La soldadura oxiacetilénica realiza la combustión del acetileno con oxígeno en un maneral o soplete para producir una flama que funde un material de aporte que permite unir dos metales, ya sean del mismo material e inclusive de materiales diferentes.
Uno de los métodos más utilizados en refrigeración para unir tubería de cobre es la soldadura oxiacetilénica, especialmente para tubería de 7/8” de diámetro y mayores.
El acetileno se caracteriza por ser el gas combustible que alcanza la mayor temperatura de flama, alrededor de 3480o C, tiene un olor característico semejante al ajo, producto de las impurezas remanentes de su fabricación. Es altamente inflamable e inestable.
Propiedades del Acetileno
Punto de Ignición: -18o C (0o F)
Temperatura de autoignición: 305o C (581o F)
Límite Inferior de Inflamabilidad (LII): 2.5%
Límite Superior de Inflamabilidad (LSI): 100%
El punto de ignición (flash point) es la menor temperatura a la que una sustancia libera vapores en cantidades suficientes para que la mezcla de vapor y aire sobre su superficie propague una llama a partir del contacto con una fuente de ignición. Esto significa que el acetileno a partir de 0o C está liberando vapores inflamables y sólo basta una fuente de ignición para que se produzca un incendio o una explosión.
El LII es la mínima concentración de gas que, mezclada con el aire atmosférico, puede provocar la combustión del producto a partir del contacto con una fuente de ignición. Las concentraciones de gas inferiores no son combustibles porque en esa condición hay un exceso de oxígeno y poca cantidad del producto para la combustión. Esa condición se llama “mezcla pobre”.
El LSI es la máxima concentración de gas que, mezclada con el aire atmosférico, puede provocar la combustión del producto a partir del contacto con una fuente de ignición. Las concentraciones de gas superiores no son combustibles porque en esa condición hay un exceso del producto y poca cantidad de oxígeno para que se produzca la combustión. Esa condición se llama “mezcla rica”.
De lo anterior se desprende que el acetileno es un gas combustible que se inflama aún en pequeñas cantidades, por lo que siempre se debe estar atento a cualquier fuga por pequeña que ésta sea.
El acetileno es un gas altamente inestable que comienza a descomponerse a presiones mayores de 15 psig (1 Kgf/cm2 aproximadamente), produciendo cantidades muy elevadas de calor que pueden llegar a producir explosiones muy violentas; el alcance de la explosión abarca 50 metros a la redonda y las esquirlas del tanque llegan a alcanzar los 300 m.
Debido a su inestabilidad, los acumuladores para contenerlo son llenados con una masa porosa que contiene acetona, en el cual se disuelve el acetileno. La masa porosa está conformada por cal sílice, a la que algunos fabricantes agregan otros materiales para hacer una masa ligera y con alta porosidad.
Propiedades del Oxígeno
El oxígeno no es inflamable, pero favorece y acelera violentamente la combustión de materiales inflamables. Algunos materiales que no son inflamables con el aire se quemarán en presencia de oxígeno. Los materiales que se queman en el aire arderán violentamente en atmósferas que contengan más de 25% de oxígeno.
Debido a que el oxígeno se encuentra envasado a alta presión (alrededor de 160 Kgf/cm2 = 2,250 Psig) se debe evitar poner en contacto con cualquier material orgánico, ya que la alta presión del oxígeno puede ser el factor desencadenante que provoque una combustión violenta. Se debe evitar principalmente utilizar cualquier tipo de empaque de plástico o hule para conectar los cilindros de oxígeno, especialmente cortar los dedos de los guantes de carnaza con ese fin. No hay que olvidar que las conexiones para gases están fabricadas con metales blandos con la finalidad de que el sello se efectúe metal con metal.
Es importante señalar la importancia de evitar sopletear la ropa con oxígeno, ya que esto puede provocar que las fibras se saturen, y con la más mínima fuente de calor se provoque su combustión de manera violenta.
Retroceso de Flama
La causa principal para que se produzca un retroceso de flama se encuentra localizada en la premezcla del acetileno y el oxígeno, antes de la cámara de mezcla de los mismos en el soplete. Esta premezcla puede acontecer por ajustes incorrectos de la presión debido a una falla de los reguladores de presión, obstrucciones en las mangueras o bien por una falla operacional.
Existen tres diferentes tipos de retroceso de flama:
Retroceso Momentáneo: Se identifica fácilmente porque provoca sucesivos estallidos en el soplete. Estos estallidos están generados por un retroceso de flama momentáneo en la boquilla del soplete. La flama retrocede en dirección al interior del soplete, saliendo inmediatamente al exterior, donde entra en combustión. La causa de este efecto se encuentra en que la velocidad de los gases es menor que la velocidad a la cual se queman.
Este tipo de retroceso ocurre generalmente al trabajar con presiones que no son las adecuadas. Otro motivo que lo provoca es el soldar los cantos internos de una estructura que refleje el calor hacia la boquilla. Otra causa es cuando se utiliza en proceso de corte y la escoria resultante es repelida contra la boquilla, bloqueando la salida normal de los gases.
El retroceso momentáneo no representa grandes riesgos si se toman las precauciones necesarias, lo que implica interrumpir el trabajo para la limpieza de la boquilla o ajuste de las presiones de los gases. De no ser así, el retroceso momentáneo podría derivar en un retroceso sostenido.
Retroceso Sostenido: En este evento la flama retrocede hacia dentro del soplete manteniéndose dentro del mismo y entrando en combustión, generalmente dentro de la cámara de mezcla. Cuando se produce un retroceso de éste tipo es posible que esté acompañado de un silbido que le es característico. Ante la eventualidad de que no se tomen acciones inmediatas, el retroceso sostenido funde el soplete arrojando metal fundido que puede herir de gravedad a los operadores de su entorno.
En caso de retroceso sostenido se debe cerrar de inmediato el flujo de oxígeno y rapidamente después cerrar también el flujo de acetileno. Ambos cierres se deben de llevar a cabo primero en el soplete y luego en los cilindros. Cortando el flujo de oxígeno se interrumpe la combustión interna en el soplete. La flama, que puede mantenerse sin oxígeno, sale fuera del soplete pudiendo ser extinguida con el cierre del paso del acetileno.
Retroceso Total: En caso de un retroceso total, la flama retrocede a través del soplete penetrando en una de las mangueras (que contendría la premezcla) a una velocidad superior a la velocidad del sonido.
Este tipo de retroceso es el más peligroso, dado que, independientemente de la explosión que produce de la manguera, la flama puede llegar a los cilindros de gas, provocando un accidente de gran magnitud.
Existe la creencia de que el retroceso puede ser detenido doblando las mangueras, pero dado que la velocidad del mismo puede incluso superar la velocidad del sonido, carece de todo sentido práctico esta acción.
En caso de retrocesos momentáneos y sostenidos las acciones para detenerlos pueden ser meramente operacionales, sin embargo para el retroceso total no es posible confiar en la habilidad del operador. Son aquí los dispositivos de seguridad los que fueron desarrollados para prevenir este tipo de accidentes.
Dispositivos de Seguridad para Operaciones Oxiacetileno
Bloqueador de Retroceso de Flama para Soplete: Estos dispositivos combinan las funciones de las válvulas unidireccionales adicionando un filtro de acero inoxidable que funciona como cortallamas en caso de retroceso. Poseen adicionalmente una unidad de cierre térmico que bloquea el flujo de gas en el caso de que la temperatura sobrepase un cierto nivel (generalmente 95º C).
Bloqueador de Retroceso de Flama para Regulador: La principal medida a tomar para tener la máxima seguridad es proteger los reguladores y cilindros en el caso eventual de retroceso de flama. Los bloqueadores de esta indeseable acción para regulador deben ser instalados entre las mangueras y los reguladores de gas. Estos equipos tienen las siguientes funciones: a) Válvula unidireccional que impide que el eventual reflujo de gas llegue al regulador creando las condiciones para el retroceso, b) Filtro cortallamas tipo seco, c) Dispositivo de cierre por presión que cierra la válvula antes de que la misma llegue al regulador (por acción de contrapresión), d) Dispositivo de cierre térmico que cierra el paso de gas en caso de sobrecalentamiento.
1. Regulador2. Dispositivo contra retroceso de llama
3. Mangueras: Manténgalas protegidas frente al peligro de incendio
4. Abrazadera para manguera
5. Tapa de protección para la válvula de cilindro
6. La boquilla es la herramienta más usada para corte y soldadura. ¡Cuídela!
7. Guante a prueba de llama
8. Los tubos de gas en posición vertical deben amarrarse utilizando cadenas de seguridad sobre paredes o al carro de transporte.
Medidas Básicas de Seguridad con Equipos de Oxiacetileno
1. Delimitar y señalizar el área de trabajo. 2. Verificar que tanto el maneral como la boquilla tengan sus sellos completos y en buen estado (o-rings). 3. Verificar que las mangueras y conexiones no tengan fugas. 4. Sustituir las mangueras agrietadas o las que presenten rasgaduras. 5. Evitar unir las mangueras de acetileno y oxígeno con cinta de aislar, se debe sustituir por cinturones de plástico. 6. Asegurar que los bloqueadores de retroceso estén instalados en el maneral del soplete y entre las mangueras y el regulador. 7. Verificar que tanto los reguladores como los manómetros se encuentren en buenas condiciones de uso. 8. Tener junto al equipo un extintor de polvo químico seco o gas halón. 9. Operar con las presiones de trabajo recomendadas para la boquilla. 10. Utilizar el equipo de protección personal adecuado: gafas para soldar de 4-6 sombras, guantes, peto y polainas. 11. Proteger las mangueras con apoyos de paso resistentes a la compresión al atravesar vías de circulación de personas o vehículos. 12. Evitar que las mangueras entren en contacto con superficies calientes, bordes afilados, ángulos vivos o chispas. 13. Evitar golpear los cilindros. 14. Mantener el área limpia y ordenada durante la actividad y al finalizarla. 15. No golpear el soplete. 16. No utilizar el oxígeno para limpiar piezas, tuberías o sopletear la ropa. 17. Prohibido fumar mientras se realice el trabajo. 18. Verificar que el equipo se encuentre a 3 metros de distancia del lugar de trabajo. 19. Colocar capuchones en los cilindros cuando estén almacenados o fuera de uso. 20. Almacenar los cilindros de manera vertical y asegurarlos con cadena. 21. Prohibir los trabajos en locales donde se almacenen materiales inflamables.Authors:
