Autogeen snijden vergeten?... vergeet het maar! Rien van der Schelde Air Products Nederland BV

Vergelijkbare documenten
Autogeen snijden. Het proces en de gassen

Autogeen snijden in de praktijk

Snijprocessen - Plasma snijden (Het proces en de apparatuur)

7 Gebruiken van snijbranders en plasmasnijders Inhoud

Snijprocessen laser snijden proces varianten

Oefenvragen Hoofdstuk 4 Chemische reacties antwoorden

De kwaliteit van plasmasnijden verbeteren

Onze Integra cilinders. Een veiliger concept voor lassen, snijden en solderen

Gereedschap voor autogeen lassen en Branden

Plasma. Van Spijk De Scheper HP Oirschot. Tel. +31(0) Fax +31(0)

ATMOSFERISCHE BRANDER

Onze Integra cilinders. Een veiliger concept voor lassen, snijden en solderen

Paragraaf 1: Fossiele brandstoffen

Samenvatting Chemie Overal 3 havo

LAS EN SNIJKOFFERS CBL - GLOOR KLEINE KOFFER

Afleiding van de basisvergelijking voor de constructie van een zelf-luchtaanzuigende branderkop

Samenvatting 3.1, 3.2 en 3.3 (2)

Hoofdstuk 4. Chemische reacties. J.A.W. Faes (2019)

H7 werken met stoffen

Eindexamen scheikunde 1-2 vwo 2008-II

SCHEIKUNDE. Hoofdstuk 9

T2: Verbranden en Ontleden, De snelheid van een reactie en Verbindingen en elementen

1 Warmteleer. 3 Om m kg water T 0 C op te warmen heb je m T 4180 J nodig Het symbool staat voor verandering.

Samenvatting Natuurkunde hoofdstuk 4

Onder poeder lassen. Laskennis opgefrist (nr. 15) Proces beschrijving. Lasparameters

Verhogen van energie efficiëntie in industriële heaters

Gloor. Snijmondstuk propaan origineel Gloor Ideal Tweedelig mondstuk - buitenbek koper - binnenbek messing

A l d e c h a r m e v a n d o o r d a c h t w o o n c o m f o r t

Basismechanica SOLDEREN GRIZLI Tim Fack

Koike snijnozzles. Hét keurmerk voor kwaliteitssnedes. Kenmerken en voordelen. Snijnozzles. Het kenmerk van kwaliteit:

Apparatuur voor autogeen lassen

Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 9

4 Verbranding. Bij gele vlammen ontstaat roet (4.1)

LUCKERATH PYROLYSE OVENS

AIR LIQUIDE Welding Plasma lassen

semester 2 vervuilingen in de brandstof fossiele brandstoffen - - -

HSGM Thermische Touw & Zeil snijders

Aardolie is een zwart, stroperig mengsel van heel veel stoffen, wat door middel van een bepaalde scheidingsmethode in zeven fracties gescheiden wordt.

HSGM Thermische textielsnijders / sealers. HSGM HSG-3-Therm Art. nr:

6.9. Boekverslag door G woorden 13 december keer beoordeeld. Scheikunde

De HPR130XD levert ongeëvenaarde HyDefinition-snijkwaliteit met maar de helft van de operationele kosten

Gasaerothermen PC RA Warmtewisselaar en verbrandingskamer in roestvrij staal AISI 441.

AUTOGEEN LASSEN/SNIJDEN. Complete sets autogeen type 21

HSGM HEAT-CUTTERS HEISSSCHNEIDE-GERÄTE APPAREILS DE COUPE À CHAUD

ONDERDELEN CATALOGUS VEILIGHEID LASTECHNIEK

14 DE ATOOMTHEORIE VAN DALTON PROCESTECHNIEK

Nr. Omschrijving Eenheid Bestelnummer ZUURSTOF G 5/8" - G 1/4 " 10/16 bar stuk

Fabrikanten en Importeurs van Gas en Oliebranders

TECHNISCHE INFORMATIE VEILIGHEIDSMAATREGELEN

Een las wordt ook wel lassnoer of lasrups genoemd, omdat de las de vorm van een snoer of rups kan hebben.

Samenvatting Natuurkunde Verwarmen en isoleren (Newton)

TECOI THOR. Product beschrijving. Werkbreedte tot mm Positioneringssnelheid 32 m / min hoogwaardig thermisch en mechanisch snijden

Een mengsel van lucht, hete verbrandingsgassen en kleine deeltjes vaste stof In rook zitten ook soms vonken

Het TEKNOS-model van de machine is standaard met TECOI's belangrijke technologische ontwikkelingen zoals:

Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 4

Een ei wordt tijdens het bakken verhit. Er moet constant warmte toegevoegd worden, deze reactie is daarom endotherm.

Handleiding Kunststoflassen. Het lassen van thermoplastische kunststof auto- en motoronderdelen met een Leister Triac S of Weldy PLAST

Warmte. Hoofdstuk 2. Vaak zetten we Chemische energie om in Warmte

Extra oefenopgaven H4 [rekenen met: vormingswarmte, reactiewarmte, rendement, reactiesnelheid, botsende-deeltjesmodel]

NITAI NITREREN, NITROCARBONEREN

Krimpvervorming - Verschijningsvormen en oorzaken

4. In een bakje met natriumjodide-oplossing worden 2 loden elektroden gehangen. Deze twee elektroden worden aangesloten op een batterij.

Rekenen aan reacties. Deze les. Zelfstudieopdrachten. Zelfstudieopdrachten voor volgende week. Zelfstudieopdrachten voor deze week

Ruimteverwarming. 1 Inleiding Energieverbruik ruimteverwarming Centrale verwarming Decentralisatie... 4

Scheikunde Samenvatting H4+H5

Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 1, 2, 3

HSGM Thermische Textielsnijders & Sealers. HSGM HSG-3-Therm Art. nr:

Onderwerp: Verbrandingsgassen van huishoudelijke toestellen

Metaal 2e college metaal Utrecht

De verliezen van /in het systeem zijn ook het gevolg van energietransformaties!

DEZE TAAK BESTAAT UIT 36 ITEMS.

Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 8

Examen scheikunde HAVO tijdvak uitwerkingen

Fred Neessen. Het lassen van ongelijksoortige verbindingen Kan dat allemaal wel?

LUCKERATH UITBRAND OVENS Type MUBO Algemene Informatie

Tentamen Verbrandingstechnologie d.d. 9 maart 2009

HSGM Thermische Textielsnijders & Sealers. HSGM HSG-3-Therm Art. nr:

Metaal. 2e college metaal Utrecht. Materialen

De Aqua Air Flow is een revolutionaire "Hydro"-kachel, die tot 50% van zijn geproduceerde warmte-energie aan de centrale verwarming kan afgeven.

Organische koolstoffen C x. (continue FID) H y. Periodieke metingen. Deze code van goede meetpraktijk beschrijft de toegepaste

4VMBO H2 warmte samenvatting.notebook September 02, Warmte. Hoofdstuk 2. samenvatting. Vaak zetten we Chemische energie om in Warmte

Gedeputeerde Staten provincie Drenthe UW CONTACTPERSOON Afd. Vergunningverlening, dhr. Struik

Maximale productiviteit

HSGM Industriële thermische snijders voor synthetisch materiaal

De ontbrandingstemperatuur is de laagste temperatuur waarbij een stof gaat branden

Toolbox-meeting Besloten ruimten

HSGM HEAT-CUTTERS HEISSSCHNEIDE-GERÄTE APPAREILS DE COUPE À CHAUD

7.0 BRANDVEILIGHEID BRANDVEILIGHEID VAN FLEXIBELE SLANGEN INLEIDING

1) Stoffen, moleculen en atomen

Warmtepompen. Wie, wat, hoe, waar, waarom?

Reactie op het voorstel voor de G-gassamenstelling in de toekomst en de eisen aan gastoestellen.

Krachtig. Duurzaam. Eenvoudig. PowerCut -serie PLASMARC-SNIJAPPARATUUR

Motorvermogen,verliezen en rendementen

De Karekiet LA Vriezenveen

TECHNISCHE INFORMATIE VEILIGHEIDSMAATREGELEN

Weten en kennen Definitie van brand: Een voorbeeld

Wat is een explosie? Een explosie is een zeer snel verlopende brand met een vrijkomende (verwoestende) drukgolf.

Brandbaarheidsgrenzen

05. Autogeen lasapparatuur

Materialen. Introductie over Metaal:

Transcriptie:

Autogeen snijden vergeten?... vergeet het maar! Rien van der Schelde Air Products Nederland BV Inleiding Het oudste proces voor het snijden van staal is het autogene proces waarbij de vlam het materiaal verhit tot ontstekingstemperatuur en de extra toegevoerde zuurstof daarna het snijproces uitvoert. Andere snijmethoden als plasma, laser en waterstraal zijn ontwikkeld om (veelal) ook andere metalen dan staal te kunnen snijden, maar deze hebben daarnaast beperkingen zoals de hoogte van het investeringsbedrag, de maximaal te snijden dikte of de snijsnelheid. Nog steeds is het autogeen snijden het meest toegepaste thermische snijproces in de metaalverwerkende industrie en het verdient dan ook de volle aandacht. Nog te vaak ervaren wij in de dagelijkse praktijk dat niet het optimaal mogelijke uit het proces wordt gehaald wat betreft snijsnelheid of snederesultaat. Mogelijk dat de kennis wat is weggezakt door alle aandacht voor genoemde andere modernere methoden. Dit artikel maakt u weer bewust van de mogelijkheden bij het snijden met de vlam. Procesprincipe Het principe van het autogeen snijden berust op de verbranding van het ijzer uit het staal met zuurstof. Alvorens tot verbranding te komen zal het materiaal eerst tot ontstekingstemperatuur (ca. 1150 ºC) gebracht moeten worden door middel van de voorwarmvlam met een mengsel van brandbaar gas en zuurstof. snijzuurstof brandbaar gas + zuurstof gasmengsel snijzuurstof snijmondstuk gesmolten staal zuurstof ijzer-oxide Figuur 1 : Snijprincipe slak De centraal toegevoerde snijzuurstof geeft vervolgens een verbrandingreactie van het metaal die sterk exotherm is en waarbij dus veel warmte vrijkomt die het proces in zowel de dikte- als de 1

snijrichting op gang houdt. Het gevormde ijzeroxide of slak wordt door de kinetische energie van de zuurstofstraal uit de snijvoeg geblazen, waardoor de snijvoeg ontstaat. Er zijn echter voorwaarden verbonden aan het autogeen snijden: Het materiaal moet boven een bepaalde temperatuur snel met zuurstof reageren De ontstekingstemperatuur moet lager zijn dan de smelttemperatuur De gevormde oxyden moeten dunvloeibaar zijn en een lager smeltpunt hebben dan het te snijden materiaal zelf De verbranding moet exotherm verlopen De warmtegeleiding van het te snijden materiaal moet laag zijn Zo min mogelijk gasvorming ten gevolge van de verbrandingsproducten in verband met verontreiniging van de zuurstofstraal. Alleen ongelegeerd en laaggelegeerd staal, met laag gehalte aan koolstof en legeringselementen, voldoen aan deze voorwaarden. Andere materialen hebben veelal een hoger smeltpunt van de gevormde oxyde / slak dan het basismateriaal. Voorbeeld hiervan is roestvast staal waarvan de chroomoxyde (Cr O 3 ) - een belangrijk aandeel van de slak - met een smelttemperatuur van bijna 000 ºC ver boven die van het RVS zelf ligt. De snijpraktijk Gezien de procesvoorwaarden is er dus een beperking in het aantal typen materialen dat autogeen is te snijden, maar zo zijn de mogelijkheden ten aanzien van de te snijden plaatdikte vrijwel onbeperkt en uniek te noemen. Vanaf circa 3 mm tot meer dan 1000 mm plaatdikte is met de vlam te snijden. Andere thermische snijprocessen moeten bij een dikte vanaf ongeveer 5 mm afhaken. De toepassingen liggen in het zowel handmatig als gemechaniseerd snijden van plaatdelen in de konstruktie, machine-, apparaten- en scheepsbouw. Zowel rechte, schuine en meervoudige sneden, zoals bij een lasnaadvoorbereiding, zijn mogelijk met een hoge snedekwaliteit bij een juiste gaskeuze en afstelling van de branders. Figuur : K-naad lasvoorbereiding met 3 branders Het gebruik van meerdere branders tegelijk op de snijbank geeft een geweldige vergroting van de capaciteit en verlaging van de toch al lage snijkosten per meter. Daarnaast heeft de vlam, in vergelijking met andere snijprocessen, veel minder last van de aanwezigheid van primer of roest op de plaat. De voorwarmvlam reinigt als het ware door middel van verbranding het plaatoppervlak zodat de snijzuurstofstraal ongehinderd het onderliggende materiaal bereikt. Daarnaast geeft de voorwarmvlam ondersteuning aan die snijzuurstof opdat deze zo zuiver mogelijk blijft. Dit is van groot belang aangezien verontreiniging van de zuurstof een minder effectieve verbranding geeft, de straal in de dikterichting van de plaat afbuigt en daarmee de zogenaamde naloop veroorzaakt. Het niet doorsnijden of kunnen uitnemen van het produkt omdat deze nog op de hoeken vast zit is het gevolg.

Ook de te bereiken snijsnelheid is mede afhankelijk van de zuurstofkwaliteit die minimaal.5 (99,5%) zuiver moet zijn voor een goed snij resultaat. Eigenschappen van de vlam Het voorgemengde gas/zuurstof mengsel zal na uittreden uit de brander komen in de zogenaamde primaire verbrandingskegel. Hier zal het brandbare gas thermisch uiteenvallen (I) in zijn componenten koolstof en waterstof waarbij de (positieve of negatieve) vormingswarmte vrijkomt. De componenten zullen vervolgens met een deel van de toegevoerde zuurstof als primaire verbranding CO, CO en H O vormen (II) waarbij ook warmte vrijkomt. Tegelijkertijd vindt er weer dissociatie (III) plaats omdat de gevormde produkten in de primaire verbranding bij de hoge temperatuur instabiel zijn. Tenslotte zal met de zuurstof uit de omringende lucht in het tweede gedeelte van de vlam de secundaire verbranding plaatsvinden. Schematisch is de verbrandingszone hier aangegeven. Figuur 3 : Verbrandingszone Voor het autogene snijproces is alleen de opgewekte energie in de primaire vlam van belang, dus de som van (I) + (II) (III), omdat aan de tip van de primaire kegel de hoogste vlamtemperatuur heerst. Voor de verschillen in verbrandingswarmte tussen de diverse brandbare gassen onderling is het thermisch verval in grote mate verantwoordelijk. Afhankelijk van het al dan niet verzadigd zijn van de betreffende koolwaterstof wordt bij het thermisch verval energie opgenomen of afgegeven. Bij onverzadigde gassen als propyleen, acetyleen en methylacetyleen zal door de dubbele of drievoudige bindingen meer energie vrijkomen. De zuurstofbehoefte van het brandbare gas om de maximale vlamtemperatuur te behalen is ook onderling verschillend en bepaalt mede het vlamvolume. Enkele belangrijke eigenschappen van een aantal brandbare gassen zijn in tabel 1 samengevat. Gassoort Vormingswarmte Zuurstof / Gas verhouding Max. vlamtemp. (ºC) (kj / m 3 ) (m 3 /m 3 ) Acetyleen + 140.000 1,5 : 1 3160 Methylacetyleen + 74.000,9 : 1 3010 1,) Mapp S / Tetreen + 70.000 3,5 : 1 90 Propyleen / Apachi 1) + 60.000 3,7 : 1 890 Propaan - 38.000 4,3 : 1 810 Methaan / Aardgas - 75.000 1,8 : 1 770 1) Apachi, Mapp S, Tetreen zijn handelsnamen ) Mapp S en Tetreen zijn mengsels van ondermeer methylacetyleen, propyleen en propaan ; sommige aangeboden koolwaterstoffen kunnen het kankerverwekkende butadieen bevatten. Tabel 1 : Eigenschappen brandbare gassen Gaskeuze Hoewel het eigenlijke autogeensnijden met zuurstof plaatsvindt, is zoals hierboven beschreven ook het brandbare gas voor de voorwarmvlam van groot belang. Wat willen we bereiken met die voorwarmvlam? Een zo snel mogelijke aanwarming tot ontstekingstemperatuur van een zo mogelijk 3

kleine spot om het snijproces te kunnen starten. De eigenschappen van het ontstoken gasmengsel brandbaar gas / zuurstof als de voorwarmvlam zijn dan ook bepalend voor de benodigde aanwarmtijd, de gatspuittijd, de snijsnelheid, de breedte van de warmte beinvloede zone (WBZ) en de vervorming van de plaat. Het beste resultaat is te verkrijgen bij een vlam met een hoge vlamtemperatuur, een hoog specifiek vlamvermogen (kj/mm.sec) beide voor een snelle warmte- klein overdracht en een klein vlamvolume om de te verwarmen spot, de WBZ en de vervorming zo mogelijk te houden. Deze eigenschappen zijn het best verenigd in de acetyleen/zuurstof vlam, het ongekroonde koningskoppel van de autogene snijtechniek. Mede bepalend bij de gaskeuze zijn factoren als gaskosten, hoewel deze minder dan circa 10% van de snijkosten per uur bedragen, te snijden materiaaldikte(n), aantal starts / gatspuitingen, gemiddelde snedelengte, vereiste snede kwaliteit, haakse en of schuine snedes enzovoort. De specialisten van Air Products kunnen voor uw toepassing en bedrijfsomstandigheden op basis van enkele kengetallen een overzichtelijke kosten vergelijking maken tussen verschillende brandbare gassen. Bevestig hiermee uw keuze of bespaar op uw snijkosten. Een voorbeeld van zo n berekening is vermeld in tabel. Datum Firma 13/Apr/05 Snijgraag Tel: 00-4353535 SNIJKOSTENVERGELIJKING BASISGEGEVENS KOSTENVERGELIJKING Uren/jaar hr/jr 1600 Inschakelduur % 40 Investering 75,000 Afschrijvingstermijn jr 5 Rente percentage % 8 Onderhoud /jr 1,150 Loonkosten /hr 35 Loon-& machinekosten /hr 47 Kosten ombouw C H 0 Gassoort Propaan Acetyleen Prijs gas /kg 0.45 4.50 Prijs zuurstof /m³ 1.15 1.15 Materiaaldikte mm 10 10 Gem. snedelengte mtr 1.0 1.0 Snijsnelheid mm/min 550 650 Voorwarmtijd sec 16 6 Aantal branders per/mach. Gasverbruik l/hr 370 40 Voorwz. verbruik l/hr 1480 504 Snijzuurstof l/hr 800 800 Gasverbruik totaal kg/jr 900 59 Zuurstofverbruik totaal m³/jr 500 4010 Gaskosten totaal /jr 405,664 Zuurstofkosten totaal /jr 5,773 4,61 Totale zuivere snijtijd hr 558 601 Totale machinetijd hr 640 640 Totale snijlengte mtr/jr 36837 46873 Totale kosten /jr 81,38 8,46 Kosten/meter /mtr.1 1.76 Omschakeling naar acetyleen levert u : in geld,- - een reductie van de kosten per meter van : 0.4% 0.45 - een vergroting van de snijcap. (incl. voorw.) van : 7.%,180 - een jaarbesparing van : (excl extra beschikbare uren) 6.5% 5,56 Tabel : Snijkosten vergelijking Branderds en snijmondstukken Net als bij de brandbare gassen zijn er verschillende branders en typen snijmondstukken op de markt. De meest toegepaste brander is van het type injecteur, waarbij het brandbare gas door de 4

hogere druk en stromingssnelheid van de zuurstof in de brander wordt aangezogen en gemengd. Voordeel van dit type brander is het tijdens het proces niet verlopen van de ingestelde waarden ten gevolge van het warmer worden van het mondstuk aan de brander. Het gevolg is een constante kwaliteit van de snede, zij het met enige gevoeligheid voor bedieningsfouten. Het andere type is de gelijke druk brander waarbij de gas- en zuurstofdruk gelijk is en de menging pas plaats vindt in de snijkop van de brander. Bedieningsgemak is een voordeel, maar dit weegt veelal niet op tegen de nadelen als een hogere aanschafprijs, het genoemde verlopen van de instellingen en minder constante kwaliteit. De te gebruiken snijmondstukken zijn afhankelijk van het te gebruiken brandbare gas. Zo zijn er mondstukken voor acetyleen, propaan en menggas vanwege de verschillen in de zuurstof behoefte van die gassen. Elk gas vereist een andere boring van de gaskanalen. Verder onderscheiden de typen per gassoort zich in standaard, hoge snelheid en gordijn mondstukken. De laatste worden ook wel super high speed mondstukken genoemd omdat de snijsnelheid aanmerkelijk hoger is dan bij de andere. Deze mondstukken zijn inzetbaar over een groot diktebereik. Nadeel is het hogere zuurstofgebruik door de rondom extra aangebrachte boringen voor de zuurstof die als een gordijn de voorwarmvlam en snijzuurstof afschermen van storende invloeden als bijvoorbeeld tocht of turbulentie in de omringende lucht. Uit een enkele jaren geleden FME onderzoekproject Scheidingstechnieken waarbij diverse typen mondstukken onder praktijkomstandigheden zijn getest is ondermeer gebleken dat snijtabellen veelal te weinig houvast bieden voor de instellingen van het gasgebruik en de snijsnelheid. Met kennis van zaken, goede voorlichting, kostenvergelijking en praktijkgerichte ondersteuning door specialisten kan Air Products uw mogelijk vergeten autogene snijtechniek weer op concurrerend niveau brengen. 5