Conception du bec de torche/buse à oxycombustion

Conception de préchauffage de l'oxycombustible

Partie 2 d'une série en 2 parties

Dans le blog précédent sur la conception et la sélection du bec de torche/buse de torche à oxycombustion, nous avons présenter les conceptions d'alésage de buse de coupe et les exigences pour différentes épaisseurs de plaque. Dans ce numéro, nous décrirons différentes conceptions de buses requises pour les différents gaz combustibles.

Conception de préchauffage de buse

Sur le marché américain, les quatre principaux gaz combustibles sont 1) l'acétylène, 2) le propane, 3) le gaz naturel et 4) le propylène. Des additifs mélangés au gaz naturel ou au propane permettent également d'améliorer les performances de coupe des machines ; cependant, ces additifs ne modifient pas la conception de la buse pour le gaz combustible de base. Contrairement à la conception de l'alésage d'oxycoupage, la conception de préchauffage ne change pas en fonction de l'épaisseur de la pièce. Vous trouverez ci-dessous une photographie montrant les trois conceptions de préchauffage, pour les quatre gaz combustibles, le gaz naturel et le propane utilisant la même conception. La différence de conception devient nécessaire en raison de la différence de vitesse de flamme des différents gaz. Dans cette photo, 1) est une buse d'acétylène, 2) est une buse de propane/gaz naturel, 3) est une buse de propylène et 4) encore une fois est une buse de propane/gaz naturel de conception monobloc.

La buse d'acétylène a une face avant plate et aucune jupe de maintien de flamme. La vitesse de flamme de l'acétylène est beaucoup plus élevée que celle des autres combustibles, et seule l'interaction entre les flammes des ports de préchauffage adjacents correctement placés est suffisante pour maintenir la flamme sur la face de la buse aux débits/vitesses utilisés dans les opérations de coupe. Notez que la jupe de la buse 3 est plus courte que celle de la buse 2, ce qui indique que la vitesse de flamme du propylène est supérieure à celle du NG/Propane donc la jupe plus courte est suffisante pour le propylène. Le maintien de la flamme pour les pointes NG/propane et propylène est dû à la proximité des ports de flamme adjacents, à l'interaction entre ces ports adjacents, ainsi qu'à l'interaction des flammes avec la paroi de la jupe.

Utilisation de la bonne conception de préchauffage de buse

La conception de préchauffage appropriée doit être choisie pour le gaz de préchauffage utilisé, car de graves problèmes peuvent survenir lors de l'utilisation d'une conception incorrecte. L'utilisation de l'acétylène dans les embouts conçus pour le NG/propane ou le propylène peut entraîner une remontée d'arc soutenue ou une grave surchauffe de la torche/pointe de la machine. L'utilisation d'un gaz non acétylène dans les pointes d'acétylène n'entraîne généralement pas de problème grave, mais ne produit pas de flamme utilisable car la flamme « saute » hors de la face de la buse à un très faible débit et n'est donc pas utilisable. Les buses ont tendance à fonctionner à une vitesse plus froide à des débits de préchauffage élevés, car les débits de gaz plus élevés ont tendance à mieux refroidir la buse que les faibles débits.

Biseautage

Dans la plupart des applications de coupage à la flamme, la torche de coupe est perpendiculaire à la plaque. Le biseautage constitue une exception, où la torche/buse se trouve à des angles de 15 à 60 degrés de la perpendiculaire à la plaque. Cela entraîne 2 problèmes 1) est celui de l'augmentation de l'épaisseur de la pièce à couper et 2) la réduction de l'efficacité du préchauffage. En ce qui concerne l'épaisseur de la pièce, elle correspond au cosinus de l'angle divisé en épaisseur amine de la pièce pour l'augmentation de la longueur réelle de la coupe. Pour un biseau de 45 degrés, la longueur de coupe est 1,41 fois supérieure à l'épaisseur de la plaque. Ainsi, lors du biseautage d'une plaque de 2 pouces à 45 degrés, choisissez une buse d'environ 3 po ou plus. Alors que la longueur de coupe augmente de façon proportionnelle à l'angle de biseau, l'efficacité du préchauffage diminue encore plus considérablement.

L'erreur effectuer le plus souvent avec un biseau est probablement un préchauffage insuffisant. La photo ci-dessus présente une tentative de biseau à 45 degrés. Notez que les premiers 1/2 à 3/4 pouces du biseau sont lisses tandis que le reste comporte des gouges verticales répétées dans la surface de coupe. La plupart des utilisateurs jugent cette surface creusée inacceptable.

La première partie est satisfaisante, en raison de la chaleur incorporée dans la plaque avant de commencer la coupe. Une fois que la coupe « rattrape » cette partie préchauffée de la plaque, la surface coupée se détériore pour devenir inacceptable. La solution à ce problème consiste à utiliser l'une des solutions suivantes :

1. réduire la distance de travail de la pointe à l'endroit où les cônes internes de préchauffage entrent en contact avec la plaque
2. augmenter le débit des gaz de préchauffage au maximum autorisé par la pointe
3. s'assurer que le rapport O/C est correct pour garantir l'obtention des températures maximales de la flamme
4. utiliser un préchauffage auxiliaire

Cette photo montre une configuration à trois torches incluant des préchauffages allumés. Il en résulte un biseau supérieur de 45 degrés, un nez et un biseau inférieur de 45 degrés. La torche 1 est la torche d'attaque et nécessite le plus de préchauffage. Notez la différence dans la longueur des cônes de préchauffage des torches 1, 2 et 3. La torche 2 est la deuxième torche et fournira le nez/terre. Cette torche nécessite peu de préchauffage et peut acquérir une partie de son chauffage requis à partir de la torche 1. La torche 3 coupe le biseau supérieur et, dans certains cas, nécessite plus de préchauffage que la torche 2, mais généralement pas plus que la torche 1.

De nouveau, en regardant les trois torches, les cônes de préchauffage de la torche 1 sont les plus longs, tandis que la torche 3 a des cônes légèrement plus courts par rapport à la torche 1 mais plus longs que la torche 2. Il est difficile d'obtenir trop de préchauffage sur la torche à angle d'attaque, mais il est relativement facile d'obtenir trop de préchauffage sur la torche verticale. Trop de préchauffage dans ce cas entraîne souvent une couche tenace de laitier sur le fond de la plaque qui est difficile à enlever.

Le biseautage présente plus de difficultés que la coupe de forme classique, mais certains des nouveaux équipements sur les machines modernes aident à surmonter certaines de ces difficultés.