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Warum Metallhersteller alternative Brennstoffe für Heiz- und Schneidbrenneranwendungen in Betracht ziehen sollten

Aug 08, 2023

Da Betriebe nach Produktionsverbesserungen und Kosteneinsparungen suchen, könnte eine Umstellung von Acetylen auf alternative Brennstoffe zum Autogenschneiden und -heizen die Antwort sein. Bilder: Die Harris Products Group

Oxyfuel – eine Kombination aus Sauerstoff und Brenngas – wird seit mehr als 100 Jahren zum Brennschneiden, Hartlöten, Schweißen, Erhitzen und einer Vielzahl anderer Anwendungen verwendet. Das für diesen Prozess am häufigsten verwendete Brenngas ist Acetylen.

Da Betriebe nach Produktionsverbesserungen und Kosteneinsparungen suchen, ist es wichtig, diese Prozesse durch die Kombination geeigneter Brenngase mit der richtigen Ausrüstung zu optimieren. Eine der besten Möglichkeiten, dies zu erreichen, besteht darin, Acetylen durch alternative Brennstoffe zum Heizen und Schneiden zu ersetzen.

Die Verwendung eines alternativen Kraftstoffs wie Propan, Propylen, Erdgas oder proprietärer Gasmischungen kann zahlreiche Kosten- und Leistungsvorteile bieten. Hier sind vier Gründe, die Umstellung auf alternative Kraftstoffe in Betracht zu ziehen.

Im Vergleich zu Acetylen sind die Gesamtkosten für die Verwendung alternativer Brennstoffe für Schneid- und Heizanwendungen erheblich niedriger.

Alternative Kraftstoffe haben eine höhere BTU-Zahl pro Kubikfuß als Acetylen, was eine höhere BTU pro Zylinder bedeutet. Eine Acetylenflasche Nr. 5 hat etwa 320 Kubikmeter. ft. Gas, was 470.400 BTU entspricht. Ein ähnlich großes 100-Pfund-Gewicht. Propanflasche (Propan hat 8,66 cu. ft./lbs. und 2.563 BTU/cu. ft.) enthält 2.219.558 BTU. Es werden fünf Acetylenflaschen benötigt, um die gleiche Menge an Arbeit zu leisten wie eine Flasche mit alternativem Kraftstoff. Weniger Gasflaschen bedeuten auch geringere Handhabungskosten, geringere Mietkosten und weniger Lagerraum.

Kurz gesagt, alternative Kraftstoffe liefern mehr BTU pro ausgegebenem Dollar. Dies kann im Laufe eines Tages in der Werkstatt einen erheblichen Unterschied machen. Rechnen Sie dies über eine Woche, einen Monat oder ein Jahr und die Einsparungen vervielfachen sich.

Bei der Verwendung von Acetylen zum Erhitzen und Schneiden gibt es viele Einschränkungen und Sicherheitsbedenken.

Beispielsweise kann Acetylen nicht bei Drücken über 15 PSIG verwendet werden; Das Gas wird instabil und kann sich explosionsartig zersetzen. Offensichtlich ist dies ein Sicherheitsrisiko.

Ein häufiges Erhitzungsproblem sind Flammenrückschläge und anhaltende Fehlzündungen oder Flammen, die in den Brenner zurückschlagen. Dies wird typischerweise durch falsche Druckeinstellungen oder Durchflussbeschränkungen verursacht. Bei Acetylen gibt es aus Sicherheitsgründen eine Begrenzung der Gasmenge, die aus einer Flasche entnommen werden kann. Pro Stunde kann nur ein Siebtel des Zylindervolumens entnommen werden. Die meisten Acetylen-Heizspitzen überschreiten die Entnahmekapazität von Acetylenflaschen. Um mit Acetylen sicher und ordnungsgemäß zu erhitzen, müssen Sie die kleinsten Heizspitzen verwenden und in der Regel mehrere Zylinder miteinander verbinden, um die erforderlichen Entnahmeraten zu ermöglichen.

Alternative Kraftstoffe sind jedoch stabiler und unterliegen nicht den strengen Entnahmegrenzen von Acetylen. Sie können sicher bei höheren Drücken und Durchflussraten eingesetzt werden und sind unempfindlich gegenüber Stößen. Außerdem produzieren sie weniger Kohlenstoffruß, der den Arbeitsbereich verschmutzt und Atemprobleme verursachen kann.

Kosten, Sicherheit, Effizienz und Leistung sind die vier Gründe, warum Werkstätten einen Wechsel zu alternativen Brennstoffen zum Erhitzen, Schneiden und Löten in Betracht ziehen sollten.

Alternative Kraftstoffe haben höhere BTU pro Kubikfuß – 2.300 bis 2.600, je nach Gas – als Acetylen mit 1.470 BTU/cu. ft. Dies ermöglicht eine bessere Heizeffizienz. Durch die Verwendung alternativer Brennstoffe im Oxyfuel-Heizprozess anstelle von Acetylen wird die angestrebte Heiztemperatur schneller erreicht.

Auch alternative Brennstoffe können Acetylen beim Schneiden übertreffen. Zu den Vorteilen alternativer Brennstoffe gehören kürzere Vorheizzeiten; erhöhte Fahrgeschwindigkeiten; saubere, schmale Schnittfugen; weniger Überschlag an der Oberkante; geringere Verhärtung der Schnittfläche; und weniger Schlacke. All diese Faktoren führen zu einem qualitativ hochwertigen Schnitt mit weniger Abplatzen, Schleifen und Reinigungszeit.

Sobald die Entscheidung getroffen wurde, auf alternative Brennstoffe umzusteigen, muss man sich darüber im Klaren sein, dass der Benutzer durch den einfachen Austausch der Brennerspitze nicht alle besprochenen Vorteile nutzen kann. Es wird außerdem empfohlen, auf einen Niederdruck-Injektorbrenner umzurüsten, um alle Vorteile des Gases nutzen zu können. Das liegt daran, dass sich alternative Kraftstoffe in einem anderen Oxyfuel-Verhältnis (etwa 4,5-1) mischen als Acetylen (1-1-1). Wenn Sie nur die Spitze wechseln, ändern Sie nicht die Art und Weise, wie sich die Gase vermischen. Für alternative Brennstoffe konzipierte Injektormischer mischen Sauerstoff und Brenngas gründlich und im richtigen Verhältnis, um eine höhere BTU-Leistung und maximale Flammenleistung zu erzielen. Erkundigen Sie sich bei Ihrem Gasgerätelieferanten, welche Art von Injektormischer Sie benötigen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Schlüssel zu Leistung und Effizienz beim Erhitzen, Schneiden und Löten das richtige Brenngas und die richtige Ausrüstung sind. Bei der Umstellung auf einen alternativen Kraftstoff ist es wichtig zu verstehen, welche Ausrüstung erforderlich ist, um die Vorteile des Gases voll auszuschöpfen und die Kosteneinsparungen, den Komfort und die Sicherheitsvorteile zu erzielen, die alternative Kraftstoffe mit sich bringen können.

Ein Schwermaschinenhersteller wollte die Kosten in seiner Wartungs-/Reparaturanlage senken. Dabei wurden die potenziellen Einsparungen durch den Einsatz alternativer Brennstoffe untersucht, nicht nur beim Heizen, sondern auch beim Schneiden. Es wurden auch die richtigen Heiz- und Schneidbrenner und -geräte berücksichtigt, die mit alternativen Brennstoffen verwendet werden sollten.

Nach der Umstellung auf Propylen sank der Gesamtgasverbrauch des Unternehmens; Darüber hinaus sanken die Zylinderkosten, da weniger Zylinder benötigt wurden. Außerdem wurde dadurch Produktionszeit gespart, da weniger Zeit für das Erhitzen der Teile aufgewendet werden musste. Dies führte auch zu einer drastischen Verkürzung der Vorheizzeit.

Sechs Monate später vollzog das Unternehmen den Wechsel an seinem zweiten Wartungsstandort.

Ein Stahlhersteller stand vor einem erheblichen Sicherheitsproblem: Seine Heizspitzen schmolzen. Unglücklicherweise führte dies für einen Bediener zu einem Flashback, bei dem er sich die Hand verletzte. Die Mitarbeiter verwendeten Acetylen mit einer zu großen Spitze. Der für die große Spitze erforderliche Durchfluss überstieg die Entnahmegrenzen der Acetylenflaschen. Der unzureichende Durchfluss führte dazu, dass die Flamme zurück in die Spitze brannte. Dadurch schmolz das Ende der Spitze und die Öffnungen schlossen sich, was das Strömungsproblem nur noch verschlimmerte. Schließlich kam es zu einer anhaltenden Rückzündung bis in den Griff hinein, wodurch die Hand des Bedieners verbrannt wurde.

Das Unternehmen wechselte zu einem alternativen Kraftstoff und installierte Düsen, Schläuche und Flammenrückschlagsicherungen mit hohem Durchfluss für die Regler in der richtigen Größe. Durch die Verwendung alternativer Kraftstoffe anstelle von Acetylen konnte Geld gespart werden, wodurch auch das Sicherheitsproblem beseitigt wurde.