Ацетилен – это быстродействующий горючий газ, при сгорании которого образуется температура около 3000°C. Для получения данного вещества используется природный газ. Смесь самого ацетилена кислородом часто задействуют при газовой сварке. Благодаря данному варианту удается эффективно выполнять и резку металлов.
Ацетилен представляет собой ненасыщенный углеводород. Такой бесцветный газ открыл англичанин Э. Деви в начале XIX столетия. Синтезированием вещества занялся француз М. Бертло уже в конце XIX столетия. Согласно последним данным этот углеводород был обнаружен на Нептуне и Уране.
Стоит отметить, что при определенных условиях ацетилен становится взрывоопасным:
Известно, что при взрыве 1 кг вещества количество выделяемого тепла превышает в 1,5–2 раза количество тепла, которое бы возникло при использовании тротила или нитроглицерина.
Как уже упоминалось ранее, такое соединение имеет повышенную реакционную способность. Соответственно с его помощью выполняется синтез различных материалов. Это может быть каучук, этиловый спирт, технический углерод и т. д. Также ацетилен задействуют в процессе производства взрывчатых веществ, ракетных двигателей и световой техники.
Ранее уже упоминался тот факт, что при сжигании вещества образуется значительное количество тепла. Именно по этой причине ацетилен нередко используют в процессе резки и сварки различных металлов. Главным конкурентом ацетилена в этой области выступает пропан-бутан. Последняя разновидность газа стоит дешевле, но она выдает незначительную температуру горения.
Для снабжения газом в процессе сварки могут использоваться баллоны или генераторы. Более предпочтительным считается первый вариант. Оптимальным изделием признаны стандартные баллоны, рассчитанные на 40 л. Они выкрашены в белый цвет. При этом на поверхности красным цветом написано «Ацетилен».
Стоит отметить, что для газопламенной обработки подойдет только растворенный и газообразный технический ацетилен. Сам баллон внутри заполнен особой пористой массой
, предварительно пропитанной ацетоном. Подобный слой выполняет 2 важные функции.
В роли пористой массы обычно выступает активированный уголь и волокнистый асбест. Также допускается применение пемзы.
Чтобы использование этого горючего газа не привело к печальным последствиям, необходимо помнить о мерах безопасности.
Для хранения и транспортировки ацетилена подойдут не все баллоны. Такое оборудование должно иметь специальный слой пористой массы, а все детали и вентили должны быть стойкими к влиянию горючего газа.
Стоит отметить, что баллоны необходимо периодически проверять:
Поскольку конструкции, наполненные ацетиленом, очень чувствительны к нагреву, необходимо ответственно подходить к их хранению и перевозке.
Хотя ацетилен считается довольно дорогим и потенциально опасным, он незаменим во время сварки. Это объясняется тем, что в процессе горения вещества происходит образование пламени, температура которого достигает 3000°C. Чтобы это не привело к негативным последствиям, важно правильно хранить ацетиленовые баллоны и придерживаться основных мер безопасности.
Для ведения газовой сварки уже давно применяется горение смеси ацетилена и кислорода. Если с получением и хранением кислорода практически не возникает никаких проблем, то с ацетиленом ситуация несколько иная. Получение, а также хранение ацетилена в баллонах должно осуществляться в соответствии с определенными требованиями, связанными с взрывоопасностью газа.
В связи с тем, что ацетилен взрывоопасен не только в смеси с воздухом или кислородом, но и в чистом состоянии, существует возможность взрыва баллона при возникновении обратного удара пламени, случайном нагревании горелкой. Хранение ацетилена осуществляется в транспортных и малолитражных баллонах специальной конструкции.
Для предотвращения распространения взрывной волны в ацетиленовом баллоне применяется его заполнение специальной литой пористой массой, в качестве которой чаще всего выступает активированный уголь, пемза, асбестовое волокно. Закачиваемый под давлением ацетилен заполняет все поры материала, для повышения объема газа наполнитель пропитывается ацетоном, который увеличивает абсорбцию материала. Например, в транспортный ацетиленовый баллон заливается до 13 литров ацетона, один литр которого может вместить до 23 литров газа. Всего в транспортный баллон может вместиться до 6 килограмм ацетилена. Такая конструкция баллона позволяет наполнителю гасить возникающие ударные волны от взрыва ацетилена, что существенно повышает безопасность работ.
Баллоны для хранения ацетилена красятся белой эмалью, на него наносится надпись «Ацетилен», под ней находятся буквы «ЛМ», что говорит о наполнении баллона литой пористой массой. Данные надписи должны иметь красный цвет.
Хранить ацетилен можно только в баллонах, которые проходят постоянное техническое обслуживание и периодическую тарировку. Ацетиленовые баллоны проходят следующие виды проверок:
В связи с тем, что ацетиленовые баллоны чувствительны к нагреву, в том числе и под воздействием солнечного света, существует ряд требований при хранении и транспортировке.
Не смотря на потенциальную опасность и на более дорогую стоимость ацетилена (по сравнению с пропаном), он является незаменимым при выполнении многих видов сварочных работ. Это объясняется тем, что при горении смеси ацетилена и кислорода появляется возможность достичь значительной температуры пламени, до 3150 градусов. Данная температура, при большой скорости сгорания смеси позволяет вести сварку, резку, в том числе и достаточно тугоплавких материалов.
Именно это делает ацетилен незаменимым газом в сварочном деле, который при соблюдении всех вышеперечисленных требований можно применять без создания опасных ситуаций. Стоит отметить, что применение современных баллонов гораздо удобней и безопасней чем использование ацетиленовых генераторов.
Для выполнения газовой сварки и резки металлов широко применяется ацетилен. Не так давно его получали при помощи генератора, обеспечивающего распад карбида кальция. Но такая установка, несмотря на все принимаемые меры, отличается повышенной опасностью.
Поэтому сейчас все чаще применяется ацетилен в баллонах, который помимо всего прочего отличается и высокой чистотой, что позволяет выполнять сварку и резку более производительно и качественно.
Ацетилен - горючий газ, смесь которого с кислородом позволяет обеспечить температуру горения до 3150 градусов Цельсия. Это вещество, не имеющее цвета и запаха (технический ацетилен имеет резкий запах благодаря имеющимся в нем примесям). Ацетилен практически не растворяется в воде, но в других жидкостях его растворимость достаточно высокая, особенно в ацетоне (до 28 литров газа в 1 литре жидкости).
Газ относится к разряду токсичных и вредных для человека, поэтому при его применении необходимо выполнять определенные меры, обеспечивающие безопасность выполнения работ.
Но главная опасность, с которой связано хранение ацетилена, это его взрывоопасность не только в смеси с воздухом, но и в чистом виде при определенных условиях. При этом данный газ выделяет при взрыве гораздо больше тепловой энергии, чем нитроглицерин или тротил (в 1,5и 2 раза соответственно).
Именно поэтому хранить ацетилен в стандартных условиях в чистом виде невозможно.
Сам баллон для хранения ацетилена практически не отличается от аналогичного кислородного, он так же изготавливается из цельнотянутой стальной трубы. На него устанавливается ацетиленовый вентиль особой конструкции, штуцер которой не имеет резьбы (шланги крепятся при помощи специального хомута).
По объему различают баллоны малой (5 л), средней (10 л) и большой (40 л) емкости.
Основное отличие заключается во внутреннем наполнении баллона. Так как баллон с ацетиленом в газообразном состоянии отличается высокой взрывоопасностью, на практике применяется хранение растворенного в ацетоне газа . При этом для предотвращения возможности обратного удара пламени и самопроизвольного распада ацетилена до взрывчатого состояния в баллон помещается специальный наполнитель.
В качестве наполнителя применяется БАУ-А (активированный уголь) или пористая силикатная масса ЛПМ (литая пористая масса). Данный материал занимает третью часть объема баллона, при этом пористый наполнитель способен абсорбировать большее количество газа.
Для того, чтобы обеспечить взрывобезопасность ацетилен растворяют в ацетоне, которым и наполняется баллон с пористым наполнителем. Количество ацетона составляет ориентировочно 230 грамм на 1 литр емкости баллона, именно это и определяет, сколько ацетилена в баллоне можно разместить при полной заправке.
При открытии вентиля баллона происходит испарение ацетилена, который и подается на рабочие устройства.
Баллоны для хранения ацетилена должны быть окрашены в белый цвет, допускается применение светло-серой краски, при этом на них должна иметься красная надпись «АЦЕТИЛЕН», кроме того, если используется литой пористый наполнитель, то добавляется надпись «ЛМ».
Так же как и кислородные баллоны, сосуды для хранения ацетилена должны проходить техническое освидетельствование и гидравлическое испытание 1 раз в 5 лет. Дата последней и следующей тарировки должна быть выбита в паспорте баллона.
Испытание проводится при давлении, превышающем нормативное в 1,5 раза (35 Мпа). Кроме того, каждые два года необходимо проводить проверку массы пористого наполнителя.
Максимально допустимое давление ацетилена в баллоне регламентируется ГОСТ 5457-60 и зависит от температуры окружающего воздуха. При 19 0 С давление не должно превышать 150 атмосфер (15 Мпа), в большинстве случаев баллоны заполняются до 150 атм.
Запрещено эксплуатировать баллоны в следующих случаях:
Нельзя эксплуатировать и при сильном его нагреве. Нарушение всех этих правил может привести к взрыву ацетилена.
Количество закаченного газа, а, следовательно, и цена баллона ацетилена, определяется простым взвешиванием. Баллон взвешивают до и после заправки, разница в значениях умножается на 1,09 (масса 1 кубического метра ацетилена при 20 градусах Цельсия). Нормативная масса пустого, но готового к закачке баллона выбивается в его паспорте.
Ориентировочно в транспортный баллон (40 литров) можно закачать не менее 5,5-7,5 кг ацетилена, в 10-ти литровый баллон 1,4-2 кг, в 5-ти литровый 0,7-0,8 кг. Кроме того, в баллоны с литым пористым наполнителем входит больше газа, чем в сосуды с активированным углем.
Кроме того, стоит учитывать то, что при каждом использовании всего газа из баллона, из него выходит и около 150 грамм ацетона, который необходимо пополнять.
Применение растворенного в ацетоне ацетилена позволяет существенно повысить выполнение работ по сварке и резке металла.
Кроме этого, применение баллонов с ацетиленом имеет и другие преимущества:
Несмотря на то, что стоимость ацетилена в баллонах несколько выше, экономический эффект от его применения существенный, и объясняется он именно возможностью выполнения большего объема работ и высокой производительностью оборудования, работающего на таком горючем газе.
Для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов , находящихся под давлением, применяют стальные баллоны . Баллоны имеют различную вместимость - от 0,4 до 55 дм 3 .
Баллоны представляют собой стальные цилиндрические сосуды, в горловине которых имеется конусное отверстие с резьбой, куда ввертывается запорный вентиль. Для каждого газа разработаны свои конструкции вентилей, что исключает установку кислородных вентилей на ацетиленовый и наоборот. На горловину плотно насаживают кольцо с наружной резьбой для навертывания предохранительного колпака, который служит для предохранения вентиля баллонов от возможных ударов при транспортировке.
Баллоны для сжатых, сжиженных и растворенных газов изготовляют из бесшовных труб углеродистой и легированной стали. Для сжиженных газов при рабочем давлении не свыше 3 МПа допускается применение сварных баллонов.
В зависимости от рода газа, находящегося в баллоне, баллоны окрашивают снаружи в условные цвета, а также соответствующей каждому газу краской наносят наименование газа. Например, кислородные баллоны окрашивают в голубой цвет, а надпись делают черной краской, ацетиленовый - в белый и красной краской, водородные - в темно-зеленый и красной краской, пропан - в красный и белой краской. Часть верхней сферической части баллона не окрашивают и выбивают на ней паспортные данные баллона: тип и заводской номер баллона, товарный знак завода-изготовителя, масса порожнего баллона, вместимость, рабочее и испытательное давление, дата изготовления, ОТК и клеймо инспекции Госгортехнадзора, дата следующего испытания. Баллоны периодически, через каждые пять лет, подвергают осмотру и испытанию.
Основные типы баллонов, применяемых для хранения и транспортировки кислорода, азота, водорода и других газов, приведены в таблице.
Максимальное давление ацетилена в баллоне составляет 3 МПа. Давление ацетилена в полностью наполненном баллоне изменяется при изменении температуры:
Давление наполненных баллонов не должно превышать при 20°С 1,9 МПа.
При открывании вентиля баллона ацетилен выделяется из ацетона и в виде газа поступает через редуктор и шланг в горелку или резак. Ацетон остается в порах пористой массы и растворяет новые порции ацетилена при последующих наполнениях баллона газом. Для уменьшения потерь ацетона во время работы необходимо ацетиленовые баллоны держать в вертикальном положении. При нормальном атмосферном давлении и 20°С в 1 кг (л) ацетона растворяется 28 кг (л) ацетилена. Растворимость ацетилена в ацетоне увеличивается примерно прямо пропорционально с увеличением давления и уменьшается с понижением температуры.
Для полного использования емкости баллона порожние ацетиленовые баллоны рекомендуется хранить в горизонтальном положении , так как это способствует равномерному распределению ацетона по всему объему, и с плотно закрытыми вентилями. При отборе ацетилена из баллона он уносит часть ацетона в виде паров. Это уменьшает количество ацетилена в баллоне при следующих наполнениях. Для уменьшения потерь ацетона из баллона ацетилен необходимо отбирать со скоростью не более 1700 дм 3 /ч.
Для определения количества ацетилена баллон взвешивают до и после наполнения газом и по разнице определяют количество находящегося в баллоне ацетилена в кг.
Пример. Масса баллона с ацетиленом 89 кг, порожнего - 83 кг, следовательно, количество ацетилена в баллоне равно: по массе - 89-83=6 кг, по объему - 6/1,09=5,5 м 3 (1,09 кг/м 3 - плотность ацетилена при атмосферном давлении и температуре 20°С).
Масса пустого ацетиленового баллона складывается из массы самого баллона, пористой массы и ацетона. При отборе ацетилена из баллона вместе с газом расходуется 30- 40 г ацетона на 1 м 3 ацетилена. При отборе ацетилена из баллона необходимо следить за тем, чтобы в баллоне остаточное давление было не менее 0,05-0,1 МПа.
Использование ацетиленовых баллонов вместо ацетиленовых генераторов дает ряд преимуществ : компактность и простота обслуживания сварочной установки, безопасность и улучшение условий работы, повышение производительности труда газосварщиков. Кроме того, растворенный ацетилен содержит меньшее количество посторонних примесей, чем ацетилен, получаемый из ацетиленовых генераторов.
Причинами взрыва ацетиленовых баллонов могут быть резкие толчки и удары, сильный нагрев (свыше 40°С).
Баллоны для пропан-бутана изготовляют согласно -84 сварными из листовой углеродистой стали. Основное применение нашли баллоны вместимостью 40 и 50 дм 3 . Балонны для пропан-бутана окрашиваются в красный цвет с белой надписью "пропан".
Баллон для пропан-бутана представляет собой цилиндрический сосуд 1, к верхней части которого приваривается горловина 5, а к нижней - днище 2 и башмак 3. В горловину ввертывается латунный вентиль 6. На корпус баллона напрессовываются подкладные кольца 4. Для защиты вентиля баллона служит колпак 7.
Баллоны рассчитаны на максимальное давление 1,6 МПа. Из-за большого коэффициента объемного расширения баллоны для сжиженных газов заполняют на 85-90% от общего объема. Норма заполнения баллонов для пропана - 0,425 кг сжиженного газа на 1 дм 3 вместимости баллона. В баллон вместимостью 55 дм 3 наливается 24 кг жидкого пропан-бутана. Максимальный отбор газа не должен превышать 1,25 м 3 /ч.
Транспортировка баллонов разрешается только на рессорных транспортных средствах, а также на специальных ручных тележках или носилках. При бесконтейнерной транспортировке баллонов должны соблюдаться следующие требования:
Перевозка в вертикальном положении кислородных и ацетиленовых баллонов допускается только в специальных контейнерах. Совместная транспортировка кислородных и ацетиленовых баллонов на всех видах транспорта запрещается, за исключением транспортировки двух баллонов на специальной тележке к рабочему месту. В летнее время баллоны должны быть защищены от солнечных лучей брезентом или другими покрытиями. Баллоны в пределах рабочего места разрешается перемещать кантовкой в наклонном положении. На рабочих местах баллоны должны быть прочно закреплены в вертикальном положении.
Газ в баллонах, в том числе и ацетилен, хранится под давлением, значительно превышающим необходимое для его рабочего применения. Кроме того, давление газа в емкости снижается по мере его использования и повышается при росте температуры.
С целью понижения давления до рабочих значений и поддержания его на заданном уровне используют газовые редукторы, от латинского Reductio – «возвращать назад». Редукторы для ацетилена принципиально отличаются по своей конструкции от других газовых редукторов. Это связано с высокой химической активностью ацетилена и взрывоопасностью как самого газа, так и его соединений.
Принцип работы и устройство ацетиленового редуктора БАО 5-5 мало чем отличается от типового газового редуктора.
Устройство состоит из:
Механизм редуктора, в свою очередь, состоит из мембраны, поршня, регулировочного винта, рабочей и возвратной пружин, а также различных прокладок, уплотнений и крепежа.
Принцип действия заключается в следующем: после присоединения к вентилю и открытия клапана подаваемый ацетилен поступает в корпус редуктора и продолжает поступать до тех пор, пока давление его не сравняется с силой сопротивления прижимной пружины. Пружина толкает поршень, и он закрывает клапан, прекращая поступление газа из резервуара. По ходу расходования газа давление его в редукторе снижается, и клапан снова открывается. Этот цикл повторяется многократно в ходе работы газового оборудования.
Присоединение к емкости осуществляется не резьбовой гайкой, а специальным обжимным хомутом.
Это сделано по причине того, что клапан ацетиленового баллона всегда делают стальным. Применение меди и ее сплавов при контакте с ацетиленом могло бы привести к образованию чрезвычайно взрывоопасных соединений-ацетиленида меди. Ввиду этого сосуды для ацетилена изготавливают полностью из стали, инертной к действию газа. Резьбовые соединения со временем разнашиваются от многократного использования, наружный диаметр резьбового штуцера уменьшается, а внутренний диаметр накидной гайки растет. Таким образом, возникает зазор, через который ацетилен просачивается в окружающую среду. Это может привести к взрыву и пожару.
Особенности строения ацетиленового редуктора БАО 5-5
Регулировка хомута осуществляется следующим способом. В корпусе редуктора предусмотрен паз, действующий как ключ для точного позиционирования хомута относительно вентиля. Регулировочный вин осуществляет надежный прижим хомута к корпусу.
Редуктор приспособлен к работе со стандартными ацетиленовыми емкостями с давлением до 3 Мпа и дает возможность регулировать рабочее давление в диапазоне, оптимальном для работы ацетиленовых резаков и сварочных горелок, от 0 до 0,15 Мпа.
Материалы, применяемые в производстве ацетиленовых редукторов, должны отвечать следующим требованиям:
Ввиду повышенной химической активности и пожароопасности ацетилена, для изготовления деталей редукторов, контактирующих с газом, запрещено использовать медь и ее сплавы с долей меди более 65%, серебро, магний и цинк.
Материалы, используемые в качестве прокладок и лубрикантов, не должны реагировать с ацетоном и диметилфорамидом.
Корпус редуктора изготавливают из стали, силумина или полиамида. Пружины, штоки и тарелки клапанов делают стальными.
Для снижения вероятности взрыва корпус сосуда заполняют специальным пористым наполнителем. Наиболее широко используемые материалы для наполнителя — это активированный уголь.
Основными преимуществами редуктора ацетиленового БАО 5-1,5 являются:
В дополнение к этому производитель предлагает двухлетние гарантийные обязательства и сервисную поддержку на территории РФ
Редуктор ацетиленовый БАО 5-1,5 предназначен для снижения и стабилизации давления газа, используемого в специальных ацетиленовых баллонах для работы ацетиленовых резаков и сварочных горелок.
Редуктор предназначен для подключения к стандартным ацетиленовым емкостям методом хомутового соединения.
Ацетиленовый редуктор БАО 5-1,5 обладает следующими техническими характеристиками:
Ацетилен — исключительный по своим рабочим качествам материал. Он позволяет достигнуть температур до 3300 °С, что делает возможной сварку и обработку самых тугоплавких металлов и сплавов. Удельная тепловая энергия ацетилена вдвое выше, чем у тринитротолуола, что делает его чрезвычайно опасным в обращении веществом, способным привести при неправильном обращении к тяжелым травмам, гибели людей и масштабным разрушениям.
Для понимания и сознательного выполнения мер предосторожности при обращении с ацетиленовыми устройствами необходимо осознать основные факторы опасности. Газ воспламеняется и взрывается при следующих условиях:
При обращении с ацетиленом обязательно требуется:
В случае обнаружения перегрева емкости или утечки газа необходимо немедленно закрыть вентиль и вынести сосуд из помещения. Если это не удалось, необходимо немедленно вывести весь персонал из опасной зоны и вызвать МЧС.
Ацетиленовый баллон – это сосуд высокого давления, специально предназначенный для хранения, перевозки и подачи ацетилена. Использовать для ацетилена другие сосуды или закачивать в ацетиленовые емкости другие газы категорически недопустимо исходя из соображений безопасности.
Вентиль ацетиленового баллона специально сконструирован таким образом, что присоединение к нему других редукторов или других устройств невозможно.
Ацетиленовый сосуд делается из бесшовных труб высокого давления. На горловине предусмотрена резьба для крепления защитного колпака.
Рабочие емкости для ацетилена в обязательном порядке окрашивается в черный цвет с обязательной надписью белыми буквами «Ацетилен». Баллоны для перевозки и хранения должны быть окрашены в белый цвет с надписью «Ацетилен», выполненной черными буквами. На каждом баллоне в месте соединения цилиндрической части с шарообразной должно быть оставлено неокрашенное место, на которое наносится маркировка.
Маркировка обязательно должна отражать тип баллона, его вместимость, вид газа, для которого он предназначен. Должно также быть указано предельное давление газа и дата поверки баллона на соответствие требованиям технической безопасности. Емкости с просроченной датой очередной плановой поверки к эксплуатации не допускаются.
Чтобы снизить опасность работы с ацетиленом, их заполняют специальным пористым веществом — сепаратором. Это вещество разделяет ацетилен на малые не связанные друг с другом объемы и снижает возможность одновременного скачкообразного прогрева всей массы ацетилена, что чревато его взрывом. Кроме того, пористая масса предотвращает обратный удар пламени.
Чаще всего для заполнения используют пемзу, активированный уголь, волокнистый асбест или полимерное пористое вещество ЛПМ. Пористую массу пропитывают техническим ацетоном, который, будучи растворителем для ацетилена, существенно улучшает способность пористой массы вбирать в себя газ.
Вентиль ацетиленового баллона согласно техническим условиям допускается снабжать либо мембранным, либо эбонитовым уплотнителем.
В зависимости от вида наполнителя в емкости требуется заливать разное количество ацетона. Для угольного – 5 кг и для ЛПМ — 7 кг соответственно. Вследствие этого не рекомендуется одновременно размещать на наполнительном устройстве сосуды с разным типом наполнителя во избежание перетекания ацетона из одних баллонов в другие.
В баллонах, подаваемых на заполнение, давление оставшегося газа должно быть менее 0,01 МПа
Все баллоны подлежат периодическому освидетельствованию раз в 5 лет.
Перед началом эксплуатации баллон необходимо осмотреть на предмет отсутствия повреждений корпуса и вентиля.
Принимая во внимание исключительную взрывоопасность ацетилена, необходимо соблюдать следующие правила хранения и перевозки баллонов:
Соблюдение правил обращения с ацетиленом позволит сохранить здоровье и жизнь людей, а также материальные ценности.
