Plinsko rezanje ili autogeno rezanje je odvajanje metalnih dijelova užarenih s pomoću plamena visoke temperature, koji nastaje izgaranjem smjese kisika i gorivog plina, najčešće acetilena. Izvodi se posebnim plamenikom s dva žiška. [1] Postupak plinskog rezanja (kisikom) zasniva se na svojstvima metala i legura da zagrijani na temperaturu zapaljenja izgaraju u struji kisika. Postupkom plinskog rezanja dobro se režu samo čelik i čelični lijev. Na početku rada se prvo pali plamen za zagrijavanje koji treba da je neutralan. Kada je plamen pravilno stvoren (formiran) i predmet predgrijan, otvara se tlačni ventil kojim se regulira tlak kisika za rezanje i kisik struji kroz cijev. [2]
Oprema za plinsko rezanje
Oprema za plinsko rezanje sastoji se iz boce acetilena, boce kisika, redukcijskih ventila (tlačni ventil) i plamenika. Za rezanje se koristi uglavnom acetilen (kao gorivi plin) i kisik (kao plin koji podržava gorenje). [3]
Boca kisika
Za plinsko zavarivanje i rezanje, kisik se isporučuje u plavim bocama pod tlakom od 150 bara. Gorivi materijali oslobađaju veću količinu topline kada sagorjevaju u čistom kisiku, a ne na zraku. Kisik se dobiva frakcijskom destilacijom zraka (rjeđe elektrolizom vode jer je skuplji postupak). Osnovni princip frakcijske destilacije je da se zrak prvo pretvara u tekuće stanje (što se postiže tlačenjem na 40 bara i pothlađivanjem na –200 ºC). Ako se tekući zrak potom zagrije, isparit će dušik koji ključa pri –196 ºC, tako da u aparaturi za frakcijsku destilaciju ostaje samo kisik (koji ključa pri –183 ºC). Specifična masa kisika pri temperaturi 20 ºC i tlaku 1,013 bara je 1,43 kg/m3. Približna količina kisika ili volumen kisika (Vkisika, m3) u boci računa se pomoću sljedeće formule:
Koeficijent stlačenja kisika pri temperaturi 15 ºC je 1,078 10-5. Volumen boce je 0,04 m3. Tako na primjer u punoj boci ima kisika:
- Vkisika = 0,04 ˑ 15 106 ˑ 1,078 10-5 = 6,468 m3.
Kada se prazni boca kisika, mora se ostaviti određena količina kisika u boci da se izbjegne prodor zraka i vlage u bocu (minimalno očitanje na regulacijskom ventilu – manometru je 0,5 bara). Kod rukovanja sa bocama za kisik treba paziti da su uvijek čiste (ne smije biti nečistoća i masti oko regulacijskog ventila), a otvaranje i zatvaranje boce mora biti pažljivo – najviše do pola okreta ventila za otvaranje i zatvaranje boce).
Pravila pri radu s bocama za kisik
Pravila pri radu s bocama za kisik su:
- boce ne smiju biti izložene udarcima, jer to može izazvati eksploziju;
- boce se ne smiju nikada ostaviti izložene Sunčevim zrakama ili drugim izvorima topline, kao ni niskim temperaturama;
- priključci na bocama se ne smiju podmazivati mastima, jer može doći do zapaljenja;
- boce moraju stajati okomito naslonjene na svoje stope i osigurane od pada;
- prijevoz boca izvodi se kolicima.
Boca acetilena
Acetilen ili etin se isporučuje u bijelim bocama pod tlakom od 15 bara. Vrlo je nestabilan i eksplozivan u smjesi sa zrakom ili kisikom. S povećavanjem tlaka eksplozivnost acetilena raste, tako da je dovoljno 3% acetilena u smjesi sa zrakom da dođe do eksplozije. Isto tako pri zavarivanju ili rezanju bakra (Cu) ili srebra (Ag) dolazi do reakcije acetilena i spomenutih elemenata, te nastaju spojevi koji su eksplozivni pri udarcima ili povišenim temperaturama. Iz navedenih razloga potrebno je pridržavati se pravila koja vrijede za rukovanje s bocama acetilena i kisika u proizvodnji, transportu i skladištenju. Acetilen je plin iz grupe nezasićenih ugljikovodika, bezbojan je i neotrovan plin karakterističnog mirisa. Otapa se u vodi u omjeru 1 : 1, a u acetonu 1 : 25 pri atmosferskom tlaku i temperaturi 20 ºC. Rastvorljivost acetilena u acetonu raste s porastom tlaka, a opada sa porastom temperature. U bocu za acetilen, koja je volumena 40 litara, pri tlaku od 15 bara i temparaturi 20 ºC stane 6 m3 acetilena. Na izlazu iz boce postavlja se regulator tlaka (manometar) koji snižava tlak acetilena na vrijednosti ispod 1,5 bara (ako je na izlazu iz boce tlak acetilena prelazi 1,5 bar može doći do stvaranja mjehurića plina i spajanja sa zrakom, što može prouzročiti eksploziju plina). Približna količina plina u boci ili volumen acetilena (Vacetilena, m3) može se odrediti pomoću sljedeće formule:
- Vacetilena = 0,35 x volumen boce (m3) x rastvorljivost acetilena u acetonu pri 15 ºC x tlak u boci (Pa) x 10-5
Koeficijent rastvorljivost acetilena u acetonu pri 15 ºC je 23. Volumen boce je 0,04 m3. Tako je na primjer sadržaj acetilena u punoj boci:
- Vacetilena = 0,35 ˑ 0,004 ˑ 23 ˑ15 ˑ 105 ˑ 10-5 = 4,8 m3
Pri pražnjenu boce brzina istjecanja acetilena, odnosno protok acetilena mora biti manji od 1 m3/h, da ne bi došlo do isparavanja acetona iz boce i smrzavanja redukcijskog ventila (manometra). Isto tako, boca se ne smije potpuno isprazniti, već se mora ostaviti određena količina acetilena koja odgovara tlaku na manometu od 1 do 1,5 bara, ovisno o vanjskoj temperaturi. Plamen acetilena i čistog kisika daje maksimalnu temperaturu od 3160 ºC, dok plamen butana i propana s čistim kisikom daje maksimalnu temperaturu 2830 ºC, odnosno 2850 ºC. [4]
Boce za acetilen sadrže u unutrašnjosti: poroznu masu, to jest smjesu drvenog ugljena i pluta (20%), aceton (40%), rastvoreni acetilen (25%) i slobodni prostor (15%). Boce za acetilen se označavaju žutom bojom.
Pravila pri radu s bocama za acetilen
Pravila pri radu s bocama za acetilen su:
- na radnom mjestu boca uvijek mora stajati u uspravnom položaju;
- boce se ne smiju nikada ostaviti izložene Sunčevim zrakama ili drugim izvorima topline;
- potrošnja acetilena iz jedne boce ne smije biti veća od 1 000 litara na sat, a sadržaj acetilena se ne smije potrošiti do kraja;
- boce treba čuvati od visokih i niskih temperatura.
Redukcijski ventili
Podrobniji članak o temi: Tlačni ventilRedukcijski ventili služe da se visoko tlak iz boce smanji na potrebni radni tlak. Kada se otvori ventil na boci, na manometru visokog tlaka se mjeri tlak u boci. Okretanjem podešavajućeg vijka steže se opruga, koja pritišće gumenu membranu, pri čemu se otvara ventil. Plin dolazi u međukomoru sve dok ne dobije određeni tlak, kada membrana povlači za sobom ventil. Tlak na izlazu se mjeri se mjeri manometrom radnog tlaka.
Kada se otvori plamenik, tlak u međukomori opada, opruga potiskuje membranu i ventil ostaje otvoren sve dok se ponovno ne uspostavi ravnotežno stanje. Ako je sila potisnog stanja veća, veći je i radni tlak, i zbog toga postoji vijak za podešavanje, pomoću kojega se podešava željena vrijednost radnog tlaka. Redukcijski ventili su tako podešeni da radni tlak bude do 2 bara.
Gumena crijeva za dovođenje plinova
Acetilen i kisik se dovode do plamenika s gumenim crijevima. Crijeva se izrađuju od gume armirane platnom i mogu se savijati. Dužina crijeva ne smije biti manja od 3 do 5 metara, da bi se izbjeglo savijanje. Crijeva ne smiju biti nagažena ili pritisnuta, kao ni doći u dodir sa zapaljivim materijalima, iskrama i zagrijanim predmetima. Za acetilen se koriste crijeva crvene boje, a za kisik crijeva plave boje.
Izvori
- ↑ autogeno rezanje i zavarivanje, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2018.
- ↑ Mijo Matošević: "Tehnologija obrade i montaže", udžbenik za I razred strojarske struke, Um d.o.o., 2005.
- ↑ "Zavarivanje I", izv. prof. dr. sc. Duško Pavletić, dipl. ing., Tehnički fakultet Rijeka, 2011.
- ↑ [2] "Osnovni postupci zavarivanja", www.ram-rijeka.com, 2012.