Régulateurs de pression et oxycoupage

Régulateurs de pression

Les régulateurs de pression sont utilisés pour réduire la pression des bouteilles de gaz à la pression de travail nécessaire pour les opérations de coupe. Le taux de consommation d'oxygène n'est pas critique pour le succès de la coupe sous-marine à l'arc et à l'oxygène. Des résultats satisfaisants peuvent être obtenus avec une large plage de débit d'oxygène. Cependant, un débit inférieur à l'optimum peut ralentir l'opération, demander plus d'attention et fatiguer inutilement le plongeur. L'utilisation d'un excès d'oxygène est un gaspillage et peut inutilement fatiguer le plongeur en augmentant la contre-pression dans le support.

Positions recommandées pour le régulateur d'oxygène : Afin d'assurer un débit d'oxygène suffisant, un contrôleur capable de fournir 2 m³/min (70 ft³/min) est nécessaire. Pour ce faire, nous recommandons un détendeur à deux étages. La pression à la pointe de l'électrode est donnée dans le tableau 4-2. Pour déterminer la pression de sortie du régulateur, on ajoute 1 kg/cm² (14,2 PSI) par 50 mètres de tuyau et 1 kg/cm² (14,2 PSI) par 10 mètres de profondeur.

Le régulateur de pression (kg/cm²) = (Profondeur/10) + (longueur de tuyau en mètres/50) + pression de travail de l'électrode.

Généralités sur l'oxycoupage

L'oxycoupage des métaux ferreux est basé sur le fait que l'oxygène a une forte affinité pour se combiner avec le fer, en particulier à des températures élevées, selon l'équation :

2 Fe₃O₄ + 3Fe + O₂ = 270 cal

Les produits de combustion sont de l'oxyde de fer noir. On dit que le fer est brûlé plutôt que coupé, car dans ce cas, il réagit chimiquement avec l'oxygène à la température d'inflammation. On peut définir l'oxycoupage des métaux comme une combustion localisée, par un flux d'oxygène. Les faces coupées ne sont pas parfaitement lisses, car le jet d'oxygène laisse des traces dans leurs rainures incurvées.

Oxydes qui peuvent se former

Selon la température à laquelle on opère, le laitier peut être composé de matières solides, liquides ou gazeuses. Dans le premier cas, un écran se formera à la surface de la coupe pour empêcher tout contact entre l'oxygène et le métal, ce qui arrête la réaction. C'est le cas de l'aluminium, qui forme un oxyde (Al₂O₃) ayant un point de fusion très élevé.

La formation d'un oxyde gazeux est nuisible, car le gaz qui se forme à la surface métallique crée une atmosphère pauvre en oxygène et diminue la vitesse de réaction.

La formation d'un oxyde liquide favorise considérablement la vitesse de réaction. La surface liquide formée sur les côtés de la coupe a un rôle de catalyseur. L'oxygène et l'oxyde métallique sont dissous dans un liquide, dans lequel la réaction se produit avec une grande intensité. Les oxydes gazeux appauvrissent l'atmosphère, les solides protègent et les liquides sont des catalyseurs.

Composition du métal

Les caractéristiques des aciers sont affectées par un certain nombre d'additifs tels que le carbone, le silicium, le nickel, le chrome, le tungstène, le cobalt, le cuivre, etc., ou des impuretés comme le phosphore et le soufre. Cela influence le processus de découpage à la flamme à travers les propriétés physiques les plus importantes telles que la chaleur spécifique et la conductivité thermique, ou par les propriétés chimiques qui influent sur la réaction d'oxydation.

Voici brièvement l'influence de chacun des éléments qui font partie de l'acier :

• Carbone : Lorsque le carbone est dissous, il favorise l'oxycoupage. La teneur en carbone accrue réduit la température d'inflammation. Lorsque le carbone est présent gratuitement (graphite) ou en combinaison, il rend l'oxycoupage difficile et produit des réactions endothermiques, ce qui diminue la vitesse de réaction. De plus, la combustion du graphite forme des gaz qui appauvrissent l'atmosphère en oxygène. Il s'ensuit que les aciers doux et mi-durs sont facilement coupés et que, à mesure que la teneur en carbone augmente, la coupe devient plus difficile et nécessite un apport de chaleur plus puissant.
• Silicium : Une grande quantité de silicium ne peut pas être coupée, mais une petite quantité le peut.
• Chrome : Quelques pourcents peuvent être coupés, mais pas une grande quantité.
• Nickel : Une petite quantité peut être coupée, mais pas une grande quantité.
• Molybdène : Seul, il peut être coupé, avec du chrome et du nickel, il se coupe bien.
• Cuivre, cobalt et vanadium : Les aciers contenant ces additifs ou impuretés se coupent facilement à la flamme.
• Soufre et phosphore : N'ont aucune influence, mais la fumée de coupe est toxique.

Oxygène pur

L'oxygène est obtenu par distillation de l'air liquide, de sorte que les impuretés sont le reste des gaz qui composent l'air. L'influence des impuretés sur l'oxygène n'affecte pas la nature chimique, mais diminue la quantité d'oxygène impliquée dans la réaction. La principale interférence provient de la vapeur d'eau, qui ne doit pas dépasser 0,002 % à 63 °C. La pureté de l'oxygène industriel n'est généralement pas inférieure à 97,5 %. L'oxygène avec une pureté inférieure à 80 % ne permet pas de faire la coupe. Il est possible de couper une plaque de 25 mm avec 85 % de pureté, mais la vitesse sera le tiers de celle obtenue avec 99,5 %.