Konstrukcja końcówki/dyszy palnika podgrzewającego

Konstrukcja podgrzewania dyszy tlenowo-paliwowej

Część 2 z 2

W poprzednim blogu na stronie Konstrukcja i wybór końcówki/dyszy palnika tlenowo-paliwowego omówiliśmy konstrukcje otworów dysz tnących i wymagania dla różnych grubości płyt. W tej części omówimy różne konstrukcje dysz wymagane dla różnych paliw gazowych.

Konstrukcja podgrzewania dyszy

Cztery podstawowe gazy paliwowe stosowane na rynku amerykańskim to: 1) acetylen, 2) propan, 3) gaz ziemny i 4) propylen. Istnieją również pewne dodatki zmieszane z gazem ziemnym lub propanem, które powinny poprawiać wydajność cięcia maszynowego. Nie zmieniają one jednak konstrukcji dyszy dla podstawowego paliwa gazowego gazu. W przeciwieństwie do konstrukcji z otworem do cięcia tlenem, konstrukcja podgrzewania nie zmienia się wraz z grubością płyty. Poniżej znajduje się zdjęcie przedstawiające trzy konstrukcje podgrzewania dla czterech paliw gazowych, gazu ziemnego i propanu przy użyciu tej samej konstrukcji. Różnica w konstrukcji wynika z różnicy prędkości płomienia między poszczególnymi gazami. Na tym zdjęciu przedstawiona jest 1) dysza do acetylenu, 2) dysza do propanu/gazu ziemnego, 3) dysza do propylenu i 4) ponownie dysza do propanu/gazu ziemnego o konstrukcji jednoczęściowej.

Dysza acetylenowa ma płaską powierzchnię czołową i nie posiada osłony utrzymującej płomień. Prędkość płomienia acetylenu jest znacznie wyższa niż w przypadku innych paliw i interakcja między płomieniami sąsiednich, odpowiednio umieszczonych portów podgrzewania wystarcza do utrzymania płomienia na powierzchni dyszy przy natężeniach przepływu/prędkościach stosowanych podczas operacji cięcia. Należy zauważyć, że osłona nr 3 jest krótsza niż osłona nr 2, co wskazuje, że prędkość płomienia propylenu jest wyższa niż w przypadku gazu ziemnego/propanu, a zatem dla propylenu wystarczy krótsza osłona. Utrzymywanie płomienia dla końcówek NG/propanu i propylenu wynika z bliskości sąsiednich portów płomieni, interakcji tych sąsiednich portów, jak również interakcji płomieni ze ścianą osłony.

Korzystanie z odpowiedniej konstrukcji dyszy podgrzewania

Konstrukcję podgrzewania należy wybrać w zależności od używanego gazu podgrzewającego, ponieważ zastosowanie niewłaściwej konstrukcji może spowodować poważne problemy. Stosowanie acetylenu w końcówkach przeznaczonych do gazu ziemnego/propanu lub propylenu może skutkować długotrwałym wypalaniem lub poważnym przegrzaniem palnika/końcówki zmechanizowanej. Użycie gazu nieacetylenowego w końcówkach acetylenowych prawdopodobnie nie spowoduje poważnego problemu, ale nie da odpowiedniego płomienia, ponieważ płomień „zeskoczy” z powierzchni dyszy przy bardzo niskich przepływie, stąd nie będzie nadawał się do użytku. Dysze będą chłodniejsze przy wysokich natężeniach przepływu podgrzewania, ponieważ wyższy przepływ gazów ma tendencję do chłodzenia dyszy lepiej niż przy niskich natężeniach przepływu.

Ukosowanie

W większości zastosowań cięcia płomieniowego palnik do cięcia jest ustawiony prostopadle do płyty. Jedynym wyjątkiem jest ukosowanie, w którym palnik/dysza jest ustawiona pod kątem od 15 do 60 stopni od pozycji prostopadłej do płyty. Powoduje to dwa problemy: 1) zwiększenie grubości ciętej płyty i 2) zmniejszenie skuteczności podgrzewania. Jeśli chodzi o grubość blachy, warto wziąć pod uwagę cosinus kąta podzielony przez grubość blachy dla zwiększenia rzeczywistej długości cięcia. W przypadku ukosowania pod kątem 45 stopni długość cięcia jest większa 1,41 razy od grubości płyty. Dlatego podczas ukosowania 2-calowej płyty przy 45 stopniach należy wybrać dyszę o wydajności około 7,5 cm (3 cali) lub większej. Podczas gdy długość cięcia wzrasta wraz ze wzrostem kąta ukosowania, skuteczność podgrzewania spada w jeszcze większym stopniu.

Najczęstszym błędem ukosowania jest zbyt słabe podgrzewanie. Powyżej znajduje się zdjęcie próby wykonania skosu pod kątem 45 stopni. Warto zauważyć, że pierwsze 1,25 cm – 0,62 (½ – ¾ cala) skosu jest gładkie, podczas gdy dalej widać powtarzające się pionowe wyżłobienia na ciętej powierzchni. Dla większości użytkowników taka wyżłobiona powierzchnia jest nie do zaakceptowania.

Powodem, dla którego pierwszy odcinek jest prawidłowy, było ciepło wprowadzone do płyty przed rozpoczęciem cięcia. Po tym, jak cięcie „dogania” tę podgrzaną część płyty, powierzchnia cięcia staje się nie do zaakceptowania. Rozwiązaniem tego problemu jest jedna lub wszystkie z poniższych opcji:

1. skrócić odległość od końcówki do obrabianej przedmiotu według miejsca, w którym podgrzane stożki wewnętrzne dotykają płyty;
2. zwiększyć natężenie przepływu podgrzewanych gazów do maksimum, na które pozwala końcówka;
3. upewnić się, że stosunek O/F jest prawidłowy, aby zapewnić maksymalną temperaturę płomienia;
4. użyć podgrzewacza pomocniczego.

Zdjęcie pokazuje konfigurację z trzema palnikami i zapalonymi podgrzewaczami. Rezultat to część z 45-stopniowym skosem górnym, noskiem i 45-stopniowym skosem dolnym. Palnik 1 jest palnikiem głównym i wymaga największego podgrzewania. Zwróć uwagę na różnicę w długości stożków podgrzewania palników 1, 2 i 3. Palnik 2 jest palnikiem drugim i tworzy nosek. Palnik wymaga niewielkiego podgrzewania i w rzeczywistości przejmuje część potrzebnego podgrzewania z palnika 1. Palnik 3 tnie górny skos i w niektórych przypadkach wymaga większego nagrzania niż palnik 2 i zazwyczaj większego niż palnik 1.

Patrząc na te trzy palniki, stożki podgrzewania palnika 1 są najdłuższe, podczas gdy palnik 3 ma nieco krótsze stożki w porównaniu do palnika 1, ale dłuższe niż palnik 2. Trudno jest nadmiernie podgrzać palnik główny/ustawiony pod kątem, ale stosunkowo łatwo jest podgrzać palnik pionowy. Zbyt duże podgrzewanie w tym przypadku często powoduje powstanie uporczywego żużla na dnie płyty, który jest trudny do usunięcia.

Ukosowanie stwarza więcej trudności niż typowe cięcie kształtowe, ale niektóre z nowych urządzeń w dzisiejszych maszynach pozwalają przezwyciężyć pewne trudności.