Diseño de precalentamiento de puntas/boquillas de soplete de oxicombustible

Diseño de precalentamiento de boquilla de oxicombustible

Parte 2 de una serie de 2

En el blog anterior sobre Diseño y selección de puntas/boquillas de soplete de oxicombustible hemos hablado de los diseños de orificio de la boquilla de corte y los requisitos para varios espesores de chapa. En esta parte, analizaremos los diferentes diseños de boquilla necesarios para los distintos gases combustibles.

Diseño de precalentamiento de boquilla

En el mercado estadounidense, los cuatro gases combustibles principales son 1) acetileno, 2) propano, 3) gas natural y 4) propileno. También hay algunos aditivos mezclados con gas natural o propano que se supone que mejoran el rendimiento de corte de la máquina; sin embargo, estos aditivos no cambian el diseño de la boquilla para el gas combustible básico. A diferencia del diseño del orificio de oxígeno de corte, el diseño de precalentamiento no cambia con el grosor de la chapa. A continuación se muestra una fotografía con los tres diseños de precalentamiento para los cuatro gases combustibles, gas natural y propano que utilizan el mismo diseño. La diferencia en el diseño es necesaria debido a la diferencia en la velocidad de la llama de los diferentes gases. En esta foto, la boquilla 1) es una boquilla de acetileno, 2) es una boquilla de propano/gas natural, 3) es una boquilla de propileno y 4) es, de nuevo, una boquilla de propano/gas natural con diseño de una sola pieza.

La boquilla de acetileno tiene una cara frontal plana y no tiene faldón para sostener la llama. La velocidad de la llama de acetileno es mucho mayor que la de los otros combustibles y solo la interacción entre las llamas de los puertos de precalentamiento adyacentes, colocados correctamente, es suficiente para mantener la llama en la cara de la boquilla con las tasas de flujo/velocidades utilizadas en la operación de corte. Tenga en cuenta que el faldón del n.º 3 es más corto que el del n.º 2, lo que indica que la velocidad de la llama del propileno es mayor que la del gas natural/propano, por lo que un faldón más corto es suficiente para el propileno. La retención de llama para las boquillas de gas natural/propano y propileno proviene de la proximidad de los puertos de llama adyacentes, la interacción de estos puertos adyacentes, así como la interacción de las llamas con la pared del faldón.

Uso del diseño de precalentamiento de boquilla adecuado

Se debe elegir el diseño de precalentamiento adecuado para el gas de precalentamiento que se utiliza, ya que pueden producirse problemas graves si se usa un diseño incorrecto. El uso de acetileno en boquillas diseñadas para gas natural/propano o propileno puede dar como resultado un posquemado sostenido o un sobrecalentamiento severo de la boquilla/soplete mecanizado. El uso de un gas que no sea acetileno en boquillas para acetileno probablemente no produce un problema grave, pero no generará una llama utilizable, ya que la llama "saltará" de la cara de la boquilla con flujos muy bajos y, por lo tanto, no será utilizable. Las boquillas tenderán a funcionara menor temperatura a caudales de precalentamiento elevados, ya que el mayor caudal de gases tiende a enfriar la boquilla mejor que los caudales bajos.

Biselado

En la mayoría de las aplicaciones de corte por llama, el soplete de corte es perpendicular a la chapa. Una excepción es el biselado, donde el soplete o la boquilla se encuentra en ángulos de 15 a 60 grados desde la perpendicularidad a la chapa. Esto provoca dos problemas: 1) aumentar el espesor de la chapa a cortar y 2) reducir la eficacia del precalentamiento. En cuanto al espesor de la chapa, piense en el coseno del ángulo dividido por el espesor de la chapa para aumentar la longitud real de corte. Para un bisel de 45 grados, la longitud de corte aumenta 1,41 veces el espesor de la chapa. Por lo tanto, al biselar una chapa de 5 cm a 45 grados, elija una boquilla clasificada para aproximadamente 7,5 cm o más. Si bien la longitud de corte aumenta a medida que aumenta el ángulo del bisel, la efectividad del precalentamiento disminuye aún más drásticamente.

Probablemente el error de biselado más común es el de efectuar un precalentamiento insuficiente. Arriba se puede ver una imagen de un intento de bisel de 45 grados. Tenga en cuenta que los primeros 12,7 a 19 mm del bisel son lisos, mientras que el resto muestra muescas verticales repetidas en la superficie cortada. La mayoría de los usuarios consideran que esta superficie con muescas es inaceptable.

La razón por la que la primera porción era correcta es el resultado del calor aplicado a la chapa antes de comenzar el corte. Cuando el corte pasa de esta porción precalentada de la chapa, la superficie cortada se deteriora hasta ser inaceptable. La solución a este problema es una de las siguientes o todas:

1. reduzca la distancia entre la boquilla y el trabajo hasta donde los conos internos de precalentamiento tocan la chapa
2. aumente el caudal de los gases de precalentamiento al máximo que permita la chapa
3. asegúrese de que la relación O/C sea correcta para garantizar la máxima temperatura de la llama
4. utilice un precalentamiento auxiliar

Esta imagen muestra una configuración de tres sopletes con los precalentamientos encendidos. La pieza resultante es una con un bisel superior de 45 grados, un resalte y un bisel inferior de 45 grados. El soplete 1 es el soplete principal y requiere el máximo precalentamiento. Tenga en cuenta la diferencia en la longitud de los conos de precalentamiento de los sopletes 1, 2 y 3. El soplete 2 es el segunda y proporciona el resalte/suelo. Este soplete requiere poco precalentamiento y, de hecho, absorbe algo del calor necesario del soplete 1. El soplete 3 corta el bisel superior y, en algunos casos, requiere más precalentamiento que el soplete 2, pero por lo general no más que el soplete 1.

Además, observando los tres sopletes, los conos de precalentamiento del soplete 1 son los más largos, mientras que el soplete 3 tiene conos ligeramente más cortos en comparación con el soplete 1 pero más largos que el soplete 2. Es difícil precalentar demasiado el soplete en ángulo de plomo, pero es relativamente fácil precalentar demasiado el soplete vertical. Demasiado precalentamiento, en este caso, a menudo dará como resultado una escoria tenaz en el fondo de la chapa que es difícil de eliminar.

El biselado presenta más dificultades que el típico corte de forma, pero algunos de los nuevos equipos de las máquinas actuales ayudan a superar algunas de estas dificultades.