Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » مبدأ القطع بالأكسجين والوقود

مبدأ القطع بالأكسجين والوقود

1910
فني يستخدم شعلة قطع الأكسجين والوقود في ورشة تصنيع المعادن.

(صورة توضيحية فقط)

يقطع القطع بالأكسجين والوقود، أو القطع باللهب، المعادن الحديدية بعملية أكسدة سريعة طاردة للحرارة. في البداية، يسخن اللهب سطح الفولاذ إلى درجة حرارة الاشتعال (حوالي 870 درجة مئوية أو 1600 درجة فهرنهايت). ثم يُوجّه تيار عالي الضغط من الأكسجين النقي إلى الموضع، مما يُحفّز تفاعلًا كيميائيًا، [latex]3Fe + 2O_2 rightarrow Fe_3O_4[/latex]، والذي يُشكّل أكسيد الحديد المنصهر (الخبث) ويُطلق حرارة.

تعتمد فعالية القطع بالأكسجين والوقود على مجموعة محددة من خصائص المادة. يجب أن تكون درجة حرارة اشتعال المعدن أقل من درجة انصهاره. إذا انصهر المعدن قبل أن يتأكسد، فإن تيار الأكسجين سيدفع المعدن المنصهر بعيدًا بدلًا من دعم تفاعل القطع. هذا هو السبب الرئيسي لفعالية هذه العملية مع الفولاذ الكربوني العادي، ولكن ليس مع الحديد الزهر (ذو المحتوى الكربوني العالي) أو الألومنيوم. ثانيًا، يجب أن تكون درجة انصهار الأكسيد (الخبث) المتكون أقل من درجة انصهار المعدن الأساسي. يسمح هذا لتيار الأكسجين عالي الضغط بدفع الخبث المنصهر خارج منطقة القطع، المعروفة باسم شق القطع، مما يكشف عن معدن جديد لمواصلة التفاعل. هذه العملية ذاتية الاستدامة، حيث تولد أكسدة الحديد الطاردة للحرارة كمية كبيرة من الحرارة، مما يساعد على الحفاظ على درجة حرارة الاشتعال على طول مسار القطع.

هذه الطريقة غير مناسبة للمعادن غير الحديدية كالألومنيوم والنحاس، أو الفولاذ المقاوم للصدأ. تُكوّن هذه المواد أكاسيد شديدة المقاومة للحرارة وصلبة (مثل أكسيد الألومنيوم وأكسيد الكروم) ذات درجات انصهار أعلى بكثير من المعدن الأساسي. تُشكّل هذه الأكاسيد طبقة واقية تمنع وصول نفث الأكسجين إلى المعدن الأساسي، مما يُعيق عملية القطع.

UNESCO Nomenclature: 3313
– Mechanical engineering and machinery

يكتب

Chemical Process

خلل

Substantial

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • اختراع oxy-acetylene welding torch
  • فهم تفاعلات الأكسدة الطاردة للحرارة للحديد
  • توفر الأكسجين المضغوط عالي النقاء
  • تطوير فوهات قادرة على توصيل شعاع متماسك، سرعة عالية نفاثة غاز

التطبيقات

  • قطع ألواح الفولاذ السميكة في بناء السفن والبناء
  • هدم الهياكل الفولاذية الكبيرة مثل الجسور والمباني
  • معالجة الخردة المعدنية وإعادة التدوير
  • تصنيع مكونات الفولاذ الهيكلي
  • قطع الأنابيب وتشطيبها لبناء خطوط الأنابيب
  • قطع الملامح آليًا باستخدام آلات CNC

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • أنظمة حقن المسحوق لتمكين قطع الفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن غير الحديدية
  • أذرع القطع الآلية للبيئات الخطرة مثل إزالة التلوث النووي
  • القطع بالأكسجين والوقود بمساعدة الليزر لتسخين مسبق أسرع وقطع أنظف
  • مشاعل قطع متعددة الرؤوس لإجراء قطع متوازية متزامنة على ألواح كبيرة
  • أنظمة بصرية مدعومة بالذكاء الاصطناعي لمراقبة جودة القطع والتحكم فيها في الوقت الفعلي
  • قواطع الأكسجين المحمولة التي تعمل بالبطارية باستخدام مكثفات الأكسجين الكهروكيميائية
  • أنظمة القطع بالأكسجين والوقود تحت الماء مع دروع فقاعية متخصصة
  • دمج رؤوس القطع بالأكسجين والوقود في آلات CNC ذات الخمسة محاور للأشكال ثلاثية الأبعاد المعقدة
  • تطوير عوامل تعديل الخبث الصديقة للبيئة لتقليل الأبخرة الخطرة
  • صوتي emission sensors to detect and prevent burn-through or loss of cut
ذات صلة بـ: القطع بالأكسجين والوقود، والقطع باللهب، والأكسدة، والفولاذ، ودرجة حرارة الإشعال، والخبث، والقطع الحراري، والتسخين المسبق، ونفث الأكسجين، والمعادن الحديدية.

السياق التاريخي

مبدأ القطع بالأكسجين والوقود

1900
1900
1903-05-10
1910
1910
1910
1910
1899-01-01
1900
1903
1906
1910
1910
1910
1920

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.