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Meccanismo di taglio ad alta temperatura

1950
Lancia termica che taglia l'acciaio in un'applicazione di termodinamica industriale.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

UN lancia termica Raggiunge temperature comprese tra 3.500 °C e 4.500 °C, superando di gran lunga le torce convenzionali. Questo calore intenso non si limita a fondere il materiale bersaglio. Il getto di ossigeno puro provoca anche una rapida ossidazione del materiale stesso, rendendolo di fatto parte della fonte di combustibile. Questa azione combinata di fusione e combustione consente di tagliare acciaio spesso, cemento e roccia.

L'efficacia della lancia termica deriva dalla sua capacità di generare temperature estreme localmente. Mentre una fiamma ossiacetilenica raggiunge circa 3.500 °C, la combustione del ferro in ossigeno puro all'interno della lancia può spingere la temperatura di reazione verso i 4.500 °C. Ciò è dovuto alla natura altamente esotermica dell'ossidazione del ferro. Quando questo getto surriscaldato di ferro fuso, ossido di ferro e ossigeno non reagito colpisce un bersaglio, si verificano simultaneamente molteplici processi. Su un bersaglio in acciaio, la lancia fornisce l'energia di attivazione e un ambiente ricco di ossigeno per innescare l'acciaio stesso, che subisce quindi la stessa ossidazione esotermica della lancia. Questo crea un taglio autopropagante. Quando viene utilizzata sul calcestruzzo, il meccanismo è diverso. L'intenso calore fonde i componenti di silice (SiO₂) dell'aggregato e del cemento, che hanno punti di fusione intorno ai 1.700 °C. Le barre d'acciaio all'interno del calcestruzzo vengono ossidate e tagliate come descritto in precedenza. Il flusso di gas ad alta pressione espelle quindi la scoria di silicato fuso e l'acciaio fuso, ripulendo il solco di taglio. Il processo non è tanto un "taglio" quanto piuttosto un'erosione controllata ad alta velocità tramite attacco termico e chimico. L'aggiunta di fili di alluminio o magnesio al nucleo della lancia può ulteriormente aumentare la temperatura di reazione, migliorandone l'efficacia su materiali con punti di fusione o conducibilità termica molto elevati.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Termodinamica

Tipo

Processo chimico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • comprensione della termodinamica e del trasferimento di calore
  • sviluppo di refrattari e materiali in grado di resistere alle alte temperature
  • conoscenza delle proprietà chimiche del ferro e dei suoi ossidi
  • invenzione dei regolatori di pressione per la gestione dei gas compressi
  • principi di base della propulsione a getto e della dinamica dei fluidi

Applicazioni

  • violazione di caveau bancari e strutture di sicurezza
  • taglio attraverso i contenitori a pressione del reattore durante lo smantellamento nucleare
  • campionamento di carote geologiche in roccia dura
  • demolizione di ponti e altre grandi infrastrutture
  • lavorazione di rottami di oggetti metallici di grandi dimensioni

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Correlato a: taglio termico, ossidazione, scoria, esotermico, alta temperatura, taglio del calcestruzzo, ossidazione dell'acciaio, punto di fusione, silice, spessore del taglio.

Contesto storico

Meccanismo di taglio ad alta temperatura

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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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