Czym jest i jak działa proces cięcia płomieniowego?

Czym jest i jak działa proces cięcia płomieniowego?

Zrozumienie techniki procesu cięcia płomieniowego

Niniejszy artykuł skupia się na tym, czym i jak działa jest proces cięcia płomieniowego?

Co to jest cięcie płomieniowe?

To proces cięcia termicznego stosowany do oddzielania i kształtowania elementów stalowych. Cięcie płomieniowe wykorzystuje tlen i źródło paliwa do wytworzenia płomienia w celu stopienia materiału.

Proces jest znany pod wieloma nazwami

Proces jest często nazywany cięciem płomieniowym, jest znany pod różnymi nazwami, takimi jak cięcie tlenowo-acetylenowe, cięcie gazowo-tlenowe, spalanie tlenowe, spalanie stali i wieloma innymi terminami. Proces ma obecnie około 111-112 lat, ponieważ został opatentowany w 1901 roku przez Thomasa Fletchera. Jednym z pierwszych zastosowań komercyjnych było to, co Brytyjczycy nazwali „unauthorized bank entry” („nieautoryzowanym wejściem do banku”) lub „safe cracking” („włamaniem do sejfu”).

Jak działa cięcie płomieniowe?

To proces termochemiczny wymagający źródła intensywnego ciepła, zwanego „podgrzewaniem”, oraz czystego tlenu. Minimalna czystość tlenu w tym procesie to 99,5%. Najczęściej zapewniają to butle i systemy zbiorcze. Zmniejszenie czystości o 0,1% zmniejsza szybkość cięcia o około 10%, stąd konieczność zachowania jej poziomu.

Pomimo zachowania czystości tlenu, niewłaściwe połączenia, złe węże lub wszelkiego rodzaju wycieki mogą spowodować zanieczyszczenia w systemie, zmniejszając w ten sposób prędkość cięcia. Wysoka czystość tlenu stanowi bardzo niebezpieczne warunki i wymaga szczególnej ostrożności przy doborze sprzętu i projektowaniu systemów rurowych do jego użytkowania. Dostępnych jest wiele dokumentów dotyczących kwestii bezpieczeństwa. Prawo federalne (OSHA) zawiera liczne wymagania dotyczące używanego sprzętu, a także procedur, których należy przestrzegać.

Flame Cutting

Proces może być stosowany do cięcia/odcinania wielu różnych materiałów, przy podstawowym założeniu, że utworzony tlenek musi mieć niższą temperaturę topnienia niż cięty materiał rodzimy. Dobrym przykładem materiału nienadającego się do cięcia jest aluminium, którego temperatura topnienia wynosi 648,8 – 704,4℃ (1200 – 1300°F), a jego tlenku w zakresie 2760℃ (5000+°F). Stal nierdzewna ma dodatki takie jak chrom i nikiel wpływające na „odporność na utlenianie”. Staramy się wspierać utlenianie, co oznacza, że materiał nie może być cięty bez dodatkowej pomocy.

Jaką grubość materiału można ciąć?

Proces może ciąć materiały od grubości blachy do 250 cm (100 cali). Przed rokiem 1958, kiedy wprowadzono plazmę, wszystkie grubości były cięte płomieniowo. Obecnie metal cieńszy niż 9,5 mm – 12,5 mm (3/8-1/2 cala) jest zwykle cięty tylko plazmą lub laserem, ponieważ cienkie materiały są bardzo trudne do cięcia płomieniowego. Cienki materiał wymaga bardzo intensywnego podgrzewania, ponieważ prędkość cięcia wymagana do uzyskania dobrej jakości cięcia jest bardzo wysoka, dlatego pożądane jest podgrzewanie w wysokiej temperaturze oraz z dużą prędkością.

Proces jest taki sam dla wszystkich grubości, co oznacza, że materiał musi być „podgrzany” do temperatury 871℃–982℃ (1600–1800°F), następnie czysty tlen jest odprowadzany do podgrzanego obszaru, a stal jest utleniana lub spalana, stąd określenie „spalanie”. (Angielskie określenie „burner” („palacz”) jest często używane w odniesieniu do operatora.) Jakość końcowej powierzchni cięcia może być bardzo dobra z ostrą górną krawędzią, kwadratową/płaską powierzchnią cięcia i ostrą, pozbawioną żużla krawędzią dolną.

Jakie są parametry kontroli cięcia płomieniowego?

Jakość cięcia zależy od wielu parametrów, z których najważniejszym są kompetencje operatora. Poniżej znajduje się krótka, niepełna lista elementów/parametrów kontroli jakości cięcia:

  1. Właściwy dobór końcówki tnącej
  2. Właściwy dobór ciśnienia tlenu do cięcia
  3. Właściwe podgrzewanie (funkcja końcówki tnącej i operatora) obejmuje ilość podgrzewania oraz stosunek tlenu do paliwa gazowego
  4. Właściwa prędkość cięcia
  5. Właściwa odległość końcówki od ciętego materiału
  6. Właściwy dobór paliwa gazowego
  7. System zasilania gazem (zarówno paliwem gazowym, jak i tlenem) wystarcza do dostarczenia wymaganej ilości gazu pod wymaganym ciśnieniem.

Większość z tych parametrów może się różnić w zależności od materiału i stanu powierzchni ciętej płyty. Wszystkie te elementy są kontrolowane przez operatora i podkreślają znaczenie dobrego wyszkolenia oraz prawidłowej i dobrze utrzymanej maszyny.