شرح غازات قطع الغاز: غازات الوقود والأكسجين وكيفية الاختيار

الدوران اللذان يلعبهما كل قطع الغاز

يعمل كل شعلة قطع غاز بالشراكة بين تيارين غازيين منفصلين يقومان بوظيفتين مختلفتين، وليس غازًا واحدًا متعدد الأغراض. يمتزج غاز الوقود مع تيار صغير من الأكسجين لتكوين لهب التسخين المسبق الذي يرفع المعدن إلى درجة حرارة الاشتعال. بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة هذه، ينطلق تيار أكبر بكثير ومنفصل من الأكسجين النقي عبر مركز الطرف، ويتفاعل مع المعدن الساخن ليتأكسد وينفخ الخبث المنصهر خارج القطع.

الخلط بين هذين الدورين هو مصدر معظم أخطاء الإعداد. إن إضافة المزيد من غاز الوقود لا يؤدي إلى خفض السرعة بشكل أسرع، بل يؤدي فقط إلى تغيير التسخين المسبق. يقوم نفث الأكسجين بعملية القطع الفعلية، ونقاوته ومعدل تدفقه هما ما يحددان مدى نظافة وسرعة القطع. إن فهم هذا الانقسام هو نقطة البداية لاختيار الغازات بشكل معقول وليس بالعادة.

خيارات غاز الوقود: الأسيتيلين، البروبان، الغاز الطبيعي، MAPP والبروبيلين

تغطي خمسة غازات وقود الغالبية العظمى من أعمال قطع الوقود الأكسجيني، ويتاجر كل منها بدرجة حرارة اللهب مقابل التكلفة والتعامل معه بطريقة مختلفة.

الأسيتيلين يحترق بدرجة حرارة أعلى من أي من البدائل، حيث يصل إلى ما يقرب من 5800-6000 درجة فهرنهايت في لهب أوكسي أسيتيلين. تتركز هذه الحرارة في مخروط ضيق ومكثف، مما يسمح لها بتسخين المعدن مسبقًا لخفض درجة الحرارة بشكل أسرع من أي غاز وقود آخر - وهو السبب في أنه يظل هو الإعداد الافتراضي للحام والنحاس وقطع الألواح السميكة حيث تكون سرعة الثقب مهمة. المقايضة هي التكلفة لكل قدم مكعب ومتطلبات تخزين الأسطوانات الأكثر صرامة. أ مقارنة أعمق للأسيتيلين ضد البروبان للقطع ينهار بالضبط حيث تؤتي مقايضة التكلفة ثمارها وأين لا تفعل ذلك.

البروبان و الغاز الطبيعي احرق بشكل أكثر برودة، أقرب إلى 5200 درجة فهرنهايت، وانشر تلك الحرارة عبر لهب أوسع بدلاً من مخروط الأسيتيلين الضيق. يعد هذا اللهب الأوسع في الواقع ميزة لتسخين مساحات كبيرة أو التسخين المسبق للوحة السميكة أسفل السطح. لكن ما يجذب معظم المتاجر إلى البروبان ليس الأداء، بل الاقتصاد. تكلفة تعبئة البروبان أقل، وقواعد تخزينه أقل تقييدًا من قواعد الأسيتيلين، ولهذا السبب غالبًا ما تفشل ساحات الخردة والمحلات التجارية التي تشغل الشعلة لساعات متواصلة في تشغيلها.

غاز ماب (خليط من الميثيل أسيتيلين والبروباديين) يقع بينهما، وينتج لهبًا أكثر سخونة من البروبان عند حوالي 2976 درجة مئوية مع إطلاق حرارة أقرب إلى الأسيتيلين في المخروط الأولي. يمكن أيضًا أن يعمل عند ضغط أعلى من الأسيتيلين دون نفس خطر التفكك إلى مكونات متفجرة، مما يجعله خيارًا عمليًا للقطع تحت الماء في المياه العميقة - وهي ميزة متخصصة ولكنها حقيقية لا تتقاسمها غازات الوقود الأخرى.

البروبيلين ، وهو منتج غاز بترولي سائل، يهبط بالقرب من MAPP في درجة حرارة اللهب ولكنه يشترك في متطلبات نسبة الأكسجين إلى الوقود العالية للبروبان، مما يعني أنه يحتاج إلى تدفق أكسجين أكبر نسبيًا للحرق بكفاءة. إنه خيار أقل شيوعًا ولكنه يظهر في المتاجر التي تعمل على تحسين توازن محدد للحرارة والتكلفة لا يحققه الأسيتيلين والبروبان تمامًا.

لا يعد أي من غازات الوقود هذه خيارًا أفضل عالميًا. يعتمد الخيار الصحيح على سمك اللوحة، وعدد مرات تشغيل الشعلة، وما إذا كان الورشة تقوم أيضًا باللحام - وليس القطع فقط - بنفس مصدر الغاز.

لماذا نقاء الأكسجين يغير كل شيء

يحظى غاز الوقود بمعظم الاهتمام، لكن تيار الأكسجين المقطوع هو ما يحدد في الواقع جودة القطع وسرعته. نقاء الأكسجين أقل من 99.5% له تأثير كبير: انخفاض النقاء بنسبة 1% فقط يؤدي عادةً إلى إبطاء سرعة القطع بنسبة 25% تقريبًا ويزيد من استهلاك الغاز بهامش مماثل، نظرًا لأن الشوائب تخفف من تفاعل الأكسدة الذي يقوم بالقطع الفعلي.

تصميم الفوهة والطرف مهم هنا أيضًا، نظرًا لأن الطرف ذو التصميم السيئ يسمح للهواء المحيط بالاختلاط في تيار الأكسجين قبل أن يصل إلى المعدن، مما يقلل بشكل فعال من النقاء عند النقطة الأكثر أهمية. هذا هو أحد الأسباب التي تجعل رؤوس الشعلة ليست مكونًا واحدًا يناسب الجميع - فهندسة المرور داخل الطرف المصمم جيدًا تحمي تيار الأكسجين من هذا النوع من التخفيف.

مطابقة النصائح والمنظمات ومعدات السلامة للغاز الخاص بك

يتم تصميم كل قطعة من المعدات النهائية على شعلة القطع حول الغاز المحدد الذي يتدفق عبرها، وتبدأ معظم مشكلات الإعداد بتبديل غازات الوقود دون تبديل المعدات المطابقة.

نصائح الشعلة هي أوضح مثال. تستخدم أطراف الأسيتيلين تصميمًا بريمكس، حيث يمزج الوقود والأكسجين داخل الطرف قبل خروج اللهب من خلال فتحات متقاربة. تستخدم أطراف البروبان والغاز الطبيعي تصميم ما بعد الخلط بدلاً من ذلك، حيث يتم خلط الغازات خارج وجه الطرف مباشرةً من خلال مقعد أوسع، نظرًا لأن هذه الغازات تحتاج إلى حجم أكسجين أكبر مقارنة بالوقود ومسافة خلط إضافية لتحقيق الاستقرار. الأسيتيلين cutting torch tips engineered for premix flame delivery و تم تصميم أطراف شعلة قطع البروبان لخلط اللهب على طراز ما بعد الخلط تعكس هذا الاختلاف الهيكلي بدلاً من كونها متغيرات قابلة للتبديل لنفس الجزء.

يحمل المنظمون نفس المنطق الخاص بالغاز. تتم معايرة كل منها وفقًا لنطاق ضغط معين للغاز ومعايير التركيب، كما أن تشغيل الغاز الخاطئ من خلال منظم غير متطابق يؤدي إلى مخاطر توفير ضغط لم يتم تصنيف المعدات النهائية عليه مطلقًا. منظمات ضغط الغاز مطابقة لأنواع معينة من غاز الوقود حساب هذه الاختلافات من المناسب.

يتبع مانعو الفلاش باك نفس القاعدة. نظرًا لأن غازات الوقود تختلف في نطاق القابلية للاشتعال ومدى سرعة انتقال جبهة اللهب للخلف عبر خرطوم، تم تصنيف مانعات الفلاش باك للغاز المستخدم بالفعل بحاجة إلى الجلوس على طرفي الخط المنظم والشعلة. نظرة فاحصة على بيانات درجة حرارة اللهب وخصائص الاحتراق لكل غاز وقود يوضح مدى اختلاف تصرفات هذه الغازات بمجرد اشتعالها، وهذا هو بالضبط سبب عدم إمكانية تبديل المعدات المبنية حولها. ال معيار السلامة الفيدرالي للحام والقطع بالوقود الأكسجيني يحدد المتطلبات الأساسية لتخزين الأسطوانات ومواصفات الخراطيم التي تنطبق بغض النظر عن نوع الغاز الذي يديره المتجر.

اختيار مجموعة الغاز المناسبة لمتجرك

لا توجد إجابة واحدة صحيحة حول نوع غاز القطع الذي يجب على المتجر تشغيله - ويعود القرار إلى مجموعة من العوامل العملية التي تفوق درجة حرارة اللهب في حد ذاتها.

• سمك اللوحة وسرعة الثقب : الصفائح السميكة وقطع الإنتاج تفضل حرارة الأسيتيلين المركزة وأوقات ثقب أسرع.
• دورة العمل : المحلات التجارية التي تقوم بتشغيل الشعلة لفترات طويلة غالبا ما تجد البروبان أو الغاز الطبيعي أرخص للحفاظ على نوبة عمل كاملة.
• البنية التحتية القائمة : متجر يتم توصيله بأنابيب الغاز يميل بالفعل نحو الغاز الطبيعي لتجنب لوجستيات الأسطوانات.
• استخدام ثنائي الغرض : عادةً ما تحتفظ المتاجر التي تقوم باللحام والقطع بالأسيتيلين في متناول اليد، حيث لا يمكن للبروبان والغاز الطبيعي أن يحلا محل اللحام بالوقود الأكسجين.

ينتهي الأمر بالعديد من المتاجر إلى تشغيل أكثر من إعداد واحد لغاز الوقود والتبديل بناءً على المهمة التي تقوم بها. ما يهم أكثر من اختيار فائز واحد هو التأكد من أن كل طرف ومنظم ومانع ارتجاع على الشعلة يتطابق مع أي غاز متصل فعليًا - المعدات غير المتطابقة هي المكان الذي تبدأ فيه مشاكل جودة اللهب ومخاطر السلامة.