Dělení materiálů kyslíkovým řezáním

• Foto

 Kromě samotného kyslíku, pro který je důležitá minimální čistota 2.5 (99,5) je pro tuto metodu nezbytný i hořlavý plyn, který dokáže (obohacený kyslíkem pro lepší spalování) nahřát řezaný materiál na zápalnou teplotu a tím nastartovat celý proces. Tento plyn musí mít vysokou teplotu plamene, vysokou rychlost hoření a vysokou intenzitu v primárním pásmu plamene, aby ohřev místa řezu byl co nejrychlejší a tím se co nejvíce zefektivnil celý proces a snížila se spotřeba tohoto hořlavého plynu pro předehřev. Z nejčastěji používaných plynů má pro tento účel nejlepší vlastnosti acetylen (C₂H₂), a proto je v současnosti i nejpoužívanější. Kromě nejvyšší intenzity plamene v primární oblasti (obr. 1) a rychlosti hoření (obr. 2) ve srovnání s jinými hořlavými plyny (etylen, metan, propan, propylen…) má také nejmenší směšovací poměr s kyslíkem 1 : 1,1, což zabezpečuje nejmenší spotřebu acetylenu při dosažení požadované zápalné teploty materiálu (obr. 3).

Nevýhodou acetylenu kromě vyšší ceny oproti ostatním plynům je i možnost dodávek pouze v lahvích, resp. ve svazcích a nemožnost zásobování z kryogenních zásobníků jako je to např. u etylenu, což právě u řezání větších tloušťek způsobuje častou manipulaci s lahvemi. Pro jednotlivé tlakové lahve o vnitřním objemu 40 nebo 50 l a při teplotě v lahvi 15 °C platí, že krátkodobě (max. min 10 min.) lze odebírat množství o průtoku 1 m³/hod., střednědobě (cca 1 směna) 0,5 m³/hod. a trvale pouze 0,35 m³/hod. Velice vhodnou alternativou k acetylenu C₂H₂ je etylen C₂H₄, který je dodáván ve zkapalněném stavu do stacionárních zásobníků. Má dostatečně vysokou teplotu plamene, rychlost spalování i intenzitu v primární oblasti plamene. Díky formě dodávek je často ekonomicky výhodnější oproti acetylenu. Srovnání vlastností plynů je v tabulce 1, z čehož je zřejmé , že hořlavé plyny jako propan a propylen jsou díky jejich vysoké výhřevnosti vhodné především na ohřev a předehřev materiálu než řezání. Jejich další velkou nevýhodou je vysoký směšovací poměr a nízká teplota plamene a to v konečném důsledku dělá z těchto plynů neekonomickou variantu hořlavých plynů pro dělení materiálu kyslíkem.

V posledních desetiletích se vývoj soustředí spíše na plazmové a laserové dělení materiálů, ale přínosem pro dělení kyslíkem jsou i nové vysokovýkonné trysky, které hlavně díky zlepšenému a přesnému vedení řezných hlav dokážou řezat vysokými rychlostmi i větší tloušťky materiálu. Při jejich využití je důležité, kromě jiného i tlak řezného plynu, který se pohybuje v závislosti na tloušťce i přes 10 bar a také je nezbytné mít správnou hodnotu předepsaného tlaku ne pouze na výstupu ze zdroje, ale přímo na řezací trysce.

Division of materials by means of oxygen cutting
Oxygen cutting belongs to the oldest methods of metal division and together with plasma and laser dividing, it is still the most frequently used method in engineering in manual as well as automated form. It is a simple process based on combustion of preheated material to the ignition temperature in the oxygen stream. The oxygen has another important function during the combustion product blowing, apart from material combustion – iron oxide (FeO Fe₂O³, Fe₃O₄) in the form of dross from sawn joint. Oxygen can be used for cutting unalloyed and low-alloy steels.

Autor

• Ing. Chudík Ivan IWE