Principio del Oxicorte La llama de oxigas se usa para calentar el metal a la temperatura a la cuál se oxida rápidamente o quema. La temperatura necesaria es conocida como la temperatura de 'ignición', y para los aceros, está alrededor de 925º C (1700ºF). Una vez que se alcanzó la temperatura, se dirige un chorro de oxígeno de corte de alta presión a la superficie calentada para producir una reacción de oxidación. Este chorro de oxígeno también tiende a remover la escoria y el residuo de óxido que se produce por esta reacción de oxidación. Por esto, OFC puede ser considerado como un tipo de proceso de corte químico. Las cinco condiciones necesarias para el oxicorte son: 1. Los productos de combustión deben tener una temperatura de fusión inferior a la temperatura temperatura de fusión del metal. 2. La temperatura de ignición del metal debe ser inferior a su temperatura de fusión. 3. Los productos de combustión no deben ser gaseosos en una proporción apreciable. 4. La combustión del metal debe generar suficiente suficiente calor para par a mantener la combustión. 5. La conductividad térmica del metal ha de ser relativamente baja.
Gases Combustibles Son aquellos gases que arden en el aire u oxigeno, a excepción del hidrógeno y monóxido de carbono, todos son hidrocarburos o mezclas de hidrocarburos. Acetileno Propadieno Etileno Propileno Hidrógeno Propano Metano (Gas Natural)
Propiedades de la Combustión La llama de precalentamiento
Conseguir un calentamiento localizado rápido. Zona Interna, es caliente y luminosa. El gas combustible se descompone en Hidrogeno y Carbono, se forma monóxido de carbono (CO).
El acetileno es un gas con un calor de formación positivo . En la superficie de la pieza de trabajo donde la temperatura es menor, los átomos de gas se recombinan y emiten calor, que se transfieren a la pieza de trabajo. La zona externa, es la zona envolvente o llama secundaria. Aquí se produce la combustión de monóxido de carbono e hidrógeno (CO y H2), formándose como roductos finales de la combustión dióxido de carbono y agua (CO2 y H2O). En el corte la llama primaria es la más importante. Valor Calorífico, es el total liberado en el proceso.
Requerimientos de Oxigeno Los gases poseen diferentes valores calorificos y requerimientos de oxigeno diferentes para obtener una misma llama normal. Para una plancha de 20 mm. de espesor : Acetileno 500 l/h Oxígeno 550 l/h Propano 400 l/h Oxígeno 1600 l/h Gas Natural 1100 l/h Oxígeno 1950 l/h
Temperatura de Llama
1. Descomposición, a carbono e hidrógeno, del gas combustible en la llama primaria. 2. La combustión en la llama primaria genera calor. 3. La disociación toma calor de la llama y limita la temperatura de la misma
Intensidad de Llama Es una medida de la concentración del calor entregado por la llama primaria y es función, de la Velocidad de Llama. Se muestra la intensidad de llama para diferentes gases combustibles (sistema inglés)
CORTE OXIACETILENICO Es un proceso de combustión que usa un chorro de oxigeno puro a alta velocidad para cortar acero al carbono. El gas combustible y el oxigeno de calentamiento suministrado por medio de sopletes de oxicorte, forman la llama de precalentamiento. Técnica muy competitiva debido a que corta tanto planchas finas como gruesas de forma económica. Corta el acero con mayor rapidez y con equipo más barato que procesos mecánicos. Puede ser manual o a máquina. Cortes hasta de 300 mm. o más gruesas. En acero al carbono de 6 mm. Se pueden alcanzar velocidades de 700 mm./min El proceso produce una mayor zona afectada por el calor, en comparación al Plasma, lo cual usualmente causa distorsión y esfuerzos residuales en las planchas finas.
Corte Térmico El equipo usado posee un dispositivo de corte que incluye una leva o válvula para encender el corte por oxígeno. La Figura muestra un equipo típico montado de Oxicorte (OxigenoAcetíleno) que se encuentra en la mayoría de los negocios de soldadura y fabricación
Secciones transversales de los picos de corte típicos.
Sopletes usados para corte manual y mecánico
Proceso del Oxicorte 1. La llama de precalentamiento se forma mezclando oxígeno y un gas combustible en un soplete o en una boquilla. 2. La llama de precalentamiento se dirige hacia un punto del metal que se calienta a una temperatura superior a la de ignición. Entonces se inyecta un chorro de oxígeno puro a través de la llama. 3. El chorro de oxígeno oxida rápidamente la mayor parte del metal en una zona estrecha para hacer un corte. 4. El Oxicorte es un proceso de combustión y no de fusión. Los óxidos (escoria) son desplazados por la energía cinética del chorro de oxígeno. Moviendo el soplete por la pieza de trabajo a una velocidad adecuada se produce un corte continuo.
El ancho de la abertura de corte es conocido como ranura {kerf}, se muestra en la figura. También se muestra el arrastre, que es la cantidad de desalineación entre los puntos de entrada y salida del corte, medido a lo largo del eje del corte.
Ventajas del Oxicorte Equipo relativamente barato y portátil (aplicaciones de campo y de taller). Cortes en secciones tanto delgadas como de gran espesor; la facilidad del corte normalmente se incrementa con el espesor. Automatizado, produce cortes de una precisión razonable. Económico comparado con métodos de corte mecánicos de aceros. Más eficiente cuando se usan sopletes múltiples o se corta en forma apilada para hacer varias piezas a la vez.
Factores que afectan la eficiencia Calidad del corte Escoria Caudal de gases Tamaño y condición de las boquillas Velocidad del avance Presión de gas y aire comprimido
Selección del gas combustible Espesor Tiempo precalentamiento Efecto de velocidad de corte Costo de pieza cortada Sopletes y boquillas Seguridad de manipuleo
Funciones del Soplete de Oxicorte • Controlar el flujo y la mezcla del gas combustible y del oxigeno de calentamiento. • Controlar el flujo del oxígeno de corte • Descargar los gases a través de la boquilla de corte al caudal correcto para precalentamiento y corte.
Retroceso de Llama Las razones por las que el gas puede fluir con demasiada lentitud son: • Ajuste incorrecto de presión en el soplete o en el regulador. • Caídas de presión debidas a la longitud y diámetro de las mangueras • La presión del gas en el cilindro es demasiada baja. • Una manguera de gas esta estrangulada. • Obstrucción por suciedad en la boquilla o en las mangueras. • Defectos de diseño en el equipo, tales como orificios de boquilla demasiados grandes.
Dispositivos de Seguridad: • Válvulas Unidireccionales , Van montadas en el soplete, tanto en la conexión de gas combustible como en la de oxígeno. Impiden eficazmente el flujo inverso del gas. Sin embargo no impedirían el retroceso por otras causas. • Bloqueadores de retroceso de llama (montados en el soplete o en el regulador). Impiden el retroceso de la llama, mediante un filtro de metal sinterizado, de acero inoxidable que apaga la llama debido al efecto enfriamiento. También impiden el retroceso de flujo inverso. Además corta el suministro de gas ante una onda de presión. El dispositivo de cierre termosensible no dejará que salga el gas en caso de incendio.
