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沃克氢氧机在钢板切割领域的应用解决方案
浏览: 发布日期:2017-06-15

沃克氢氧机在钢板切割领域的应用解决方案 - 快速导航




一、氢氧切割机原理

为了详细讲述沃克氢氧切割机原理,我们分步进行介绍,以便初学者慢慢了解消化。

第一步:沃克氢氧切割机内部有一个称之为水电解电源的核心部件,这个氢氧切割机的电源负责将交流电转换化高效率的直流电,一般来说功率因数为93%。

第二步:沃克氢氧切割机有一个称之为水电解槽的核心部件,这个氢氧切割机的电解槽是负责产生氢氧气的,氢氧切割机内有多个特殊设置的电解室,每个电解槽一般由24~50个电解室组成,电解室数量的不同是由于机器型号的不同,产气量的不同而设计的,每个电解室都独立产气。

 氢氧切割机的电解槽有一个总的供电接口,我们称之为阳极和阴极,其中氢氧切割机的电源正极接电解槽的阳极,氢氧切割机的电源负极接电解槽的阴极。

氢氧切割机电源-氢氧切割机电解槽

   第三步:沃克能源氢氧机切割机有一款称之为触摸操作与控制系统,当电源开关打开时,机器自动进行初始化检测(包括电解槽水位,温度,压力以及其他各种状态,并以图形的方式显示出来),系统根据状态进行各种各种控制,比如说,电解槽水位不够时,自动从外部水源抽水进入电解槽中。或者电解槽温度较高时禁止产气等。当系统一切正常时,系统会显示【状态正常,按F1键开始产气】

 氢氧切割机控制系统   

   第四步:当用户按下F1键开始产气时,系统接通电解电源的交流电,然后,氢氧切割机的电解电源输出直流电给电解槽的阴阳极,电解槽内的电解小室同时产气,阴极产生氢气,阳极产生氧气。

 

氢氧切割机产气过程


    氢氧气体从电解槽的底部冒出,经过散热器散热,气水分离器分离水份后,经过三层安全防回火装置,输出至割枪的燃气入口,打开燃气阀点火产生火焰,后续操作方法同氧乙炔操作方法一致。

 

氢氧切割机连接示意图

    

      那么问题来了,氢氧切割机是产生氢气和氧气,既然有氧气,那么还需要氧气瓶呢?

      要回答这个问题:我们必须普及一下氧割的知识,氧割的过程分成二个步骤:

     第一步:钢板预热:

     对钢板进行火焰加热,直到达到其燃点800,达到燃点的判断是钢板在火焰的加火星四冒了。预热阶段需要的氧气是用来与可燃气体助燃的,需要的量比较少,占总量的10%左右。

     对于氢氧切割,其氧气不来自于氧气瓶,而是来自于氢氧切割机产生的氧气,氢氧切割机产生的氧气,也正好只够火焰持续燃烧的需要,没有多余的。

        

     第二步:切割

     当钢板预热完成后,钢板火星四冒的时候,就是可以进行切割的时候,此时,我们将切割机械上的高压氧气阀打开,高压氧的压力一般需要0.5Mpa及更高(根据切割的厚度来),这个高压的氧气高速冲向钢板,由于钢板达到了燃点,这个高压纯氧气与铁发生剧烈的燃烧反应,化学方程式是3Fe+2O2=Fe3O4。

      我们要提醒大家一下,火焰是不可能切穿钢板的,不管多大的火焰,只有可能熔化钢板,熔一个很大的洞,但不可能做到切一条很少的缝。只有在钢板达到熔点后,加入高压氧(0.5Mpa以上)才能将钢板切穿,并保证割缝很少.

    现在我们知道了,氢氧切割机产生的氢氧混合气是低压的,没有高压氧,因此,必须需要高压氧气瓶才能切割,有些厂家可能在销售前刻意隐瞒这些细节,但讲究诚信的沃克人是不会的.

    也有人会问,使用压缩空气行不行, 压缩空气是不行的,因为切割碳钢需要纯氧,没有纯氧,铁是不能完全燃烧的,因此是切不穿的,就算穿了,也是熔穿的,割面极其难看,割缝特大,因为类似于熔穿的,因为空气中含有79%的氮气,氮气是不活跃气候,阻止了氧气与铁的燃烧反应。气体中氧的含量必须达到99%才有实现好的切割效果。

 

二、氢氧切割机优点

 

 

沃克能源氢氧切割机解决方案

 

   使用沃克能源氢氧切割机产生的氢氧气完全可以取代乙炔、丙烷气、金火焰燃气、特利气、液化汽、天然气等工业气体,可以适用于手工切割、半自动直线切割、仿形切割及数控切割等现有切割机械,可以用来切割碳钢,铸钢及连铸钢等,并具有其他燃气所不能比拟的优点,具体来说,氢氧切割机的优点有以下七项:

    1)氢氧能源是一种干净的能源,制造与使用过程均无废气产生。有利于环保和人身健康。

    2)氢氧焰火力集中、无热辐射,工人免受热疲劳之苦。切割钢板时表面光洁,不挂渣。

   3)氢氧焰温度高达2800度,火力集中,因此切割时,预热时间与乙炔相当,比其他燃气预热时间快。

    4)氢能源即产即用,按需生产,低压供气,无贮存,同时,氢氧机有多道安全防护装置,因此,使用起来比气瓶安全。

    5)氢能源制造只需水电,并且可以连续二十四小时工作,只要有水有电,就一直有气体供应,而使用燃气瓶耗尽时,需要经常更换。因此,可以省却更换气瓶的时间,工作效率提高。

    6)氢氧切割无需混合助燃氧,因此,不必调节氧燃气比例,使用更加方便。

    7)氢氧切割与其他燃气相比,可以省去混合氧,节省氧气20%,与乙炔相比,节省燃气费用50%以上,与丙烷相比,节省费用30%以上。


氢氧机优点


三、氢氧切割机与其他燃气节能对比

 

     a) 采用氢氧切割机,利用水电解产生氢气和氧气,不再需要燃气瓶,可以省去燃气瓶的租赁、搬运、贮存的费用。

     b)氢氧切割由于自产部分低压氧气,可以节省预热氧,只需要少量高压氧即可。 氢氧切割与氧乙炔切割相比,节省50%左右, 与氧丙烷切割相比,节省30%左右。

     下面我们从理论计算与实测两个方面,来论证氢氧切割的经济性。


上图中,可以看到两边的原始数据有差异,这是由于不同地方的电价与气价不一致造成。实际测试时间均为2008年,理论计算为2010年,因此,与现在相比的话,数据肯定有差异,但物价是同步上涨的。节能是肯定的。


四、氢氧切割的安全性分析

 

安全是使用设备前的第一考虑要素!

关于氢氧切割机的安全性,我们从以下几个方面通俗地讲,

 

 1. 氢氧切割机比气瓶安全。为什么呢?

 

       因为气瓶是贮存大量气体的,这些气体如果阀门没有关紧或者接头没有锁紧或者瓶体本身漏气或者供气管道漏气, 就会造成燃气大量泄漏,这些泄漏的燃气造成的后果是火灾或者中毒。其次,在使用过程中,可能会造成回火到燃气瓶,那么可能将燃气瓶炸掉。

      目前这种事故的报道很多,从百度上查,数不胜数,这里列出几个,仅供参考:

       四川连续6起压缩天然气钢瓶爆炸事故分析(图文)

       溶解乙炔气瓶爆炸事故

       连云港"7.23”气瓶连环爆炸事故案例分析

           ......

      那么气瓶爆炸的威力到底有多大,请看来自56.com视频【气瓶爆炸的威力

      同时,我们截取了一段来自360的图片,显示气瓶爆炸的威力有多大:

      

 

  那么,为什么说氢氧切割机比气瓶安全呢?

  因为氢氧切割机是边产气边用,当你不用气时,机器内部的气体压力就会上升,当上升到0.2Mpa时,就自动断电,停止产气。因此氢氧切割机并不贮存多余的气体。

  也就是说氢氧切割机的气体压力最大只有0.2Mpa, 而气瓶的压力最大有15Mpa. 氢氧气的压力只有气瓶的1%左右。

  氢氧气体比空气轻,即使泄漏,气体也会逃离地球表面,不会像普通燃气一样聚集。因此也非常安全。

  氢氧气体是无味无毒的,吸入不仅对身体产生影响,最近的氢分子医学发现,氢气对于冶疗慢性病有帮助作用。

  后面将讲到更多的关于氢氧切割机的安全设计,你考虑的问题,沃克能源都会考虑到。

 

 2. 沃克氢氧切割机的安全阀设计

  所谓安全阀就是当气体压力大时,超过系统的设计压力时,阀门自动打开,当内部压力低时,阀门又自动关闭的装置。

  沃克能源氢氧切割机安全阀设计压力是0.3Mpa就自动打开,低于0.3Mpa就会自动关闭。氢氧气体回火时,会产生0.8Mpa的高压,此时安全阀打开,当气体泄压后又自动关闭。

  氢氧切割机在机器内部的核心装置上都安装了安全阀,比如产气的电解槽上装了双保险(两个安全阀),防回火罐是多罐多层的,每罐都装了一个安全阀。也就是说只要有气体通过的地方都装了安全阀。所以也是非常安全的。

     

3.干湿结合的双效阻火器技术

 

 

干式阻火器原理:

      干式阻火器一般用于机器外面的气体管道中,它的核心是一种被称做纳米金属阻火管的东西, 它采用特殊烧结方法制成,保证管主体充满无数个小孔,每个小孔的直径为20um左右,由于火焰无法通过这么微小的小孔,因此,火焰只可能在阻火管的外侧烧,而不能通过阻火管到达内侧。

      由于氢氧焰温度很高,如果没有及时切断气源,氢氧焰在阻火管的外侧长期燃烧的话,阻火管的温度会被加热到超过500度,这个温度点会自动引燃阻火管内壁的氢氧气,从而导致阻火器阻火失败。

     有人以为买一个干式阻火器就能阻止氢氧气体的回火,这是错误的,最主要的原因是回火发生后没有及时关闭气源。 

      因此,在装置有干式氢氧阻火器的设备,还需要配置湿式阻火器。

湿式阻火器原理:

        湿式阻火器又称为水封,是指气体从水的底部冒出,如果有回火的话,利用水能阻火的原理,将火灭掉。

        虽然干式阻火器和湿式阻火器的原理非常简单,越简单的东西及可靠性也是越低的,就好像高中生如果只学到课本上的东西,如果不请名师补课就考不上好的大学。

        沃克能源精于解决各种复杂问题,并让阻止回火的可靠性能达到100%,一般回火会产生强度较大的尖锐回火声,很容易吓到使用者,还有就是回火首先巨大的压力约0.8Mpa的高压。

       看沃克能源如何解决这些复杂的回火问题:

1)、沃克能源氢氧机的电子式干式氢氧阻火器技术

      众所周知,回火时会产生像激光一样的火焰,沃克能源采用激光检测传感器,实时检测这种伪激光。由于我们采用了64位8G高速处理器(电脑CPU),检测精度在回火发生的0.01秒内就能捕获,而此时,阻火蕊的外壁温度基本上只上升至80度,控制系统立即将气源切断,火焰因为没有后续气源供应而自动熄灭,从而实现高效可靠阻火。

     沃克能源氢氧机的电子干式阻火器在经常出现回火的高危操作中发挥着有效的作用,比如切割 ,由于切割时钢板高度不一,钢板表面有渣或铁锈严重,都会引起烧红的铁水反弹,堵塞割嘴而引发回火,因此如没有可靠的阻火器,操作将不能连续进行,甚至会引发操作工不愿意操作此类设备,但沃克氢氧机的电子阻火器出色的表现,回火时无声,几乎感觉不到回火发生了。

2)、沃克能源氢氧机的湿式阻火器技术

    沃克能源氢氧机的湿式阻火器与普通的湿式阻火器其差别在于如下几个方面:

    a)沃克能源氢氧机的湿式阻火器为多罐多层,而不是普通的单罐单层,相当于多级湿式防回火。

   b)沃克能源氢氧机的湿式阻火器内置了自动泄压阀,当压力超过0.3Mpa时,自动泄压,当压力低于0.3Mpa时,自动关闭。每罐设置一个自动泄压阀。

   c)沃克能源氢氧机的湿式阻火器内置了单向阀,当回火产生压力时,单向阀临时将气源切断,使得火焰没有气源而自动熄灭,更何况水也能自动灭火。

  综上所述,沃克能源氢氧机的湿式阻火器也是绝对安全的。特别是干湿结合的双效防回火技术,使得沃克氢氧机的安全性处于行业的最高峰,该技术为沃克能源所独创。

 

五、氢氧切割机的切割效果图展示

 

氢氧切割与其他火焰切割,有如下优点:

1)切割表面不挂渣,免除后续清理的工序。

2)切割的割缝小,因此,可以节省钢材。

3)预热速度快,热影响区域少

总体来说,从以下切割效果图可以看出。


 

六、氢氧切割机的应用场合
 

沃克氢氧切割机主要适用于四类客户:

第一类:机械制造工厂类

第二类:钢结构工程公司类

第三类:造船厂

第四类:炼钢厂

沃克能源氢氧切割机用户分类

这四类客户各有各的特点:

第一类客户:机械制造工厂类

      主要是以手工切割,半自动切割,仿形切割,数控切割为主,切割工位是固定的。其特点是工位不是很多,但切割的工艺很杂,有时候需要中心打孔,有时候需要割各种特殊形状。一般都是一个工位一个切割嘴。

 

第二类客户:钢结构工程公司类

      主要是以龙门直线式割为主,一般一台数控切割机带多个切割嘴,比如8个,10个 等。一般是用来切直线,比如直线切割一次,8个割嘴同时切割,从左至右,就可以下料出8块钢板。

 

第三类客户:造船厂

      造船厂最大的特点是手工切割的岗位很多,而且是流动作业,没有固定的切割地点,也有数控切割,但一般量不是很大。

 

第四类客户:炼钢厂

     炼钢厂一般是讲几流,就是几条炼钢的流水线,每条流水线设置一个切割岗位,每个岗位需要一台氢氧切割机(他们行业内一般称之为氢氧发生器),所切割的东西也称之为连铸坯。连铸坯一般分为方坯和板坯。所谓方坯就是宽度与高度相等的连铸坯,所谓板坯就是宽度大于高度的连铸坯,比如150*150连铸坯就是方坯,180*120连铸坯就是板坯。

 

     炼钢厂最大的特点是:1)环境比较恶劣,水质不好,因此氢氧切割机需要配净水器,否则机器受不了这样的恶劣水质。2)机器要求365*24小时连续不间断工作 3)钢板是热的,比较好切割,但是绝不容许出现切不断的情况,因为连铸坯是连续地从熔炉里面出来的,切不断就是一个事故。出现连铸坯切不断时,工人就会出来紧急地进行手工切割,往往搞得手忙脚乱。如果出现这种情况,基本上你的业务就做炸了。

 

      针对不同类别的客户,我们给出的解决方案也是不一样的,一般在客户提出报价之前,我们需要对客户进行详细的需求调查才能给出解决方案。

 

 

七、可与氢氧切割机配套的切割工具
 

     一般人会以为氢氧切割机是一个切割工具,其实氢氧切割机只是一个产生氢氧气体的设备,并不附带任何切割工具,应该叫氢氧发生器更符合其作用,但是本行业中将用于切割用途的氢氧发生器叫作氢氧切割机,已经有一些年头了,想改变也是很困难的事情,各位大神就默认吧!

     那么氢氧切割机可以与那些切割工具使用呢,一般来讲,只要是火焰切割的割炬,都可以与氢氧切割机配套使用。

     为什么这么说呢?因为所有火焰切割的割枪都有一个氧气接口和燃气接口, 氢氧切割机的气管接到割枪的燃气接口上,氧气接口就接氧气瓶好了。

     下图展示了市场上所有的切割机械。

 

 

 

八、氢氧切割机的操作使用
 

      氢氧切割机是一种新型的高科技设备,一般的人没有接触到这些设备,所以有必要就其操作方法做一个深入的了解,这样做的目的有二

      1).了解氢氧切割机的操作是否安全?以便为氢氧切割机后续购买提供参考。

      2).了解氢氧切割机的操作过程,以便现有的客户或以后购买的客户在操作氢氧切割机时按照氢氧切割机的操作规程进行操作。

氢氧切割机操作步骤:

1.开机产气过程

      1) 打开氢氧切割机的总电源开关;

      2)等待氢氧切割机进行系统自检;自检完毕后或者报【故障信息】或者报【系统状态正常,按F1按钮开始产气】

      3)按F1按钮开始产气,调节产气量旋钮,就可以调节产气量

      4)当机器压力表显示压力为0.2Mpa时,系统自动停止产气

 

2.点火预热

     1)打开切割机的燃气阀门至适当开度

     2)用手试探割嘴出口的气量,感觉有比较大的气流时才可点火,否则必须调大燃气阀门的开度,才可点火。

     3)  根据切割机的操作说明,将割嘴移动至钢板边缘,让一半火焰加热钢板,另一半火焰留在钢板外面。

     4)密切观察钢板加热表面的状态,当钢板烧红并且飞出火星时,就可以进行切割了。

 

3. 切割

    当钢板表面达到切割状态是,打开高压氧阀门至适当开度,可以看到钢板被高压氧切穿了,这是打开行走机构开关,让切割机械行走,

    注意:在行走之前,要预先根据钢板厚度调节好切割速度,在行走时,根据钢板表面的切割状态,也可以调节行走速度和氧气压力,但是对于有经验的切割工人来讲,一般情况下是不调节氧气压力和行走速度的,因为在切割过程中调节这些东西,是会影响钢板的切割品质的。
 

4. 一次切割完毕的操作

   当本次切割线路完成时,要立即关闭高压氧阀门,关闭行走开关停止行走。并将切割机移动至下一切割点

 

5.切割完毕,熄火操作

   打开低压氧阀门,将火焰吹灭,然后先关闭燃气阀,再关闭低压氧阀门。关闭机器电源总开关,再打开低压氧阀门,将机器内部的余气放净后再关闭低压氧阀门。

 

 

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