ריתוך וחיתוך בלהבת גז

נושאי משימה מספר 38001 + 38002

עודף האצטילן בלהבה יוצר פחמן חופשי בשריפה הראשונית, ולהבה זו היא מפחמנת. גבולות הגרעין אינם ברורים, איזור החיזור הוא בהיר וללהבה צורת נוצה.


טמפרטורת הלהבה נמוכה יותר, ויש לה תכונות חיזור מובהקות. הלהבה המפחמנת אינה מתאימה לריתוך פלדות, אלא יוצרת צימנוט השיכבה החיצונית שלהן בלבד. לעומת זאת, משתמשים בה לריתוך יצקת ברזל ומתכות צבעוניות מסויימות, ובמיוחד להלחמות.


האצטילן , הוא כאמור, השימושי ביותר לריתוך ולחיתוך מתכות. ואילו לחימון מתכות למטרות שונות או להלחמות, משתמשים גם בגזים אחרים: פרופן, מימן, חמצן.


בפרופן (C3H8) משתמשים, בנוסף על חימום ובישול ביתיים, גם בתעשיה – לחימום מתכות לפני החיתוך ולהלחמות. מקורו העיקרי הוא בגז הטבעי המופיע בקידוח הנפט, או כחומר לוואי הנוצר בזיקוק הנפט.


המימן (H2) הוא הגז הקל ביותר מבין הגזים. משקל מ"ק מימן ב-00C בלחץ 1 אטמ' הוא 0.089 ק"ג. אולם, שימושו לריתוך הוא מוגבל, עקב הטמפרטורה הנמוכה יחסית, הנוצרת בשעת בעירתו עם חמצן. משתמשים במימן בתהליכי הלחמה מסויימים ובריתוך חמרן, עופרת ומתכות דומות, שאינן זקוקות לטמפרטורות גבוהות. יחד עם החמצן הוא משמש לחיתוך מתכות מתחת לפני המים.


בשוק הוא נמכר כגז דחוס בבקבוקים רגילים, בלחץ של 150 אטמ', או בצורה נוזלית במיכלים מיוחדים.


החמצן (O2) הוא היסוד השכיח ביותר בטבע, הוא יוצר תחמוצות עם רוב המתכות, וכגז חופשי הוא מצוי באויר (כ-21% לפי הנפח). זהו גז ללא טעם וללא ריח. הוא כבד מן האוויר, 1 מ"ק חמצן ב-0C בלחץ של 1 אטמ' שוקל 1.429 ק"ג. מקור הפקתו העיקרי – האטמוספירה. למרות שכמות החמצן באויר מספיקה, בדרך-כלל לבעירה, משתמשים בחמצן טהור לזירוז הבעירה ולהעלאת הטמפרטורה של הלהבה.


את החמצן ניתן להפיק גם מחומרים שונים, כגון: תחמוצת הכספית, תחמוצת הבריום, כלורת האשלגן ואחרים, וכן מייצרים אותו על-ידי אלקטרוליזה של המים, אבל המקור העיקרי הוא, כאמור, האויר. התהליך האלקטרוליטי של פירוק המים, משמש בעיקר להפקת המימן: החמצן נפלט כאן כחומר לוואי.

 

רוב החמצן לתעשיה מופק מן האויר, שהרכבו הוא: חנקן – 78.03%; חמצן – 20.99%; ארגון – 0.94%; פחמן דו-חמצני, מימן, ניאון, הליום וגזים אחרים – 0.04%. על-ידי דחיסה וקירור הדרגתי, הופכים את האויר לנוזל. מאחר שלמרכיבי האויר נוזלי נקודות

רתיכה שונות (חמצן - -183C, חנקן - -195.8C), אפשר להפריד ביניהם ולהפיק את החמצן.

  
לפני תהליך הדחיסה מוציאים מן האויר את האבק, את אדי המים, פחמן דו-חמצני וחומרים זרים אחרים. לאחר הפיכתו לנוזלי, מפרידים תחילה את החנקן, שנקודת רתיחתו נמוכה יותר, ולאחר מכן – את החמצן.


החמצן נדחס במיכלים גליליים, בקבוקי חמצן, בלחץ של 150 אטמ'. הבקבוק שנפחו 40 ליטר מכיל 6,000 ליטר גז (150X40). הוא עשוי מפלדה משוכה, בעלת דופן של 8-12 מ"מ. על חלקו התחתון מורכבת רגלית מרובעת. בחלקו העליון – צואר עם תבריג פנימי קוני, שלתוכו מתברג ברז-שסתום ברונזה. אל הצואר מחוברת טבעת מחזקת, ולה תבריג חיצוני שעליו מתלבשת כיפת מגן, השומרת על הברז מפני פגיעות בשעת ההובלה.

 

 

 

משקלו הרב של הבקבוק (כ-70 ק"ג) מייקר את הובלת הגז, וזו הסיבה שבארצות בעלות תעשיה מפותחת, מבוצעת הספקת החמצן על-ידי מיכליות, המזרימות את הגז למערכת ההחסנה שבמפעל. בשנים האחרונות נפוץ גם השימוש בחמצן נוזלי שאותו מספקים למפעלים במיכלים מיוחדים, בעלי דפנות כפולות ובידוד ואקום. גם את החמצן הנוזלי אפשר לספק ישר במיכליות לאיחסון במפעל. כאן הופכים אותו שוב לגז, והוא מועבר למערכת הספקה מרכזית, המופעלת באופן אוטומטי לפי הצריכה. 

יש להקפיד על כללי זהירות בשעת העברתו ואיחסונו של החמצן והטיפול בו. הכלל החשוב ביותר הוא – הימנעות ממגע עם שמנים כשהחמצן נמצא בלחץ גבוה, כי מגע זה עלול לגרום להתפוצצות. לשם סיכת האבזרים הבאים במגע עם החמצן, אפשר להשתמש בגליצרין, וכן רצוי להשתמש במתכת רכה, באסבסט או בגומי קשה לאטמים במערכות שבהן זורם החמצן. אין לאחסן חמצן בקרבת ריכוזים של חומר דליק, ואין להשתמש בחמצן כתחליף לאויר במערכות פנימטיות, או לכל מטרה אחרת.

לרשימת הקורסים

אחורה

לתחילת הקורס

קדימה