Brenngase

Autogenbrenner beim Zuschnitt
Autogenbrenner mit Propan als Heizgas und Sauerstoff als Schneidgas

Bei der Wahl des Brenngases ist die Flammenleistung von Bedeutung. Die Heizwerte der Gase sind für das Brennschneiden weniger ausschlaggebend, weil nicht der Wärmeinhalt einer Flamme, sondern der Wärmeübergang auf das Werkstück Maßstab für die Wirkung und die Effizienz einer Flamme ist.

Das nach unserer Erfahrung meist anzutreffende Heizgas ist Propan, da es preiswert ist, leicht verfügbar und einfach im Gebrauch ist. Als weiterer Vorteil gilt in der Branche seine geringe Rückschlaggefahr, die den Brenner und das Gasequipment schont.  

Gasarten beim autogenen Brennschneiden

Die max. Flammtemperatur sowie die Zündgeschwindigkeit bestimmen vor allem die Leistung einer Flamme.

Man unterscheidet das Schneidgas Sauerstoff (Druckluft ist bedingt auch möglich!) und das Heizgas Propan, Methan/Erdgas, Acetylen, sowie diverse Spezialgase.

Womit schneiden Sie?

Häufig treffen wir auf die Aussage "wir schneiden mit Porpan". Das ist falsch. Geschnitten wird beim autogenen Brennschneiden immer mit Sauerstoff. Andere Gase werden lediglich als Heizgase und zum Vorwärmen oder für eine Heizdusche benötigt. Diese verrichten eine andere Arbeit. Der eigentliche Schneidprozess wird bereits seit mehr als 100 Jahren immer durch den Sauerstoff ausgeführt.  

Aufgaben des Schneidsauerstoffs

Der Schneidsauerstoffstrahl stellt zum einen den für die Verbrennung erforderlichen Sauerstoff bereit und zum anderen bläst der Sauerstoff die im Schnitt anfallende Schlacke aus der Schnittfuge.

Düsenarten

Man unterscheidet

  • Standard-Düsen bis 6 bar Schneidsauerstoffdruck,
  • Schnellschneid-Düsen bis ca. 8-11 bar und
  • Hochleistungs-Düsen bis ca. 20 bar Schneidsauerstoffdruck.

Erfahrungen mit Acetylen

Mit Acetylen lassen sich dünnere Bleche schneiden. Beim von uns veranstaltetem Cutting Award® 2018 hatten wir den teilnehmenden Auszubildenden die Aufgabe gestellt, ein 3 mm dünnes Blech aus Baustahl S235, mit möglichst kleinen Löchern und Konturen zu schneiden. Die dabei gestellte Aufgabe war für das autogene Brennschneiden so nicht lösbar, sondern es sollte ein Optimierungsprozess bei den Teilnehmern angestoßen werden, in dem die Teilnehmer an ihre Grenzen geführt wurden, um das bestmögliche Ergebnis zu erreichen versuchen. Dabei wurden keine einengenden Vorgaben von uns erstellt, jeder Azubi hatte die Möglichkeit selber zu experimentieren. Das beste Ergebnis konnte hingegen erzielt werden, wenn Acetylen als Heizgas und die entsprechenden Düsen eingesetzt wurden. Mit Propan und der damit verbundenen längeren Vorheizzeit, der etwas langsameren Schnittgeschwindigkeit wurde das Blech eine längere Zeit der Hitze ausgesetzt und deformierte sich aufgrund der thermischen Einflüsse so stark, dass es kaum noch schneidbar war. Acetylen hat hier seine Stärken ausgespielt und kürzere Lochstechzeiten erlaubt und somit weniger Hitze in das Material eingebracht und damit weniger Verzug. Siehe hierzu auch unseren Beitrag: "Schneiden von 3 mm Blech"

Eigenschaften Acetylen

Vorteile:

Acetylen besitzt die höchste Flammentemperatur und Zündgeschwindigkeit. Werden andere Gase eingesetzt, so ändern sich nicht nur die erforderlichen Brenner und Düsen, Schläuche und Druckminderer sondern auch die benötigte Gasmenge und die Gasdrücke.

Mit Acetylen als Heizgas erfolgt das Aufheizen des Blechs sehr schnell, während das Aufheizen mit Propan oder Erdgas bis zur doppelten, auch bis zur dreifachen Zeit kosten kann. Dieser Nachteil kann jedoch durch mehr Druck- und Durchfluss-Erhöhung des Propangases kompensiert werden, so dass, wenn die Gassteuerung dies zulässt der Unterschied der Aufheizzeiten geringer ausfällt, wenngleich die Leistung des Acetylens nicht erreicht wird. 

Beispiel: Aufheizzeit für ein Blech 40mm dick: Acetylen: 25 sek. Propan: 40 sek. mit schnellem Vorheizen

Dagegen Plasma: 1 sek.

 

Nachteile:

Kosten: Acetylen kostet ein mehrfaches von Propan- oder Erdgas.

Sicherheit: Durch seine besondere Reaktionsfreudigkeit gilt Acetylen als gefährlich und erfordert höhere Anforderungen an die Gasleitungen, Brenner, Ventile. Rückschläge in den Brennern sind häufiger und leichter möglich, als bei trägeren Gasarten. Rückschläge können dazu führen, dass Brennerinnenteile, Brennerkörper, Gasleitungen, Ventile beschädigt werden. In jedem Fall ist nach einem Rückschlag das Rückschlagsicherheitsventil auszutauschen.

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