EL PROCESO DE SOLDADURA Y CORTE OFW ( Parte I )

EL PROCESO DE SOLDADURA Y CORTE OFW

El proceso de soldadura oxi-combustible OFW  se utiliza desde hace muchos años en la industria  y sigue siendo un proceso importante en la soldadura o unión de varios metales.

En este proceso de soldadura intervienen dos clases de gases y un equipo de soldadura oxi- combustible:

GAS CARBURANTE, ( gas combustible )

GAS COMBURENTE, ( gas oxidante )

Los Gases Combustibles dan origen a la llama y los Comburentes son los que producen la reacción de Combustión.

Para la Soldadura y el Corte, los gases que se utilizan son los siguientes:

OXIGENO ( Gas Comburente )

ACETILENO ( Gas Combustible )

Estos Gases, Comburente y Combustible, son la mezcla perfecta que producen la combustión que no es más que una reacción química de Oxidación en la cual se desarrolla una gran cantidad de calor que es transferida al material que, de hecho se calienta.

El proceso Oxicombustible emplea varios gases Combustibles:

EL ACETILENO - C2H2

EL PROPANO - C3H8

BUTANO - C4H10

EL GAS NATURAL – CH4

EL GLP.- C3H8 C4H10 ( Gas Licuado de Petróleo )

EL EQUIPO OXICOMBUSTIBLE

Dentro del proceso OFW se realizan varias funciones, entre otras la operación de unir varios metales entre si como lo son las uniones disimiles,  las de un mismo metal y aportes antidesgaste de CW en diferentes matrices. 

Oxicorte

Calentamiento con llama 

Para estas operaciones se diseñaron unos equipos y accesorios que funcionan con los gases mencionados anteriormente.

ACCESORIOS:

REGULADORES / MANOMETROS DE ALTA Y BAJA PRESIÓN

ARRESTALLAMAS

MANGUERAS DE GAS Y OXIGENO 

VÁLVULAS UNIDIRECCIONALES

MANGO MEZCLADOR

PICO O BOQUILLA DE SOLDAR,

BOQUILLA DE CALENTAR,

CHISPERO

AGUJAS DESTAPA BOQUILLAS

CILINDROS:

CILINDROS DE GAS CARBURANTE ( gas combustible )

CILINDROS DE GAS COMBURENTE ( gas oxidante )

SEGURIDAD

La Seguridad, es un punto muy importante y se deben conocer todos los posibles riesgos para observar y aplicar un criterio correcto sobre la forma de cómo evitarlos.
En los trabajos de soldeo existen los mismos peligros que se encuentran en todo  trabajo o labor de metal mecánica.

Los accidentes pueden evitarse, estando atentos y observando ciertas medidas de precaución.

Los sopletes oxi-combustibles usan gases presurizados altamente inflamables. Manejos impropios de estos equipos pueden causar explosiones y crear peligrosos y desastrosos incendios.

No use el soplete oxi-combustible al menos que no haya sido completamente entrenado en la operación y mantenimiento del equipo, por personal técnico altamente calificado.-

EL PROCESO OFW ES USADO EN OPERACIONES DE:

SOLDADURA
CORTE
CALENTAMIENTO
LIMPIEZA
ENDEREZADO TÉCNICO

Los equipos fabricados en la actualidad son seguros, pero como dijimos anteriormente, utilizados en manos inexpertas pueden producirse incendios y explosiones.
Existen dos dispositivos de seguridad que ayudan a prevenir dichos accidentes, que son:

LOS ARRESTA LLAMAS

LAS VÁLVULAS UNIDIRECCIONALES

El enriquecimiento con oxigeno permite que la combustión se acelere.
Cuando se usa un equipo oxi-combustible, gran parte del oxigeno pasa directo a través del área de la mezcla enriquecida de oxigeno y nos aumenta el volumen de oxigeno en el recinto donde estemos  ejecutando la operación ya sea de soldadura, corte, calentamiento etc.-

En consecuencia, el corte, la soldadura, el calentamiento y toda labor realizada con oxi-combustible, en recintos cerrados requiere de ventilación, no solo para remover el humo si no también para retirar el exceso de oxigeno de la atmósfera circundante.

Otro peligro del oxigeno esta relacionado con su manipulación en presencia de aceite o grasa ya que pueden reaccionar violentamente.

Este efecto es particularmente peligroso si ocurre en el interior del regulador cuando la válvula de un cilindro es abierta.

En los equipos de soldadura y corte con oxi-combustibles, el oxigeno y el gas combustible se hayan separadamente y alimentan al soplete a través de mangueras de alta presión, independientes la una de la otra, porque una mezcla de combustible con solo un poco de oxigeno puede generar una explosión.

El acetileno, a presiones superiores de 15 lb/pulg2 se hace inestable y puede generar una reacción en cadena

Un retroceso de flujo de gas combustible, puede ocurrir cuando el cilindro de oxigeno está bajo en presión o vacío.

El gas combustible, a presiones más altas que las del Oxigeno, puede ingresar al sistema de oxigeno formando mezclas en la manguera, el regulador y posiblemente en el cilindro de Oxigeno.-

Encender el soplete sin haber purgado previamente las mangueras puede generar un retroceso rápido, resultando una explosión en el soplete, las mangueras o el regulador. Para evitar el peligro de un retroceso sostenido o total, se debe instalar tanto al soplete como al regulador, las válvulas de seguridad correspondientes.-

VALVULAS UNIDIRECCIONAL Y ARRESTALLAMA

Válvula unidirecciona:
Son válvulas de una vía. Que consisten en una bola o disco forzado contra una superficie de seguridad por un dispositivo especial. La presión del gas abre la válvula permitiendo que el gas fluya.

Cuando el flujo se detiene, la válvula se sierra y no deja que el gas corra en dirección contraria.

Las válvulas  deben ser colocadas en las conexiones de alimentación de los sopletes, o  en las entradas de gas combustible y oxigeno al soplete.-

Por ser sensibles al polvo y a daños en los asientos, deben ser revisados mínimo cada seis meses para asegurarse de que están en condiciones aptas de trabajo.

Cuando la válvula de un cilindro lleno de oxigeno se abre y existe residuos de gas combustible. En este caso, bloquear la salida del soplete, durante la operación puede forzar al oxigeno a ingresar en la línea del gas combustible.
Los arrestallamas modernos integran muchas funciones de seguridad.

Arrestallama:
Dispositivo sensible a la presión, que corta el flujo de gas si llegase a ocurrir una explosión. Este arrestallama cuenta con una válvula térmica de corte, que detiene el flujo de gas cuando el bimetálico se calienta a 85ºC.-

Las válvulas de seguridad son esenciales para proteger vidas e instalaciones.-

TIPOS DE EXPLOSIONES

Un retroceso de llama es una explosión usualmente acompañada de un sonido tipo silbido en la cabeza de el soplete; puede ocurrir cuando la llama de calentamiento o de corte se coloca muy cerca de la pieza a cortar. Así como la velocidad de gas mezclado se reduce cuando se aleja de la llama, también se cae por debajo de la rata necesaria, esta entonces quema hacia adentro del soplete.

Si la cabeza del soplete calienta por encima de los 600º F, la iniciación espontánea de los gases en su interior puede aparecer dando lugar a un retroceso de llama.

Un retroceso de llama puede causar daños a los equipos y otros materiales además lesiones personales.

Un retroceso de llama es una explosión que progresa desde el soplete hacía el equipo que provee el gas. Sus consecuencias pueden ser:

Daño del soplete
Quemaduras en las mangueras
Y por ultimo una fuerte explosión del regulador o el cilindro.


Los retrocesos de llama pueden convertirse rápidamente en fuego dentro de la cabeza del soplete. El silbido se hace cada ves más fuerte a medida que los gases se queman. Si esto sucede, cierre inmediatamente la válvula de oxigeno del soplete, apague el equipo, y verifique cual es la causa del problema.

COMO ACCIONAR EN CASO DE RETROCESO DE LA LLAMA

Antes de proceder a interrumpir el retroceso debemos conocer los tipos de retroceso de llama y sus causas.

Existen tres tipos de retroceso de llama a saber:

1- retroceso momentáneo.
2- retroceso sostenido.
3- retroceso total.

RETROCESO MOMENTÁNEO



En el retroceso momentáneo, la llama retrocede, al interior del soplete, con un estallido. Entonces la llama se apaga o se vuelve a encender en la punta de la boquilla.
El retroceso de llama momentáneo es inofensivo en si mismo, pero puede ser síntoma o señal de algún defecto del equipo o del suministro de gas.

CAUSAS:
Las causas del retroceso momentáneo ocurren cuando la velocidad de combustión es superior a la velocidad de salida de la mezcla gaseosa. En el caso contrario, la llama será arrastrada por los gases, lo que a veces se llama soplido.
Cuando reina el equilibrio entre la velocidad de combustión de la mezcla de gases y su velocidad de salida, la llama se quema de forma estable.
En la practica, la velocidad de salida de la mezcla de gases en una boquilla de corte es unas diez veces superior a la velocidad de combustión. Entonces, ¿ como puede haber equilibrio entre el flujo y la combustión con una diferencia de velocidades tan grande?
La respuesta es que no hay equilibrio en todo el orificio, sino solo junto a la pared del orificio, donde la velocidad del gas se ve reducida por la fricción contra la pared.

Las causas mas frecuentes en un retroceso de llama momentáneo son:

Ajuste incorrecto de presión en el soplete o regulador.

Caídas de presión debido a la longitud y diámetro de las mangueras.

La presión del gas en el cilindro es demasiado baja.

Una manguera de gas está estrangulada.

Obstrucción por suciedad en la boquilla o en las mangueras.

Defectos de diseño en el equipo tales como: orificios de boquilla demasiado grande.

Salpicaduras del metal fundido en los orificios e la boquilla ya sea en la operación de soldadura o corte.

Paredes del orificio desiguales o rayadas.

Una llama demasiado oxidante, osea con exceso de presión de oxigeno produce recalentamiento de la boquilla implicando un aumento de la temperatura de la mezcla de gas, lo que a su vez eleva la velocidad de combustión. El aumento de la temperatura de la mezcla de gases aumenta también la presión en la cámara de mezcla, generando así el retroceso de llama momentáneo.

El calentamiento de la boquilla puede iniciar también la descomposición del acetileno, lo cual conduce a su vez al retroceso momentáneo.

ES IMPORTANTE EVITAR EL CALENTAMIENTO DE LA BOQUILLA. Y ESTA SE EVITA REGULANDO UNA PRESIÓN DE GAS Y OXIGENO ADECUADOS PARA EL USO DE CADA BOQUILLA.

RETROCESO SOSTENIDO

En el retroceso sostenido, la llama retrocede, y continua quemándose en el interior del soplete, normalmente en el mismo punto donde tiene lugar la mezcla.
El retroceso sostenido se caracteriza por un estallido inicial, seguido por un silbido o sonido chirriante al continuar la combustión, si no se interrumpe rápidamente el retroceso sostenido, podrá fundirse el soplete, con riesgo de daños no solo al equipo sino quemaduras personales causadas por la fuga de la combustión.

CAUSAS:
El retroceso sostenido suele comenzar con un retroceso momentáneo. el retroceso se desplaza hacía atrás como una detonación, con una onda de choque delante del frente de la llama.
Cuando el frente de la detonación llega al inyector o al punto de mezcla, esta parte se calienta, al mismo tiempo que la presión de la onda de choque presiona el oxigeno y el gas combustible hacía atrás, al interior de sus conductos respectivos.
Cuando el oxigeno y el gas combustible fluyen una vez mas hacía afuera después del retroceso momentáneo, puede ocurrir el retroceso sostenido en el punto de mezcla si la temperatura de la pared ha alcanzado la temperatura de inyección de la mezcla de gas.
Una forma de reproducir el riesgo de retroceso sostenido es reduciendo el riesgo de retroceso momentáneo y adoptando algunas medidas de diseño, tales como:

Enfriando la cámara de mezcla y el tubo de gas mezclado.

Evitando la turbulencia en el tubo de gas mezclado y orificio de la boquilla.

Reduciendo el volumen de mezcla de gas en el tubo de gas mezclado.


Evitando retorno de oxigeno retardado.

RETROCESO TOTAL

El retroceso total significa que la llama se traslada hacia atrás por el soplete y penetra en el sistema de suministro de gas, es decir en las mangueras y en el peor de los casos, incluso al interior de los reguladores.

Si el retroceso total llega a un cilindro de acetileno que carezca del equipo de seguridad necesario, como lo son las válvulas atrapa-llamas, podría ocurrir lo peor.

El retroceso total suele ser causado por el flujo inverso, por ejemplo:

El flujo de oxigeno al interior de la manguera de acetileno, formando una mezcla explosiva en la manguera. Esta mezcla puede incendiarse entonces por un retroceso causado al encender el soplete, con lo cual estallara la manguera.

CAUSAS: 
La causa del retroceso total y explosión de manguera suele ser la presencia de una mezcla explosiva de gas antes del punto de mezcla debido al flujo inverso, por ejemplo de oxigeno al interior de la manguera de gas combustible.
Si ocurre el retroceso total al encender y hay una mezcla de gas suficientemente grande, tendrá lugar a una explosión tan violenta en la manguera que ésta estallara.

Las causas mas comunes y que se deben tener en cuenta para evitar un flujo inverso o retroceso de llama total son:
La boquilla esta obstruida por suciedad, escoria o tapada por golpes o daños, el gas a la presión mas alta puede fluir entonces a la manguera con la presión mas baja.

La presión del oxigeno esta cayendo por debajo de la presión del gas combustible. A menos que se cierre la válvula de oxigeno en el soplete, el gas combustible fluirá a la manguera de oxigeno.

Si el operador cierra ambos reguladores y deja abiertas las válvulas del soplete al concluir el turno de labores, se evaluara primero el gas combustible con la presión mas baja, y entonces podrá fluir el oxigeno al interior de la manguera de gas combustible.

Una boquilla demasiado pequeña con relación a la abertura de la válvula del soplete forzará el gas a la presión mas alta hacia el conducto de gas a la presión mas baja, ya que la boquilla no deja pasar todo el gas.

Presión del oxigeno demasiado alta al encender el soplete. Si el operador abre ambas válvulas del soplete y trata de encender con el oxigeno fluyendo, el oxigeno podrá fluir hacia atrás, al interior de la manguera de gas combustible.

Usando válvulas unidireccionales y arrestadores de llamas, podremos evitar todo tipo de retroceso de llama.

Antes de encender el soplete debemos hacer un correcto purgado de mangueras de oxigeno y gas combustible durante un barrido por lo menos de unos 10 segundos, una detrás de la otra.

RECOMENDACIONES BÁSICAS PARA UNA OPERACIÓN DE CORTE Y SOLDADURA OXICOMBUSTIBLE SEGURAS

1) La instalación y operación de los equipos deben cumplir con las normas de seguridad que rigen el uso de los equipos oxi-combustibles.

2) Evitar el contacto de gases y aceite con los equipos de oxicorte, en especial el contacto de grasa o aceite con el oxigeno ya que este es explosivo ante el contacto con estos productos.

3) Prohibido fumar en el área donde se manipulen, almacenen y se trabaje con gases tanto inflamables como combustibles.

4) Revise que las conexiones de entrada a las válvulas, cabeza del soplete, estén libres de polvos, grasas y aceite como también otras suciedades.

5) Inspeccionar las conexiones acoples CGA de los cilindros y del equipo, como lo son las roscas que no estén deterioradas ni golpeadas.

6) Verificar que el equipo de oxicorte como el de soldadura estén instaladas las válvulas unidireccionales lo mismo que los atrapa-llamas.

7) Comprobar el buen estado de los reguladores de presión, tanto del oxigeno como el del gas.

8) Revisar las mangueras que no presenten averías ni estrangulamientos por accidentes de objetos caídos o incendios.

9) Después de una correcta instalación del equipo, verificar posibles fugas de gas con agua de jabón libre de grasas, en las conexiones.

10) Ubicar en un lugar seguro y amarrar los cilindros en sentido vertical para evitar que se caigan y ocurra un accidente.

11) Trabaje la operación de corte y soldadura en lugar o recinto ventilado y aireado.

12) Si no lo es utilice extractores de humos y calor.

13) Tenga a la mano un extintor multipropósito.

14) Nunca se debe saturar la ropa con oxigeno

En su trabajo usted debe imponer el orden ante todo. Siempre debe tener presente su propia seguridad y la de los demás contra los riesgos que implica la operación de soldadura y corte con el proceso oxi-combustible, OFW.
Ante todo debemos saber que el proceso de soldadura y corte con gases produce todo tipo de humos y gases que pueden ser perjudiciales para la salud.
Controle por lo tanto que su lugar de trabajo tenga buenas condiciones de ventilación, si no hay buenas condiciones de ventilación, instale extractores de humos y gases.

RECOMENDACIONES BÁSICAS PARA UNA OPERACIÓN DE CORTE Y SOLDADURA OXICOMBUSTIBLE SEGURAS

IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

Al realizar operaciones de soldadura y corte con oxicorte, en recintos cerrados como tanques, utilice mascarillas contra polvo y gases .Además debe protegerse del calor y la luz interna que produce el soldeo y corte con oxi-combustible también debe protegerse contra el ruido o contaminación auditiva

Este proceso de soldeo y corte, genera chispas de metal fundido y por un tanto debemos protegernos con implemento de seguridad y evitar que estas caigan sobre las mangueras de gas, eléctricos , recipientes con material combustible , papel , tela madera , plásticos y pinturas inflamables etc..

Para protegernos corporal mente contra estos agentes contaminantes producido por estos efectos de soldadura y corte con oxi-combustibles debemos utilizar los elementos de protección y seguridad como lo son:

1. Casco de seguridad

2. Gafas de protección con filtro regulado de acuerdo a la intensidad de luz

3. Audífono tapones auditivos contra ruidoso desibeles altos

4. Mascarilla contra polvo y humos de soldadura

5. Chaqueta de tela gruesa con mangas  larga

6. Pechera o peto de cuero

7. Mangas de cuero

8. Guantes termo aislantes

9. Polainas

10. Botas de seguridad.

UNA VEZ REALIZADO EL TRABAJO YA SEA DE SOLDEO O CORTE, DEJE EL LUGAR LIMPIO Y ORDENADO, CIERRE LAS VÁLVULAS, PURGUE LAS MANGUERAS, RECOJA EL EQUIPO Y TRASLADE LOS CILINDROS AL LUGAR DE ALMACENAMIENTO SEPARÁNDOLOS UNOS DE OTROS Y SUJETÁNDOLOS PARA EVITAR QUE SE CAIGAN.