Reguladores de Pressão e Corte Oxi-Arco Subaquático

Reguladores de Pressão para Cilindros de Gás

O redutor de pressão ou redutores de pressão são usados para reduzir a pressão dos cilindros de gás à pressão de trabalho exigida para operações de corte. A taxa de consumo de oxigênio não é fundamental para o sucesso do corte subaquático oxi-arco. Resultados satisfatórios podem ser obtidos dentro de uma ampla margem no fluxo de oxigênio. No entanto, aplicar uma taxa menor que a ideal pode diminuir a operação e exigir mais atenção, podendo cansar desnecessariamente o mergulhador. A utilização de excesso de oxigênio é um desperdício, causa resfriamento e pode produzir, desnecessariamente, tensão no mergulhador devido ao aumento da pressão ao redor do cabeçote.

Posições Recomendadas para o Regulador de Oxigênio

Para garantir um fluxo suficiente de oxigênio, é necessário um controlador capaz de fornecer 2 m³/min (70 pés cúbicos/min). Para isso, recomendamos um regulador de dois estágios. A pressão na ponta do eletrodo é dada na Tabela 4-2. Para determinar a saída do regulador, a pressão de trabalho é calculada adicionando-se:

• 1 kg/cm² (14,2 psi) para cada 50 metros de mangueira.
• 1 kg/cm² (14,2 psi) para cada 10 metros de profundidade.

A fórmula para o regulador de pressão (Kg/cm²) é:

Regulador de Pressão (Kg/cm²) = (Profundidade/10) + (Comprimento da mangueira em metros/50) + Pressão do eletrodo de trabalho.

Corte Oxi-Geral

O corte de metais ferrosos por chama baseia-se no fato de que o oxigênio tem grande afinidade para se combinar com o ferro, especialmente em altas temperaturas, de acordo com a equação:

$$3\text{Fe} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_3\text{O}_4 + 270 \text{ cal}$$

Os produtos da combustão são feitos de óxido de ferro preto. Diz-se que o ferro é queimado, em oposição à fundição, pois neste caso reage quimicamente com o oxigênio na temperatura de ignição. Podemos definir o processo de corte por chama como o corte de metal por queima localizada por um fluxo de oxigênio. As faces do corte não são perfeitamente lisas, pois o jato de oxigênio deixa sulcos curvos em uma delas.

Óxidos Podem se Formar

De acordo com a temperatura em que atua, a escória pode ser composta de sólidos, líquidos ou gases. No primeiro caso, será formada na superfície de corte uma camada que impede o contato do oxigênio com o metal, parando a reação. Este é o caso do alumínio, que forma um óxido ($\text{Al}_2\text{O}_3$) com ponto de fusão muito alto. A formação de um óxido gasoso é prejudicial, pois os gases formados na superfície do metal criam uma atmosfera pobre em oxigênio e diminuem a velocidade da reação. A formação de óxido líquido favorece consideravelmente a velocidade da reação, pois a superfície líquida formada ao lado do corte atua como um catalisador. Oxigênio e óxido metálico são dissolvidos no líquido, onde a reação ocorre com grande intensidade. Óxidos gasosos empobrecem a atmosfera; sólidos e líquidos são protegidos pelo catalisador.

Composição do Metal

As características dos aços são afetadas por uma série de aditivos, como carbono, silício, níquel, cromo, tungstênio, cobalto, cobre, etc., ou impurezas como fósforo e enxofre. Isso influenciará o processo de corte por chama através das propriedades físicas mais importantes, como calor específico e condutividade térmica, ou as propriedades químicas que afetam a reação de oxidação. Resumidamente, indicamos a influência de cada um dos elementos que compõem o aço:

a. Carbono

Favorece o corte quando dissolvido no oxigênio. O aumento do teor de carbono reduz a temperatura de ignição. Quando o carbono está presente livre (grafite) ou em combinação, provoca reações endotérmicas na chama de corte, diminuindo assim a taxa de reação. Além disso, a combustão da grafite produz gases que esgotam o oxigênio na atmosfera. Disto se conclui que aços moles e semiduros são facilmente cortados, e à medida que o teor de carbono aumenta, o corte se torna mais difícil e exige um aquecimento mais forte.

b. Silício

Muito silício dificulta o corte.

d. Cromo

Poucos por cento são aceitáveis; mais dificulta.

e. Níquel

Pouco é aceitável; muito dificulta.

f. Molibdênio

Não corta sozinho, mas com cromo e níquel corta bem.

i. Cobre, Cobalto e Vanádio

Aços com estes aditivos ou impurezas cortam com facilidade.

j. Enxofre e Fósforo

Não têm influência no corte, mas a fumaça gerada é tóxica.

O Oxigênio Puro

O oxigênio é obtido pela destilação do ar líquido, portanto, as impurezas são os gases restantes que compõem o ar. A influência das impurezas do oxigênio não afeta a natureza química, mas sim a menor quantidade de oxigênio presente na reação. A interferência principal vem do vapor de água, que não deve exceder 0,002% a 63 ºC. A pureza do oxigênio industrial normalmente não é inferior a 97,5%. Oxigênio com pureza abaixo de 80% não consegue realizar o corte. É possível cortar chapas de 25 mm com 85% de pureza, obtendo um terço da velocidade alcançada com 99,5%.