Czym jest cięcie paliwowo tlenowe? Pytania i odpowiedzi
Fot. Voortman

Czym jest cięcie paliwowo tlenowe? Pytania i odpowiedzi

10/05/2020

Jak ważne jest cięcie paliwowo-tlenowe dla przetwarzania materiału o grubości 50 mm i grubszego?

Firmy, które nie korzystają z tego procesu cięcia, mogą być zaskoczone, gdy dowiadują się o wysokiej jakości najnowocześniejszych paliw tlenowych.

Jeśli firma produkcyjna nie tnie dużo naprawdę grubego metalu, może nie wiedzieć zbyt wiele o zmechanizowanym cięciu paliwowo-tlenowym . To może również prowadzić do przekonania, że technologia nie ma miejsca w nowoczesnych operacjach produkcyjnych.

Francuscy inżynierowie Edmond Fouché i Charles Picard opracowali spawanie tlenowo-acetylenowe w 1903 roku. Proces wymagał użycia czystego tlenu zamiast powietrza, aby wytworzyć płomień wystarczająco gorący, aby stopić stal, na której pochodnia była skupiona.

Dzięki płomieniu tlenowo-acetylenowemu, który może osiągnąć powyżej 3300 ℃, proces okazał się szczególnie przydatny w łączeniu metali wszelkiego rodzaju, w tym stali stopowych i aluminium, przynajmniej do połowy XX wieku, kiedy spawanie łukowe stało się bardziej powszechne przyjęty. Nawet przy tej zmianie spawanie tlenowo-paliwowe jest nadal nauczane w wielu programach spawalniczych, aby zademonstrować ewolucję technologii spawania na przestrzeni lat.

Z drugiej strony, cięcie paliwowo-tlenowe jest nadal stosowane w miejscach, w których blachastal konstrukcyjna są dominującymi przetwarzanymi materiałami.

Aby dowiedzieć się, dlaczego jest to ważne, postaramy się odpowiedzieć na niektóre pytania:

Jakim rodzajem procesu cięcia jest cięcie paliwowo-tlenowe?
Technicznie rzecz biorąc, nie jest to naprawdę cięcie. To bardziej jak szybkie utlenianie, ponieważ krawędź cięcia jest wynikiem reakcji chemicznej.

Reakcja między czystym tlenem a stalą tworzy tlenek żelaza. Płomienie rozgrzewające służą do podniesienia powierzchni lub krawędzi stali do około 980 stopni Celsjusza, na co wskazuje jasnoczerwony blask w stali. Czysty tlen, wprowadzany w drobny strumień wysokociśnieniowy jest następnie kierowany w stronę ogrzewanej sekcji stali. W zmechanizowanych systemach podgrzanie wstępne i strumień tlenu są następnie przesuwane ze stałą prędkością, aby zakończyć proces cięcia.

Jaki materiał może być cięty za pomocą metody paliwowo-tlenowej?
To musi być materiał żelazny. Nie można ciąć aluminium ani stali nierdzewnej.

Gdyby do cięcia metali innych niż stal węglowa użyto paliwowo-tlenowego, nie można by było dużo wyciąć. Ponieważ te metale nieżelazne mają tlenki o temperaturze topnienia wyższej niż sam metal podstawowy, szybko się utleniają, gdy zastosuje się na nich palnik tlenowo-paliwowy i utworzy się skorupa ochronna. Żaden materiał nie jest usuwany. Stal węglowa wytwarza tlenek o niższej temperaturze topnienia niż on sam, umożliwiając szybki proces utleniania.

Jaki jest najgrubszy materiał, jaki mogę wyciąć na zmechanizowanym stole paliwowo-tlenowym?
Cięcie paliwo tlenowe traci część swojej wydajności i korzyści na cieńszych metalach. W tym miejscu zaczniesz uważniej przyglądać się cięciu laserem i plazmą. Oba wykonają znacznie lepszą robotę, szczególnie w przypadku laserów, które mogą ciąć materiał o grubości od 25 do 32 mm oraz plazmy, która może ciąć materiał o grubości do 50 mm.

Niektórzy mogą twierdzić, że cięcie 50 mm może nie mieć sensu w przypadku cięcia paliwowo-tlenowego, ale warto się przyjrzeć, ponieważ jest to opłacalne w obsłudze i zapewnia bardzo dobrą przewagę.

W przypadku naprawdę grubych materiałów, o grubości powyżej 100 mm, firmy patrzą na technologię paliwowo-tlenową na zmechanizowanych systemach, ponieważ wiedzą, czego potrzebują i jaką jakość cięcia chcą uzyskać.

Czy sensowne jest posiadanie tylko jednej głowicy tnącej paliwowo-tlenowej na zmechanizowanym systemie tnącym?
To zależy od aplikacji. Weźmy na przykład stalowe centrum serwisowe. Możesz wejść do jednego z tych miejsc i zobaczyć 12-głowicowy system cięcia paliwowo-tlenowy. Dlaczego tyle głowic tnących? Robią ogromną ilość cięcia stali miękkiej.

Wchodzisz więc w sytuacje, w których jeśli twoja firma jest centrum serwisowym ze stali, możesz chcieć zwiększyć wartość tego, co oferujesz klientowi. Historycznie te centra serwisowe właśnie sprzedały ci pełne blachy stalowe. Dziś muszą zrobić więcej. Będą oferować cięcie potrzebnego rozmiaru blachy stalowej.

Jaki gaz jest zalecany dla zmechanizowanych systemów cięcia paliwowo-tlenowych?
Procesy tlenowo-paliwowe mogą używać różnych paliw gazowych, a najbardziej powszechnym gazem jest acetylen. Inne gazy, które mogą być stosowane to:

  • propylen
  • skroplony gaz naftowy (LPG)
  • propan, butan
  • gaz ziemny
  • wodór

Natomiast większość firm z dostępem do gazu ziemnego wybiera tę drogę. Jest łatwy w konfiguracji i bardzo przystępny cenowo.

Czy potrzebuję doświadczonego operatora, aby jak najlepiej wykorzystać zmechanizowany stół paliwowo-tlenowy?
Był czas, kiedy wydajność stołu do cięcia paliwowo-tlenowego zależała od umiejętności operatora. Ci „krajacze” wiedzieli, jak uzyskać płomień rozgrzewający tuż przed przekłuciem, nie patrząc na wskaźniki. Wiedzieli, jak dostroić płomień, aby uzyskać przewagę najwyższej jakości bez patrzenia na wycięte wykresy. Ale ten zestaw umiejętności po prostu nie jest tak potrzebny, jak kiedyś. Właśnie dlatego automatyzacja pomogła mniej doświadczonym operatorom szybciej przyspieszyć dzięki nowym, nowoczesnym systemom cięcia paliwem tlenowym.

Obecnie operator systemu może podłączyć parametry zadania: materiał, grubość i rozmiar końcówki tnącej. Ciśnienia gazu są ustawiane automatycznie, a cięcie jest koordynowane przez oprogramowanie CAM.

Ten interfejs kontroli użytkownika naprawdę robi różnicę. Skraca czas potrzebny operatorowi na wygodne korzystanie z systemu cięcia paliwowo-tlenowego i rozpoczęcie produkcji części wysokiej jakości bez większego nadzoru.

Czy ta automatyzacja została rozszerzona na nadzór nad materiałami eksploatacyjnymi?
Czy system cięcia paliwowo-tlenowy ostrzega operatora, kiedy należy wymienić coś takiego jak końcówki tnące?
W tej chwili stół do cięcia paliwowo-tlenowy wciąż wymaga dobrego technika lub operatora stołu, aby określić, kiedy należy wymienić zestawy materiałów eksploatacyjnych.

Podczas cięcia plazmowego operator systemu widzi, że występują duże wahania napięcia, co wskazuje na problemy z zestawem materiałów eksploatacyjnych. To nie istnieje po stronie paliwowo-tlenowej. Nadal potrzebny jest operator, aby zauważyć takie rzeczy, jak nienormalny strumień tlenu lub przycięte krawędzie, które nie wyglądają dobrze.

Zaprezentowane pytania i odpowiedzi mogą pomóc producentowi lepiej zrozumieć proces cięcia paliwowo-tlenowego, ale jeśli firma planuje dodać tę możliwość cięcia, naprawdę musi odpowiedzieć sobie na własny zestaw pytań. Do czego dokładnie będziesz używać stołu do cięcia? Jaka jest praca teraz i jaka będzie w najbliższej przyszłości? Jakich wyników oczekuje? Czy należy rozważyć inny proces?

Poniżej wideo z cięcia paliwowo tlenowego materiału o grubości 120mm