwopalnych dysz. Mieszanina paliwowo-tlenowa zapala się na zewnątrz dyszy, a płomienie podgrzewania wstępnego tworzą się tuż poza końcówką dyszy.

Podczas procesu można regulować stosunek paliwa do tlenu. Pozwala to wytworzyć najwyższą możliwą temperaturę w najmniejszym możliwym płomieniu. W rezultacie zapewnia większą kontrolę i koncentrację ciepła na niewielkim obszarze na powierzchni płyty stalowej.

Krok 2: Przebijanie

Przebijanie oznacza po prostu początkowy przetop powierzchni do cięcia. Gdy powierzchnia lub krawędź płyty osiągnie temperaturę zapłonu, włącza się strumień tlenu, aby rozpocząć przebijanie przez płytę. Nazywa się to „tlenem tnącym”.

Strumień jest tworzony przez pojedynczy otwór w środku dyszy. Gdy strumień tlenu tnącego uderza we wstępnie podgrzaną stal, rozpoczyna się szybki proces utleniania.

Proces utleniania jest nazywany reakcją egzotermiczną. Innymi słowy wydziela więcej ciepła niż potrzeba do rozpoczęcia. Utleniona stal tworzy następnie stopiony żużel, który jest wydmuchiwany przez strumień, umożliwiając przebicie się przez materiał.

Proces przebijania może trwać ułamek sekundy lub kilka sekund, w zależności od grubości płyty. W tym czasie strumień tlenu tnącego wnika coraz głębiej w płytę. Stopiony żużel jest wówczas wydmuchiwany z otworu przebijającego.

Jeśli zostanie to wykonane prawidłowo, na górze płyty powstaje małe jeziorko żużla. Niedbałe podejście do tego może jednak wytworzyć duży gejzer stopionej stali.

Krok 3: Cięcie

Po przejściu strumienia tlenu tnącego przez płytę, palnik może zacząć poruszać się ze stałą prędkością. Tworzy się w ten sposób ciągłe cięcie. Końcówka tnąca i przepływy gazu ustawione na regulatorach kontrolują grubość ciętego metalu.

Aby utrzymać działanie reakcji egzotermicznej, palnik cały czas utrzymuje podgrzaną temperaturę stali tuż przed cięciem. Ciepło przyłożone do płyty jest zatem ciągłe, co pozwala palnikowi nadal poruszać się do przodu. W tym samym czasie stopiony żużel jest wydmuchiwany z dna płyty.

Powyższe czynności to podstawowe etapy procesu, przy czym istnieje wiele innych czynników, które mają na niego wpływ. Należą do nich prędkość, ciśnienie tlenu tnącego, regulacja płomienia wstępnego podgrzewania, wysokość cięcia i temperatura płyty. Każdy z nich może mieć wpływ na końcową jakość ciętej krawędzi i decydować o powodzeniu operacji cięcia tlenowo-paliwowego.