La temperatura della fiamma di una torcia ossiacetilenica
Un cannello ossiacetilenico che accende una fiamma neutra raggiunge approssimativamente 5.600–6.300°F (3.100–3.500°C) sulla punta del cono interno. È abbastanza caldo da fondere acciaio, ghisa e la maggior parte dei metalli non ferrosi in pochi secondi, motivo per cui questa combinazione di gas è rimasta lo standard per il taglio e la saldatura da oltre un secolo.
Il numero che le persone solitamente citano, intorno ai 6.000 ° F, è accurato ma incompleto. Descrive un punto specifico della fiamma, non la fiamma nel suo insieme. La temperatura effettiva diminuisce bruscamente man mano che ci si allontana dal cono interno.
Perché la fiamma non ha una sola temperatura
Una fiamma ossiacetilenica neutra ha tre zone visibili e ciascuna funziona a un livello di calore diverso.
- Cono interno - la parte più luminosa e più stretta della fiamma, situata proprio sulla punta. È qui che la combustione è più completa e la temperatura raggiunge i picchi tra 5.600 e 6.300 ° F.
- Piuma di acetilene — una debole zona secondaria visibile principalmente nelle fiamme di cementazione, notevolmente più fredda del cono interno.
- Busta esterna - la fiamma libera e colorata di blu che circonda tutto il resto, scendendo a circa 2.300 ° F sul bordo esterno.
Questo gradiente non è casuale. I saldatori posizionano il cono interno appena sopra il giunto per fondere il metallo, mentre l'involucro esterno esegue il lavoro di preriscaldamento su entrambi i lati, riscaldando il metallo di base fino vicino al suo punto di fusione prima che il taglio o la saldatura inizino effettivamente.
Come si confronta l'ossiacetilene con altri gas combustibili
| Combinazione di gas | ca. Temperatura di picco |
|---|---|
| Propano/Aria | 3.590 °F (1.980 °C) |
| Acetilene/Aria | 4.000 ° F (2.200 ° C) |
| Propano/Ossigeno | 2.253 °C (4.087 °F) |
| Ossidrogeno | 2.800 °C (5.072 °F) |
| Ossacetilene | 6.300 ° F (3.500 ° C) |
Il vantaggio dell'acetilene è dovuto alla chimica. Il suo triplo legame carbonio-carbonio immagazzina una quantità insolita di energia, che viene rilasciata rapidamente quando brucia in ossigeno puro anziché nell'aria ambiente. Questo è anche il motivo per cui rimane l'unico gas combustibile comune sufficientemente caldo da tagliare in modo affidabile l'acciaio strutturale spesso. Le combinazioni a temperatura più bassa come propano/ossigeno hanno ancora un posto, in particolare per i lavori che richiedono una fiamma più ampia e delicata piuttosto che un punto caldo concentrato, che è dove torce da riscaldo adatte a temperature di fiamma più bassa e diffusa tendono ad entrare.
Cosa cambia il rapporto tra ossigeno e acetilene
La cifra di 6.300 ° F presuppone una fiamma neutra, il che significa che ossigeno e acetilene vengono forniti in un volume più o meno uguale. Cambiando questo rapporto, la temperatura e la chimica cambieranno.
Una fiamma ossidante, con leggermente più ossigeno dell'acetilene, brucia più calda e tagliente, utile per il taglio ma abbastanza dura da ossidare il bagno di fusione se utilizzata per la saldatura. Una fiamma di cementazione, con un eccesso di acetilene, funziona a una temperatura più bassa e trasporta il carbonio incombusto nel metallo, il che è adatto per determinati compiti di brasatura e rivestimento di superfici dure, ma non è appropriato per le saldature strutturali. Mantenere il rapporto stabile è più importante di quanto la maggior parte delle persone pensi, e questo dipende in gran parte dall'attrezzatura piuttosto che dalla sola abilità dell'operatore — regolatori di pressione del gas che mantengono costante la temperatura della fiamma svolgono la maggior parte del lavoro per mantenere stabile l'equilibrio durante una lunga sessione di taglio o saldatura.
Adattare la temperatura al lavoro: torce, punte e regolatori
Una volta chiara la temperatura target, la decisione sull'attrezzatura diventa più semplice. Sono richiesti acciaio strutturale spesso e lavori di taglio pesanti torce da taglio portatili costruite per lavori prolungati ad alta temperatura , abbinato a una maniglia che mantiene stabile la fiamma neutra per lunghi periodi — manici della torcia progettati per mantenere una fiamma neutra stabile sono costruiti appositamente per quella coerenza.
La scelta della punta è importante tanto quanto la torcia stessa. Una punta troppo piccola per lo spessore del metallo soffoca il flusso del gas e abbassa la temperatura della fiamma nel punto esatto in cui deve raggiungere il picco, mentre una punta sovradimensionata spreca gas senza migliorare il taglio. Punte del cannello da taglio in acetilene dimensionate per adattarsi alla potenza della fiamma per questo motivo sono abbinati a intervalli di spessore specifici. Per chiunque stia assemblando una configurazione completa da zero, kit completi di cannelli da taglio per configurazioni ossiacetileniche raggruppa un set di maniglia, accessorio e punta già abbinati per funzionare insieme.
Lavorare in sicurezza a queste temperature
Una fiamma superiore a 6.000°F non lascia margine di errore nelle condizioni dell'apparecchiatura. Le bombole di acetilene non devono essere utilizzate a una temperatura superiore a 15 psig, un limite stabilito in Standard federale OSHA per la saldatura e il taglio di gas ossigeno-combustibile , poiché l'acetilene diventa instabile a pressioni più elevate.
A queste temperature può verificarsi un ritorno di fiamma, in cui la fiamma brucia all'indietro nel tubo o nel regolatore, in una frazione di secondo se si verifica una perdita in una linea o se il rapporto del gas si sposta. dispositivi di arresto del ritorno di fiamma per linee ossiacetileniche ad alta temperatura sono la protezione standard, montata tra il regolatore e il tubo su entrambi i lati dell'ossigeno e dell'acetilene, e non sono apparecchiature opzionali su qualsiasi configurazione che fa funzionare una fiamma così calda.
