切断ガスが果たす 2 つの役割
すべてのガス切断炎は、1 つの万能ガスではなく、2 つの異なる仕事を行う 2 つの別々のガス流のパートナーシップで動作します。燃料ガスが少量の酸素流と混合して予熱炎を生成し、金属を発火温度まで上昇させます。その温度に達すると、はるかに大きな別個の純酸素の流れがチップの中心を通って噴射し、高温の金属と反応して溶融スラグを酸化させて切り口から吹き飛ばします。
これら 2 つの役割を混同することが、ほとんどの設定ミスの原因です。燃料ガスを追加しても切断は速くなりません。予熱が変わるだけです。実際の切断は酸素ジェットによって行われ、その純度と流量によって、切断がどれだけきれいに、そして早く行われるかが決まります。この分割を理解することは、習慣ではなく賢明にガスを選択するための出発点です。
燃料ガスのオプション: アセチレン、プロパン、天然ガス、MAPP、プロピレン
5 種類の燃料ガスが酸素燃料切断作業の圧倒的大部分をカバーしており、それぞれが異なる方法で火炎温度とコストおよび取り扱いをトレードします。
アセチレン どの代替品よりも高温で燃焼し、酸素アセチレン炎では約 5,800 ～ 6,000°F に達します。その熱は狭くて強力な円錐に集中し、他の燃料ガスよりも早く金属を切断温度まで予熱することができます。これが、貫通速度が重要な溶接、ろう付け、厚板の切断でデフォルトのままである理由です。トレードオフは、立方フィートあたりのコストとシリンダー保管要件の厳格化です。あ 切断用のアセチレンとプロパンのより詳細な比較 コストのトレードオフがうまくいく部分とそうでない部分を正確に分類します。
プロパン そして 天然ガス 5,200°Fに近い温度で著しく低温で燃焼し、その熱がアセチレンのきつい円錐形ではなく、より広い炎全体に広がります。この広い炎は、広い領域を加熱したり、表面下の厚い板を予熱したりするのに実際に有利です。しかし、ほとんどの店がプロパンガスに惹かれるのはパフォーマンスではなく、経済性です。プロパンは充填コストが低く、アセチレンよりも保管規則の制限が緩いため、スクラップ置き場やトーチを一度に何時間も使用する店ではデフォルトでプロパンを使用することがよくあります。
MAPPガス （メチルアセチレンとプロパジエンの混合物）は間に存在し、プロパンよりも約 2,976°C の高温の炎を生成し、一次円錐内のアセチレンに近い熱放出を行います。また、アセチレンよりも高い圧力でも作動でき、同じ爆発性成分に解離するリスクはありません。そのため、深海での水中切断に有効なオプションになります。これはニッチではありますが、他の燃料ガスにはない真の利点です。
プロピレン 液体石油ガス製品である は、火炎温度が MAPP に近いですが、プロパンと同様に高い酸素対燃料比の要件を備えており、効率的に燃焼するには比例してより多くの酸素流量が必要です。これはあまり一般的な選択肢ではありませんが、アセチレンやプロパンでは達成できない熱とコストの特定のバランスを最適化する店で使用されています。
これらの燃料ガスはどれも普遍的な最良の選択ではありません。どれが適切かは、板の厚さ、トーチの稼働頻度、同じガス供給源で切断だけでなく溶接も行っているかどうかによって異なります。
酸素純度がすべてを変える理由
燃料ガスが最も注目されますが、実際に切断の品質と速度を決定するのは切断酸素の流れです。酸素純度が 99.5% 未満になると、非常に大きな影響が生じます。不純物によって実際の切断を行う酸化反応が薄れるため、純度がわずか 1% 低下すると、通常、切断速度が約 25% 低下し、ガス消費量も同様に増加します。
ここでもノズルとチップの設計が重要です。チップの設計が不十分だと、金属に到達する前に周囲の空気が酸素流に混入し、最も重要な部分の純度が事実上低下してしまうからです。これが、トーチ チップが万能のコンポーネントではない理由の 1 つです。適切に設計されたチップ内の通路形状が、酸素の流れをその種の希釈から保護します。
チップ、レギュレーター、安全装置をガスに適合させる
切断トーチの下流の機器はすべて、その中を流れる特定のガスを中心に構築されており、適合する機器を交換せずに燃料ガスを交換することから、ほとんどのセットアップの問題が発生します。
トーチの先端が最もわかりやすい例です。アセチレンチップはプレミックス設計を採用しており、炎が密集したオリフィスから出る前にチップ内で燃料と酸素を混合します。プロパンおよび天然ガスのチップは、代わりにポストミックス設計を使用し、幅広のシートを通してチップ面のすぐ外側でガスを混合します。これは、これらのガスが燃料に対してより多くの酸素量と、安定化するために追加の混合距離を必要とするためです。 アセチレン cutting torch tips engineered for premix flame delivery そして ポストミックススタイルの火炎混合用に構築されたプロパン切断トーチチップ 同じ部品の交換可能なバリエーションではなく、その構造的な違いを反映しています。
レギュレーターには、同じガス固有のロジックが組み込まれています。それぞれは特定のガスの圧力範囲とフィッティング標準に合わせて校正されており、適合しないレギュレーターに間違ったガスを流すと、下流の機器が定格されていない圧力が供給される危険があります。 特定の燃料ガスの種類に合わせたガス圧力調整器 フィッティングからのこれらの違いを説明します。
フラッシュバック防止装置も同じ規則に従います。燃料ガスは可燃範囲と、火炎面がホースを通って後方に移動する速度が異なるため、 実際に使用されるガスに対して定格された逆火防止器 ラインのレギュレーターとトーチの両方の端に設置する必要があります。さらに詳しく見てみると、 各燃料ガスの火炎温度と燃焼特性データ は、これらのガスが点火するとどのように異なる挙動を示すかを示しています。まさにこれが、これらのガスを中心に構築された機器が互換性がない理由です。の 連邦酸素燃料溶接および切断安全基準 ショップがどのガスを使用するかに関係なく適用される、ボンベの保管とホースの仕様に関する基本要件を設定します。
あなたのショップに最適なガスの組み合わせを選択する
工場がどの切断ガスを使用すべきかについての単一の正解はありません。決定は、火炎温度自体を上回るいくつかの実際的な要因によって決まります。
- 板厚と穿孔速度 : 厚板と生産切断により、アセチレンの集中熱が有利になり、貫通時間が短縮されます。
- デューティサイクル : 長時間にわたってトーチを使用する店舗では、フルシフトで維持するにはプロパンまたは天然ガスの方が安価であることがよくあります。
- 既存のインフラストラクチャ : ガスを配管しているショップは、単にボンベの物流を避けるために、すでに天然ガスに傾いています。
- 両用用途 : プロパンや天然ガスは酸素燃料溶接の代わりにできないため、溶接と切断の両方を行うショップでは通常、アセチレンを常備しています。
多くのショップでは、最終的に複数の燃料ガス設定を実行し、当面の作業に応じて切り替えることになります。単一の勝者を選ぶことよりも重要なことは、トーチ上のすべてのチップ、レギュレーター、フラッシュバック アレスターが、実際に接続されているガスと一致していることを確認することです。機器の不一致は、炎の質の問題と安全上のリスクの両方が始まる場所です。
