Apa itu Pemotongan Bahan Bakar Oxy?- Proses, Pro, dan Kontra
Apa itu pemotongan bahan bakar Oxy?
Pengelasan oxy-fuel dan pemotongan oxy-fuel adalah proses yang menggunakan gas bahan bakar (atau bahan bakar cair seperti bensin atau bensin) dan oksigen untuk mengelas atau memotong logam. Insinyur Prancis Edmond Fouche dan Charles Picard menjadi orang pertama yang mengembangkan pengelasan oksigen-asetilen pada tahun 1903.
Oksigen murni, bukan udara, digunakan untuk meningkatkan suhu nyala api untuk memungkinkan pelelehan lokal bahan benda kerja (misalnya, baja) di lingkungan ruangan.
Nyala api propana/udara biasa terbakar pada sekitar 2.250 K (1.980 °C; 3.590 °F), nyala api propana/oksigen terbakar pada sekitar 2.526 K (2.253 °C; 4.087 °F), nyala api oksihidrogen menyala pada 3.073 K (2.800 °C; 5.072 °F) dan nyala asetilen/oksigen terbakar pada suhu sekitar 3.773 K (3.500 °C; 6.332 °F).
Sebelum memotong, obor pemotong harus memanaskan baja terlebih dahulu ke suhu penyalaan di titik awal. Pada suhu sekitar 960 °C (tergantung pada jenis paduannya), baja telah kehilangan sifat pelindungnya terhadap oksigen dan masih padat.
Oksigen murni kemudian diarahkan melalui nosel di area yang dipanaskan. Aliran oksigen halus dan bertekanan tinggi ini mengubah baja yang telah dipanaskan sebelumnya dan tidak dilindungi menjadi baja cair teroksidasi melalui reaksi eksotermik.
Terak ini memiliki titik leleh yang lebih rendah dari baja, sehingga aliran oksigen dapat meniup terak cair keluar dari rongga tanpa mempengaruhi baja padat yang tidak teroksidasi. Reaksi eksotermik ini merupakan proses yang berkesinambungan dan menghasilkan potongan saat obor bergerak. Agar reaksi eksotermik tetap bekerja, obor pemotongan menjaga baja tetap panas selama pemotongan.
Hanya logam yang oksidanya memiliki titik leleh lebih rendah daripada logam dasar itu sendiri yang dapat dipotong dengan proses ini. Jika tidak, segera setelah logam teroksidasi itu mengakhiri oksidasi dengan membentuk kerak pelindung. Hanya baja ringan dan beberapa paduan rendah yang memenuhi kondisi di atas dan dapat dipotong secara efektif dengan proses oxy-fuel.
Bagaimana Cara Kerja Proses Pemotongan Oxyfuel?
Pemotongan oxy-fuel adalah reaksi kimia antara oksigen murni dan baja untuk membentuk oksida besi. Ini dapat digambarkan sebagai karat yang cepat dan terkendali. Api panaskan awal digunakan untuk menaikkan permukaan atau tepi baja hingga kira-kira 1800 °F (warna merah cerah).
Oksigen murni kemudian diarahkan ke area yang dipanaskan dalam aliran halus bertekanan tinggi. Saat baja teroksidasi dan tertiup angin untuk membentuk rongga, pemanasan awal dan aliran oksigen dipindahkan dengan kecepatan konstan untuk membentuk pemotongan yang berkelanjutan.
Hanya logam yang oksidanya memiliki titik leleh lebih rendah daripada logam dasar itu sendiri yang dapat dipotong dengan proses ini. Jika tidak, segera setelah logam teroksidasi itu mengakhiri oksidasi dengan membentuk kerak pelindung. Hanya baja karbon rendah dan beberapa paduan rendah yang memenuhi kondisi di atas dan dapat dipotong secara efektif dengan proses oxy-fuel.
Berikut adalah dasar-dasar cara kerjanya:
Langkah 1:Panaskan terlebih dahulu
Sebelum Anda dapat mulai memotong baja, baja harus dipanaskan hingga suhu pembakarannya, sekitar 1800 °F. Pada suhu ini, baja mudah bereaksi dengan oksigen. Panas disediakan oleh api panaskan dari obor oxy-fuel. Di dalam obor, bahan bakar gas dicampur dengan oksigen untuk membuat campuran yang sangat mudah terbakar.
Nosel memiliki beberapa lubang yang diatur dalam pola melingkar untuk memfokuskan campuran gas yang mudah terbakar menjadi beberapa pancaran kecil. Campuran bahan bakar-oksigen dinyalakan di luar nozzle, dan nyala api pemanasan awal terbentuk tepat di luar ujung nozzle.
Gas bahan bakar yang umum digunakan termasuk asetilena, propana, gas alam, dan beberapa gas campuran lainnya. Dengan menyesuaikan rasio bahan bakar-oksigen, nyala api diatur untuk menghasilkan suhu setinggi mungkin dalam nyala api sekecil mungkin. Ini memusatkan panas di area kecil di permukaan pelat baja.
Langkah 2:Menusuk
Setelah permukaan atau tepi pelat mencapai suhu nyala, semburan oksigen murni dihidupkan untuk mulai menembus pelat. Ini disebut "pemotongan oksigen", dan semburannya dibentuk oleh lubang tunggal di tengah nosel.
Saat aliran oksigen pemotongan mengenai baja yang telah dipanaskan sebelumnya, proses oksidasi yang cepat dimulai. Ini adalah saat kesenangan yang sebenarnya dimulai. Proses oksidasi disebut sebagai reaksi eksotermis – ini menghasilkan lebih banyak panas daripada yang diperlukan untuk memulai.
Baja teroksidasi mengambil bentuk terak cair, dan terak cair harus keluar dari jalan sehingga aliran oksigen dapat "menembus" sepanjang pelat. Bergantung pada seberapa tebal pelatnya, proses ini dapat berlangsung mulai dari sepersekian detik hingga beberapa detik.
Selama waktu ini, aliran oksigen pemotongan mendorong lebih dalam dan lebih dalam ke piring, dan terak cair ditiup keluar dari lubang penusuk. Hal ini dapat menghasilkan geyser besar dari baja cair, atau jika dilakukan dengan benar, genangan kecil terak di atas pelat.
Langkah 3:Pemotongan
Setelah aliran oksigen yang memotong melewati pelat, obor dapat mulai bergerak dengan kecepatan konstan, membentuk potongan terus menerus. Terak cair yang terbentuk selama fase ini dihembuskan ke bagian bawah pelat.
Panas yang dilepaskan oleh reaksi kimia antara oksigen dan baja memanaskan pelat tepat di depan potongan, tetapi tidak cukup andal untuk memotong tanpa memanaskan api. Jadi, api panaskan tetap menyala sepanjang potongan, menambahkan panas ke piring saat obor bergerak.
Itu adalah dasar-dasarnya. Namun ada banyak faktor lain yang mempengaruhi kualitas tepi potong, termasuk kecepatan, tekanan oksigen potong, penyesuaian api pemanasan awal, tinggi pemotongan, suhu pelat, dll.
Karakteristik oxy-fuel dibandingkan dengan plasma
Materi. Pemotongan oxy-fuel digunakan untuk pemotongan baja ringan. Hanya logam yang oksidanya memiliki titik leleh lebih rendah daripada logam dasar itu sendiri yang dapat dipotong dengan proses ini. Jika tidak, segera setelah logam teroksidasi, ia menghentikan oksidasi dengan membentuk kerak pelindung. Hanya baja ringan dan beberapa paduan rendah yang memenuhi persyaratan di atas.
Ketebalan dinding. Oxy-fuel memungkinkan pemotongan bahan berdinding lebih tebal daripada plasma. Plasma tidak dapat memotong dinding yang lebih tebal karena sejumlah besar energi yang diperlukan untuk mencapai ketebalan yang sama.
Sudut pemotongan. Oxy-fuel memungkinkan pemotongan sudut yang lebih curam hingga 70° (dibandingkan dengan 45° dengan plasma) karena konsentrasi berkas oksigen.
Potongan lurus. Sinar plasma memiliki kecenderungan untuk membelok ketika sudutnya terlalu curam. Namun, defleksi ini dapat dikompensasikan dengan otomatisasi.
Biaya. Oxy-fuel adalah solusi yang lebih ekonomis daripada pemotongan plasma. Biaya investasi awal, bahan habis pakai dan biaya operasi semuanya lebih rendah daripada pemotongan plasma. Namun, kecepatan pemrosesan biasanya lebih rendah di bawah kisaran ketebalan dinding 20 mm (mempertimbangkan pembuatan profil 3D di industri baja berat)
Keuntungan dan Kerugian Pemotongan Oxyfuel
Dengan aplikasi pemotongan oxyfuel, bahan bakar gas dan oksigen digunakan untuk menghasilkan api pemotongan. Sistem Pemotongan Messer memasok gas termasuk asetilena, MAPP, propana, dan gas alam, serta informasi yang sesuai dengan kebutuhan Anda.
Keuntungan:
Kualitas mutakhir dan akurasi tinggi.
Pemotongan strip miring.
Menusuk baja ringan dengan ketebalan hingga 4 inci (101 milimeter) hingga 5 inci (127 milimeter).
Awal dari tepi dan potong baja setebal 10 inci (254 milimeter) hingga 12 inci (304 milimeter).
Dengan beberapa obor, hasilkan beberapa bagian, mengurangi waktu dan tenaga.
Kekurangan:
Tidak dapat memotong baja tahan karat dalam keadaan normal.
Kecepatan potong lebih lambat dibandingkan dengan pemotongan plasma.
Pemotongan bahan tipis mungkin melengkung.
Sulit untuk membuat lubang yang lebih kecil dari dua kali ketebalan baja.
