Две роли, которые играет каждый режущий газ
Каждое пламя газовой резки работает благодаря взаимодействию двух отдельных газовых потоков, выполняющих две разные работы, а не одного универсального газа. Топливный газ смешивается с небольшим потоком кислорода, создавая пламя предварительного нагрева, которое поднимает металл до температуры воспламенения. Как только эта температура достигается, гораздо больший отдельный поток чистого кислорода прорывается через центр наконечника, вступая в реакцию с горячим металлом, окисляя и выдувая расплавленный шлак из разреза.
Смешение этих двух ролей является источником большинства ошибок при настройке. Добавление большего количества топливного газа не ускоряет резку — оно просто меняет предварительный нагрев. Кислородная струя выполняет фактическую резку, а ее чистота и скорость потока действительно определяют, насколько чистой и быстрой будет резка. Понимание этого разделения является отправной точкой для разумного выбора газов, а не по привычке.
Варианты топливного газа: ацетилен, пропан, природный газ, MAPP и пропилен.
Пять топливных газов используются в подавляющем большинстве работ по кислородной резке, и каждый из них по-своему влияет на температуру пламени, стоимость и обращение.
Ацетилен горит горячее, чем любой из альтернатив, достигая примерно 5800–6000 ° F в кислородно-ацетиленовом пламени. Это тепло концентрируется в узком интенсивном конусе, что позволяет ему предварительно нагревать металл до температуры резки быстрее, чем любой другой топливный газ — именно поэтому он остается стандартным для сварки, пайки и резки толстых листов, где скорость прожига имеет значение. Компромиссом является стоимость кубического фута и более строгие требования к хранению баллонов. А более глубокое сравнение ацетилена и пропана для резки ломается именно там, где этот компромисс стоимости окупается, а где нет.
Пропан и природный газ горит заметно холоднее, ближе к 5200°F, и распределяет это тепло по более широкому пламени, а не по узкому конусу ацетилена. Более широкое пламя на самом деле является преимуществом для нагрева больших площадей или предварительного нагрева толстой пластины под поверхностью. Однако большинство магазинов пропан привлекает не производительность, а экономичность. Заправка пропана обходится дешевле, а правила его хранения менее строгие, чем правила хранения ацетилена, поэтому свалки и магазины, работающие с горелкой часами подряд, часто по умолчанию используют его.
МАПП газ (смесь метилацетилена и пропадиена) находится между ними, создавая более горячее пламя, чем пропан, при температуре около 2976 ° C с выделением тепла, близким к ацетилену в первичном конусе. Он также может работать при более высоком давлении, чем ацетилен, без такого же риска распада на взрывоопасные компоненты, что делает его пригодным вариантом для подводной резки на большой глубине — нишевое, но реальное преимущество, которого нет у других топливных газов.
Пропилен , жидкий продукт нефтяного газа, имеет температуру пламени, близкую к MAPP, но разделяет требования к высокому соотношению кислорода к топливу, как и пропан, а это означает, что для эффективного горения ему требуется пропорционально больший поток кислорода. Это менее распространенный выбор, но его можно найти в магазинах, оптимизирующих определенный баланс тепла и стоимости, который не совсем соответствует ацетилену и пропану.
Ни один из этих топливных газов не является универсальным лучшим выбором. Выбор зависит от толщины листа, частоты работы горелки и того, выполняет ли цех сварку, а не только резку, с той же подачей газа.
Почему чистота кислорода меняет все
Топливному газу уделяется больше всего внимания, но поток кислорода на самом деле определяет качество и скорость резки. Чистота кислорода ниже 99,5 % имеет огромный эффект: падение чистоты всего на 1 % обычно замедляет скорость резки примерно на 25 % и увеличивает расход газа в такой же степени, поскольку примеси разбавляют реакцию окисления, которая и осуществляет фактическую резку.
Здесь также важна конструкция сопла и наконечника, поскольку плохо спроектированный наконечник позволяет окружающему воздуху смешиваться с потоком кислорода до того, как он достигнет металла, что эффективно снижает чистоту в наиболее важной точке. Это одна из причин, по которой наконечники горелки не являются универсальным компонентом: геометрия канала внутри хорошо спроектированного наконечника защищает поток кислорода от такого рода разбавления.
Советы по подбору регуляторов и защитного оборудования для вашего газа
Каждая часть последующего оборудования резака построена вокруг конкретного газа, проходящего через него, и замена топливных газов без замены соответствующего оборудования — вот где начинается большинство проблем с настройкой.
Наконечники факелов являются наиболее ярким примером. В ацетиленовых наконечниках используется конструкция с предварительной смесью, в которой топливо и кислород смешиваются внутри наконечника до того, как пламя выйдет через близко расположенные отверстия. Вместо этого в наконечниках для пропана и природного газа используется конструкция постсмешения, при которой газы смешиваются сразу за поверхностью наконечника через более широкое седло, поскольку этим газам для стабилизации требуется больший объем кислорода по сравнению с топливом и дополнительное расстояние смешивания. Ацетилен cutting torch tips engineered for premix flame delivery и Наконечники пропанового резака, предназначенные для смешивания пламени в стиле постмикс отражают эту структурную разницу, а не являются взаимозаменяемыми вариантами одной и той же детали.
Регуляторы придерживаются той же логики, специфичной для газа. Каждый из них откалиброван в соответствии с диапазоном давления и стандартом конкретного газа, и пропускание неправильного газа через несоответствующий регулятор рискует создать давление, на которое последующее оборудование никогда не было рассчитано. Регуляторы давления газа, адаптированные к конкретным типам топливного газа Учитывайте эти различия по сравнению с установкой.
Разрядники Flashback следуют тому же правилу. Поскольку топливные газы различаются по диапазону воспламеняемости и скорости движения фронта пламени назад по шлангу, разрядники обратного удара, рассчитанные на фактически используемый газ должны находиться на обоих концах линии: регуляторе и горелке. Более пристальный взгляд на данные о температуре пламени и характеристиках горения для каждого топливного газа показывает, насколько по-разному эти газы ведут себя после воспламенения, и именно поэтому оборудование, построенное на их основе, не является взаимозаменяемым. Федеральный стандарт безопасности при газокислородной сварке и резке устанавливает базовые требования к хранению баллонов и спецификациям шлангов, которые применяются независимо от того, какой газ используется в магазине.
Выбор правильной газовой комбинации для вашего магазина
Не существует единственного правильного ответа на вопрос, какой режущий газ должен использовать цех — решение сводится к нескольким практическим факторам, которые сами по себе перевешивают температуру пламени.
- Толщина пластины и скорость прошивки : Толстый лист и производственная резка способствуют концентрации тепла ацетилена и более быстрому прожигу.
- Рабочий цикл : Мастерские, работающие в течение длительных периодов, часто считают, что пропан или природный газ дешевле поддерживать в течение полной смены.
- Существующая инфраструктура : Цех, к которому подведен газ, уже склоняется к использованию природного газа просто для того, чтобы избежать логистики баллонов.
- Двойное использование : Мастерские, занимающиеся сваркой и резкой, обычно имеют под рукой ацетилен, поскольку пропан и природный газ не могут заменить кислородно-топливную сварку.
Многие цеха в конечном итоге используют более одной установки топливного газа и переключаются в зависимости от выполняемой работы. Гораздо важнее, чем выбор одного победителя, убедиться, что каждый наконечник, регулятор и пламегаситель на горелке соответствует тому газу, который на самом деле подключен. Неподходящее оборудование приводит к проблемам с качеством пламени и угрозам безопасности.
