Nhiệt độ ngọn lửa của đèn pin oxy-axetylen
Một ngọn đuốc oxy-axetylen đốt ngọn lửa trung tính đạt khoảng 5.600–6.300°F (3.100–3.500°C) ở đỉnh của hình nón bên trong. Lượng nhiệt đó đủ nóng để làm tan chảy thép, gang và hầu hết các kim loại màu trong vài giây, đó chính xác là lý do tại sao tổ hợp khí này vẫn là tiêu chuẩn để cắt và hàn trong hơn một thế kỷ.
Con số mà mọi người thường trích dẫn, khoảng 6.000°F, là chính xác nhưng không đầy đủ. Nó mô tả một điểm cụ thể trong ngọn lửa, không phải toàn bộ ngọn lửa. Nhiệt độ thực tế giảm mạnh khi bạn di chuyển ra xa hình nón bên trong đó.
Tại sao ngọn lửa không phải là một nhiệt độ
Ngọn lửa oxy-axetylen trung tính có ba vùng nhìn thấy được và mỗi vùng hoạt động ở một mức nhiệt khác nhau.
- hình nón bên trong - phần sáng nhất, chặt nhất của ngọn lửa, nằm ngay trên đầu ngọn lửa. Đây là nơi quá trình đốt cháy diễn ra hoàn toàn nhất và nhiệt độ đạt đỉnh điểm ở mức 5.600–6.300°F.
- Lông axetylen - một vùng thứ cấp mờ nhạt có thể nhìn thấy chủ yếu trong ngọn lửa cacbon hóa, chạy mát hơn đáng kể so với hình nón bên trong.
- Phong bì bên ngoài - ngọn lửa lỏng lẻo, có màu xanh lam bao quanh mọi thứ khác, giảm xuống khoảng 2.300°F ở rìa ngoài của nó.
Độ dốc này không phải ngẫu nhiên. Thợ hàn định vị hình nón bên trong ngay phía trên mối nối để làm nóng chảy kim loại, trong khi lớp vỏ bên ngoài thực hiện công việc làm nóng trước ở hai bên, làm nóng kim loại cơ bản đến gần điểm nóng chảy trước khi quá trình cắt hoặc mối hàn thực sự bắt đầu.
So sánh Oxy-axetylen với các loại khí nhiên liệu khác
| Tổ hợp khí | Xấp xỉ. Nhiệt độ cao nhất |
|---|---|
| Propane / Không khí | 3.590°F (1.980°C) |
| Axetylen / Không khí | 4.000°F (2.200°C) |
| Propane / oxy | 4.087°F (2.253°C) |
| oxy-hydro | 5.072°F (2.800°C) |
| Oxy-axetylen | 6.300°F (3.500°C) |
Cạnh của axetylen liên quan đến hóa học. Liên kết ba carbon-carbon của nó dự trữ một lượng năng lượng bất thường, năng lượng này sẽ giải phóng nhanh khi đốt cháy trong oxy nguyên chất thay vì không khí xung quanh. Đó cũng là lý do tại sao nó vẫn là loại khí đốt thông thường duy nhất đủ nóng để cắt xuyên qua kết cấu thép dày một cách đáng tin cậy. Sự kết hợp ở nhiệt độ thấp hơn như propan/oxy vẫn có chỗ đứng, đặc biệt đối với những công việc cần ngọn lửa rộng hơn, nhẹ nhàng hơn thay vì điểm nóng tập trung, đó là nơi ngọn đuốc sưởi ấm phù hợp với nhiệt độ ngọn lửa thấp hơn, lan rộng có xu hướng đi vào.
Tỷ lệ oxy và axetylen thay đổi như thế nào
Con số 6.300°F giả định ngọn lửa trung tính, nghĩa là oxy và axetylen được cung cấp với thể tích gần bằng nhau. Thay đổi tỷ lệ đó thì nhiệt độ và hóa học đều thay đổi.
Ngọn lửa oxy hóa, có nhiều oxy hơn axetylen một chút, cháy nóng hơn và sắc hơn, hữu ích cho việc cắt nhưng đủ khắc nghiệt để oxy hóa vũng hàn nếu được sử dụng để hàn. Ngọn lửa cacbon hóa, với lượng axetylen dư thừa, chạy mát hơn và mang cacbon chưa cháy vào kim loại, phù hợp với một số công việc hàn cứng và hàn bề mặt nhất định nhưng không thích hợp cho các mối hàn kết cấu. Việc giữ tỷ lệ ổn định là vấn đề quan trọng hơn hầu hết mọi người nghĩ, và đó phần lớn là chức năng của thiết bị chứ không chỉ là kỹ năng của người vận hành — bộ điều chỉnh áp suất khí giữ nhiệt độ ngọn lửa ổn định thực hiện hầu hết công việc để giữ thăng bằng ổn định trong một thời gian dài cắt hoặc hàn.
Điều chỉnh nhiệt độ phù hợp với công việc: Đèn pin, đầu tip và bộ điều chỉnh
Khi nhiệt độ mục tiêu đã rõ ràng, việc quyết định thiết bị sẽ trở nên đơn giản hơn. Yêu cầu về kết cấu thép dày và công việc cắt nặng mỏ cắt cầm tay được thiết kế để làm việc liên tục ở nhiệt độ cao , kết hợp với tay cầm để giữ ngọn lửa trung tính ổn định trong thời gian dài — Tay cầm đèn pin được thiết kế để giữ ngọn lửa trung tính ổn định được xây dựng đặc biệt cho sự nhất quán đó.
Việc lựa chọn đầu tip cũng quan trọng như bản thân ngọn đuốc. Đầu ngọn lửa quá nhỏ so với độ dày kim loại sẽ làm nghẹt dòng khí và kéo nhiệt độ ngọn lửa xuống đúng điểm cần đạt đến đỉnh điểm, trong khi đầu quá khổ sẽ lãng phí khí mà không cải thiện vết cắt. Đầu mỏ hàn axetylen có kích thước phù hợp với công suất ngọn lửa được khớp với phạm vi độ dày cụ thể vì lý do này. Đối với bất kỳ ai lắp ráp một thiết lập đầy đủ từ đầu, bộ dụng cụ mỏ cắt hoàn chỉnh để lắp đặt oxy-axetylen gói một tay cầm, phần đính kèm và bộ đầu tip đã được khớp để hoạt động cùng nhau.
Làm việc an toàn ở nhiệt độ này
Ngọn lửa trên 6.000°F không để lại sai sót nào trong tình trạng thiết bị. Xi lanh axetylen không nên chạy trên 15 psig, giới hạn được quy định trong Tiêu chuẩn liên bang của OSHA về hàn và cắt khí oxy-nhiên liệu , vì axetylen trở nên không ổn định ở áp suất cao hơn.
Cảnh hồi tưởng, trong đó ngọn lửa cháy ngược vào ống hoặc bộ điều chỉnh, có thể xảy ra trong tích tắc ở những nhiệt độ này nếu đường dây bị rò rỉ hoặc tỷ lệ khí chênh lệch. thiết bị ngăn chặn hồi tưởng cho dòng oxy-axetylen nhiệt độ cao là thiết bị bảo vệ tiêu chuẩn, được lắp giữa bộ điều chỉnh và ống mềm ở cả hai phía oxy và axetylen, đồng thời chúng không phải là thiết bị tùy chọn trên bất kỳ thiết lập nào có ngọn lửa nóng như thế này.
