e-PORTFOLIO_DB180162_part2

KOD DAN NAMA PROGRAM / PROGRAM’S CODE & NAME MC-024-3:2012 PROSES KIMPALAN ARKA KEPINGAN LOGAM TAHAP / LEVEL LEVEL 3 KOD/TAJUK MODUL MTK 2022 PEMOTONGAN TERMAL ( K1 ) CU CODE/ DUTY C02 –SHIELDED METAL ARC WELDING (SMAW) FOR 3G AND 4G NO. DAN TAJUK UNIT KOMPETENSI / COMPETENCY UNIT NO. AND TITLE 1. CARRY OUT SAFETY ASSESSMENT AT WORK AREA 2. COMPLY TO WORK INSTRUCTION AND RELEVANT WELDING PROCEDURE SPECIFICATION (WPS) 3. VERIFY BASE METAL MATERIAL USED 4. VERIFY CONSUMABLE AS SPECIFIED 5. CHECK SMAW EQUIPMENT AND ACCESSORIES FUNCTIONALITY 6. PERFORM SMAW PROCESS 7. PERFORM VISUAL INSPECTION AND TESTING(DESTRUCTIVE TEST) 8. CARRY OUT BACK GOUGING, GRINDING AND BACK WELDING AS REQUIRED IN ACCORDANCE WITH TEST SPECIMEN 9. COMPILE WORK COMPLETION CHECKLIST NO. KOD/CODE NUM. MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka / Page : 1 Drpd/of : 22 BAHAGIAN PENDIDIKAN TEKNIK DAN VOKASIONAL KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA ARAS 5 & 6 BLOK E14, KOMPLEKS E PUSAT PENTADBIRAN KERAJAAN PERSEKUTUAN 62604 PUTRAJAYA KERTAS PENERANGAN ( INFORMATION SHEET )

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 2 Drp: 22 PENDAHULUAN Kebanyakan bahan, termasuk logam boleh terbakar. Beberapa proses pemotongan memanfaatkan fakta ini dengan memperkenalkan pengoksidanan pesat pada bahan (rapid oxidation of material) dengan membentuk kerf atau alur potongan. Pemotongan termal yang menggunakan haba menawarkan banyak kelebihan berbanding kaedah pemesinan tradisional seperti mengergaji. Oleh kerana proses ini tidak memerlukan sentuhan fizikal diantara peralatan dengan permukaan kerja, daya atau kuasa pemotongan hampirtiada, kadar penyingkiran bahan lebih cepat dan reka bentuk mekanik mesin dipermudahkan. Bergantung pada sumber input haba, terdapat pelbagai proses yang boleh dibahagikan kepada; proses pemotongan oksigen, arka dan pemotongan pancaran (beam cutting). Pemotongan oksigen menerangkan sekumpulan proses pemotongan yang digunakan untuk memotong atau mengeluarkan logam dengan reaksi eksotermik (exothermic reaction) oksigen suhu tinggi dengan logam asas. Dalam pemotongan arka, logam dicairkan oleh haba yang kuat (intense heat) dari arka dan kemudian ditiup oleh daya arka itu sendiri atau oleh gas lain (seperti udara atau gas pelindung). Pemotongan pancaran menggunakan pancaran cahaya (beam of light) seperti laser sebagai sumber haba. Kelebihan proses pemotongan bukan-sentuhan (non-contact cutting) ini adalah ia tidak bergantung kepada alat pemotong yang mudah luak (perishable cutting tools) untuk membentuk bahagian atau kaedah dan sistem kerja yang rumit untuk mengapit bahagian logam yang hendak dipotong. Walau bagaimanapun, proses-proses ini menggunakan item-item luak (consumables item) seperti tip/ nozel sumpitan, gas dan bahanbahan yang berlas (avbrasive materials).Proses pemotongan logam secara termal memerlukan kefahaman yang baik dalam fizik, matematik, sains bahan, sains haba dan cecair, komputer dan teknik komputasi (computational techniques). Kebanyakannya sumber-sumber haba yang digunakan untuk proses kimpalan juga boleh digunakan untuk tujuan memotong. Memotong logam adalah amalan harian dalam industri. Ia digunakan bagi maksud yang berikut: i. Menyediakan tepian/ pinggir plat untuk dikimpal bersama-sama. ii. Memotong logam dalam kerja seharian di industri; memotong panjang dan bentuk kepingan logam dikehendaki untuk kerja pemasangan dan operasi pemprosesan lain yang akan dijalankan ke atas peralatan mesin (machine tools) dan penekan (presses) yang berbeza dan panjang. iii. Kerja-kerja menyelamat (salvage work). iv. Kerja-kerja pemotongan pintu pagar,riser(bahagian menegak antara bebenang tangga besi) dan tuangan. MTK 2022 - PEMOTONGAN TERMAL (THERMAL CUTTING) K01 - MENGENALPASTI PROSES PEMOTONGAN TERMAL (IDENTIFY THERMAL CUTTING PROCESS)

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 3 Drp: 22 Pemotongan logam menggunakan pengoksidanan pesat mungkin yang paling dikenali melalui penggunaan pemotongan gas oksi-bahan api. Proses ini, yang masih digunakan secara meluas, boleh dikenali dengan penggunaan sumpitan dan silinder gas yang digunakan oleh pengimpal dan mekanik. Peralatannya adalah mudah alih, tidak memerlukan kuasa elektrik dan dengan menggunakan aksesori yang sesuai, boleh digunakan untuk memotong, memanas, kerja meloyang (brazing), pematerian (soldering) dan kimpalan. Sebelum pembangunan teknik plasma dan pemotongan laser, pemotongan oksi-bahan api adalah cara yang paling popular untuk memotong pelbagai bentuk dari plat keluli dan kepingan, menjadikan ia satu teknik penting dalam pembuatan struktur keluli pelbagai jenis. PENYINGKIRAN KAEDAH TERMAL (Thermal Removal) Dengan Gas (by gas) Melalui Pelepasan Gas (by gas discharge) Melalui Pancaran (by beam) Pemotongan Nyalaan (flame cutting) Plasma Laser Meraut Nyalaan (flame gouging) Tusukan Oksigen (oxygen lance) Semburan Nyalaan (flame spray) Arka Elektrik dgn O2 (electric arc with O2) Arka Elektrik dgn Udara (electric arc with air) Pancaran Elektron (electron beam) Pancaran ion (ion beam) Rajah 1.1 - Carta Pemotongan Termal Terdapat empat kaedah pemotongan bukan sentuh (non-contact) yang paling biasa digunakan iaitu: i. Pemotongan gas oksi-bahan api ii. Plasma iii. Laser iv. Jet las air (abrasive water jet) - bukan termal Proses pemotongan gas oksi-bahan api, plasma dan laser adalah proses termal atau menggunakan haba secara semula jadi, manakala kaedah jet air memotong secara hakisan las (abrasive erosion). Keempat-empat proses digunakan untuk menghasilkan potongan luaran dan dalaman yang tepat pada kepingan dan plat rata. Hanya pemotongan oksiasetilena, plasma dan laser yang akan disentuh dalam modul ini.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 4 Drp: 22 Pemilihan proses yang paling berkesan untuk aplikasi khusus adalah berdasarkan kepada beberapa faktor: i. Jenis bahan kerja (the type of work material) ii. Ketebalan bahan kerja (work thickness) iii. Kerumitan bentuk potongan (intricacy of the cut) iv. Kualiti potong yang dikehendaki (quality of cut) v. Kelajuan pemotongan yang dikehendaki (the desired cutting speed) vi. Kesan pada logam selepas proses pemotongan (metallurgical effects) vii. Kesan kepada alam sekitar (environmental concerns) viii. Kos sistem (cost of system) ix. Kos bagi setiap kaki, atau meter dipotong (cost per foot, or meter of cut) Kelebihan proses pemotongan tanpa sentuh dalam modul ini tidak perlu bergantung kepada alat khas untuk membentuk bahagian atau kaedah mengapit benda kerja yang terlalu rumit untuk mengetatkan bahagian yang diapit. Proses-proses ini, bagaimanapun, menggunakan peralatan atau bahan luak/ guna habis seperti tip/ nozel sumpitan api, gas dan bahan-bahan las yang kasar (abrasive materials). Walau bagaimana pun proses pemotongan termal menghasilkan dua kelemahan; Pertama, haba mengubah struktur logam dalam "zon terkesan haba" (heat affected zone) bersebelahan dengan potongan. Ini boleh mengurangkan beberapa kualiti metalurgi logam di tepian/ pinggir potongan tersebut, yang mana memerlukan pra-rawatan (pre-treatment) atau pemangkasan (trimming). Kedua, had terima (tolerances) mungkin kurang tepat daripada potongan mesin, kecuali potongan laser. Proses termal juga berkait rapat dengan beberapa isu keselamatan dan alam sekitar termasuk; i. Gas bahan api (fuel gases) ii. Nyalaan (flames) iii. Sanga panas (hot slag) iv. Kejutan elektrik (electrical shock) v. Tahap bunyi bising (high noise level) vi. Sinaran arka yang kuat dan pendedahan cahaya laser(intense arc radiation and laser light exposure)

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 5 Drp: 22 PRINSIP PROSES PEMOTONGAN TERMAL (THERMAL CUTTING) Pemotongan termal adalah sekumpulan proses untuk memutuskan logam dengan melebur atau melalui reaksi kimia oksigen dengan logam pada suhu tinggi. Semua proses-proses pemotongan ini biasanya memotong bahan pada jadual dua paksi "x" - "y", tetapi dalam beberapa aplikasi, ia telah digabungkan dengan lengan robot yang lebih teratur atau sistem gantri lima paksi (five axis gantry systems). Robot ini boleh membawa sumpitan plasma, laser atau kepala pemotongan jet air untuk pelbagai aplikasi pemotongan. Biasanya, beberapa bahagian disusun atau"bersarang"(nested)padakepinganlogamuntukproduktivitipemotonganyangmaksimum. PEMOTONGAN OKSI-BAHAN API (OXY-FUEL CUTTING) Kimpalan oksi-bahan api juga dikenali dengan panggilan kimpalan oksiasetilena, kimpalan oksi atau kimpalan gas dan pemotongan oksi-bahan api adalah proses yang menggunakan gas bahan api dan oksigen untuk mengimpal dan memotong logam. Jurutera Perancis Edmond Fouché dan Charles Picard menjadi orang pertama yang membangun kimpalan oksiasetilema pada tahun 1903. Dalam pemotongan oksi-bahan api, tindak balas eksotermik (exothermic) antara oksigen tulen dan keluli menghasilkan haba untuk meleburlogam.Tindak balas eksotermik adalah tindak balas kimia yang melepaskan tenaga dengan cahaya atau haba. Nyalaan prapanas (pre-heat flames) digunakan untuk suhu pencucuhan (ignition temperature) pada permukaan logam. Oksigen tulen bertekanan tinggi kemudiannya dialirkan ke arah kawasan yang dipanaskan untuk mewujudkan potongan. Hanya logam yang oksidanya mempunyai takat lebur yang lebih rendah daripada logam asas itu sendiri boleh dipotong dengan proses ini. Maka pemotongan oksi-bahan api terhad kepada keluli karbon sahaja. Sumpitan oksi-bahan api menghasilkan nyalaan pra-pemanasan (pre-heating flame) yang memanaskan sama ada besi atau keluli karbon kepada suhu nyalaan/ pencucuhan (ignition/ kindling temperature) sekitar 480ºC (900ºF). Kemudian, aliran oksigen tulen dengan kelajuan yang tinggi dialirkan menyebabkan tindak balas pembakaran pesat antara keluli dan oksigen. Bahan lebur yang terhasil atau sanga (slag) ditiup melalui logam dengan aliran pemotongan oksigen, memberikan potongan yang licin dan lurus. Pembolehubah (variables) dalam proses pemotongan oksi-bahan api termasuk: i. Kadar bekalan oksigen (rate of oxygen supply) ii. Ketulenan oksigen (oxygen purity) iii. Saiz tip dan jenis sumpitan api (torch tip size and type) iv. Jarak sumpitan dari benda kerja (distance of torch from work) v. Kadar aliran gas bahan api (fuel gas flow rate) vi. Kelajuan pemotongan (cutting speed) vii. Jenis bahan kerja (the work material type) viii. Keadaan permukaan bahan (surface condition of the material) ix. Sudut potongan (the angle of cut)

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 6 Drp: 22 Pemotongan oksi-bahan api secara manual dilakukan dengan sumpitan tunggal. Mesin untuk pemotongan oksi-bahan api terdapat dalam pelbagai bentuk dari unit mudah alih kepada mesin-mesin automatik gergasi dengan pelbagai kepala pemotong (multiple cutting heads). Proses oksi-bahan api menggunakan pelbagai gas bahan api dan yang paling biasa digunakan ialah asetilena. Gas lain yang boleh digunakan ialah pemotongan oksi-bahan apiadalah: i. Gasolin ii. Hidrogen iii. MAPP (Methylacetylene-propadiene) iv. LPG (Liquefied petroleum gas) v. Propilna (propylene) vi. Butana (butane) vii. Propana (propane) Rajah 1.2 - Pemotongan Oksi-bahan api manual Rajah 1.3a - Pemotongan Oksi-bahan api separa automatik

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 7 Drp: 22 Rajah 1.3b - Proses pemotongan oksi-bahan api Rajah 1.4 - Pemotongan Oksi-bahan api automatik

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 8 Drp: 22 PEMOTONGAN PLASMA (PLASMACUTTING) Pemotongan plasma adalah satu proses yang memotong melalui bahan konduktif elektrik dengan menggunakan jet plasma panas kelajuan tinggi (accelerated jet of hot plasma). Bahan yang biasa dipotong dengan sumpitan plasma termasuk keluli, keluli tahan karat, aluminium, loyang dan tembaga dan lain-lain logam konduktif lain. Pemotongan plasma menggunakan suhu yang sangat tinggi iaitu aliran halaju tinggi gas terion untuk memotong logam. Suhu plasma yang tinggi daripada kira-kira 5,500º C - 28,000º C (10,000º F - 50,000º F). Gas yang digunakan bergantung kepada bahan yang dipotong. Gas yang digunakan termasuk: udara pemampat yang standard (standard compressed shop air), oksigen, argon dengan hidrogen atau nitrogen dengan hidrogen. Gas pelindung pula boleh menggunakan udara atau karbon dioksida. Pemotongan plasma memerlukan sumpitan plasma (plasma torch), bekalan kuasa dan litar arka-mula (arc-starting circuit). Bekalan kuasa pemotongan plasma adalah Arus Terus (DC) arus malar (constant current). Litar mula arus ulangalik frekuensi tinggi (high frequency AC starting circuit) mengionkan gas untuk menjadikannya konduktif. Apabila gas disuakan (fed) ke sumpitan, sebahagian daripada gas akan terion oleh arka-mula yang bervoltan tinggi di antara elektrod atau katod, dalam sumpitan dan hujung sumpitan. Apabila bekalan kuasa kecil "DC" bertemu dengan gas voltan tinggi ini, ia mewujudkan satu arka perintis (pilot arc). Arka perintis ini meninggalkan tip sumpitan sebagai jet plasma kelajuan tinggi (high velocity jet of ionized plasma gas) dan menjadi laluan untuk arka plasma utama. Apabila arka perintis bersentuh dengan permukaan logam atau anod, arka utama akan terbentuk. Arka perintis akan tertutup dan operasi memotong berlaku. Pemotongan plasma secara umumnya menghasilkan alur (kerf) yang lebih sempit dan zon terkesan haba yang lebih kecil daripada oksi-bahan api. Pemotongan plasma amat berguna untuk memotong keluli tahan karat, aluminium dan logam bukan besi lain dan bahan-bahan yang tidak mengoksida (non-oxidizing materials). Pemotongan plasma sering digunakan bersama CNC (computer numerically controlled) atau komputer kawalan berangka, mesin penebuk (punching machine) untuk meningkatkan produktiviti. Rajah 1.5 - Pemotongan plasma manual

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 9 Drp: 22 Rajah 1.6 - Pemotongan plasma CNC PEMOTONGAN LASER Pemotongan Laser adalah pemotongan thermal yang paling terkini. Pemotongan laser adalah teknologi yang menggunakan laser untuk memotong bahan, dan biasanya digunakan untuk aplikasi pembuatan dalam industri dan juga digunakan di sekolah, perniagaan kecil dan penggemar. Pemotongan laser berfungsi dengan mengarahkan output pancaran cahaya laser berkuasa tinggi melalui optik sebagai sumber haba untuk memotong. Laser adalahpancaran cahaya ‘padu’(coherant) yang bertentangan dengancahaya ‘rawak’ dari mentol biasa. Berbanding dengan proses pemotongan termal yang lain, pemotongan laser menghasilkan alur atau kerf yang paling sempit dan zon terkesan haba yang paling kecil. Pemotongan laser dilakukan pada kepingan atau plat logam aloi sehingga ketebalan 13 mm. Bentuk kontur dan lubang boleh dipotong dengan kelajuan yang sangat tinggi. Potongan laser juga tidak memerlukan kerja kemasan akhiran (secondary finishing). Pancaran laser boleh didapati dalam bentuk gelombang berterusan atau satu siri pecahan atau denyutan (bursts or pulses). Pemotongan dipertingkatkan dengan penggunaan gas dan cecair untuk meningkatkan kelajuan pemotongan, meningkatkan kualiti potongan dan untuk menyejukkan kerja. Laser terdiri daripada dua jenis, laser gas CO2 dan Neodymium-doped Yttrium-Aluminum Garnet atau Yttrium-Aluminum Garnet (YAG) laser keadaan pepejal. Terdapat pelbagai jenis mesin pemotong laser untuk plat rata dan kepingan logam. Beberapa laser YAG digunakan dengan lima atau enam pengawal paksi robot untuk kerja-kerja pada bentuk yang dibentuk sebelumnya. Seperti pemotongan plasma, pemotongan laser sering ditambah kepada mesin penebuk CNC. Selain itu, pemotongan laser juga sesuai untuk pelbagai operasi tanpa sentuh bagi membuat lubang (noncontact holemaking operations). Dalam pemotongan laser, oksigen atau nitrogen boleh berfungsi sebagai gas pemotongan. Oksigen digunakan untuk keluli aloi lembut dan rendah dan prosesnya sama dengan pemotongan oksi-bahan api. Ketulenan oksigen adalah penting untuk menghasilkan potongan yang berkualiti. Nitrogen digunakan untuk keluli tahan karat, aluminium dan aloi nikel untuk menghasilkan tepian potongan yang bersih dan mengekalkan sifat kritikal bahan asas. Di sini ketulenan nitrogen adalah penting dan keperluan tekanan tinggi memerlukan teknologi penggalak yang mencukupi (adequate booster technology).

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 10 Drp: 22 Rajah 1.7 - Pemotongan Laser Berikut adalah kelebihan menggunakan Teknologi pemotongan laser: i. Ketepatan yang tinggi. ii. Kualiti potong yang cemerlang. iii. Kelajuan pemprosesan tinggi. iv. Alur (kerf) potongan kecil. v. Zon terkesan haba kecil berbanding proses pemotongan haba lain. vi. Aplikasi haba sangat rendah, pengecutan minimum (minimun shrinkage) bagi bahan yang dipotong. vii. Boleh memotong bentuk yang kompleks geometri, lubang-lubang kecil dan bahagianbahagian serong. viii. Pemotongan dan penandaan dengan alat yang sama. ix. Boleh memotong banyak jenis bahan. x. Tiada sentuhan antara bahan dan alat pemesinan,maka tiada daya dikenakan kepada benda kerja. xi. Kawalan kuasa laser mudah dan cepat. Membolehkan pengurangan kuasa pada lengkung ketat atau sempit. xii. Lapisan oksida adalah sangat nipis dan mudah dikeluarkan dengan sumpitan pemotong laser. xiii. Tekanan memotong tinggi laser dengan nitrogen membolehkan memotong tanpa oksida.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 11 Drp: 22 Jadual 1.1 - Kebaikan Dan Kekurangan Pelbagai Jenis Pemotongan Termal Proses Kelebihan (Advantages) Kekurangan (Disadvantages) Oksi-bahan api (Oxy-fuel) i. Kos bahan luak rendah ii. Kos modal rendah iii. Tiada keperluan bekalan elektrik iv. Boleh digunakan secara manual atau mekanikal v. Mudah diangkut/ mudahalih vi. Boleh memotong semua kedudukan vii. Boleh memotong bahagian yang tebal i. Kurang sesuai untuk keluli tahan karat dan aluminium ii. Terhad kepada pemotongan keluli karbon dan keluli aloi rendah iii. Kualiti potongan dipengaruhi oleh parameter dan muncung sumpitan dan keadaan permukaan plat iv. Zon Terkesan Haba luas Plasma i. Kos bahan luak rendah (udara) ii. Boleh memotong pelbagai bahan-bahan termasuk keluli tahan karat dan aluminium iii. Zon Terkesan Haba kecil iv. Sesuai untuk bahan berbentuk kepingan v. Potongan berkualiti tinggi vi. Wasap rendah apabila memotong di dalam air i. Kos bahan luak tinggi (elektrod dan muncung) ii. Biasanya terhad kepada ketebalan plat 50 mm (udaraplasma) iii. Bunyi bising apabila memotong bahagian tebal iv. Silau arka apabila memotong di udara atmosfera v. Wasap apabila memotong di udara atmosfera Laser i. Gangguan yang minimum lebar potongan sangat sempit (0.1 mm) ii. Zon terkesan haba kecil iii. Kelajuan pemotongan yang sangat tinggi (sehingga 10 m/ min) iv. Boleh memotong logam dan bukan logam v. Tepian potongan tidak memerlukan kemasan akhir i. Kos penyenggaraan tinggi ii. Kos modal tinggi iii. Tebal potongan <20 mm iv. Menggunakan pancaran cahaya laser

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 12 Drp: 22 SEGITIGA API DAN KAITANNYA PEMOTONGAN OKSI BAHANAPI Belajar mengenai segitiga api membantu memahami bagaimana proses oksi-bahan api berfungsi yang mana boleh membantu dalam penyelesaian masalah (trouble shooting) serta menjalankan operasi dengan betul. Belajar mengenai contoh segitiga api juga boleh membantu pengendali mesin dan pekerja kilang lain mengenalpasti dan mengelakkan potensi bahaya kebakaran dan bahaya letupan. Segitiga api adalah cara yang baik untuk menggambarkan tiga elemen yang diperlukan untuk menghasilkan api, iaitu: i. Bahan api ii. Oksigen iii. Haba Bahan api boleh ditafsirkan secara berbeza, seperti: i. Bahan Api (fuel) - Pengoksida (oxidizer) - Tenaga (energy) ii. Bahan Api (fuel) - Pengoksida (oxidizer) - Sumber nyalaan (ignition Source) iii. Bahan Api (fuel) - Udara (Air) - Haba (heat) Rajah 1.8 - Segitiga api (Fire triangle) Dalam pemotongan oksi bahan api, segi tiga api boleh dilihat di beberapa tempat yang berbeza, sebahagian daripada mereka wajar (desirable) dan ada yang tidak wajar . Kita akan membincangkan dua contoh utama nyalaan prapanas (preheat flame) dan proses pembakaran serta dua contoh lain yang mana pengendali (operator) mesin pemotong perlu tahu.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 13 Drp: 22 (a) Segi Tiga Nyalaan Prapanas (Preheat Fire Triangle): i. Bahan api: Gas bahan api. ii. Oksigen: Gas oksigen prapanas. iii. Haba: Sumber nyalaan seperti dari pemetik api automatik atau jenis manual. Proses pemotongan bahan api memerlukan nyalaan prapanas terlebih dahulu. Ini adalah contoh yang sempurna bagi segi tiga api di mana gas bahan api bercampur dengan oksigen tulen dan kemudian dinyalakan oleh percikan luar atau api. Salah satu ciri-ciri segitiga api adalah bahawa jika anda mengeluarkan salah satu daripada kaki segi tiga, api akan terpadam, jadi api prapanas sebenarnya menyediakankan dua contoh berasingan segitiga. Contoh pertama adalah nyalaan api, tetapi selepas percikan awal ditarik balik, akan terdapat tindak balas rantaian yang terus memanaskan dan membakar kerana api yang terbakar menjadi sumber haba yang menyalakan oksigen/ bahan api campuran gas bahan api yang terus mengalir dari muncung. Anda juga boleh melihat prinsip ini dalam tindakan jika anda mematikan salah satu daripada dua injap gas, sama ada mengeluarkan gas bahan api atau gas oksigen. Dalam mana-mana kes, api biasanya akan padam (jika injap oksigen ditutup dan tekanan gas bahan api rendah dan mencukupi, ia masih boleh terus membakar kerana bantuan oksigen dari udara). (b) Segitiga proses pembakaran keluli (Steel Burning Process Fire Triangle): i. Bahan api: Keluli ii. Oksigen: Oksigen pemotong iii. Haba Haba prapanas + tindakan/ reaksi exothermik Semasa proses pembakaran keluli sebenar, contoh segitiga api sedikit berbeza. Sebaik sahaja proses pemotongan telah bermula, jet oksigen tulen disuakan (fed) ke dalam keluli lebur, menghasilkan proses pengoksidanan pesat atau "membakar" keluli. Semasa proses ini, tindak balas kimia pengoksidanan keluli adalah "eksotermik", bermakna ia mengeluarkan lebih banyak haba yang diperlukan untuk memulakan tindak balas.Selepas plat diprapanas dan pembakaran bermula, nyalaan prapanas dilaraskan ke tetapan yang lebih rendah tetapi nyalaan prapanaskan terus membekalkan haba & sumber pencucuhan (ignition source), manakala aliran oksigen pemotong menyediakan pengoksida (oxidizer) dan keluli itu sendiri sebagai bahan api.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 14 Drp: 22 (c) Segitiga yang tidak diperlukan: i. Bahan api: Pakaian, kain buruk, kertas, kotak & sampah ii. Oksigen: Udara ambien (Ambient air) atau oksigen termampat (compressed oxygen) iii. Haba: Bunga api panas/ cair daripada proses pemotongan Pengendali mesin pemotong harus sedar bahaya ini dan mesti mengambil langkahlangkah untuk menghalang ketiga-tiga elemen ini bergabung bersama-sama dengan cara yang berbahaya. Mana-mana dokumentasi mesin pemotong akan mengandungi amaran bahaya keselamatan yang memaklumkan pengendali untuk memastikan kawasan kerja mesti bersih dan bebas daripada sebarang bahan yang mudah terbakar. Sebuah mesin pemotongan termal boleh menjadi sumber bunga api panas, percikan lebur (spatter) dan radiasi sesat (stray radiation). Mana-mana sumber pencucuhan ini berpotensi untuk menyebabkan bahan api yang berhampiran untuk terbakar, gen dari sumpitan api sebagai hos udara termampat. Satu lagi contoh ialah pengendali mesin perlu diberi amaran tentang bahaya menggunakan oksi. Mungkin kita ada terdengar cerita tentang pengendali mesin membersihkan pakaiannya dengan aliran oksigen dari sumpitan api dan dalam masa yang sama menghisap rokok dan menyebabkan pakaiannya terbakar. Kepekatan tinggi oksigen (high concentration of oxygen) tulen menjadikan pakaian sangat mudah terbakar sehinggakan bunga api yang paling kecil sahaja cukup untuk memulakan api. (d) Tekanan Tinggi Oksigen Yang Melampau (Extremes Of High Pressure Oxygen) i. Bahan api: Zarah hidrokarbon tercemar (particles of hydrocarbon contaminants) ii. Oksigen: Bekalan oksigen tulen tekanan tinggi iii. Haba: Suhu ambien panas (warmth ambient) Satu lagi contoh segitiga api adalah bahaya letupan yang dikaitkan dengan oksigen tekanan tinggi. Dalam apa keadaan, oksigen tulen yang bertekanan tinggi akan menjadinya lebih mudah terbakar. Jika hos, paip, injap atau pemasangan oksigen tekanan tinggi tidak dibersihkan dengan betul untuk kegunaan oksigen atau telah tercemar dengan hidrokarbon atau unsur-unsur yang mudah terbakar (bahan api), maka letupan boleh terjadi walaupun tanpa sumber pencucuhan. Ini kerana oksigen tulen di bawah tekanan tinggi menjadi sangat reaktif, menurunkan suhu pencucuhan di bawah suhu ambien tipikal. Maka itulah sebabnya ia begitu penting untuk memastikan hos oksigen dan kelengkapan bersih dan ditutup semasa pemasangan atau semasa apa-apa prosedur penyelenggaraan yang membuka saluran oksigen.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 15 Drp: 22 KERF ATAU ALUR POTONGAN Kerf ditakrifkan sebagai lebar bahan yang dikeluar atau disingkirkan oleh proses pemotongan. Kerf pada asalnya digunakan untuk menggambarkan berapa banyak kayu telah dikeluarkan oleh gergaji kerana gigi pada gergaji bengkok ke arah tepi supaya dapat mengeluarkan lebih banyak bahan daripada lebar bilah gergaji, menghalang bilah gergaji dari terperangkap dalam kayu. Apabila bercakap tentang bentuk pemotongan CNC dengan proses pemotongan biasa, kerf adalah lebar bahan yang sesuatu proses buang atau singkirkan semasa memotong plat. Perkataan "kerf" hanya boleh digunakan apabila bercakap tentang lebar pemotongan yang sebenar. Rajah 1.9 - Alur potongan (kerf) Kepentingan Kerf Atau Alur Potongan Apabila memotong bahagian-bahagian menggunakan CNC plasma atau mesin laser, kita perlu menghasilkan bahagian-bahagian yang dipotong tepat dengan dimensi akhir sehampir mungkin kepada bentuk yang diprogramkan. Jadi, jika anda memprogram potongan 150 mm 150 mm persegi dan arka plasma membuang 5.0 mm bahan semasa bahan dipotong, maka bahagian yang terhasil akan menjadi 147.5 mm 147.5 mm. Maka lebar potongan sebenar perlu ditambah 2.5 mm di tepi laluan yang diprogramkan di garisan potongan. Jika menggunakan CNC, tambahan ini akan dikira secara automatik dengan hanya dengan memberitahu arah mana dan berapa banyak yang perlu di ofset. Nilai kerf ini sering dirujuk sebagai “kerf offset”. Kerf bagi tiap-tiap proses adalah berbeza. Setiap proses memotong mengeluarkan atau menyingkirkan jumlah bahan yang berbeza. Proses yang lebih jitu, seperti jet air dan laser, menghasilkan kerf yang lebih kecil yang merupakan salah satu sebab ia menjadi lebih tepat.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 16 Drp: 22 Satu contoh yang biasa dipaparkan di sini adalah untuk keluli lembut 12.7 mm (1/2”) tebal. Lebar kerf yang lazim untuk keluli berkarbon 12.7 mm tebal bagi pelbagai proses pemotongan adalah seperti berikut: i. Plasma: 3.81 mm (0.150") ii. Oksi-bahan api: 1.143 mm (0.045") iii. Water jet: 0.889 mm (0.035") iv. Laser: 0.635 mm (0.025") Rajah 1.10 - Kerf bagi pelbagai proses pemotongan Variasi Kerf Selain dari lebar kerf yang berbeza-beza bagi pelbagai proses yang berlainan, terdapat juga perkara-perkara yang memberi kesan kepada lebar kerf bagi setiap proses. Apabila ketebalan bahan meningkat, ia akan mengambil kuasa yang lebih untuk memotong bahan. Dalam kes pemotongan plasma, ini bermakna arus yang lebih tinggi dan nozel yang lebih besar diperlukan. Laser meningkatkan kuasa. Pemotongan oksi-bahan api menggunakan muncung yang lebih besar dengan aliran memotong oksigen yang lebih luas dan prapanas yang lebih panas. Jet air menggunakan sama ada gabungan nozel/ orifis yang lebih besar atau kelajuan pemotongan yang lebih perlahan. Tanpa mengira proses itu, semakin plat bertambah tebal, kerf juga akan menjadi bertambah lebar. Terdapat juga variasi dalam setiap proses. Sebagai contoh, apabila memotong dengan proses plasma, lebar kerf sebenar bergantung bukan sahaja kepada arus (current) memotong, tetapi juga pada tetapan ketinggian sumpitan, kelajuan dan gas.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 17 Drp: 22 Penyelarasan Kerf Ofset Penyelarasan Kerf ofset secara tradisinya diselaraskan oleh pengendali/ operator mesin pada CNC. Sebelum menjalankan program, pengendali perlu memasukkan lebar kerf supaya CNC boleh mengira laluan sebenar yang diperlukan untuk memotong bahagian tersebut ke dimensi yang betul. Pemotongan termal moden dan kawalan mesin jet air haba juga akan memasukkan nilai kerf dimasukkan ke dalam program atau akan diperolehi dari pangkalan data proses yang disimpan dalam CNC. Ini menjadikan ia lebih mudah bagi pengendali kerana mereka tidak perlu mencari nilai-nilai bagi setiap jenis bahan dan ketebalan yang hendak dipotong tetapi sebaliknya mereka hanya memilih jenis bahan dan ketebalan, kemudian CNC akan mencari semua pembolehubah proses (process variables) dalam pangkalan data. PEMOTONGLASER VS PEMOTONGANOKSIASETILENAVS PEMOTONGAN PLASMA Aktiviti pembuatan laser pada masa ini termasuk memotong, kimpalan, merawat haba, pelapisan (cladding), pemendapan wap, ukiran, menggoris (scribing), pemangkasan (trimming), sepuhlindapan (annnealing) dan pengerasan (hardening). Proses pembuatan laser bersaing dari segi teknikal dan ekonomi dengan proses pembuatan konvensional dan bukan konvensional seperti pemesinan mekanikal dan haba, kimpalan arka, elektrokimia dan pemesinan pelepasan elektrik (EDM-electric discharge machining), pemotongan jet air, pemotongan plasma dan pemotongan oksiasetilena. Pemotongan oksiasetilena adalah proses memotong yang digunakan untuk memotong logam melalui tindak balas kimia oksigen dengan logam asas pada suhu tinggi. Suhu yang dikehendaki dikekalkan melalui nyalaan diperolehi daripada pembakaran gas asetilena yang bercampur dengan oksigen tulen. Jet oksigen tulen diarahkan ke kawasan bersuhu dan menghasilkan tindak balas kimia antara oksigen dan logam untuk membentuk besi oksida atau sanga. Jet oksigen meniup sanga untuk membolehkan jet oksigen menusuk melalui bahan dan terus memotong logam tersebut. Pemotongan oksiasetilena adalah terhad kepada keluli karbon dan keluli aloi rendah. Kos untuk memotong hahan-bahan ini menjumatkan dari segi ekonomi dan persediaan adalah mudah dan cepat. Untuk pemotongan oksiasetilena manual tidak ada kos keperluan kuasa dan peralatan elektrik.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 18 Drp: 22 Jadual-jadual di bawah mengandungi perbandingan pemotongan logam menggunakan proses pemotongan CO2 laser, plasma dan proses pemotongan nyalaan oksiasetilena dalam pemprosesan bahan industri. Jadual 1.2 - Perbandingan Proses Pemotongan Termal Perkara Pemotongan Oksiasetilena Pemotongan Plasma CO2 Laser Sumber tenaga Oksiasetilena Bekalan kuasa Arus terus (DC) Gas laser Kaedah menyampaikan tenaga Oksigen dan asetilena menghasilkan nyalaan yang terkawal Pemancar gas (Gas transmitter) Cahaya 10.6 mikron (julat inframerah jauh) Penghantaran tenaga Nyalaan melalui sumpitan api Gas bercas elektrik Cahaya (Beam) yang dipandu oleh cermin (optik terbang); gentian penghantaran masih belum dilaksanakan untuk CO2 laser Penyingkiran bahan yang dipotong Jet gas Jet gas Jet gas serta gas tambahan untuk menyingkirkan bahan Jarak antara nozel dengan bahan dan kelegaan (tolerances) maksimum yang diharuskan 0.02" ± 0.01" 0.010" hingga 0.02" Kira-kira 0.2 " ± 0.004", jarak sensor, peraturan dan paksi-Z perlu Diri siap fizikal mesin Kawasan kerja, gas dan sumpitan api pemotong Kawasan kerja, udara termampat dan sumpitan plasma Sumber laser sentiasa terletak di dalam mesin Saiz meja 8' 4' - 20' 6.5' 8' 4' hingga 20' 6.5' 8' 4' - 20' 6.5' Cahaya keluaran (beam output) tipikal pada bahan kerja Tidak berkenaan bagi proses ini Tidak berkenaan bagi proses ini 1,500-2,600 Watts

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 19 Drp: 22 Jadual 1.3 - Aplikasi Dan Kegunaan Biasa Pemotongan Termal Perkara Pemotongan Oksiasetilena Pemotongan Plasma CO2 Laser Kegunaan proses Memotong Memotong Memotong, menggerudi, ukiran (engraving), penghakisan/ pencairan (ablation), penstrukturan, kimpalan Memotong bahan kaedah 3D Tidak berkenaan bagi proses ini Tidak berkenaan bagi proses ini Sukar kerana panduan cahaya yang tetap (rigid) dan masalah jarak Bahan yang dapat dipotong oleh proses Keluli karbon dan kebanyakan logam aloi Semua logam boleh dipotong Semua logam (tidak termasuk logam sangat reflektif), semua plastik, kaca dan kayu boleh dipotong Gabungan bahan Boleh pada bahanbahan dengan takat lebur yang berlainan Boleh memotong bahan yang mempunyai takat lebur yang berlainan Beza Bahan-bahan dengan takat lebur yang berbeza hampir tidak boleh dipotong Struktur berlapis dengan rongga Tidak mungkin untuk proses ini Tidak mungkin untuk proses ini Ini tidak dapat dilakukan dengan CO2 Laser Memotong bahanbahan dengan akses terhad Jarang dapat dilakukan kerana jarak kecil dan kepala sumpitan api besar Jarang dapat dilakukan kerana jarak kecil dan kepala sumpitan api besar Jarang mungkin dilakukan kerana jarak kecil dan kepala pemotongan laser besar Sifat bahan yang dipotong yang mempengaruhi pemprosesan Kekerasan bahan merupakan faktor utama Kekerasan bahan merupakan faktor utama Ciri-ciri penyerapan bahan pada 10.6 µm (mikron) Ketebalan bahan di mana pemotongan atau pemprosesan adalah ekonomi ~ 0.12" hingga 0.4" ~ 0.12" hingga 0.4" ~ 0.12" hingga 0.4" bergantung kepada bahan Aplikasi biasa untuk proses ini Memotong kepingan rata dan plat ketebalan yang lebih besar Memotong kepingan rata dan plat ketebalan yang lebih besar Memotong kepingan keluli rata ketebalan sederhana untuk pemprosesan kepingan logam

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 20 Drp: 22 Jadual 1.4 - Ketepatan Proses (Precision Of Process) Perkara Pemotongan Oksiasetilena Pemotongan Plasma CO2 Laser Saiz Minimum Alur Pemotongan 0.02" 0.002" 0.006 ", bergantung kepada kelajuan pemotongan Penampilan Permukaan Potongan Permukaan potong akan menunjukkan struktur yang berjalur (striated) Permukaan potong akan menunjukkan struktur yang berjalur (striated) permukaan potong akan menunjukkan struktur yang berjalur (striated) Tahap Potongan Tepi Untuk Benar-Benar Selari Sederhana dan menunjukkan tepian dipotong tidak selari dengan beberapa frekuensi Sederhana dan menunjukkan tepian dipotong tidak selari dengan beberapa frekuensi Baik; kadang-kadang akan menunjukkan tepi kon Kelegaan (Tolerances) Pemprosesan 0.03" 0.02" Kira-kira 0,002" Tahap Bergerigi (Burring) Bahan Di Potong Hanya separa bergerigi berlaku Hanya separa bergerigi berlaku Hanya separa bergerigi berlaku Tegasan Haba Bahan Berubah bentuk, pembajaan (tempering) dan perubahan struktur boleh berlaku dalam bahan Berubah bentuk, pembajaan (tempering) dan perubahan struktur boleh berlaku dalam bahan Berubah bentuk, pembajaan (tempering) dan perubahan struktur boleh berlaku dalam bahan Daya Yang Bertindak Pada Bahan Dalam Arah Gas Atau Jet Air Semasa Pemprosesan Tekanan gas menimbulkan masalah dengan bahan kerja nipis dan jarak tidak boleh dikekalkan Tekanan gas menimbulkan masalah dengan bahan kerja nipis dan jarak tidak boleh dikekalkan Tekanan gas menimbulkan masalah dengan bahan kerja nipis dan jarak tidak boleh dikekalkan

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 21 Drp: 22 Jadual 1.5 - Bahaya Proses Dan Keselamatan Diri Perkara Pemotongan Oksiasetilena Pemotongan Plasma CO2 Laser Keselamatan diri dan keperluan peralatan Cermin mata perlindungan keselamatan Cermin mata perlindungan keselamatan Cermin mata keselamatan perlindungan laser tidak benar-benar perlu Pengeluaran asap dan habuk semasa pemprosesan Ada berlaku; plastik dan sesetengah aloi logam boleh menghasilkan gas toksik Ada berlaku; plastik dan sesetengah aloi logam boleh menghasilkan gas toksik Ada berlaku; plastik dan sesetengah aloi logam boleh menghasilkan gas toksik Pencemaran bunyi dan bahaya Rendah Sederhana Sangat rendah Keperluan pembersihan mesin disebabkan oleh keadaan proses Pembersihan tahap sederhana Pembersihan tahap sedrhana Pembersihan tahap rendah Hasil sisa buangan yang dihasilkan oleh proses pemotongan Sisa potongan dalam bentuk debu yang memerlukan pengekstrakan vakum dan penapisan Sisa potongan dalam bentuk debu yang memerlukan pengekstrakan vakum dan penapisan Sisa potongan dalam bentuk debu yang memerlukan pengekstrakan vakum dan penapisan KESIMPULAN ANTARA PERBANDINGAN PEMOTONGAN TERMAL Jadual perbandingan 1.2 hingga 1.5 di atas memberikan gambaran keseluruhan dengan penilaian relatif bagi beberapa perkara yang pengendali perlu tahu dan hargai dalam sistem pemotongan manual dan CNC. Hasilnya walaupun bagaimana pun adalah kriteria yang paling penting untuk anda dan syarikat anda. Selain daripada perbandingan pada jadual di atas, terdapat banyak lagi perkara-perkara lain yang boleh diambil kira dan banyak penilaian yang lebih tepat boleh didapati.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 22 Drp: 22 RUJUKAN 1. Abdul Aziz Dahlan, 2002. Proses Kimpalan dan Pemotongan Plasma. Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka. 2. Abu Hassan Ismail, 2003. Kimpalan dan Potongan Gas: Manual Bengkel. Petaling Jaya: IBS Buku Sdn. Bhd 3. Andrew D. Althouse, et al., 1992. Modern Welding. South Holland Illinois U.S.A.: The Goodheart-Wilcox Company, Inc. 4. Norhayati Ibrahim, et al., Engineering Technology. Kuala Lumpur: UNITEM. 5. The Ser Kok, 1989. Teknologi Kimpalan dan Fabrikasi Logam. Petaling Jaya: Fajar Bakti Sdn. Bhd 6. William A. Bowditch dan Kevin E. Bowditch, 1991. Welding Technology Funcamentals. South Holland, Illinois: The Goodheart-Wilcox Company, Inc 7. Yuken Oshita, 1984. Kimpalan Amali. Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka

KOD DAN NAMA PROGRAM / PROGRAM’S CODE & NAME MC-024-3:2012 PROSES KIMPALAN ARKA KEPINGAN LOGAM TAHAP / LEVEL LEVEL 3 KOD/TAJUK MODUL MTK 2022 PEMOTONGAN TERMAL ( K2 ) CU CODE/ DUTY C02 –SHIELDED METAL ARC WELDING (SMAW) FOR 3G AND 4G NO. DAN TAJUK UNIT KOMPETENSI / COMPETENCY UNIT NO. AND TITLE 1. CARRY OUT SAFETY ASSESSMENT AT WORK AREA 2. COMPLY TO WORK INSTRUCTION AND RELEVANT WELDING PROCEDURE SPECIFICATION (WPS) 3. VERIFY BASE METAL MATERIAL USED 4. VERIFY CONSUMABLE AS SPECIFIED 5. CHECK SMAW EQUIPMENT AND ACCESSORIES FUNCTIONALITY 6. PERFORM SMAW PROCESS 7. PERFORM VISUAL INSPECTION AND TESTING(DESTRUCTIVE TEST) 8. CARRY OUT BACK GOUGING, GRINDING AND BACK WELDING AS REQUIRED IN ACCORDANCE WITH TEST SPECIMEN 9. COMPILE WORK COMPLETION CHECKLIST NO. KOD/CODE NUM. MC-024-3:2012-C02/P(15/26) Muka / Page : 1 Drpd/of : 51 BAHAGIAN PENDIDIKAN TEKNIK DAN VOKASIONAL KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA ARAS 5 & 6 BLOK E14, KOMPLEKS E PUSAT PENTADBIRAN KERAJAAN PERSEKUTUAN 62604 PUTRAJAYA KERTAS PENERANGAN ( INFORMATION SHEET )

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 2 Drp: 51 PENGENALAN Kimpalan oksi-bahan api (oxy fuel welding) yang biasanya dipanggil kimpalan oksiasetilena, kimpalan oksi atau kimpalan gas dan pemotongan oksi-bahan api adalah proses yang menggunakan gas bahan api (fuel gas) dan gas oksigen untuk mengimpal dan memotong logam. Jurutera Perancis Edmond Fouché dan Charles Picard menjadi orang pertama yang membangun kimpalan oksigen-asetilena pada tahun 1903. Oksigen tulen dan bukan udara, digunakan untuk meningkatkan suhu nyalaan untuk membolehkan peleburan setempat pada bahan kerja seperti keluli dalam persekitaran suhu bilik. Nyalaan propana dengan udara biasa membakar pada kira-kira 2,250 K (1,980°C; 3,590°F) tetapi nyalaan propana dengan oksigen membakar pada kira-kira 2,526 K (2,253°C, 4,087°F). Nyalaan oksihidrogen membakar pada 3,073 K (2,800°C; 5,072°F) dan nyalaan asetilena dengan oksigen membakar pada kira-kira 3,773 K (3,500°C; 6.332°F). Kimpalan oksi-bahan api adalah salah satu proses kimpalan yang tertua, selain daripada kimpalan tempa (forge welding). Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, kimpalan oksi-bahan api telah kurang digunakan dalam hampir semua aplikasi di industri kerana pelbagai kaedah kimpalan arka menawarkan sifat kimpalan mekanikal yang lebih konsisten dan aplikasi yang lebih pantas. Kimpalan gas masih digunakan untuk kerja-kerja seni berasaskan logam (metalbased artwork) dan di bengkel-bengkel kecil, serta situasi di mana sukar untuk mendapatkan bekalan elektrik. Proses pemotongan oksi-bahan api adalah proses pemotongan termal/ haba industri yang digunakan secara meluas kerana ia boleh memotong logam ketebalan dari 0.5 mm ke 250 mm, kos peralatan adalah rendah dan boleh digunakan secara manual atau mekanikal (mechanised). Terdapat beberapa gas bahan api dan pilihan reka bentuk muncung yang boleh meningkatkan prestasi dari segi kualiti potongan dan kelajuan pemotongan. PRINSIP PEMOTONGAN OKSIASETILENA Prinsip pemotongan oksiasetilena adalah mudah. Logam dipanaskan pada suhu pencucuhan dengan nyalaan oksiasetilena. Kemudian satu jet oksigen tulen diarahkan pada logam panas, dan tindak balas kimia yang dikenali sebagai PENGOKSIDANAN (oxidation) berlaku. Pengoksidanan adalah tindak balas kimia biasa. Apabila ia berlaku dengan cepat, ia dipanggil PEMBAKARAN (combustion or burning), apabila ia berlaku secara perlahan-lahan, ia dipanggil BERKARAT (rusting). Seperti proses nyalaan yang lain, pemotongan oksiasetilena tidak memerlukan peralatan mahal dan sumber tenaga mudah diangkut (easily transported) dan kebanyakan proses tidak memerlukan elektrik atau air penyejuk. Hanya sumpitan api dan silinder bahan api sudah mencukpi untuk mejalankan kerja memotong. MTK 2022 - PEMOTONGAN TERMAL (THERMAL CUTTING) K02 - MEMOTONG BAHAN MENGGUNAKAN PROSES PEMOTONGAN OKSIASETILENA (CUT MATERIALS USING OXY-ACETYLENE CUTTING PROCESS)

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 3 Drp: 51 Apabila logam dipotong menggunakan sumpitan pemotong oksiasetilena, pengoksidanan logam adalah sangat cepat, logam sebenarnya membakar. Haba yang dibebaskan oleh pembakaran daripada besi atau keluli akan meleburkan besi oksida (iron oxide) yang dibentuk oleh tindak balas kimia dan ia juga memanaskan besi tulen atau keluli. Logam lebur mengalir sebagai sanga, mendedahkan lebih banyak besi atau keluli kepada jet oksigen. Rajah 2.1 - Pengoksidanan keluli secara cepat - Pemotongan oksiasetilena Rajah 2.2 - Pengoksidanan cara lambat - Karatan Kelajuan pemotongan bergantung pada ketulenan oksigen dan halaju jet gas oksigen. Oksigen ketulenan tinggi, reka bentuk muncung yang dioptimumkan dan gas bahan api yang betul akan menghasilkan produktiviti yang tinggi dan mengurangkan kos proses keseluruhannya. Proses memotong digambarkan dalam Rajah 2.3 di bawah. Pada asasnya, campuran oksigen dan gas bahan api digunakan untuk memanaskan logam kepada suhu 'pencucuhan' yang mana, untuk keluli adalah antara 700°C - 900°C (haba merah terang) tetapi jauh di bawah takat lebur logam. Suhu pencucuchan (kindling or ignition temperature) adalah titik bahan pada suhu terendah di mana ia secara spontan menyala dalam suasana atmosfera biasa tanpa sumber pencucuhan dari luar seperti api atau percikan api. Suhu ini diperlukan untuk membekalkan tenaga pengaktifan (avtivation energy) yang diperlukan untuk pembakaran. Jet oksigen tulen kemudiannya diarahkan ke kawasan bersuhu dan menghasilkan tindak balas kimia eksotermik yang kuat di antara oksigen dan logam untuk membentuk oksida besi atau sanga. Jet oksigen meniup sanga untuk membolehkan jet menembusi melalui logam dan terus memotong bahan sehingga putus.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 4 Drp: 51 Rajah 2.3 - Proses pemotongan oksiasetilena Pemotongan gas oksiasetilena memotong atau menyingkirkan logam dengan reaksi kimia oksigen dengan logam pada suhu tinggi. Suhu yang diperlukan dikekalkan oleh nyalaan gas asetilena dalam oksigen. Bagi logam perintang pengoksidanan (oxidation resistant materials), reaksi atau tindakan dibantu dengan menambahkan fluks kimia atau serbuk logam ke aliran pemotongan. Proses ini dipanggil dengan pelbagai nama, seperti pembakaran, pemotongan nyalaan dan pemesinan nyalaan (flame machining). Dalam operasi ini, pemotongan sebenarnya dilakukan oleh aliran oksigen. Nyalaan gas oksigen dengan asetilena adalah mekanisma yang digunakan untuk menaikkan logam asas ke julat suhu prapanas yang sesuai dan untuk mengekalkan operasi pemotongan. Sumpitan api pemotongan oksiasetilena adalah alat yang serba boleh dan boleh dibawa ke tapak kerja. Ia digunakan untuk memotong plat sehingga 2 meter tebal. Oleh kerana jet oksigen memotong mempunyai sudut 360°, ia boleh menghasilkan potongan lurus dan juga bentuk melengkung mengikut dimensi yang diperlukan tanpa peralatan pengendalian yang mahal. Arah pemotongan boleh diubah secara berterusan semasa operasi. Terdapat empat keperluan asas untuk kerja pemotongan oksiasetilena: i. Suhu pencucuhan (ignition temperature) bahan mestilah lebih rendah daripada takat lebur logam, jika tidak logam akan cair dahulu dan mengalir jauh sebelum kerja memotong boleh dilakukan. ii. Suhu lebur oksida mestilah lebih rendah daripada logam supaya ia boleh ditiup secara mekanikal (mechanically blown away) oleh jet oksigen tulen. iii. Tindak balas pengoksidaan antara jet oksigen dan logam mestilah cukup untuk mengekalkan suhu pencucuhan. iv. Tindak balas gas yang minima supaya tidak mencairkan (dilute) gas oksigen tulen.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 5 Drp: 51 Keluli tahan karat, besi tuang dan logam bukan ferus membentuk oksida refraktori (refractory oxides) iaitu titik lebur oksida adalah lebih tinggi daripada logam maka serbuk besi hendaklah disuntik (injected) ke dalam nyalaan untuk membentuk takat lebur yang rendah bagi sanga cecair (fluid slag). Rajah 2.4 - Kerf atau alur potongan Dalam pemotongan oksiasetilena, hanya bahagian logam yang ada di laluan jet oksigen akan teroksida. Oleh itu, alur yang sempit yang dipanggi kerf terbentuk pada logam semasa pemotongan berlaku. Kebanyakannya logam yang dikeluarkan dari kerf adalah dalam bentuk oksida (produk tindak balas pengoksidanan). Baki bahan yang dikeluarkan daripada kerf adalah logam tulen yang ditiup keluar daripada kerf dengan daya jet oksigen. Pengoksidanan logam adalah sangat penting dalam proses pemotongan oksiasetilena. Proses ini tidak sesuai untuk logam yang tidak mengoksida dengan mudah seperti loyang, tembaga, keluli tahan karat dan sebagainya. Keluli karbon rendah paling mudah dipotong dengan pemotongan oksiasetilena, tetapi teknik khas diperlukan untuk memotong logam-logamlain. Dinding kerf yang dibentuk oleh pemotongan oksiasetilena hendaklah halus dan selari. Apabila kemahiran mengendalikan sumpitan telah diperolehi, anda mengekalkan pemotongan pada had terima yang agak rapat. Anda akan dapat memotong lurus, garis heretan lurus dan teratur jika sumpitan api dipegang pada sudut yang betul.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 6 Drp: 51 PERALATAN PROSES PEMOTONGAN OKSIASETILENA "Alat" sebenar dalam proses pemotongan oksiasetilena adalah nyalaan dan bukan sumpitan api. Apabila memotong dengan oksiasetilena, jet oksigen tulen dianggap sebagai "alat" kedua”, yang berkerja bersama-sama dengan nyalaan. Untuk menghasilkan hanya nyalaan, kita gunakan sumpitan api kimpalan, dilengkapi dengan saiz tip yang sesuai. Untuk menghasilkan kedua-dua nyalaan dan jet oksigen, kita gunakan sumpitan api pemotongan atau sumpitan api dengan penghubung pemotongan (cutting attachment), dilengkapkan dengan tip atau nozel memotong yang sesuai. Peralatan yang diperlukan untuk kimpalan dan memotong oksiasetilena adalah agak mudah dan murah. Peralatan-peralatan yang diperlukan untuk kerja pemotongan logam menggunakan oksiasetilena adalah seperti berikut: i. Silinder gas oksigen dan silinder gas asetilena. ii. Alatur tekanan oksigen dan asetilena. iii. Injap cegah balik atau injap cegah nyalabalas. iv. Sumpitan api pemotong atau sumpitan api dengan penghubung pemotongan (cutting attachment). v. Tip atau nozel pemotong. vi. Hos oksigen dan hos asetilena dengan pemasangannya (fittings). vii. Gogal dan sarung tangan. viii. Pemetik api geseran (friction lighter). ix. Troli silinder yang sesuai. Rajah 2.5 - Kelengkapan pemotongan Oksiasetilena

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 7 Drp: 51 Silinder Gas Oksigen Silinder oksigen yang lazimdigunakan ditunjukkan padaRajah 2.6 di bawah.Ia diperbuat daripada keluli dan mempunyai kapasiti 220 kaki padu pada tekanan 2,000 psi (13,790 kPa) dan pada suhu 70° F (21° C). Peralatan yang terdapat pada silinder yang disediakan oleh pembekal oksigen terdiri daripada injap keluaran (outlet valve), topi logam boleh buka untuk melindungi injap dan palam fius dan cakera keselamatan bersuhu lebur rendah. Silinder oksigen diperbuat daripada sekeping plat keluli tunggal gred tinggisupaya ia tidak akan mempunyai sambungan dan dibuat rawatan haba untuk mencapai kekuatan maksimum. Oleh kerana tekanan gas tinggi, silinder oksigen menjalani ujian yang ketat sebelum ia digunakan dan mesti diuji secara berkala. Untuk kimpalan, silinder oksigen diukur dalam kaki padu dan didatangkan dalam 3 saiz (80, 122 dan 244 kaki padu). Silinder bertekanan 2,220 psi dan dilengkapkan pemasangan (fittings) arah ke kanan (arah jam untuk mengetatkannya). Setiap silinder mempunyai peranti keselamatan untuk melepaskan tekanan suhu tinggi yang mungkin menyebabkan keadaan berbahaya. Rajah 2.6 - Silinder Oksigen

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 8 Drp: 51 Langkah Keselamatan Semasa Mengendalikan Silinder Oksigen Pengendalian Silinder gas termampat hendaklah dikendalikan oleh mereka yang biasa dengan bahaya dan yang terlatih dalam teknik pengendalian yang betul. Silinder yang mengandungi gas termampat adalah berat dan sukar untuk digerakkan. Pengendalian silinder gas yang tidak betul boleh mengakibatkan pengendali terseliuh, silinder jatuh, luka atau tulang patah. Bahaya lain seperti kebakaran, letupan, kebakaran kimia, keracunan dan luka terbakar boleh berlaku jika gas secara tidak sengaja mengalir keluar dari silinder disebabkan oleh pengendalian yang salah. Silinder oksigen termampat berterakanan tinggi, lebih daripada 2,000 psi jika penuh. Langkah-langkah berjaga berikut hendaklah dipatuhi untuk mengelakkan kecederaan yang disebabkan oleh pengendalian silinder gas yang salah: i. Pastikan bukaan disoket (socket outlet) dalam keadaan baik. Bukaan di soket keluaran silinder lebih kecil dari pensil dan jika rosak boleh menyebabkan silinder terbang macam peluru (projectile) dan menyebabkan kecederaan dan kerosakan harta benda. ii. Jangan biarkan silinder kosong terus kerana ia boleh menyebabkan gas dari silinder lain mengalir balik (back flow). iii. Pastikan kelengkapan, alatur dan hos bebas daripada minyak kerana minyak jika bergabung dengan oksigen boleh meletup di bawah tekanan oksigentinggi. iv. Silinder harus dipasang topi jika alatur tidak dipasang pada injap. v. Jangan simpan silinder oksigen berdekatan dengan bahan mudah terbakar. vi. Simpan silinder di bilik yang mempunyai dinding minimun 5 kaki dengan dinding perintang api. vii. Rantai silinder pada troli dua roda untuk mengerakkan silinder. Jangan golekkan silinder. viii. Simpan silinder oksigen secara berasingan daripada silinder gas bahan api yang lain (jarak sekurang-kurangnya 20 kaki) atau gunakan penghalang perintang kebakaran yang jaraknya sekurang-kurangnya 5 kaki. Silinder Gas Asetilena Gas asetilena adalah versatil dan amat berguna tetapi dalam masa yang sama, asetilena juga mempunyai potensi yang sangat berbahaya. Pengeluaran silinder asetilena biasanya akan melalui ujian dan prosedur yang ketat untuk memastikan kualiti keselamatan terjamin. Rangka luar (shell) tanpa kelim (seamless) dibentuk dalam keadaan sejuk (cold drawn) menggunakan mesin penekan hidraulik dengan kapasiti sehingga 454,000 kg (500 tan). Sambungan pada pusat tengah dan penghubung gelang kaki (foot ring attachments) dikimpal menggunakan proses arka tenggelam (submerged arc process). Silinder kemudian dibuat rawatan haba pernormalan (normalizing stress relieved) untuk melegakan tegasan supaya dapat meningkatkan hayat silinder dan rintangan kakisan ditunjukkan apabila tiada hakisan (attrition), kendur (sagging) atau bahan pengisi berpecah.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 9 Drp: 51 Di kawasan pengisian, silinder diukur dan ditimbang untuk menentukan jumlah isi padu yang tepat. Di lokasi yang lain, bahan pengisi dicampurkan mengikut pembahagian yang betul ke dalam corong (hoppers), ditimbang dan dicampur dengan air di dalam pengacum (agitators). Sebelum setiap kelompok baru pengisi digunakan, satu sampel yang mengandungi satu kaki padu ditimbang dan diperiksa untuk memastikan campuran yang betul. Silinder kemudian diisi secara automatik dan ditimbang lagi. Pemfaktoran dalam berat dan isipadu silinder mengesahkan bahawa ia adalah tepat diisi mengikut spesifikasi. Silinder kemudiannya dibakar dalam relau (oven-baked) pada suhu 315°C (600°F) untuk menghilangkan air. Masa pengeringan (baking) adalah antara 40 hingga 120 jam, bergantung kepada saiz silinder. Selepas dibakar, satu lagi pemeriksaan berat dilakukan untuk menentukan sama ada masih terdapat air kerana 1% kelembapan dalam bahan pengisi akan memberi kesan kepada prestasi muktamad. Silinder akan dikeringkan semula jika terdapat kelembapan walaupun sedikit. Palam fius mudah lebur (fusible plug) dan injap dipasang dan silinder dibuat shotblasting atau sand blasting dan dicat. Palam fius adalah bol keluli mesin kecil dengan lubang diisi dengan aloi mudah lebur bersuhu rendah yang direka untuk melepaskan gas sekiranya berlaku kebakaran dan mengurangkan tekanan asetilena untuk mengurangkan kemungkinan berlakunya letupan. Akhirnya, ujian bukti kekuatan (strength proof tests) pada 4,140 kPa (600 psi) dijalankan. Tekanan kemudiannya dikurangkan kepada 2,070 kPa (300 psi) dan silinder ditenggelamkan dalam air untuk memeriksa kebocoran. Silinder dikosongkan dan aseton dimasukkan dan ditimbang sekali lagi untuk menentukan sama ada ia dicaskan sepenuhnya. Silinder diperiksa selepas setiap prosedur semasa proses pembuatan. Mana-mana yang tidak memenuhi syarat-syarat dan undang-undang serta peraturan persekutuan, syarikat ditolak tanpa mengira tahap peringkat pengilangan. Sebagai contoh, beberapa silinder siap dipilih dari setiap lot dicas dengan asetilena dan diuji untuk memastikan pelaksanaan yang betul. Jika silinder tidak memenuhi spesifikasi, keseluruhan lot ditolak. Ujian bonfire direka untuk memeriksa prestasi silinder di bawah keadaan yang serupa dengan kebakaran di bangunan. Sebuah silinder diletakkan secara mendatar di atas rak dan dan sejumlah kayu dinyalakan di sekitarnya. Silinder lulus ujian jika tidak terdapat bonjol pada kerangka selinder, tiada kebocoran bahan pengisi melalui penguraian dan tidak ada pecahan bahan pengisi. Ujian nyala balas yang menyerupai nyala balas darisumpitan api yang memasukisilinder pada tekanan penuh dan injap ditutup dengan serta-merta selepas itu. Jika nyala balas padam dengan segera dalam silinder dengan hanya penguraian minimum dan palam mudah lebur (fusible plug) tidak rosak, silinder lulus ujian. Ujian hot spot menyerupai sikap cuai dengan nyalaan ditujukan kepada silinder. Nyalaan ditujukan pada sisi silinder sehingga bonjol (bulge) 3 hingga 20 mm (1/8 hingga 3/4 in.) mengembang. Jika penguraian bahan pengisi terhad kepada kawasan rapat bersebelahan dengan rongga yang dihasilkan, prestasi dianggap memuaskan. Ujian benjolan menentukan rintangan bahan pengisi kepada hentakan atau kejutan mekanikal yang diterima semasa digunakan. Silinder dipasang pada foundry mold-bumper dan dikenakan minimum 200 000 kitaran hentaman (bumping cycle). Pada akhir ujian, prestasi yang memuaskan ditunjukkan apabila tiada hakisan (attrition), kendur (sagging) atau bahan pengisi berpecah.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 10 Drp: 51 Pengendalian Silinder Gas Asetilena Pada suhu ambien, peningkatan tekanan dan pengurangan suhu boleh mencairkan asetilena. Pada suhu yang sangat rendah, asetilena boleh membeku. Bahaya pada masa pencairan atau pemejalan (dan sebab utama mengapa asetilena tidak boleh diedarkan dalam keadaan ini) adalah bahawa tekanan yang tinggi menjadikan silinder ini sangat tidak stabil. Sedikit sahaja provokasi, asetilena mampat ini akan bercerai menjadi komponen kimia asalnya, karbon dan hidrogen. Penceraian ini disertai dengan kenaikan drastik dalam kedua-dua suhu dan tekanan, dan hasilnya letupan. Pengedar asetilena serta pengguna mesti mematuhi langkah-langkah penting ini: i. Anduh (slings), cangkuk atau magnet tidak boleh digunakan untuk menggerakkan silinder. Silinder asetilena mesti disimpan dalam kedudukan tegak. Silinder tidak boleh diseret dan tidak boleh digunakan atau disimpan dalam kedudukan mendatar. ii. Trak tangan (hand truck) perlu digunakan apabila silinder asetilena hendak digerakkan atau silinder perlu disengetkan sedikit dan golekkan bahagian bawahnya. iii. Kawasan penyimpanan silinder yang dipilih mesti bebas daripada sumber haba dan kawasan itu perlu diberitau dengan tanda-tanda yang mudah dilihat, dengan tandatanda “Dilarang Merokok” atau penggunaan api yang terdedah. iv. Jika silinder disimpan di tapak binaan, kotoran, salji atau ais tidak boleh dibenarkan bergumpul pada injap atau peranti keselamatan. v. Silinder hendaklah diikat dengan rantai atau tali tebal untuk menggelakkan silinder terjatuh. vi. Silinder bocor mesti dikendalikan dengan berhati-hati; ia perlu dikeluarkan segera dari kawasan stor selepas diperiksa untuk memastikan bahawa tidak terdapat sumber api yangberhampiran.Pembekalhendaklahdimaklumkandengansegera. vii. Silinder asetilena tidak boleh diisi semula dengan gas-gaslain. viii. Tiub tembaga tidak boleh digunakan untuk menyalurkan asetilena. Asetilena akan bertindak balas dengan tembaga untuk membentuk copper acetylide, sebatian yang tidak stabil yang boleh meletup secara spontan.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 11 Drp: 51 Rajah 2.7 - Silinder gas asetilena Alatur/ Pengatur (Regulator) Alatur pengurang tekanan adalah cara yang paling selamat untuk mengurangkan tekanan silinder yang tinggi ke tahap yang boleh digunakan untuk mengendalikan peralatan oksiasetilena. Alatur satu peringkat mengurangkan tekanan gas silinder untuk penghantaran kepada tekanan kerja dalam satu langkah. Alatur dua peringkat mengurangkan tekanan silinder dalam dua langkah. Tekanan di dalam silinder penuh oksigen adalah kira-kira 2,200 psi pada 70˚F (15,200 kPa pada 20˚C). Bagi silinder penuh asetilena, tekanannya adalah kira-kira 250 psi di 70˚F (1,725 kPa pada 20˚C). Oksigen mesti dibekalkan untuk kimpalan dan pemotongan pada tekanan yang menurun daripada kira-kira 100 psi hingga 5 psi (69-35 kPa) dan asetilena pada tekanan 15psi (103 kPa) atau kurang. Untuk mengurangkan tekanan silinder tekanan kerja yang dikehendaki,kita mesti menggunakan alatur pengurang tekanan boleh laras (adjustable pressure-reducing regulators). Ia direka supaya dapat mengekalkan tekanan kerja yang stabil apabila tekanan silinder jatuh. Gas tekanan tinggi melalui injap yang dikendalikan oleh diafragma fleksibel. Di satu bahagian diafragma, terdapat gas pada tekanan yang mana ia telah dikurangkan dengan melalui injap. Di sisi bertentangan, terdapat pegas atau spring. Beban pada spring boleh diubah dengan memusing skru pelaras (adjusting screw). Apabila keperluan gas mengurangkan daya yang dikenakan oleh gas terhadap diafragma sehingga ia adalah kurang daripada daya yang dikenakan oleh spring, diafragma bergerak ke kiri dan injap terbuka luas. Apabila beban pada diafragma bertambah, disebabkan oleh penurunan dalam tekanan atau injap sumpitan ditutup, diafragma bergerak ke kanan dan pembukaan injap dikurangkan atau injap ditutup sepenuhnya.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 12 Drp: 51 Rajah 2.8 - Pengatur/ Alatur Oksiasetilena Alatur satu peringkat (single stage regulator) Alatur tekanan satu peringkat mengurangkan tekanan silinder kepada tekanan kerja dalam satu langkah. Gas bertekanan tinggi dari bekalan memasuki alatur melalui injap masuk. Gas itu kemudiannya memasuki badan alatur, yang dikawal oleh injap jarum (needle valve). Apabila tekanan meningkat, ia akan menolak diafragma (diaphragm), menutup injap salur masuk ke mana ia dipasang dan menghalang mana-mana gas lebih daripada memasuki alatur. Alatur dipasang dengan tolok tekanan. Apabila gas digunakan, tekanan di dalam alatur jatuh dan diafragma akan ditolak ke belakang oleh pegas (spring) dan injap akan terbuka, membiarkan lebih banyak gas dalam dari silinder masuk sehinggalah keseimbangan dicapai antara tekanan keluar dan pegas. Tekanan keluar bergantung kepada daya tekanan pegas, yang boleh diselaraskan melalui suatu pemegang pelarasan, tombol atau skru pelaras. Tekanan luaran dan tekanan masuk memegang diafragma dalam kedudukan tertutup terhadap daya spring besar.Jika tekanan bekalan jatuh, mampatan spring besarmeningkat dan ini membolehkan lebih banyak gas dan tekanan yang lebih tinggi untuk masuk ke dalam kebuk luaran (outlet mixer) sehingga tekanan yang seimbang dicapai. Maka, jika tekanan bekalan jatuh, tekanan keluar akan meningkat dengan syarat tekanan keluar kekal di bawah tekanan bekalan jatuh. Rajah 2.9 - Alatur satu peringkat

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 13 Drp: 51 Alatur dua peringkat (two stage regulator) Alatur tekanan dua peringkat mengurangkan tekanan silinder kepada kerja dalam dua langkah. Alatur dua peringkat beroperasi untuk mengurangkan tekanan secara beransur-ansur dalam dua peringkat. Peringkat pertama, yang ditetapkan, mengurangkan tekanan gas bekalan untuk peringkat pertengahan; gas pada tekanan ini melalui peringkat kedua. Pada peringkat ini, gas adalah pada tekanan kerja (working pressure) yang ditetapkan oleh tekanan pada skru pelaras yang bersambung pada diafragma. Alatur dua peringkat mempunyai dua injap keselamatan, supaya jika terdapat sebarang tekanan yang berlebihan supaya tidak berlaku letupan. Kelemahan utama kepada alatur satu peringkat ialah keperluan untuk pelarasan yang terlalu kerap. Untuk alatur dua peringkat, ada pampasan automatik (automatic compensation) bagi apa-apa penurunan tekanan bekalan. Alatur satu peringkat boleh digunakan untuk saluran paip dan silinder. Alatur dua peringkat digunakan dengan silinder dan pancarongga (manifolds). Rajah 2.10 - Alatur dua peringkat Secara umumnya, alatur satu peringkat adalah baik untuk aplikasi tempoh yang singkat manakala alatur dua peringkat adalah baik untuk aplikasi jangka masa panjang, seperti kromatografi gas (gas chromatography). Kromatografi gas (GC) adalah sejenis kromatografi biasa yang digunakan dalam analisis kimia untuk memisahkan dan menganalisis sebatian yang boleh mengewap tanpa penguraian Semua alatur yang digunakan untuk gas yang tidak mudah terbakar (oksigen, nitrogen, karbon dioksida, argon, dll) dilengkapkan dengan peranti pelega keselamatan (safety relief devices) yang akan "melepaskan" jika tekanan yang berlebihan terkumpul di ruang tekanan alatur. Peranti yang paling kerap digunakan ialah logam cakera mudah pecah (metal rupture disc) yang akan pecah jika terdapat kerosakan seperti tekanan meningkat jauh melebihi tekanan penghantaran maksimum. Jika cakera pecah, biasanya ia adalah petunjuk bahawa terdapat kerosakan pada alatur dan perlukan pembaikan. Pembaikan itu hanya boleh dibuat oleh orang yang terlatih.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 14 Drp: 51 Alatur yang diipasang untuk digunakan dengan gas mudah terbakar (asetilena, hidrogen, propana, dan lain-lain) tidak dilengkapi dengan peranti pelega keselamatan. Kadangkala akan berlaku cakera pecah terlalu awal disebabkan oleh kelesuan logam (metal fatique) atau injap pelega spring/ pegas terbuka disebabkan oleh kegagalan spring/ pegas. Walau bagaimanapun, alatur yang telah disahkan untuk kimpalan atau memotong mesti berkeupayaan untuk melepaskan tekanan melalui lubang (vent) dalam topi alatur sebelum topi pengatur pecah (blow off). Rajah 2.11 - Logam cakera mudah pecah (metal rupture disc) Tolok Tekanan Alatur (Regulator Pressure Gauges) Tolok tekanan yang digunakan pada alatur biasanya dari jenis “Tiub Bourdon" (Bourdon Type). Gas dimasukkan ke hujung sempit (aclosed-end), tiub bengkok diperbuat daripada aloi gangsa phosphorus (phosphorus bronze alloy). Tekanan dalaman akan meluruskan tiub itu. Penghujung tiub disambungkan ke rak melengkung yang akan memutar shaft pin tolok. Tiub Bourdon adalah teguh dan akan mengekalkan sifat-sifat asal mereka selama bertahun-tahun. Elakkan tekanan gas yang mengejut yang akan membuat tiub melompat dari kedudukan statik kepada kedudukannya-diregangkan sepenuhnya. Buka injap silinder perlahan-lahan. Sebelum membuka injap silinder, pastikan bahawa skru pelaras tekanan dilonggarkan untuk menggalakkan tekanan mengejut yang akan merosakkan tiub Bourdon. Rajah 2.12 - Tolok tekanan alatur

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 15 Drp: 51 Rajah 2.13 - Tiub Bourdon InjapCegahBalikdanInjapCegahNyalabalas(CheckvalvesandFlasbackArrestor) Apabila oksigen dan asetilena (atau gas bahan api lain) dibekalkan kepada sumpitan melalui silinder dan sistem paip pancarongga, tiga jenis peranti keselamatan dibincang dalam tajuk ini. Di setiap stesen pada sistem paip pancarongga, akan ada injap shut-off dan injap sehala (check valve) yang akan menghalang pengaliran balik gas ke dalam sistem. Pada sistem gas bahan api, terdapat juga satu lagi peranti yang akan menghalang nyalabalas (flashback) daripada sampai ke bekalan gas bahan api. Injap cegah balik haidrolik (hydraulic back-pressure valves) biasanya digunakan untuk tujuan itu. Pada sesetengah sistem, injap cegah balik hidraulik dipasang di setiap stesen. Ini menggelakkan keperluan memasang injap berasingan di setiap stesen. Setiap injap cegah balik haidrolik (atau mana-mana peranti lain yang akan memenuhi keperluan anti-nyalabalas) perlu dilengkapi dengan injap pelega (relief valve) yang akan membuka pada tekanan tidak lebih daripada 150% daripada tekanan garis normal. Injap pelega akan melepaskan mana-mana gas ke tempat yang selamat di luar bangunan. Alatur yang dalam keadaan baik akan bertindak sebagai injap sehala sekiranya berlaku lonjakan tekanan dari alatur. Rajah 2.14 - Injap cegak balik

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 16 Drp: 51 Alatur yang direkabentuk untuk dipasang di stesen sistem paip tidak boleh digunakan pada silinder dan sentiasa ditanda dengan amaran terhadap penggunaan tersebut. Oleh itu, jangan cuba menggunakan alatur stesen oksigen pancarongga pada silinder oksigen. Banyak alatur stesen dilengkapi dengan alat pelepas keselamatan cakera mudah pecah (frangible-disk safety release devices) yang akan pecah jika alatur tertakluk kepada tekanan masuk lebih daripada beberapa ratus psi. Nyalabalas (flashback) adalah keadaan nyalaan mengalir balik ke hos daripada sistem kimpalan dan pemotongan oksi-bahan api. Untuk mengelakkan apa-apa keadaan tersebut berlaku, injap pencegah nyalabalas (flashback arrestor) biasanya akan digunakan. Nyalaan akan membakar arah ke belakang ke dalam hos, menyebabkan bunyi “popping” atau pekik (squeling). Ia boleh menyebabkan letupan dalam hos yang berpotensi untuk mencederakan atau membunuh pengendali. Menggunakan tekanan yang lebih rendah daripada yang disyorkan boleh menyebabkan nyalabalas. Langkah-langkah untuk menggelakkan berlakunya nyalabalas: i. Pastikan sambungan ketat dan tiada kebocoran. ii. Pastikan tip sentiasa bersih dan tidak tersumbat. iii. Guna dan kekalkan tekanan gas yang betul. iv. Elakkan logam dan tip dari panas lampau (overheating). v. Jangan sentuh kon dalam pada kolam leburan. vi. Jika berlaku nyalabalas, tutup injap oksigen serta merta, kemudian injap asetilena dan biarkan sumpitan sejuk. Periksa kerosakan dan baiki atau gantikan dengan yang baru. Rajah 2.15 - Injap cegah nyalabalas

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 17 Drp: 51 Sumpitan Api Pemotong Sumpitan api pemotong bukan sahaja alat untuk mencampur oksigen dan asetilena yang diperlukan untuk proses pemotongan tetapi juga perlu mengawal aliran oksigen yang diperlukan untuk jet pemotongan. Hampir semua sumpitan api yang direka untuk kerja memotong, gas ksigen itu diberi salurkan kepada sumpitan api melalui satu hos oksigen. Hanya di dalam badan sumpitan, oksigen berpisah dengan satu bahagian yang melalui injap yang menyediakan kawalan "on-off" daripada jet oksigen pemotong. Satu bahagian lagi melalui injap pendikit(throttle valve) yang mengawal aliran oksigen ke bahagian pencampur (mixer). Rajah 2.16 - Sumpitan pemotong dengan penghubung pemotongan (cutting attachment) Rajah 2.17 - Sumpitan pemotong jenis tunggal

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 18 Drp: 51 Sumpitan api pemotong yang biasanya dipasang dengan dua pemasangan masukan (inlet connection) dengan oksigen dibekalkan melalui alatur yang sama. Dalam kebanyakan sumpitan api pemotong, pencampur tunggal digunakan untuk menampung rangkaian penuh pelbagai saiz tip. Ini boleh dilaksanakan kerana keperluan campuran gas untuk memotong keluli 200 mm (8 inci) tebal adalah hanya kira-kira empat kali keperluan campuran gas untuk memotong keluli 12.5 mm (1/2 inci) tebal. Setiap sumpitan api pemotong mempunyai tuil (lever) untuk membuka dan menutup injap oksigen pemotong. Tuil diletakkan pada tempat yang sesuai supaya ia boleh dipusing atau ditekan perlahan-lahan untuk memulakan pemotongan dan kemudian dengan mudah digerakkan ke seluruh bahagian yang dipotong. Selak untuk mengunci tuil juga disediakan pada sumpitan api pemotong. Sambungan Silinder kepada Alatur Piawaian untuk sambungan yang digunakan di Amerika Syarikat pada silinder gas mampat dan pengawal selia yang ditubuhkan oleh Compressed Gas Association (CGA) dan diiktiraf sebagai Standard Kebangsaan Amerika. Setiap standard meliputi saiz dan bentuk benang yang akan digunakan pada sambungan silinder, saiz dan bentuk benang yang akan digunakan pada nat alatur dan konfigurasi puting (nipple) alatur masuk dan pengalas (mating seat) di keluaran silinder. Untuk Oksigen, sambungan standard ditetapkan sebagai CGA 540. Untuk nitrogen, argon, helium dan inertgases bebas minyak lain, sambungan standard CGA 580; hidrogen, CGA350; untuk karbon dioksida, CGA320. Hanya asetilena terdapat dua atau lebih "standard" dalam kegunaan umum. Satu adalah CGA 510, yang digunakan pada semua silinder asetilena besar LINDE dan pada jenama lain juga. Satu lagi adalah CGA 300 yang digunakan pada silinder asetilena Airco dan beberapa jenama lain. Di samping itu, terdapat dua lagi penyambungan standard CGA (520 dan 200) untuk kegunaan pada silinder kecil asetilena (atau tangki) yang biasanya terdapat isi padu 40 cu. ft. atau kurang gas. Semua sambungan standard CGA bagi oksigen dan gas lengai bebas minyak mempunyai benang arah ke kanan; lain-lain gas bahan api dan untuk asetilena yang dimampat mempunyai bebenang arah ke kiri. Bebenang arah ke kiri terdapat alur (notch) di tengah-tengah nat penyambung. Gunakan sepana mudah laras (adjustable spanner) untuk membuka dan mengetat nat. Jangan guna ragum cengkam kerana nat yang diperbuat dengan loyang (brass) akan rosak. Rajah 2.18 - Nat penyambung oksigen dan asetilena

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 19 Drp: 51 Hos dan Penyambung Hos (Hose and Hose Fittings) Hanya hos dibuat dengan standard yang ditubuhkan bersama oleh (Compressed Gas Association and the RubberManufacturers Association - RMA) hendaklah digunakan untuk tujuan kimpalan dan pemotongan. Hos hendaklah dilabelkan (sekurang-kurangnya sekali setiap 25 kaki) dengan "gred" dan "jenis" .Gred yang akan ditunjukkan sebagai "M" (perlindungan dan liner tahan minyak), "RM" (perlindungan tahan minyak) atau "R" (tiada perlindungan atau pelapik tahan minyak).Jenis pula akan ditunjukkan sebagai "VD" (pada hos berganda) atau "S" (pada hos tunggal). Hos tidak boleh digunakan pada tekanan yang melebihi 200 psi, walaupun tekanan pecah minimum untuk hos yang baru adalah lebih besar. Hos oksigen berwarna hijau, licin atau beralun; hos asetilena berwarna merah, licin atau beralun. Hos berganda (double), hos oksigen yang bercantum hos asetilena adalah jenis yang popular. Diameter dalam hos yang digunakan untuk kebanyakan tujuan kimpalan dan pemotongan ialah diantara 3/16-dalam hingga 3 / 8-inci (4.8-9.6 mm). Apabila panjang hos diperlukan antara alatur dan sumpitan api tidak lebih daripada 25 ft., hos 3/16 in diameter dalam adalah mencukupi untuk semua kimpalan, pemotongan dan pemanasan. Rajah 2.19 - Hos dan penyambung hos oksiasetilena Sambungan lengkap sama ada pada penghujung hos oksigen atau hos asetilena terdiri daripada tiga bahagian: puting (nipple) dengan permukaan yang berpadanan dengan alas dalaman sumpitan api atau alatur, nat swivel dan temin (ferrule) hos atau pengapit yang mengunci hos gas dengan ketat pada puting hos. Dalam penggunaan umum, terdapat tiga saiz sambungan (A, B dan C) dan empat jenis: untuk oksigen, gas bahan api, gas lengai bebas minyak dan untuk udara pam-minyak atau gas lengai atau air. Untuk menerangkan tentang sambungan, anda perlu menyatakan saiz sambungan (A, B C); jenis (oksigen, gas bahan api, dan lain-lain.); dan saiz hos (3/16-dalam., 1/4-in., dan lain-lain).

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 20 Drp: 51 PERALATAN DAN PAKAIAN PERLINDUNGAN PERIBADI (PPE - PERSONAL PROTECTIVE EQUIPMENT AND CLOTHING) Seperti pekerjaan atau kerjaya lain, pengimpal mesti memakai peralatan pelindung yang sesuai. Secara umum, Peralatan Perlindungan Peribadi (PPE) mesti melindungi diri daripada bahaya seperti luka bakar, percikan api, percikan arka, kejutan elektrik dan radiasi. Penggunaan PPE adalah amalan yang selamat dan mungkin diperlukan oleh agensi kawal selia. Sebagai contoh, OSHA memerlukan penggunaan PPE apabila kawalan kejuruteraan dan pentadbiran tidak boleh dilaksanakan atau berkesan. Rajah 2.20 - Peralatan dan Pakaian Perlindungan Peribadi Perlindungan Mata Dan Muka Pakai topi pelindung kimpalan (welding helmet) dengan lensa penapis dan plat penutup yang mematuhi ANSI Z87.1 untuk perlindungan daripada sinar ultra ungu dan infra-red, percikan api dan percikan arka (spatter). Menurut ANSI Z49.1 dan OSHA 29 CFR 1910.252, Topi pelindung kimpalan jenis kepala dan pelindung muka jenis tangan (hand shield) akan melindungi muka, dahi, leher dari sinaran atau pancaran langsung dari arka dan dari percikan arka. Topi pelindung kimpalan jenis kepala hendaklah dibuat bahan yang mematuhiANSI Z49.1. Kanta penapis dan plat penutup mesti memenuhi ujian yang ditetapkan dalam ANSI Z87.1. Pakai cermin mata keselamatan yang diluluskan dengan pelindung sisi di bawah topi keledar anda. Ini untuk melindungi pengimpal daripada logam terbang, serpihan sanga, serpihan kerja mencanai, serpihan roda keluli (cup brush bristles) yang boleh masuk ke bawah topi pelindung. Pilih kanta penapis mengikut Carta Pemilihan Lensa Lensa dalamANSI Z49.1. Rujuk Lembaran Fakta AWS 31, Perlindungan Mata dan Muka untuk Operasi Kimpalan dan Pemotongan.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 21 Drp: 51 Perlindungan Kaki Pilih but atau kasut yang memenuhi keperluan ASTM F2412 dan ASTM F2413. Cari tanda pematuhan di dalam but. Pakai kasut kulit dengan hujung jari keluli (steel-toed) paras tinggi (high-topped). Ia akan membantu melindungi kaki dan pergelangan kaki dari kecederaan. Di kawasan percikan api atau sanga, gunakan pelindung but atau pelapik kulit yang diikat di sekeliling kaki dan bahagian atas but untuk mencegah kecederaan dan luka terbakar. Jangan memakai seluar dengan hujungnya dilipat. Pastikan bahagian bawah seluar anda menutupi kasut untuk menahan percikan api dan logam terbang. Jangan masukkan kaki seluar ke dalambut. Perlindungan Tangan Pengimpal hendaklah sentiasa memakai sarung tangan kimpalan yang kering yang dalam keadaan baik dan bebas lubang,. Ia akan membantu melindungi tangan anda dari luka terbakar, bunga api, haba, luka, calar dan kejutan elektrik. ANSI Z49.1 memerlukan semua pengimpal untuk memakai sarung tangan perintang api, seperti sarung tangan kulit. Sarung tangan hendaklah memberikan perlindungan haba dan perlindungan tangan yang diperlukan untuk kimpalan. Perlindungan Badan Pakai pakaian pelindung bebas minyak yang diperbuat daripada bulu atau kapas tebal. Pakain jenis ini berfungsi dengan lebih baik. Ia sukar untuk terbakar dan dan dapat menahan haus dan kerosakan. Pakaian fabrik sintetik boleh membakar dengan mudah, cair dan melekat pada kulit anda, menyebabkan luka terbakar yang serius. Pilih pakaian yang membolehkan pengimpal boleh bergerak bebas dan menutupi keseluruhan kulit yang terdedah. Pakai baju lengan panjang (bukan baju T) dan butangkan lengan baju, poket dan kolar. Ia akan melindungi lengan dan leher anda dari pendedahan radiasi dan luka terbakar kulit (disebabkan oleh radiasi ultra ungu dan infra merah dari sinar arka). Pakai seluar panjang yang tahan lasak (bukan seluar pendek) yang tidak dilipat di bahagian bawah. Jangan pakai pakaian lembab atau basah untuk menggelakkan kejutan elektrik. Pastikan pakaian bersih dan bebas daripada minyak, gris, atau pelarut yang boleh menangkap dan membakar dengan mudah. Pakai apron, sarung kaki (leggings) dan lengan kulit yang akan memberikan perlindungan yang lebih baik daripada bahan-bahan lain. ANSI Z49.1. memberikan penjelasan lengkap mengenai pakaian pelindung yang diperlukan apabila kimpalan atau memotong. Secara ringkasnya, Z49.1 menyatakan bahawa "Pakaian hendaklah menyediakan perlindungan yang mencukupi dan dibuat daripada bahan yang sesuai untuk meminimumkan luka terbakar kulit yang disebabkan oleh bunga api, percikan arka dan radiasi. Maklumat lengkap ada dalam dokumen RESPIRATORY PROTECTIVE EQUIPMENT . Untuk maklumat mengenai pernafasan, lihat ANSI Z49.1. Juga lihat peraturan OSHA dan NIOSH.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 22 Drp: 51 Perlindungan Kepala Dan Telinga Pakai topi pengimpal yang perintang api atau penutup kepala yang lain di bawah topi pelindung topi anda. Ia akan melindungi kepala dan rambut anda dari percikan bungapi, percikan arka, kebakaran dan radiasi. Apabila bekerja pada kedudukan atas kepala, pakai penyumbat telinga (ear plugs) atau muffs yang diluluskan. Ia boleh mengelakkan bunga api, percikan arka dan logam panas dari memasuki telinga dan menyebabkan luka terbakar. Jika terdapat bunyi bising, pakai penyumbat telinga atau ear muffs yang diluluskan untuk melindungi gegandang telinga anda dan mencegah kehilangan pendengaran. GAS OKSIGEN Oksigen adalah unsur kimia dengan simbol O dan nombor atom 8. Ia adalah agen pengoksida yang mudah membentuk oksida dengan kebanyakan elemen serta dengan sebatian lain. Secara semula jadi, oksigen adalah gas tanpa warna atau bau. Oksigen adalah elemen yang sangat penting kerana ia adalah sebahagian daripada udara manusia bernafas dan air untuk diminum. Oleh kerana itu, oksigen menyokong atau membantu kehidupan. Banyak makhluk bernyawa (living things) termasuk manusia memerlukan oksigen untuk hidup dan bernafas, Dalam keadaan cecair, oksigen berwarna biru muda. Sifat-sifat gas oksigen adalah: i. Menyokong pembakaran. ii. Tiada warna, tiada bau dan tiada rasa. iii. Lebih berat daripada udara. iv. Sedikit larut (slightly soluble) dalam air. v. Gas neutral, tidak berasid. vi. Sangat reaktif. Bergabung dengan unsur-unsur lain untuk membentuk oksida. Rajah 2.21 - Kandungan oksigen dalam udara atsmofera

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 23 Drp: 51 Air mengandungi oksigen. Apabila satu atom oksigen bergabung dengan dua atom hidrogen, ia membentuk satu molekul air (juga ditulis sebagai H2O). Air ini diperlukan oleh semua benda hidup untukhidup.Airjugamengandungi oksigen.Kira-kira 21%daripadaudara adalah oksigen. Oksigen tulen boleh dihasilkan dalam beberapa cara. Secara semula jadi, tumbuh-tumbuhan menghasilkan oksigen dengan menggunakan cahaya matahari, karbon dioksida dan air. Proses ini dipanggil fotosintesis. Sebahagian besar daripada oksigen dalam udara yang dihasilkan oleh fotosintesis. Oksigen juga boleh dicipta oleh manusia, dengan menggunakan proses yang dikenali sebagai elektrolisis. Dalam proses ini, arus elektrik dialirkan melalui air dan hasilnya molekul air berpecah dan melepaskan oksigen dan hidrogen. Terdapat dua kaedah utama yang digunakan untuk mendapatkan gas Oksigen. Yang pertama adalah dengan penyulingan udara cecair (liquid air distillation). Yang kedua adalah untuk mengalirkan udara kering bersih melalui zeolite yang menyerap nitrogen dan meninggalkan oksigen. Zeolite adalah mikro berliang (microporous), galian aluminosilikat biasanya digunakan sebagai penjerap (adsorbents) komersial dan pemangkin. Satu kaedah yang lebih baru, yang memberikan oksigen ketulenen yang lebih tinggi, adalah untuk mengalirkan udara di atas membran seramik separa telap (partially permeable ceramic membrane). Penggunaan komersil paling besar bagi gas oksigen ialah dalam industri keluli. Kuantiti yang besar juga digunakan dalam pembuatan pelbagai bahan kimia termasuk asid nitrik dan hidrogen peroksida. Ia juga digunakan untuk membuat epoxyethane (ethylene oxide), yang digunakan sebagai bahan antibeku dan untuk membuat poliester dan chloroethene, pelopor kepada PVC. Gas oksigen digunakan untuk kimpalan oksi-asetilena dan memotong logam. Penggunaan yang semakin meningkat adalah dalam rawatan kumbahan dan effluen iaitu sisa cecair atau kumbahan yang dilepaskan ke dalam sungai atau laut. Kegunaan Oksigen Oksigen membantu menghasilkan pembakaran (combustion). Apabila sesuatu objek atau sesuatu yang menyala atau terbakar, oksigen bergabung dengan bahan lain dan melepaskan haba dan cahaya. Sebagai contoh, apabila anda membakar kayu, oksigen di udara bergabung dengan kayu untuk menghasilkan api. Oksigen mempunyai banyak kegunaan. Oksigen tulen sangat berbahaya. Jika oksigen tulen menyentuh api atau percikan bunga api, ia boleh terbakar dan menyebabkan kerosakan yang besar. Pembakaran digunakan dalam pelbagai cara. Sebagai contoh, apabila oksigen bercampur dengan asetilena, ia boleh menghasilkan nyalaan yang sangat panas. Nyalaan panas ini digunakan dalam kimpalan dan pemotongan, di mana logam dipanaskan dan cair bersama-sama. Oksigen juga digunakan untuk membuat bahan api yang kuat, yang juga boleh digunakan dalam roket dan jet. Oksigen boleh digunakan dalam peleburan logam daripada bijih besi. Oksigen juga digunakan di hospital-hospital untuk membunuh bakteria dan juga digunakan apabila pesakit mempunyai keracunan karbon monoksida. Oksigen digunakan dalam rawatan air untuk membersihkan air untuk menjadikannya selamat untuk kita minum.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 24 Drp: 51 Ketulenan Oksigen (Purity Of Oxygen) Kelajuanmemotong dan kualiti tepian/ pinggir potongan ditentukan oleh ketulenan aliran oksigen. Oleh itu, reka bentuk muncung memainkan peranan penting dalam melindungi aliran oksigen dari pemerangkapan udara (air entrainment). Ketulenan oksigen hendaklah sekurang-kurangnya 99.5%. Penurunan dalam ketulenan 1% sahaja biasanya akan mengurangkan kelajuan pemotongan sehingga 25% dan meningkatkan penggunaan gas sebanyak 25%. Penghasilan Gas Oksigen Kebanyakan oksigen komersial dihasilkan menggunakan variasi dari proses penyulingan kriogenik (cryogenic distillation) yang asalnya dibangunkan pada tahun 1995. Proses ini menghasilkan oksigen yang 99 +% tulen. Terdapat satu proses, proses penjerapan hayunan vakum (vacum swing adsorption process) yang lebih menjimatkan tenaga telah digunakan untuk bilangan aplikasi yang terhad yang tidak memerlukan ketulenan oksigen lebih daripada 90-93%. Berikut adalah langkah-langkah yang digunakan untuk menghasilkan oksigen gred komersial dari udara menggunakan proses penyulingan kriogenik: (i) Pra-rawatan (Pretreating) Kerana proses ini menggunakan seksyen kriogenik yang sangat sejuk untuk memisahkan udara, segala kekotoran yang mungkin boleh membeku seperti wap air, karbon dioksida dan hidrokarbon yang tertentumestilah dikeluarkan untukmenghalang mereka daripada membeku dan membuat paip kriogenik tersumbat. Rajah 2.22 - Proses penyulingan kriogenik

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 25 Drp: 51 a. Udara dimampatkan kepada kira-kira 94 psi (650 kPa atau 6.5 atm) dalam pemampat pelbagai peringkat. Ia kemudianmelaluisatu pendingin sejuk lanjut untuk meluwap (condense) wap air dan dikeluarkan dalampemisah air(water separator). b. Udara akan melalui penyaring/ penapis penyerap molekul (molecular sieve adsorber). Penyerap ini mengandungi zeolite dan silika gel jenis menyerap, yang memerangkap karbon dioksida, hidrokarbon dan apa-apa kesan baki wap air. Dari semasa ke semasa penyerap ini akan dibersihkan untuk membuang kekotoran yang terperangkap. Ini biasanya memerlukan dua penyerap beroperasi secara selari, supaya proses aliran udara diteruskan manakala yang satu lagi dibersihkan. (ii) Proses Pemisahan (separating) a. Air dipisahkan menjadi komponen utamanya; nitrogen oksigen dan argon melalui proses penyulingan dikenali sebagai penyulingan berperingkat (fractional distillation). Dalam proses penyulingan berperingkat, komponen secara beransuransur dipisahkan dalam beberapa peringkat. Pada setiap peringkat tahap tumpuan ataupecahan,setiapkomponenmeningkatsehingga pemisahan selesai. b. Oleh kerana semua proses penyulingan bekerja atas prinsip mendidih cecair untuk memisahkan satu atau lebih komponen, bahagian kriogenik diperlukan untuk menyediakan suhu yang sangat rendah yang diperlukan untuk mencairkan komponen gas. c. Aliran udara pra-rawatan kemudiannya dipecahkan. Sebahagian kecil udara dialihkan melalui pemampat, di mana tekanan akan dirangsang (boosted). Ia kemudian disejukkan dan dibenarkan untuk berkembang hampir pada tekanan atmosfera. Pengembangan ini dengan cepat menyejukkan udara yang disuntik ke dalam seksyen kriogenik untuk menyediakan suhu sejuk yang diperlukan untuk operasi. d. Aliran utama udara melalui satu sisi sepasang plat penukar haba sirip (fin heat exchangers) yang beroperasi dalam keadaan siri (series), manakala oksigen yang sangat sejuk dan nitrogen daripada bahagian kriogenik melalui satu sisi lain. Aliran udara yang yang masuk disejukkan, manakala oksigen dan nitrogen dihangatkan. Dalam sesetengah operasi, udara boleh disejukkan dengan mengalirkannya melalui injap pengembangan dan bukannya penukar haba kedua (second heat exchanger). Suhu udara yang diturunkan ke titik di mana oksigen yang mempunyai takat didih yang paling tinggi mula cair. e. Aliran udara yang sekarang sebahagian cecair dan sebahagian gas memasuki pangkal ruang pemeringkatan tekanan tinggi (high-pressure fractionating column). Apabila udara bergerak sehingga ke ruang, ia kehilangan haba tambahan. Oksigen terus mencair dan membentuk campuran yang kaya dengan oksigen di bahagian bawah kolum, manakala sebahagian besar nitrogen dan argon mengalir ke atas sebagai wap.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 26 Drp: 51 f. Campuran cecair oksigen, yang dipanggil cecair oksigenmentah (crude liquid oxygen) ditarik keluar dari ruang bahagian bawah turus pemeringkatan yang lebih rendah dan disejukkan lagi dalam subcooler. Sebahagian daripada aliran ini dibenarkan untuk berkembang kepada tekanan hampir atmosfera dan disua (fed) ke dalam ruang pemeringkatan tekanan rendah. Oksigen cecair mentah bergerak ke ruangan bawah, sebahagian besar daripada nitrogen dan argon berpisah, meninggalkan 99.5% oksigen tulen di bahagian bawah ruang (column). g. Sementara itu, wap nitrogen/ argon dari bahagian atas ruang tekanan tinggi disejukkan lagi dalam subcooler itu. Wap campuran dibenarkan untuk berkembang kepada tekanan hampir atmosfera dan dimasukkan ke dalam bahagian atas ruang pemeringkatan tekanan rendah. Nitrogen, yang mempunyai takat didih yang paling rendah, adalah yang pertama bertukar kepada gas dan mengalir keluar ke bahagian atas ruang sebagai 99.995% nitrogen tulen. h. Argon, yang mempunyai takat didih di antara oksigen dan nitrogen, kekal sebagai wap dan mula tenggelam apabila nitrogen mendidih. Apabila wap argon mencapai titik kira-kira dua pertiga ke bawah ruang, kepekatan argon (argon concentration) mencapaimaksimumkira-kira 7-12%dan ditarik ke dalam ruang pemeringkatan ketiga di mana ia diedarkan (circulated) semula dan dibersih(refine). Produk terakhir adalah aliran argon mentah yang mengandungi 93-96% argon, 2-5% oksigen dan baki nitrogen dan gas-gaslain. i. Jika kebersihan yang lebih tinggi diperlukan, satu atau lebih tambahan ruang pemeringkatan boleh ditambah bersama dengan ruang tekanan rendah untuk membersihkan lagi oksigen. Dalam beberapa kes, oksigen juga boleh melalui pemangkin untuk mengoksidakan sebarang hidrokarbon. Proses ini menghasilkan karbon dioksida dan wap air yang kemudiannya diperangkap dan dibuang. (iii) Penyucian (Purifying) Oksigen di bahagian ruang bawah tekanan rendah adalah kira-kira 99.5% tulen. Unit penyulingan kriogenik yang baru, direka untuk mendapatkan lebih argon dari ruang tekanan rendah dan ini meningkatkan ketulenan oksigen kepada kirakira 99.8%. (iv) Pengedaran Kira-kira 80-90% daripada oksigen yang dihasilkan di Amerika Syarikat diedarkan kepada pengguna akhir dalam saluran paip gas dari janakuasa pengasingan udara yang berdekatan. Di sesetengah tempat, rangkaian perkhidmatan saluran paip memberi perkhidmatan kepada pengguna akhir (end users) di kawasan seluas beratus batu (kilometer). Di negara kita, gas dimampatkan kepada kirakira 500 psi (3.4 MPa atau 34 atm) dan mengalir melalui paip berdiameter 10- 30 cm (4-12 in). Selebihnya, oksigen diedarkan dalam tangki treler berpenebat (insulated) atau dalam tangki kereta api sebagi oksigen cecair.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 27 Drp: 51 PEMILIHAN GAS BAHAN API UNTUK PROSES PEMOTONGAN Pada dasarnya, campuran oksigen dan gas bahan api (asetilena, propana, propilena, metana atau MAPP) digunakan untuk memanaskan logam ke suhu 'pencucuhan' yang jauh di bawah takat leburnya. Satu jet oksigen tulen kemudiannya diarahkan ke kawasan yang diprapanaskan yang akan membakar menembusi titik tersebut dan menghasilkan logam lebur dan sanga yang dikeluarkan oleh aliran oksigen halaju yang tinggi. Kelajuan pemotongan ditentukan oleh jet oksigen tetapi oleh kerana kon luar nyalaan oksi-bahan api yang menentukan kadar suhu prapanas, pilihan gas bahan api mempunyai pengaruh yang signifikan bagi masa yang diambil untuk memulakan operasi pemotongan. Ini amat penting jika pemotongan yang dirancang bermula dengan menusukan (piercing). Pemilihan gas bahan api sebahagian besarnya dibuat berdasarkan kos, prestasi, kemudahan penggunaan dan sama ada operasi dilakukan secara manual atau mekanikal (mechanised). Walau bagaimanapun, dalam membuat pilihan, perlu dipertimbangkan bahawa dalam aplikasi biasa, kosnya terdiri daripada: i. 50% overhead ii. 30% pengendalian buruh iii. 18% pekerja pemotongan iv. 1-2% gas Pertimbangan harus diberikan kepada pilihan jenis bahan api dan reka bentuk muncung untuk mempercepat permulaan operasi pemotongan. Kos buruh boleh dikurangkan dengan mengurangkan masa penembusan (poierce time) dan meningkatkan kelajuan pemotongan. Suhu nyalaan dan nisbah gas bahan api kepada oksigen ditunjukkan dalam Jadual 2.2. Secara amnya, gas bahan bakar yang menghasilkan suhu api yang lebih tinggi dan memerlukan oksigen yang lebih rendah kepada nisbah gas bahan api, akan mempercepatkan operasi pemotongan. Lima gas bahan api yang paling biasa digunakan ialah asetilena, propana, MAPP (methylacetylene-propadiene), propilina (propylene) dan gas asli. Nisbah kadar isipadu oksigen kepada gas bahan api diberi dalam Jadual 2.1. Prestasi relatif gas bahan api dari segi masa tusukan, kelajuan pemotongan dan kualiti pinggir memotong, ditentukan oleh suhu nyalaan dan pengedaran haba dalam kon nyalaan dalaman dan luar.

NO KOD / CODE NO MC-024-3:2012-C02/P(14/26) Muka: 28 Drp: 51 Jadual 2.1 - Ciri-Ciri Gas Bahan Api Ciri Gas Bahan Api Yang Biasa Gas Bahan Api Formula Suhu Nyalaan dengan Oksigen Haba Pembakaran °C °F Utama (Primary) Btu/ft3 Sekunder (Secondary) Btu/ft3 Jumlah Btu/ft3 Asetilena (Acetylene) C2H2 3,087 5,589 507 963 1,470 Propana (Propane) C2H3 2,526 4,579 255 2,243 2,498 Mapp (Methyiacetylene propadiene) C3H4 2,927 5,301 571 1,889 2,460 Propilina (Propylene) C3H6 2,900 5,250 438 1,962 2,400 Gas Asli (Natural Gas) H4 2,538 4,600 11 989 1,000 Hidrogen (Hydrogen) H2 2,660 4,820 - - 325 Jadual 2.2 - Nisbah Isipadu Oksigen Kepada Gas Bahan Api Gas Bahan Api Suhu Maksima Nyalaan °C Nisbah Isipadu Oksigen kepada Gas Bahan Api Penyebaran Haba kJ/ m3 Primer Sekunder Asetilena 3,160 1.2:1 18,890 35,882 Propana 2,828 4.3:1 10,433 85,325 MAPP 2,976 3.3:1 15,445 56,431 Propilena 2,896 3.7:1 16,000 72,000 Hidrogen 2,856 0.42:1 - - Gas asli 2,770 1.8:1 1,490 35,770