Projeto e seleção da ponta/do bico do maçarico de oxicombustível

Dicas para projeto/seleção da ponta do maçarico de oxicombustível

Parte 1 de uma série de 2

Durante o projeto ou a seleção de um bico/ponta de corte do maçarico mecanizado de oxicombustível, deve-se considerar vários fatores. Analisaremos alguns dos principais fatores que você deve considerar para selecionar a ponta certa do maçarico de oxicombustível.

Aqui estão vários, mas não todos, fatores a serem considerados:

1. a espessura do aço a ser cortado
2. diâmetro interno do tipo de corte (cilíndrico ou de alta velocidade/divergente)
3. gás de pré-aquecimento a ser usado
4. tipo de corte a ser realizado (corte de forma, corte chanfrado etc.) e
5. características do material a ser cortado (composição do material, chapa escorvada, casca de laminação etc.).

Existem outros parâmetros a serem considerados, mas esses parecem ser os principais. De todos os fatores no corte por chama, o bico e a corrente de corte de oxigênio que sai dele são, de longe, os itens mais importantes no processo. Nem o maçarico nem os dispositivos de controle da pressão associados têm muito a ver com o corte real.

Espessura da chapa

A convenção de corte atual considera que é necessário aumentar o diâmetro do diâmetro interno do bico de corte à medida que a espessura da chapa aumenta. A principal razão desse aumento é o fato de que a qualidade/velocidade do fluxo de corte diminui à medida que a distância da saída do bocal aumenta. A velocidade do fluxo de oxigênio de corte é sempre pelo menos sônica (Mach=1) e se expande para supersônica no bico ou a jusante do bocal.

Às vezes, o termo "laminar" é usado para descrever esse fluxo, mas não é um termo apropriado para um fluxo supersônico. O comprimento que o fluxo permanece "bom" é uma função do diâmetro interno do furo. Com essa corrente supersônica, existe uma relação L/d entre o comprimento de uma boa corrente de corte (L) e o diâmetro do bocal (d); portanto, o comprimento real desse fluxo aumenta à medida que o diâmetro interno aumenta.

Embora seja possível usar um bico "superdimensionado" para cortar material "fino", isso geralmente resultará em uma redução na qualidade, bem como em um aumento no consumo de oxigênio no corte. À medida que o diâmetro interno do furo aumenta, a quantidade de oxigênio de corte também aumenta. Para uma pressão de funcionamento fixa, a vazão/quantidade de oxigênio de corte aumenta com o quadrado do diâmetro, d2, de modo que pequenos aumentos no diâmetro interno do furo resultam em grandes aumentos na vazão.

Portanto, superdimensionar não é uma boa ideia, pois resulta em um aumento significativo nos custos operacionais. Ficar muito "superdimensionado" também reduz a linha reta do corte. Normalmente, o corte se torna um "V" invertido com a parte inferior do corte mais larga do que a parte superior do corte.

Corte de projetos de diâmetro interno de oxigênio

Hoje existem dois projetos básicos de diâmetro interno

1. diâmetro interno cilíndrico e
2. diâmetro interno divergente (também chamado de diâmetro interno de alta velocidade) (veja a Figura 1).

O diâmetro interno cilíndrico é mais usado para corte manual e corte mecânico de materiais finos (1/8-3/8 pol), e o divergente é normalmente usado em material mais espesso que 3/8 pol. Como a maioria das máquinas de corte CNC atuais estão equipadas com corte a plasma e a gás, a maioria dos clientes corta materiais finos usando plasma e muda de plasma para gás com materiais de ¾ a 1 pol de espessura. O ponto de mudança normalmente é determinado pelo número de maçaricos a plasma instalados, pela potência desses maçaricos, bem como pelo número de maçaricos a gás de oxicombustível instalados.

A diferença operacional nesses dois tipos de diâmetros internos de oxigênio é a pressão necessária para a melhor operação. O diâmetro interno cilíndrico opera melhor a cerca de 40 psig, e o divergente opera melhor em pressões na faixa de 75-100 psig. A melhor pressão real é uma função da relação entre o tamanho da saída e o tamanho da passagem, de modo que a pressão seja determinada pelo fabricante da ponta, dependendo da relação escolhida. Essas são as pressões medidas na entrada do maçarico. As pontas de corte normalmente operam satisfatoriamente a pressões de +/- 10 psig da pressão de projeto. Alguns operadores encontram essas condições especiais após uma avaliação de suas condições particulares. É preciso observar que a largura do corte aumentará à medida que a pressão de oxigênio de corte crescer.

Os bicos de diâmetro interno divergente efetivamente usados têm capacidades de velocidade de corte mais rápidas em comparação com os bicos de diâmetro interno cilíndrico e, apesar de terem pressões operacionais mais altas, consomem menos oxigênio por pé de corte. A tabela abaixo é uma comparação geral das velocidades de corte desses dois tipos de bicos.

Gráfico de velocidades de corte a chama – Clique para ampliar

Embora as velocidades reais não sejam impressionantes para os padrões de plasma, a diferença percentual entre os dois estilos é impressionante. Como todo o corte por chama é realizado em velocidades inferiores a 20 ipm, um aumento de 1 ipm resulta em um aumento percentual significativo na produção.

Na parte 2 deste artigo, abordaremos os projetos de pré-aquecimento do bico para os vários gases combustíveis e as exigências de biselamento em comparação com o corte de forma. Também abordaremos diversas condições que podem criar problemas na qualidade de corte.