SOLDADURA_OXIACETILENICA[1]

Por: Ing. PEDRO ANTONIO QUIÑÓNEZ HURTADO Inspector de construcciones soldadas Nivel I y II ACOSEND. ACOSEND. Evaluador de normas de competencias

INTRODUCCIÓN

OBJETIVO Con esta presentación es dar a conocer  las generalidades acerca de este proceso y los distintos factores de riesgo asociados a los trabajos de soldadura oxiacetilénica y oxicorte, las operaciones de almacenamiento y manipulación del equipo. Así como el enunciado de una serie de normas de seguridad; finalmente se dan normas reglamentarias relacionadas con el almacenamiento de gases inflamables.

INTRODUCCIÓN Con Herramie ntas

Corte Térmic o

Combustión OXICORTE

Fusión PLASMA

Chorro de Agua

Vaporización AGUA

OXICORTE Consiste en separar o dividir un metal mediante la combustión del mismo en presencia de oxigeno. Esto se logra calentando el acero a su temperatura de ignición (900°C) y se lo pone en una atmósfera de oxigeno puro. Para que se produzca una reacción de combustión son necesarios tres requisitos; presencia de combustible (a su temperatura de ignición), presencia de comburente (en una mínima proporción), y un agente iniciador.

OXICORTE •

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Condiciones de Oxicorte: El metal, una vez calentado, debe quemarse en O2 puro(99.5% min) y producir una escoria fluida que pueda desalojarse fácilmente por el chorro de O2. La temperatura de ignición del metal debe ser  inferior a su punto de fusión. La capa de oxido existente en el metal debe tener una temperatura de fusión menor a la del metal a oxicortar. La conductividad térmica del metal no debe ser demasiado elevada.

OXICORTE El equipo necesario:

SOLDADURA OXIACETILENICA Un equipo de oxicorte está compuesto por dos bombonas de acero de dos gases comprimidos a muy alta presión y muy inflamables que son el oxígeno, el acetileno, propano o gas.

OXICORTE

Acetileno. El gas Acetileno puro es un compuesto químico de Carbón e Hidrógeno. No tiene color, es un gas altamente flamable y un poco más ligero que el aire. Se obtiene mediante la reacción del agua con el Carburo de Calcio. Los acumuladores para contenerlo, son llenados con un material poroso que contiene acetona, en el cual se disuelve el  Acetileno, de esta forma, se almacena en condiciones seguras a baja presión. Flamable, Incoloro, Olor a ajo, Más ligero que el aire, Irritante.

OXICORTE Oxigeno. Es un elemento químico gaseoso. Se suministra generalmente en cilindro de acero estirado estándar el mas utilizado es de 244 pies cúbicos. Están presurizados normalmente a 2000 libras por pulgadas cuadrada.

EL SOLPETE

OXICORTE

OXICORTE

OXICORTE

SOPLETE FUNCIONES: • Controla el caudal y la proporción de mezcla de Gas Combustible y Oxigeno de calentamiento. • Proporciona y controla el flujo del Oxigeno de Corte. • Descarga los gases de calentamiento y corte de forma controlada y uniforme hacia las boquillas.

SOPLETE Inyector: El O2 Pasa a gran velocidad por  el inyector, succionando por  principio de Venturi al combustible realizando la mezcla.

Mezclador: La mezcla se realiza en la cámara mezcladora con gases regulados a la misma presión a través de las válvulas.

El REGULADOR Los reguladores de presión de combustible y oxigeno están conectado a los cilindros o a las salidas de tuberías para reducir las presiones elevadas de suministro o de cilindros a presiones menores adecuadas para aplicaciones de oxicombustimble. Estos pueden ser de uno o dos grados de reducción en función del tipo de palanca o membrana. La función que desarrollan es la transformación de la presión de la botella de gas (150 atm) a la presión de trabajo (de 0,1 a 10 atm) de una forma constante.

El REGULADOR Manómetro de salida Manómetro de entrada

Válvula de seguridad

Tornillo regulable

Conexión de entrada

Conexión de salida

Filtro niple interno

OXICORTE Válvulas antinretroceso. Son dispositivos de seguridad instalados en las conducciones y que sólo permiten el paso de gas en un sentido impidiendo, por  tanto, que la llama pueda retroceder. Están formadas por  una envolvente, un cuerpo metálico, una válvula de retención y una válvula de seguridad contra sobre-presiones. Puede haber  más de una por conducción en función de su longitud y geometría.

OXICORTE

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Las Boquillas: Son de vital importancia para una óptima calidad de corte. Estas determinan las presiones de Pueden ser: Planas. Ttriconicas. Divergente (High speed). Se eligen en función del espesor a cortar.

TIPOS DE BOQUILAS

OXICORTE Variables del proceso: • La llama. • Precalentamiento. • Kerf. • Presiones de trabajo. • Inyección de Oxigeno. • Boquillas de corte. • Velocidad de corte. • Chorro de corte.

OXICORTE LA LLAMA. La llama de precalentamiento puede alcanzar temperaturas entre 2.425°C y 3.320°C dependiendo del tipo de gas utilizado y la riqueza de O2 en la mezcla. La proporción de O2 y gas en la mezcla para el precalentamiento se controla a través de las dos válvulas que incorpora el soplete. Con la llama de precalentamiento bien ajustada, se acerca ésta a la pieza a cortar hasta que se alcanza la temperatura de ignición.

OXICORTE • • • •

Llama Oxidante: Posee mayor cantidad de Oxigeno. Utilizada normalmente para precalentamiento forzado, corte en chaflán y cortes de alta velocidad con baja calidad. Posee un matiz morado en el interior y un sonido mas fuerte. La temperatura obtenida es más alta. El exceso de oxigeno causa oxidación alta en el material soldado, por lo cual esta configuración es poco deseable.

OXICORTE Llama Neutra: • Caracterizada por su balanceada proporción de gas combustible y Oxigeno. Utilizada para la mayoría de las aplicaciones en Oxicorte. • La llama neutra es la más usada y corresponde al punto de partida para cualquier corrección. • Posee dos sectores diferentes. Un cono interior azul claro y otro exterior más oscuro. • El oxigeno y el acetileno se mezclan en el cono interior. • El acetileno durante la combustión se transforma en monóxido de carbono e hidrogeno. • En el cono exterior se mezcla con más oxigeno de la vecindad.

OXICORTE

Llama Carburante: • Posee mayor cantidad de gas combustible. Esta posee un buen acabado, utilizada principalmente en el corte de chapas con espesores delgados y chapas apiladas. • La llama reducida (carbonizada) posee tres zonas diferentes de llama • El cono interior (zona más caliente), luego una zona blanca caliente (“pluma de acetileno”) y el cono exterior  azul. • La pluma de acetileno se reduce al aumentar la cantidad de oxigeno • La pluma debe su color a la combustión incompleta de acetileno que causa exceso de carbono en la llama.

Establecer el procedimiento de instalación de conexiones de regulador para su uso adecuado. De acuerdo con la tabla de conexiones de regulador, se podrá realizar la instalación para el tipo de gas especificado.

No se deberá instalar ninguna otra conexión diferente No se deberá instalar ninguna otra conexión a las establecidas diferente a las establecidas en la tabla de en la tabla de conexiones. conexiones. No se deberá instalar ninguna Remover el tapón de hule del puerto de entrada otra conexión diferente de la conexión. a las establecidas en la tabla de La conexión a instalar  conexiones. deberá estar LIMPIA DEGRASAS, ACEITES, suciedad y rebabas

Establecer el procedimiento de instalación de conexiones de regulador para su uso adecuado. Sólo utilizar cinta Teflón, colocándola a partir del segundo hilo de rosca y cubriendo al menos cuatro hilos. No deberán quedar residuos de la cinta ni rasgaduras que se puedan desprender al momento del apriete. Roscar la conexión al puerto de entrada del regulador y utilizando la llave de dado hexagonal 11/16” apretar firmemente.

Limpiar y 8 secar  Perfectamente el regulador con un lienzo limpio y seco.

Para verificar fugas, instale el regulador al cilindro y apriete la conexión, abra lenta mente la válvula del cilindro, aplique  jabonadura a la conexión del niple. Si existe fuga limpie y vuelva a apretar el niple y aplique nuevamente jabonadura para verificar que no existen

OXICORTE

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EL PRECALENTAMIENTO : La principal función de la llama de precalentamiento es llevar la pieza hasta la temperatura de ignición, que como se ha mencionado anteriormente es de aproximadamente 870°C. No obstante, la llama de precalentamiento tiene otras funciones: Limpiar la superficie de la pieza a cortar de cualquier  sustancia extraña como óxido, suciedad, escamas, no sólo durante el precalentamiento sino también durante la acción de corte.  Ayudar a alcanzar la temperatura de ignición a medida que se avanza con el corte. Mantener un entorno de protección alrededor del chorro de O2 de corte. Precalentar el O2 contenido en el chorro de corte haciéndolo más reactivo.  Ayudar a mantener las escorias producidas en la ranura del corte en estado fluido para que puedan ser expulsadas.

OXICORTE

Inyección de Oxigeno de corte. La palanca del soplete es accionada para permitir la salida por el orificio central de la boquilla de un chorro de O2 puro (llamado chorro de corte). Así se consigue enriquecer en O2 la atmósfera que rodea la pieza precalentada para que sea posible la combustión. Inmediatamente, y gracias a la presencia de la llama de precalentamiento que actúa también como agente iniciador, comienza la reacción exotérmica de combustión del Fe, que nos llevará finalmente al corte de la pieza. Como toda combustión, la reacción de oxidación del Fe es altamente exotérmica, y precisamente esa enorme cantidad de energía desprendida en la reacción ayuda a llevar las zonas colindantes a la temperatura de ignición, y poder así progresar en la acción del corte. El óxido resultante de la combustión fluye constantemente por la ranura, cuyas paredes calienta propagando la reacción de combustión.

OXICORTE VELOCIDAD DE CORTE. Es la velocidad lineal que lleva el movimiento de la torcha o soplete durante la operación de corte. EL CHORRO DE O2 DE CORTE. El O2 de corte juega un papel principal durante la operación de corte. Su pureza debe ser del 99,5% o superior. Una pérdida de pureza de un 1% implica una pérdida de velocidad de avance de aproximadamente un 25% y a su vez incrementa el consumo de O2 en aproximadamente un 25%. Con una pureza de O2 de un 95% la acción de corte por oxidación es imposible de conseguir y se transforma en una acción de fusión y limpieza. Para conseguir la mejor calidad en el corte, siempre deben observarse las recomendaciones del fabricante de los equipos de corte referentes a: 1.Tamaño de la boquilla en función del grosor de chapa a cortar. 2. Ajuste de la llama de precalentamiento. 3. Presión de gas. 4. Presión de O2 de corte. 5. Velocidad de corte. 6. Canto superior anguloso, ni redondeado ni fundido. 7. Canto inferior libre de escorias y rebabas.

PROCEDIMIENTO DE CORTE COMO COMENZAR UN CORTE POR PERFORACION. 1. Precaliente un punto pequeño en el metal básico hasta que alcance una temperatura de inflamación donde se observe un color rojo guinda brillante. 2. Incline la punta (boquilla) del soplete hacia un lado . D esta forma evita que las chispa y la escoria caigan sobre este. 3. Una vez que perfore el metal, gire el soplete. Desplace el soplete ininterrumpidamente en la dirección que desea cortar.

4. Si el metal no esta perforado por  completo, esto podría significar que no existe un flujo suficiente de oxigeno. Otras posibilidades podría ser: se esta utilizando el tamaño de punta (boquilla) de manguera o la presión de oxigeno de corte incorrecto.

PROCEDIMIENTO DE CORTE

Luego de finalizar todas las operaciones de corte 1.Cierre la válvula de precalentamiento de oxigeno. 2.Cierre ambas válvulas de control de cilindro ubicadas en el suministro de fuente de gas. 3.Abra la válvula de oxigeno y deprima la palanca de oxigeno de corte. Libere la presión del sistema y luego cierre la válvula de precalentamiento de oxigeno y de control de oxigeno del mango del soplete. 4.Gire el tornillo de ajuste del regulador de oxigeno y combustible en sentido anti horario para liberar toda la presión del resorte. 5.Abra la válvula de control de combustible del soplete y libere la presión del sistema cierre la válvula de combustible. 6.Verifique que lo medidores internos luego de unos cuanto minutos para asegurarse de que las válvulas de cilindros están apagadas por completo y que no

OXICORTE Kerf o sangría: Se denomina así  al espesor del espacio vacío que deja el metal liquido desalojado. Este debe tenerse en cuenta para el calculo de las dimensiones finales de las

Kerf 

ACABADOS DE CORTE

Un corte de calidad produce un acabado perfecto que requiera poca o nada limpieza adicional.

Cuando la velocidad de movimiento es muy rápida, el borde superior de la lamina estará relativamente limpio y se adherirá una cantidad considerable de escoria a la parte inferior de la lamina. También se puede producir ranuras y líneas estiradas que se desprende desde la dirección del corte. El chorro de oxigeno lleva poco oxigeno insuficiente para alcanzar la parte inferior de corte.

ACABADOS DE CORTE

Cuando la punta (boquilla) de corte se encuentra muy alejada de la lamina, el borde superior mostrara signos de haber sido soplado; esto es muy similar al afecto que produce el exceso de presión de oxigeno.

Cuando la presión oxigeno de corte es muy alta, el exceso de presión hace que la corriente de oxigeno se expanda al entrar a la lamina. Esto provoca que el borde superior de la lamina este irregular y mal distribuido. La cara de la lamina es relativamente suave y libre de ranuras o marcas y la escoria es mínima.

OXICORTE Presiones de trabajo y selección de boquilla

NORMAS DE SEGURIDAD ¿Como evitar paso directo

en su regulador y daños en los manómetros? Compruebe que el tornillo de ajuste del regulador está liberado (gírelo en el sentido contrario a las manecillas del reloj), asegúrese que la válvula del cilindro no tenga rebabas en su interior, no ensamble el regulador si observa deformaciones severas en la rosca de la válvula, verifique que la conexión del regulador

NORMAS DE SEGURIDAD ¿Las válvulas check o contra retroceso de flama deben probarse? Las válvulas de seguridad si deben probarse. Para asegurarse del buen funcionamiento de las mismas conecte un suministro de flujo en el sentido opuesta a que están conectadas y compruebe que no haya paso de gas. En el caso de que el gas fluya en el sentido contrario al que se instalan es una falla, reemplácelas.Las válvulas check tienen estampada una

Elección del cristal adecuado

NORMAS DE SEGURIDAD

Riesgos Asociados • Caída de persona. •

Caída de objetos por desplome o manipulación.

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Pisadas sobre objetos

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Proyección de fragmentos o partículas.

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Inhalación o ingestión de agentes químicos peligrosos.

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Contactos térmicos.

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Incendios.

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Explosiones

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Exposición a radiaciones.

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Riesgo de daños a la salud derivados de la exposición a agentes químicos: polvo, gases.

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Riesgo de daños a la salud derivados de la exposición a agentes físicos: radiaciones.

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Quemaduras por salpicaduras de metal incandescente y contactos con los objetos calientes que se están soldando

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NORMAS DE SEGURIDAD Utilice los siguientes equipos e instalaciones de seguridad:

Ropa de trabajo. • Delantal de cuero de descarne. • Guantes, mangas o sacos de cuero de descarne. • Polainas de cuero. • Botines de seguridad. • Máscara o pantalla facial con mirillas volcables, o pantallas de mano para soldadura. • Protección respiratoria (barbijo para humos de soldadura). • Biombo metálico. • Matafuego. •

NORMAS DE SEGURIDAD LO QUE NUNCA SE DEBE HACER: •

Nunca usar oxígeno o cualquier otro gas comprimido para enfriar su cuerpo o soplar  en polvo de su ropa.

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Nunca usar el contenido de un cilindro sin colocar el correspondiente reductor de presión.

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Nunca lubricar las válvulas, reductor, manómetros y demás implementos utilizados con oxígeno, ni tampoco manipulearlos con guantes o manos sucias de aceite.

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Nunca utilice un cilindro de gas comprimido sin identificar bien su contenido.

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Nunca permitir que materiales combustibles sean puestos en contacto con el oxígeno.

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Nunca permita que los gases comprimidos y el acetileno sean empleados, por  personas inexpertas.

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Nunca conecte un regulador sin asegurarse previamente que las roscas son iguales.

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Nunca fuerce conexiones que no sean iguales.

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Nunca emplee, reguladores, mangueras y manómetros destinados al uso de un gas o grupo de gases en particular en cilindros que contengan otros gases.

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Nunca trasvase gas de un cilindro a otro, por cuanto dicho procedimiento requiere instrucción y conocimiento especializados.

NORMAS DE SEGURIDAD Utilización de botellas.

• Las botellas deben estar perfectamente identificadas en todo momento, en caso contrario deben inutilizarse y devolverse al proveedor. • Todos los equipos, canalizaciones y accesorios deben ser los adecuados a la presión y gas a utilizar. • Los grifos de las botellas de oxígeno y acetileno deben situarse de forma que sus bocas de salida apunten en direcciones opuestas. • Las botellas en servicio deben estar libres de objetos que las cubran total o parcialmente. • Las botellas deben estar a una distancia entre 5 y 10 m de la zona de trabajo. •  Antes de empezar una botella comprobar que el manómetro marca "cero" con el grifo cerrado. •  Antes de colocar el mano reductor, debe purgarse el grifo de la botella de oxígeno, abriendo un cuarto de vuelta y cerrando a la mayor brevedad.

NORMAS DE SEGURIDAD Utilización de botellas • Colocar el mano reductor con el grifo de expansión totalmente abierto; después de colocarlo se debe comprobar que no existen fugas utilizando agua jabonosa, pero nunca con llama. •  Abrir el grifo de la botella lentamente; en caso contrario el reductor  de presión podría quemarse. • Las botellas no deben consumirse completamente pues podría entrar aire. Se debe conservar siempre una ligera sobre-presión en su interior. • Cerrar los grifos de las botellas después de cada sesión de trabajo. Después de cerrar el grifo de la botella se debe descargar  siempre el mano reductor, las mangueras y el soplete. • La llave de cierre debe estar sujeta a cada botella en servicio, para cerrarla en caso de incendio. Un buen sistema es atarla al mano reductor. • No sustituir las juntas de fibra por otras de goma o cuero.

NORMAS DE SEGURIDAD Mangueras •

Las mangueras deben estar siempre en perfectas condiciones de uso y sólidamente fijadas a las tuercas de empalme.

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Las mangueras deben conectarse a las botellas correctamente sabiendo que las de oxígeno son rojas y las de acetileno negras, teniendo estas últimas un diámetro mayor que las primeras.

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Se debe evitar que las mangueras entren en contacto con superficies calientes, bordes afilados, ángulos vivos o caigan sobre ellas chispas procurando que no formen bucles.

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Las mangueras no deben atravesar vías de circulación de vehículos o personas sin estar protegidas con apoyos de paso de suficiente resistencia a la compresión.

•  Antes de iniciar el proceso de soldadura se debe comprobar que no existen pérdidas en las conexiones de las mangueras utilizando agua jabonosa, por ejemplo. Nunca utilizar una llama para efectuar la comprobación. • No se debe trabajar con las mangueras situadas sobre los hombros o entre las piernas. • Las mangueras no deben dejarse enrolladas sobre las ojivas de las botellas.

NORMAS DE SEGURIDAD Soplete •

El soplete debe manejarse con cuidado y en ningún caso se golpeará con él.

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En la operación de encendido debería seguirse la siguiente secuencia de actuación: 1. Abrir lentamente y ligeramente la válvula del soplete correspondiente al oxígeno. 2. Abrir la válvula del soplete correspondiente al acetileno alrededor de 3/4 de vuelta. 3. Encender la mezcla con un encendedor o llama piloto. 4. Aumentar la entrada del combustible hasta que la llama no despida humo. 5. Acabar de abrir el oxígeno según necesidades. 6. Verificar el mano reductor. 7. En la operación de apagado debería cerrarse primero la válvula del acetileno y después la del oxígeno.

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No colgar nunca el soplete en las botellas, ni siquiera apagado.

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No depositar los sopletes conectados a las botellas en recipientes cerrados.

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Limpiar periódicamente las toberas del soplete pues la suciedad acumulada facilita el retorno de la llama. Para limpiar las toberas se puede utilizar una