Oksijenli Yakıt Torçu Ucu/Nozul Ön Isıtma Tasarımı

Oksijenli Yakıt Nozul Ön Isıtma Tasarımı

2 bölümlük bir dizinin 2. bölümü

Oksijenli Yakıt Torç Ucu/Nozul Tasarımı ve Seçimi hakkındaki önceki blog makalesinde kesme nozulu delik tasarımlarını ve çeşitli plaka kalınlıklarına ilişkin gereksinimleri tartıştık. Bu makalede ise çeşitli yakıt gazları için gerekli olan farklı nozul tasarımlarını ele alacağız.

Nozul Ön Isıtma Tasarımı

ABD pazarındaki dört ana yakıt gazı 1) asetilen, 2) propan, 3) doğal gaz ve 4) propilendir. Doğal gaz veya propanla karıştırılan ve makinenin kesme performansını iyileştirmesi gereken bazı katkı maddeleri de vardır ancak bu katkı maddeleri, temel yakıt gazı için nozul tasarımını değiştirmez. Kesme oksijeni delikli tasarımının aksine, ön ısıtma tasarımı plaka kalınlığı ile değişmez. Aşağıda, dört yakıt gazı, doğal gaz ve aynı tasarımın kullanıldığı propan için üç ön ısıtma tasarımını gösteren bir fotoğraf bulunmaktadır. Tasarımdaki farklılık, farklı gazların alev hızlarındaki farktan kaynaklanmaktadır. Bu fotoğrafta nozul 1) bir asetilen nozuludur, 2) bir propan/doğal gaz nozuludur, 3) bir propilen nozuldur ve 4) yine tek parça tasarımlı bir propan/doğal gaz nozuludur.

Asetilen nozulu düz bir ön yüze sahiptir ve alev tutucu eteği yoktur. Asetilenin alev hızı diğer yakıtların alev hızından çok daha yüksektir ve yalnızca uygun şekilde yerleştirilmiş bitişik ön ısıtma portlarının alevleri arasındaki etkileşim, alevi nozulun yüzeyinde kesme işleminde kullanılan akış hızlarında tutmak için yeterlidir. 3'ün eteğinin 2'den daha kısa olduğuna dikkat edin, bu da propilenin alev hızının NG/propanınkinden daha yüksek olduğunu gösterir, bu nedenle daha kısa olan etek propilen için yeterlidir. NG/propan ve propilen uçları için alev tutma, bitişik alev portlarının yakınlığından, bu bitişik portların etkileşiminden ve ayrıca alevlerin etek duvarı ile etkileşiminden kaynaklanır.

Doğru Nozul Ön Isıtma Tasarımını Kullanma

Yanlış tasarım kullanıldığında ciddi sorunlar oluşabileceğinden, kullanılan ön ısıtma gazı için uygun ön ısıtma tasarımı seçilmelidir. NG/propan veya propilen için tasarlanmış parça uçlarında asetilen kullanımı, makine torçunun/ucunun sürekli olarak geri yanmasına veya aşırı biçimde ısınmasına neden olabilir. Asetilen uçlarında asetilen dışı bir gazın kullanılması muhtemelen ciddi bir soruna yol açmaz, ancak alev çok düşük akışlarda nozulun yüzeyinden "sıçrayacağı", dolayısıyla da kullanılabilir olmayacağından kullanılabilir bir alev sağlamaz. Gazların daha yüksek akışı nozulu düşük akış hızlarında olduğundan daha iyi soğutma eğiliminde olduğundan, nozullar yüksek ön ısıtma akış hızlarında daha soğuk çalışma eğiliminde olacaktır.

Pahlama

Alevli kesme uygulamalarının çoğunda kesme torçu plakaya diktir. Bunun bir istisnası torç/nozulun plakaya dik açı ila 15-60 derecelik açılarda olduğu pahlamadır. Bu, 2 soruna yol açar: 1) kesilecek plaka kalınlığının artması ve 2) ön ısıtma etkililiğinin azalması. Plaka kalınlığına gelince, gerçek kesme uzunluğundaki artış için açının kosinüsünü plaka kalınlığına bölündüğünü düşünün. 45 derecelik bir pah için kesim uzunluğu plaka kalınlığının 1,41 katı artar. Bu nedenle, 2 inçlik bir plakayı 45 derecede pahlarken, yaklaşık 3 inç veya daha fazla ölçülmüş bir nozul seçin. Pah açısı arttıkça kesme uzunluğu arttığı halde, ön ısıtmanın etkililiği daha da dikkate değer bir şekilde azalır.

Muhtemelen en yaygın pah hatası, çok az ön ısıtmadır. Yukarıda 45 derecelik bir pah denenmiş bir fotoğraf bulunmaktadır. Pahın ilk ½- ¾ incinin pürüzsüz olduğunu, geri kalanında ise kesim yüzeyinde tekrarlanan dikey oyuklar görüldüğüne dikkat edin. Çoğu kullanıcı bu oluk açılmış yüzeyi uygun bulmuyor.

İlk kısmın iyi olmasının nedeni, kesime başlamadan önce plakaya verilen ısının bir sonucu olmuştur. Kesim, plakanın bu önceden ısıtılmış kısmı ile "yakalandıktan" sonra, kesim yüzeyi kabul edilemez bir şekilde bozulur. Bu sorunun çözümü aşağıdakilerden biri veya tümüdür:

1. Ön ısıtma iç konilerinin plakaya temas ettiği yere kadar olan çalışma mesafesini azaltmak
2. Ön ısıtma gazlarının akış hızını, ucun izin vereceği maksimum değere kadar yükseltmek
3. Maksimum alev sıcaklıklarını sağlamak için O/F oranının doğru olduğundan emin olmak
4. Yardımcı bir ön ısıtma kullanmak

Bu fotoğrafta, ön ısıtmaların ateşlendiği üç torçlu bir yapılandırma gösterilmektedir. Elde edilen parça, 45 derecelik üst paha, bir buruna ve 45 derecelik alt paha sahiptir. 1. torç, ana torçtur ve ön ısıtmayı en fazla gerektiren torçtur. 1, 2 ve 3. torçun ön ısıtma konilerinin uzunlukları arasındaki farka dikkat edin. Sonraki torç 2. torçtur ve burnu/inişi sağlar. Bu torç için çok az ön ısıtma gerekir ve aslında ihtiyaç duyduğu ısıtmanın bir kısmını 1. torçtan alır. 3. torç üst eğimi keser ve bazı durumlarda 2. torçtan daha fazla ön ısıtma gerektirir, ancak bu, genellikle 1. torçtan fazla değildir.

Yine üç torça bakıldığında, 1. torçun ön ısıtma konileri en uzunken, 3. torç 1. torça kıyasla biraz daha kısa ancak 2. torçtan daha uzun konilere sahiptir. Öndelik açılı torçta çok fazla ön ısıtma elde etmek zor olduğu halde dikey torçta çok fazla ön ısıtma elde etmek nispeten kolaydır. Bu durumda çok fazla ön ısıtmayla, genellikle plakanın alt kısmında çıkarılması zor olan inatçı cüruf elde edilir.

Pahlama tipik şekil kesmeden daha fazla zorluk çıkarır, ancak günümüzdeki makinelerde bulunan bazı yeni ekipmanlar bu zorlukların bazılarının üstesinden gelmeye yardımcı olur.