อุณหภูมิเปลวไฟของคบเพลิงออกซี่อะเซทิลีน
คบเพลิงออกซี-อะเซทิลีนที่ลุกเป็นไฟเป็นกลางแผ่กระจายไปอย่างคร่าวๆ 5,600–6,300°F (3,100–3,500°C) ที่ปลายกรวยด้านใน ซึ่งร้อนพอที่จะหลอมเหล็ก เหล็กหล่อ และโลหะที่ไม่ใช่เหล็กส่วนใหญ่ได้ภายในไม่กี่วินาที ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการผสมก๊าซนี้จึงยังคงเป็นมาตรฐานในการตัดและเชื่อมมานานกว่าศตวรรษ
ตัวเลขที่คนมักจะอ้างอิงถึงอุณหภูมิประมาณ 6,000°F นั้นแม่นยำแต่ยังไม่สมบูรณ์ มันอธิบายจุดเฉพาะจุดหนึ่งในเปลวไฟ ไม่ใช่เปลวไฟโดยรวม อุณหภูมิจริงจะลดลงอย่างรวดเร็วยิ่งคุณเคลื่อนที่จากกรวยด้านในมากเท่าไร
ทำไมเปลวไฟจึงไม่ใช่อุณหภูมิเดียว
เปลวไฟออกซีอะเซทิลีนที่เป็นกลางมีโซนที่มองเห็นได้สามโซน และแต่ละโซนจะทำงานที่ระดับความร้อนที่แตกต่างกัน
- กรวยด้านใน - ส่วนที่สว่างที่สุดและแน่นที่สุดของเปลวไฟ อยู่ตรงส่วนปลาย นี่คือจุดที่การเผาไหม้สมบูรณ์ที่สุดและมีอุณหภูมิสูงสุดที่ 5,600–6,300°F
- ขนอะเซทิลีน — โซนทุติยภูมิจางๆ ที่มองเห็นได้จากเปลวไฟคาร์บูไรซิ่งเป็นส่วนใหญ่ โดยจะเย็นกว่ากรวยด้านในอย่างเห็นได้ชัด
- ซองด้านนอก — เปลวไฟสีน้ำเงินหลวมๆ ล้อมรอบสิ่งอื่นๆ ทั้งหมด โดยมีอุณหภูมิลดลงประมาณ 2,300°F ที่ขอบด้านนอก
การไล่ระดับสีนี้ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ ช่างเชื่อมวางตำแหน่งกรวยด้านในเหนือข้อต่อเพื่อหลอมโลหะ ในขณะที่เปลือกด้านนอกทำหน้าที่อุ่นทั้งสองด้าน เพื่ออุ่นโลหะฐานให้ใกล้กับจุดหลอมเหลวก่อนที่การตัดหรือการเชื่อมจะเริ่มขึ้นจริง
ออกซี่-อะเซทิลีน เปรียบเทียบกับก๊าซเชื้อเพลิงอื่น ๆ อย่างไร
| การผสมก๊าซ | ประมาณ อุณหภูมิสูงสุด |
|---|---|
| โพรเพน / อากาศ | 3,590°F (1,980°C) |
| อะเซทิลีน / อากาศ | 4,000°F (2,200°C) |
| โพรเพน / ออกซิเจน | 4,087°F (2,253°C) |
| ออกซี่-ไฮโดรเจน | 5,072°F (2,800°C) |
| Oxy-Acetylene | 6,300°F (3,500°C) |
ขอบของอะเซทิลีนขึ้นอยู่กับเคมี พันธะคาร์บอน-คาร์บอนสามตัวของมันกักเก็บพลังงานในปริมาณที่ผิดปกติ ซึ่งจะปล่อยออกมาอย่างรวดเร็วเมื่อเผาไหม้ในออกซิเจนบริสุทธิ์แทนที่จะเป็นอากาศโดยรอบ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมมันยังคงเป็นก๊าซเชื้อเพลิงธรรมดาเพียงชนิดเดียวที่ร้อนพอที่จะตัดผ่านเหล็กโครงสร้างหนาได้อย่างน่าเชื่อถือ การผสมที่อุณหภูมิต่ำกว่า เช่น โพรเพน/ออกซิเจน ยังคงมีอยู่ โดยเฉพาะสำหรับงานที่ต้องการเปลวไฟที่กว้างกว่าและอ่อนโยนกว่า แทนที่จะเป็นจุดร้อนที่มีความเข้มข้น ซึ่งเป็นที่ที่ คบเพลิงทำความร้อนที่เหมาะกับอุณหภูมิเปลวไฟที่ต่ำและกระจายออก มีแนวโน้มจะเข้ามา
อัตราส่วนของออกซิเจนต่ออะเซทิลีนเปลี่ยนแปลงไปเท่าใด
ตัวเลขอุณหภูมิ 6,300°F ถือว่าเปลวไฟเป็นกลาง ซึ่งหมายความว่าออกซิเจนและอะเซทิลีนจะถูกจ่ายในปริมาณที่เท่ากันโดยประมาณ เปลี่ยนอัตราส่วนนั้น อุณหภูมิและเคมีก็เปลี่ยนไปเช่นกัน
เปลวไฟออกซิไดซ์ซึ่งมีออกซิเจนมากกว่าอะเซทิลีนเล็กน้อย จะเผาไหม้ร้อนกว่าและคมกว่า ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการตัดแต่รุนแรงพอที่จะออกซิไดซ์สระเชื่อมหากใช้สำหรับการเชื่อม เปลวไฟคาร์บูไรซิ่งที่มีอะเซทิลีนส่วนเกินจะเย็นลงและนำคาร์บอนที่ยังไม่เผาไหม้เข้าไปในโลหะ ซึ่งเหมาะกับงานพื้นผิวแข็งและการบัดกรีแข็งบางประเภท แต่ไม่เหมาะสำหรับงานเชื่อมเชิงโครงสร้าง การรักษาอัตราส่วนให้คงที่เป็นเรื่องที่มากกว่าที่คนส่วนใหญ่คิด และนั่นเป็นหน้าที่ของอุปกรณ์ส่วนใหญ่มากกว่าทักษะของผู้ปฏิบัติงานเพียงอย่างเดียว — เครื่องควบคุมแรงดันแก๊สที่ทำให้อุณหภูมิเปลวไฟสม่ำเสมอ ทำงานส่วนใหญ่เพื่อรักษาสมดุลนั้นให้มั่นคงผ่านการตัดหรือการเชื่อมที่ยาวนาน
การปรับอุณหภูมิให้เข้ากับงาน: คบเพลิง เคล็ดลับ และตัวควบคุม
เมื่ออุณหภูมิเป้าหมายชัดเจน การตัดสินใจเกี่ยวกับอุปกรณ์ก็จะง่ายขึ้น ต้องการเหล็กโครงสร้างหนาและงานตัดหนัก คบเพลิงตัดแบบใช้มือถือที่สร้างขึ้นเพื่อการทำงานที่อุณหภูมิสูงอย่างยั่งยืน จับคู่กับด้ามจับที่ยึดเปลวไฟที่เป็นกลางให้คงที่ตลอดการวิ่งระยะไกล — ด้ามจับคบเพลิงออกแบบมาเพื่อให้เปลวไฟเป็นกลางมั่นคง ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อความสม่ำเสมอนั้นโดยเฉพาะ
การเลือกทิปมีความสำคัญพอๆ กับตัวคบเพลิงเอง ทิปที่เล็กเกินไปสำหรับความหนาของโลหะจะควบคุมการไหลของก๊าซและดึงอุณหภูมิเปลวไฟลงไปที่จุดที่แน่นอนที่ต้องการให้ถึงจุดสูงสุด ในขณะที่ทิปขนาดใหญ่จะทำให้สิ้นเปลืองก๊าซโดยไม่ทำให้การตัดดีขึ้น ปลายหัวตัดอะเซทิลีนมีขนาดพอดีกับเปลวไฟที่ปล่อยออกมา ถูกจับคู่กับช่วงความหนาเฉพาะด้วยเหตุนี้ สำหรับใครก็ตามที่ประกอบการตั้งค่าแบบเต็มรูปแบบตั้งแต่เริ่มต้น ชุดไฟฉายตัดแบบสมบูรณ์สำหรับการตั้งค่าออกซีอะเซทิลีน รวมแฮนเดิล สิ่งที่แนบมา และชุดทิปที่เข้าคู่กันเพื่อให้ทำงานร่วมกันได้
ทำงานอย่างปลอดภัยที่อุณหภูมิเหล่านี้
เปลวไฟที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 6,000°F ไม่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในสภาพอุปกรณ์ ถังอะเซทิลีนไม่ควรใช้เกิน 15 psig ซึ่งเป็นขีดจำกัดที่กำหนดไว้ มาตรฐานรัฐบาลกลางของ OSHA สำหรับการเชื่อมและตัดก๊าซเชื้อเพลิงออกซิเจน เนื่องจากอะเซทิลีนจะไม่เสถียรที่แรงกดดันที่สูงขึ้น
ภาพย้อนอดีตที่เปลวไฟไหม้ไปข้างหลังในท่อหรือตัวควบคุม สามารถเกิดขึ้นได้ภายในเสี้ยววินาทีที่อุณหภูมิเหล่านี้ หากท่อเกิดการรั่วหรืออัตราส่วนก๊าซลอยไป ตัวจับแบบย้อนหลังสำหรับท่อออกซีอะเซทิลีนที่อุณหภูมิสูง เป็นตัวป้องกันมาตรฐาน ติดตั้งระหว่างตัวควบคุมและสายยางทั้งด้านออกซิเจนและอะเซทิลีน และไม่ใช่อุปกรณ์เสริมสำหรับการตั้งค่าใดๆ ที่เกิดเปลวไฟร้อนขนาดนี้
