옥시-아세틸렌 토치의 불꽃 온도
중성 불꽃을 태우는 옥시아세틸렌 토치가 대략 닿는다 3,100~3,500°C(5,600~6,300°F) 내부 원뿔의 끝 부분에 있습니다. 이는 강철, 주철 및 대부분의 비철금속을 몇 초 만에 녹일 수 있을 만큼 뜨겁습니다. 이것이 바로 이 가스 조합이 100년 넘게 절단 및 용접의 표준으로 남아 있는 이유입니다.
사람들이 일반적으로 인용하는 6,000°F 정도의 수치는 정확하지만 불완전합니다. 이는 불꽃 전체가 아닌 불꽃의 특정 지점을 설명합니다. 실제 온도는 내부 원뿔에서 멀어질수록 급격하게 떨어집니다.
불꽃이 하나의 온도가 아닌 이유
중성 옥시-아세틸렌 화염에는 세 개의 가시 영역이 있으며 각 영역은 서로 다른 열 수준에서 작동합니다.
- 내부 원뿔 — 불꽃의 가장 밝고 가장 촘촘한 부분이 바로 끝에 위치합니다. 이곳은 연소가 가장 완전하고 온도가 5,600~6,300°F에서 최고조에 달하는 곳입니다.
- 아세틸렌 깃털 - 주로 침탄 화염에서 볼 수 있는 희미한 2차 영역으로, 내부 원뿔보다 눈에 띄게 냉각됩니다.
- 외부 봉투 — 다른 모든 것을 둘러싸고 있는 느슨하고 푸른 색조의 불꽃이 외부 가장자리에서 약 2,300°F까지 떨어집니다.
이 그라데이션은 우연이 아닙니다. 용접기는 금속을 녹이기 위해 접합부 바로 위에 내부 원뿔을 위치시키고, 외부 봉투는 양쪽에서 예열 작업을 수행하여 절단 또는 용접이 실제로 시작되기 전에 모재를 녹는점 근처까지 데웁니다.
옥시아세틸렌을 다른 연료 가스와 비교하는 방법
| 가스 조합 | 대략. 최고 온도 |
|---|---|
| 프로판/공기 | 1,980°C(3,590°F) |
| 아세틸렌 / 공기 | 2,200°C(4,000°F) |
| 프로판/산소 | 2,253°C(4,087°F) |
| 산소-수소 | 2,800°C(5,072°F) |
| 옥시아세틸렌 | 3,500°C(6,300°F) |
아세틸렌의 우위는 화학으로 귀결됩니다. 삼중 탄소-탄소 결합은 특이한 양의 에너지를 저장하며, 주변 공기 대신 순수한 산소에서 연소될 때 빠르게 방출됩니다. 이것이 바로 두꺼운 구조용 강철을 안정적으로 절단할 수 있을 만큼 뜨거운 유일한 일반 연료 가스로 남아 있는 이유이기도 합니다. 프로판/산소와 같은 저온 조합은 특히 집중된 열점보다는 더 넓고 부드러운 불꽃이 필요한 작업에 여전히 적합합니다. 더 낮고 확산되는 화염 온도에 적합한 가열 토치 들어오는 경향이 있어요.
산소와 아세틸렌의 비율이 어떻게 변하는가
6,300°F 수치는 중성 화염을 가정합니다. 즉, 산소와 아세틸렌이 대략 동일한 양으로 공급된다는 의미입니다. 그 비율을 바꾸면 온도와 화학이 모두 변합니다.
아세틸렌보다 약간 더 많은 산소를 함유한 산화 불꽃은 더 뜨겁고 날카롭게 타서 절단에 유용하지만 용접에 사용할 경우 용접 풀을 산화시킬 만큼 강합니다. 과도한 아세틸렌이 포함된 침탄 화염은 더 차갑게 작동하고 연소되지 않은 탄소를 금속으로 운반합니다. 이는 특정 표면 경화 및 브레이징 작업에 적합하지만 구조용 용접에는 적합하지 않습니다. 비율을 안정적으로 유지하는 것은 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 더 중요하며 이는 운영자의 기술보다는 주로 장비의 기능입니다. 화염 온도를 일정하게 유지하는 가스 압력 조절기 긴 절단이나 용접 세션을 통해 균형을 안정적으로 유지하는 대부분의 작업을 수행합니다.
작업에 적합한 온도: 토치, 팁 및 조절기
목표 온도가 명확해지면 장비 결정이 더 간단해집니다. 두꺼운 구조용 강철 및 중절삭 작업이 필요함 지속적인 고온 작업을 위해 제작된 휴대용 절단 토치 , 장기간 동안 중성 불꽃을 안정적으로 유지하는 손잡이와 결합 — 안정적인 중성 불꽃을 유지하도록 설계된 토치 핸들 일관성을 위해 특별히 제작되었습니다.
팁 선택은 토치 자체만큼 중요합니다. 금속 두께에 비해 팁이 너무 작으면 가스 흐름이 막히고 불꽃 온도가 정점에 도달해야 하는 정확한 지점에서 아래로 끌어내리는 반면, 너무 큰 팁은 절단을 개선하지 않고 가스를 낭비합니다. 화염 출력에 맞는 크기의 아세틸렌 절단 토치 팁 이러한 이유로 특정 두께 범위에 일치합니다. 처음부터 전체 설정을 조립하는 사람이라면, 옥시-아세틸렌 설정을 위한 완전한 절단 토치 키트 함께 작동하도록 이미 일치하는 핸들, 부착물 및 팁 세트를 번들로 묶습니다.
이 온도에서 안전하게 작업하기
6,000°F가 넘는 불꽃은 장비 상태에 오류가 발생할 여지가 없습니다. 아세틸렌 실린더는 15 psig 이상으로 작동해서는 안 됩니다. 산소-연료 가스 용접 및 절단에 대한 OSHA의 연방 표준 아세틸렌은 더 높은 압력에서 불안정해지기 때문입니다.
화염이 호스나 조절기로 역방향으로 타오르는 역화는 라인에 누출이 발생하거나 가스 비율이 표류하는 경우 이러한 온도에서 몇 초 안에 발생할 수 있습니다. 고온 산소-아세틸렌 라인용 역화방지기 산소 측과 아세틸렌 측 모두의 조절기와 호스 사이에 장착되는 표준 안전 장치이며 이렇게 뜨거운 불꽃을 사용하는 설정에서는 옵션 장비가 아닙니다.
