乙炔的代用氣體有丙烷、丙烯、天然氣、氫氣(電解水產(chǎn)生)、液化石油氣、一些混合氣體等。汽油經(jīng)霧化后也可作為燃?xì)庥糜跉飧睢?/p>
1.氧-丙烷氣體切割
氣割時使用的預(yù)熱火焰為氧-丙烷火焰。根據(jù)使用效果、成本、氣源情況等綜合分析,丙烷是乙炔的比較理想的代用燃料,目前丙烷的使用量在所有乙炔代用燃?xì)庵杏昧孔畲?。工業(yè)發(fā)達(dá)國家早已經(jīng)使用丙烷(C3H8)這種質(zhì)優(yōu)價廉的氣體進(jìn)行火焰切割。氧-丙烷切割要求氧氣純度高于99.5%,丙烷氣的純度也要高于99.5%。一般采用G01-30型割炬配用GKJ4型快速割嘴。
與氧-乙炔火焰切割相比,氧-丙烷火焰切割的特點(diǎn)如下:
① 切割面上緣不燒塌,熔化量少;切割面下緣黏性熔渣少,易于清除;
?、?切割面的氧化皮易剝落,切割面的粗糙度相對較低;
?、?切割厚鋼板時,不塌邊、后勁足,切口表面光潔、棱角整齊,精度高;
?、?傾斜切割時,傾斜角度越大,切割難度越大;
?、?比氧-乙炔切割成本低,總成本約降低30%以上。
同氧-乙炔切割相似,氧-丙烷切割按使用的割炬分為射吸式割炬和等壓式割炬,射吸式割炬大多用于手工切割,等壓式割炬大多用于機(jī)械切割。
切割時,預(yù)熱火焰開始用氧化焰(氧與丙烷混合比5:1),以縮短預(yù)熱時間。正常切割時轉(zhuǎn)用中性焰(混合比為3.5:1)。使用丙烷氣切割與氧-乙炔切割的操作步驟基本一樣,只是氧-丙烷火焰略弱,切割速度較慢一些。采取如下措施可使切割速度提高:
① 預(yù)熱時,割炬不抖動,火焰固定于鋼板邊緣一點(diǎn),適當(dāng)加大氧氣量,調(diào)節(jié)火焰成氧化焰;
?、?換用丙烷快速割嘴使割縫變窄,適當(dāng)提高切割速度;
③ 直線切割時,適當(dāng)使割嘴后傾,可提高切割速度和切割質(zhì)量。
2. 液化石油氣切割
隨著石油工業(yè)的發(fā)展,石油工業(yè)中的副產(chǎn)品——液化石油氣已被用在金屬的切割上。液化石油氣的主要成分是丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)、戊烷(C5H12)和乙烷(C2H6)等。這些物質(zhì)在常溫下都是氣體。為了便于儲存和運(yùn)輸,把它們加壓變成液體,然后裝在瓶里使用,這就是液化石油氣。
采用氧-液化石油氣代替氧-乙炔進(jìn)行切割具有很多優(yōu)點(diǎn),如成本低、切口表面光滑、氧化鐵熔渣易清除、操作安全、回火爆炸的可能性較小、使用方便等;缺點(diǎn)是切割時預(yù)熱的時間稍長,耗氧量大。
氧-液化石油氣火焰的構(gòu)造,同氧-乙炔火焰基本一樣,也分為氧化焰、碳化焰、中性焰三種,焰心也有部分分解反應(yīng)。不同的是氧-液化石油氣焰習(xí)分解產(chǎn)物較少,內(nèi)焰不像乙炔焰那樣明亮,而是有點(diǎn)發(fā)藍(lán),外焰則顯得比氧-乙炔焰清晰而且較長。
按汽化方式的不同,液化石油氣的供給方法分為:自然汽化、強(qiáng)制汽化和加添加劑。
?。?)自燃汽化
瓶內(nèi)液體蒸發(fā)所需要的熱量完全靠瓶子周圍的空氣供給。這種方法要求瓶內(nèi)液化石油氣的丙烷含量高,不能含有戊烷,環(huán)境溫度不能太低,冬天必須放在有采暖設(shè)備的房子里使用。這種方式汽化量較小,但切割一般厚度的鋼板已完全夠用。
(2)強(qiáng)制汽化
把瓶內(nèi)氣體導(dǎo)出,靠汽化器使之汽化。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:
?、?瓶內(nèi)組成始終不變,因此壓力一直穩(wěn)定,可不剩殘液;
?、?液化石油氣的汽化量僅取決于汽化器的汽化能力,與氣瓶的大小無關(guān);
?、?在環(huán)境溫度較低的條件下同樣可以使用,適于冬季室外作業(yè);
?、?對液化石油氣組成沒有十分嚴(yán)格的要求。
?。?)加添加劑
在液化石油氣、丙烷氣內(nèi)加注添加劑,可起到助燃、阻聚、催化、裂化等特殊功效,顯著改善氣體的燃燒特性,大大提升火焰的燃燒溫度。添加劑能有效改善液化石油氣在氣瓶內(nèi)液量較小或在環(huán)境溫度較低(如冬季)條件下,由于汽化量不足影響切割的問題。
目前使用的割炬多是射吸式的,但規(guī)格和結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一,所以液化石油氣輸出壓力也大小不同。為了保證液化石油氣輸入割炬的流量,達(dá)到與氧混合的比例要求,調(diào)整液化石油氣的供應(yīng)十分重要。根據(jù)現(xiàn)場操作經(jīng)驗(yàn),手工切割一般厚度的鋼板,液化石油氣調(diào)壓后的輸出壓力為2~3kPa;自動切割機(jī)為10~30kPa,切割厚度200~300mm的鋼冒口時為25kPa。
由于液化石油氣的著火點(diǎn)較高,致使點(diǎn)火較氧-乙炔時困難,必須用明火才能點(diǎn)燃,或者把割嘴部靠近鋼板表面,并稍微打開一點(diǎn)氧氣閥門,也可用打火槍點(diǎn)火。調(diào)節(jié)時,先送一點(diǎn)氧氣,然后慢慢加大液化石油氣量和氧氣量。當(dāng)火焰最短,呈藍(lán)白色并發(fā)出嗚嗚響聲時,該火焰溫度最高。
氧-液化石油氣切割時的操作工藝與氧-乙炔切割基本相同。