Conhecimento

O processo frequentemente denominado Oxi-combustível, é também conhecido no ramo por muitos nomes diferentes, como oxicorte manual, corte por maçarico, corte oxi-acetileno, entre outros. A técnica de 120 anos foi patenteada por Thomas Fletcher em 1901, tendo como uma de suas principais aplicações o corte de aço. No entanto, é pouco difundido que o processo pode também ser utilizado para soldagem e aquecimento.

Como funciona?

O processo termoquímico requer uma fonte de calor intensa, fase conhecida como “Pré aquecimento”, e gás oxigênio de elevada pureza. A fase de pré aquecimento é importante para elevar a temperatura do material a ser cortado (temperatura de ignição), tornando-o mais reativo com o oxigênio. Nesta etapa, o material fica visualmente rubro. Quando a temperatura de ignição é atingida, um jato de oxigênio puro é direcionado ao material. A pureza mínima do oxigênio deve ser de aproximadamente 99,5%, exigida para que o processo ocorra de forma ideal. Uma redução na pureza do oxigênio (comburente), por menor que seja, reduz a velocidade de corte do processo, tornando o processo menos produtivo.

O contato do oxigênio ultra puro, com um material pré-aquecido, resulta em uma reação de oxidação violenta (exotérmica). A reação do oxigênio com o ferro do aço gera óxido de ferro, sendo expelido pelo próprio oxigênio puro, fenômeno conhecido como sangria do aço. É importante ressaltar que, em termos de energia térmica, o próprio processo pode se retroalimentar, uma vez que quanto mais quente o material a ser cortado, mais reativo se torna ao contato com o oxigênio que, por sua vez, geram óxidos de ferro que liberam energia térmica para o próprio sistema.

Obs.: O processo pode ser usado para cortar/separar muitos materiais diferentes, com o requisito básico de que o óxido formado deve ter um ponto de fusão mais baixo do que o material de base a ser cortado. Um bom exemplo de material que não pode ser cortado é o alumínio, cujo ponto de fusão gira em torno de 650-700°C, mas cujo óxido está na faixa de 2760°C. De forma geral, o processo de oxicorte não é adequado para corte de metais com baixa reatividade ao oxigênio, como por exemplo o cobre, latão, aço inoxidável, entre outros. Embora a fonte de oxigênio possa ser de alta pureza, conexões inadequadas, mangueiras em mau estado ou vazamentos de qualquer natureza podem permitir que impurezas entrem no sistema, reduzindo assim a velocidade de corte, entupimento de bicos, entre outros problemas. O manuseio de oxigênio de alta pureza requer extremo cuidado na seleção do equipamento ideal e no adequado projeto dos sistemas de tubulação para o seu uso.

Obtenção do O2

Usualmente, a obtenção do oxigênio pode seguir por dois caminhos:

• Através de reações químicas pela eletrólise da água. No entanto, em função de sua baixa eficiência, este método é utilizado apenas em laboratórios.

• Através da destilação fracionada do ar atmosférico, tendo as seguintes etapas: aspiração, filtragem, compressão, resfriamento, expansão, interação e evaporação.

Gases combustíveis

Os gases combustíveis são os vários gases ou misturas de gases que podem ser utilizados para a ignição da reação e para a manutenção da chama de aquecimento. Podemos citar como exemplo o Acetileno, Propano, Propileno, GLP, entre outros. A seleção do gás combustível tem influência direta no custo do processo, uma vez que eles ditam o consumo de oxigênio e a temperatura da chama. No gráfico a seguir, são apresentadas algumas curvas de gases em função da temperatura de chama que conseguem atingir.

Devido a questões comerciais e de características como alta temperatura de chama e baixo consumo de oxigênio, no Brasil, os gases mais comercializados e utilizados para tal função são o Acetileno e o GLP.

Quais são os principais parâmetros para o processo?

A qualidade do corte depende de vários parâmetros, sendo o principal a experiência do profissional responsável pela operação. Uma lista breve dos parâmetros que controlam a qualidade do corte inclui:

1. Seleção adequada do bico de corte;

2. Seleção adequada da pressão de oxigênio;

3. Pré-aquecimento adequado, bem como a proporção de oxigênio para o gás combustível utilizado;

4. Seleção adequada do gás combustível;

5. Sistema de fornecimento de gases livre de impurezas e suficiente para fornecer a quantidade e pressão necessárias;

6. Velocidade de corte adequada;

A maioria desses parâmetros pode variar dependendo do tipo e condições superficiais do material a ser cortado. Todos esses itens são controlados por um operador, sendo importante o adequado treinamento dos profissionais à respeito do processo e principalmente sobre aspectos de segurança, bem como máquinas e equipamentos adequados.