APPENDICE 7. Caratteristiche dei gas esplosivi e nocivi che si trovano più spesso nei serbatoi e nelle strutture sotterranee.

I seguenti gas esplosivi e nocivi si trovano più spesso nelle strutture sotterranee: metano, propano, butano, propilene, butilene, monossido di carbonio, anidride carbonica, idrogeno solforato e ammoniaca.

Metano CH4 (gas di palude) è un gas incolore, inodore, infiammabile, più leggero dell'aria. Penetra nelle strutture sotterranee dal suolo. Si forma durante la lenta decomposizione delle sostanze vegetali senza accesso all'aria: durante la decomposizione delle fibre sott'acqua (nelle paludi, acque stagnanti, stagni) o la decomposizione dei residui vegetali nei depositi di carbone. Il metano è un componente del gas industriale e, se il gasdotto è difettoso, può penetrare nelle strutture sotterranee. Non velenoso, ma la sua presenza riduce la quantità di ossigeno all'interno ambiente aereo strutture sotterranee, che portano all'interruzione della normale respirazione quando si lavora in queste strutture. Quando il contenuto di metano nell'aria è pari al 5-15% in volume si forma una miscela esplosiva.

Propano C3H8, butano C4H10, propilene C3H6 e butilene C 4 H 8 - gas infiammabili incolori, più pesanti dell'aria, inodore, difficili da miscelare con l'aria. L'inalazione di propano e butano in piccole quantità non provoca avvelenamento; propilene e butilene hanno un effetto narcotico.

Gas liquefatti con l'aria possono formare miscele esplosive con il seguente contenuto, % in volume:

Propano………………… 2.3 – 9.5

Butano…………………. 1.6 - 8.5

Propilene………………. 2.2 - 9.7

Butilene……………….. 1,7 – 9,0

Equipaggiamento di protezione: maschere antigas con tubo PSh-1, PSh-2.

Monossido di carbonio La CO è un gas incolore, inodore, infiammabile ed esplosivo, leggermente più leggero dell'aria. Il monossido di carbonio è estremamente velenoso. Gli effetti fisiologici del monossido di carbonio sull'uomo dipendono dalla sua concentrazione nell'aria e dalla durata dell'inalazione.

L'inalazione di aria contenente monossido di carbonio al di sopra della concentrazione massima consentita può causare avvelenamento e persino la morte. Quando l'aria contiene il 12,5-75% in volume di monossido di carbonio si forma una miscela esplosiva.

Il mezzo di protezione è una maschera antigas con filtro CO.

Anidride carbonica La CO 2 [anidride carbonica (biossido)] è un gas incolore, inodore, dal sapore acido, più pesante dell'aria. Penetra nelle strutture sotterranee dal suolo. Formato a seguito della decomposizione di sostanze organiche. Si forma anche nei serbatoi (serbatoi, bunker, ecc.) in presenza di carbone solfonato o carbone a causa della sua lenta ossidazione.

Entrando in una struttura sotterranea, l'anidride carbonica sposta l'aria, riempiendo lo spazio della struttura sotterranea dal basso. L'anidride carbonica non è velenosa, ma ha un effetto narcotico e può irritare le mucose. Ad alte concentrazioni provoca soffocamento a causa della diminuzione del contenuto di ossigeno nell'aria.

Equipaggiamento di protezione: maschere antigas con tubo PSh-1, PSh-2.

Solfuro di idrogeno L'H 2 S è un gas infiammabile incolore, ha l'odore di uova marce ed è leggermente più pesante dell'aria. Velenoso, colpisce il sistema nervoso, irrita le vie respiratorie e la mucosa degli occhi.

Quando il contenuto di idrogeno solforato nell'aria è pari al 4,3 - 45,5% in volume, si forma una miscela esplosiva.

I mezzi di protezione sono le maschere antigas filtranti dei marchi B, KD.

Ammoniaca NH 3 è un gas infiammabile incolore con un odore acuto caratteristico, più leggero dell'aria, tossico, irrita la mucosa degli occhi e delle vie respiratorie, provoca soffocamento. Quando il contenuto di ammoniaca nell'aria è pari al 15-28% in volume, si forma una miscela esplosiva.

Il mezzo di protezione è una maschera antigas con filtro del marchio KD.

Idrogeno L'H 2 è un gas infiammabile incolore, inodore e insapore, molto più leggero dell'aria. L'idrogeno è un gas fisiologicamente inerte, ma ad alte concentrazioni provoca asfissia a causa della diminuzione del contenuto di ossigeno. Quando i reagenti contenenti acidi entrano in contatto con le pareti metalliche dei contenitori che non dispongono di rivestimento anticorrosione, si forma idrogeno. Quando il contenuto di idrogeno nell'aria è pari al 4-75% in volume, si forma una miscela esplosiva.

Ossigeno L'O 2 è un gas incolore, inodore e insapore, più pesante dell'aria. Proprietà tossiche no, ma con l'inalazione prolungata di ossigeno puro (a pressione atmosferica), la morte avviene a causa dello sviluppo di edema polmonare pleurico.

L'ossigeno non è infiammabile, ma è il gas principale che supporta la combustione delle sostanze. Altamente attivo, si combina con la maggior parte degli elementi. L'ossigeno forma miscele esplosive con gas infiammabili.

In molte città del nostro Paese il gas è diventato una parte diffusa della vita delle persone.

L'ossigeno gioca un ruolo decisivo nella sua combustione. Chiudere per un momento la serranda dell'aria sul bruciatore del fornello a gas. La fiamma del bruciatore a gas diventerà bianca, fumosa e non abbastanza calda. Questo perché il gas non brucia completamente; gli manca l'ossigeno che incontra nell'aria all'uscita dal bruciatore.

Per sfruttare al meglio il potere calorifico del gas, il bruciatore è progettato in modo tale che, entrando al suo interno, il gas aspira aria e, mescolandosi con essa, si avvicina alla fiamma con una quantità di ossigeno sufficiente per la sua completa combustione. La fiamma risulta bluastra, corta e molto calda. Chiudendo il rubinetto del bruciatore a gas si riduce il flusso di gas e quindi si riducono le perdite d'aria.

Il gas utilizzato nella vita di tutti i giorni viene spesso estratto dalle profondità della terra e si chiama gas naturale.

La maggior parte dei gas naturali sono una miscela di composti organici, principalmente idrocarburi, cioè composti che includono carbonio e idrogeno. Entrambi questi elementi, se combinati con l'ossigeno, rilasciano enormi quantità di calore.

Attualmente sono stati scoperti molti grandi giacimenti di gas naturale. La regione di Saratov è particolarmente ricca di gas naturali.

Attraverso uno speciale gasdotto Saratov-Mosca, il gas viene fornito alla capitale della nostra Patria, dove viene ampiamente utilizzato nell'industria e per i bisogni domestici della popolazione.

I vantaggi del combustibile gassoso rispetto al combustibile solido sono enormi. Tra queste rientrano innanzitutto la facilità di consumo, la facilità di alimentazione del combustibile al focolare o al bruciatore a gas, l'estrema facilità di controllo della fiamma e una maggiore igiene.

Ma il vantaggio più importante del combustibile gassoso è il suo elevato potere calorifico. La temperatura della fiamma di un gas in combustione è molto più elevata della temperatura di una fiamma di combustibile solido e in alcuni casi raggiunge i 3000°.

Come avviene il processo di combustione dei combustibili solidi e gassosi?

Durante la combustione, il combustibile solido viene prima essiccato e quindi avviene la cosiddetta distillazione a secco. Si formano sostanze gassose contenenti carbonio. Il carbonio di queste sostanze combustibili si combina con l'ossigeno presente nell'aria.

Quando il carbonio brucia, forma anidride carbonica (CO2). Questo genera calore. Parte di questo calore viene spesa per essiccare e distillare nuove parti di combustibile solido; Parte del calore viene assorbita dall'azoto, che entra nel forno insieme all'ossigeno.

Quando riscaldato ad alta temperatura, l'azoto lascia la fornace, trasportando senza meta il calore nell'atmosfera. Inoltre, a causa della scarsa “miscelazione” dell'aria con il combustibile solido, non tutto l'ossigeno che entra nel focolare partecipa alla combustione; anche una parte di esso, riscaldandosi insieme all'azoto, fuoriesce nell'atmosfera. Una grande quantità di calore viene sprecata e insieme ad essa molte piccole particelle di carbone vengono trasportate sotto forma di fumo.

Quando si utilizza combustibile gassoso, alcuni di questi svantaggi vengono eliminati. Il gas combustibile si miscela bene con l'ossigeno presente nell'aria ancor prima di avvicinarsi alla fiamma. L'apporto d'aria al focolare può essere regolato in modo che sia sufficiente per la completa combustione del gas e non vi siano inutili perdite di calore.

Quando al forno vengono forniti gas riscaldato e aria calda, la perdita di calore viene quasi completamente eliminata. Il calore dei gas che escono dal forno viene solitamente utilizzato per riscaldare aria e gas. Il combustibile gassoso è più economico e conveniente del combustibile solido.

Il combustibile gassoso può anche essere ottenuto artificialmente. A questo scopo vengono utilizzate le cosiddette unità generatrici di gas.

Il carbone viene caricato in un'alta colonna dotata di una griglia nella parte inferiore. Il carbone viene caricato attraverso il foro di caricamento superiore. Quando la colonna è piena, il foro viene chiuso, lasciando solo uno stretto sbocco per i gas. Dal fondo della colonna, sotto la griglia viene fornita aria con un certo contenuto di ossigeno e il carbone viene dato alle fiamme. Gli strati inferiori del carbone, quando bruciati in presenza di ossigeno, formano anidride carbonica e rilasciano calore. Questo calore risale la colonna e riscalda gli strati superiori del carbone. L'anidride carbonica prodotta dalla combustione degli strati inferiori passa attraverso gli strati superiori del carbone riscaldato a 700°, cede loro parte del suo ossigeno e forma monossido di carbonio. Il monossido di carbonio, insieme all'azoto atmosferico, passa attraverso l'uscita e viene raccolto negli impianti di stoccaggio del gas.

Il gas prodotto nei gruppi elettrogeni è chiamato gas generatore.

Se il vapore acqueo viene introdotto nel generatore insieme all'aria, l'idrogeno si forma contemporaneamente al monossido di carbonio. La miscela di questi gas è chiamata gas d'acqua e viene utilizzata anche come combustibile gassoso. Quando il gas d'acqua brucia, il monossido di carbonio si combina con l'ossigeno per formare anidride carbonica. E l'idrogeno, se combinato con l'ossigeno, dà acqua.

Sia il gas del generatore che il gas dell'acqua contengono monossido di carbonio. Il monossido di carbonio è un gas incolore e inodore, leggermente più leggero dell'aria. È velenoso e provoca fumi, da cui deriva il suo altro nome: monossido di carbonio. Nei dormitori spesso pensiamo al “fumo” come all’odore del carburante incombusto. Tuttavia, questo odore non appartiene al monossido di carbonio, ma ad altri prodotti della combustione che contengono anch'essi carbonio.

Se si rimane a lungo in una stanza (3-4 ore), dove per ogni 100mila parti di aria è presente solo una parte di monossido di carbonio, è possibile ustionarsi. Una miscela di una parte di monossido di carbonio in 800 parti di aria è già estremamente pericolosa per la vita umana e può causare la morte in mezz'ora.

Il miglior rimedio per la vittima è l'aria pulita e, in caso di avvelenamento grave, l'ossigeno puro.

Il monossido di carbonio è ricco di calorie. Quando viene bruciato 1 grammo di monossido di carbonio (28 grammi), vengono rilasciate 67.500 calorie; Si tratta di 29.500 calorie in meno rispetto al calore generato dalla combustione di 1 grammo di carbonio (12 grammi):

(C + O 2 = CO 2 + 97.000 cal.)

(CO + V2O2 = CO 2 + 67.500 cal.)

Sembrerebbe che con un tale rapporto di effetti termici non sia opportuno convertire il carbone in monossido di carbonio, in modo che, alla fine, quando lo si brucia, si otterrà meno calore. In realtà non è così. Se calcoliamo tutte le perdite di calore durante la combustione del combustibile solido, comprese le perdite dovute alle ceneri, che ammontano al 5-30%, l'uso del gas del generatore sarà vantaggioso.

È ancora più opportuno ottenere il monossido di carbonio nel sito del carbone senza estrarlo in superficie. Questo metodo di produzione di combustibile gassoso è chiamato gassificazione sotterranea del carbone.

L'idea della gassificazione sotterranea del carbone fu concepita per la prima volta dal grande chimico russo Mendeleev. Negli anni '80 del secolo scorso scriveva: “Probabilmente, col tempo, arriverà anche un'era in cui il carbone non verrà rimosso dal sottosuolo, ma lì, nel sottosuolo, potranno trasformarlo in gas infiammabili e distribuirli attraverso tubi su lunghe distanze.

Questa idea, audace per l'epoca, fu ripresa da molti scienziati. L'inizio dell'attuazione dell'idea della gassificazione sotterranea è stato valutato da V.I Lenin nell'articolo “Uno di vittorie più grandi nella tecnologia", pubblicato sulla Pravda nel 1913. V.I. Lenin descrisse la gassificazione sotterranea come una rivoluzione nell’industria, equivalente ad una gigantesca rivoluzione tecnica nel ramo forse più importante della produzione.

Tuttavia, nelle condizioni della Russia zarista, lo sviluppo della gassificazione sotterranea non era possibile. Ciò è diventato possibile solo sotto il dominio sovietico.

Nel 1931, il Comitato Centrale di tutta l'Unione Partito Comunista ha deciso di risolvere i problemi della gassificazione sotterranea del carbone. Da allora, il nostro Paese ha lavorato costantemente per l'introduzione diffusa di questo metodo avanzato per estrarre il carburante dalle viscere della terra.

I vantaggi di questo metodo sono enormi.

La gassificazione sotterranea semplifica e riduce significativamente i costi di sviluppo dei depositi di carbone e facilita il lavoro dei minatori. Il trasporto è esente dal trasporto di grandi quantità di combustibile solido.

Se trovi un errore, evidenzia una parte di testo e fai clic Ctrl+Invio.

Ossigeno

Ossigenoè un gas senza sapore, odore e colore, non infiammabile, ma sostiene attivamente la combustione, leggermente più pesante dell'aria. Alla normale pressione atmosferica (760 mm Hg) ad una temperatura di 0 ° C, la massa di 1 metro cubo. l'ossigeno è 1,43 kg e, a pressione atmosferica normale e temperatura 20 ° C, la massa di 1 metro cubo. l'ossigeno è 1,33 kg, la massa di 1 metro cubo d'aria è 1,29 kg.

Nell'industria, l'ossigeno viene ottenuto dall'aria atmosferica mediante raffreddamento profondo e rettifica.

L'ossigeno tecnico per i lavori con fiamma a gas è ottenuto in impianti speciali dall'aria atmosferica allo stato liquido. L'ossigeno liquido è un liquido bluastro altamente mobile. Il punto di ebollizione (inizio dell'evaporazione) dell'ossigeno liquido è meno 183° C.

In condizioni normali e ad una temperatura di meno 183° C. evapora facilmente, passando allo stato gassoso. All’aumentare della temperatura aumenta la velocità di evaporazione. Da 1 litro di ossigeno liquido si formano circa 860 litri di ossigeno gassoso.

L'ossigeno ha una grande attività chimica. La reazione della sua combinazione con oli, grassi, polvere di carbone, fibre di tessuti, ecc., porta all'ossidazione istantanea, all'autoaccensione e all'esplosione a temperature normali.

L'ossigeno miscelato con gas infiammabili e vapori di liquidi infiammabili forma miscele esplosive in un'ampia gamma.

L'"ossigeno gassoso tecnico" secondo GOST 5583-78 è prodotto per la saldatura e il taglio in tre gradi: 1o - con una purezza di almeno il 99,7%, 2o - almeno il 99,5%, 3o - almeno il 99,2% in volume. Minore è il numero di impurità di gas nell'ossigeno, maggiore è la velocità di taglio, bordi più puliti e minore consumo di ossigeno. Viene fornito all'impresa allo stato gassoso, in bombole di ossigeno di acciaio blu con una capacità di 40 dm3. cubo e pressione 150 kgf/cm2. L'ossigeno compresso viene immagazzinato e trasportato in bombole secondo GOST 949-73.

Propano- gas tecnico, incolore, di odore pungente, costituito da propano C3H8 oppure propano e propilene C3H6, il cui contenuto totale deve essere almeno del 93%. Il propano si ottiene dalla lavorazione dei prodotti petroliferi. La miscela propano-butano è una miscela di gas, principalmente propano tecnico e butano. Questi gas appartengono al gruppo degli idrocarburi pesanti. Le materie prime per la loro produzione sono gas di petrolio naturali e gas di scarico delle raffinerie di petrolio. Questi gas sono forma pura oppure sotto forma di miscele a temperatura normale e con forte aumento di pressione, possono essere trasferiti dallo stato gassoso allo stato liquido. La miscela propano-butano viene immagazzinata e trasportata allo stato liquido e utilizzata allo stato gassoso .

La miscela gassosa di propano-butano è un gas infiammabile senza sapore, odore e colore, 2 volte più pesante dell'aria, quindi, in caso di perdite di gas, non si disperde nell'atmosfera, ma cade e riempie i recessi del pavimento o del terreno.

La miscela gassosa di propano-butano a pressione atmosferica non ha effetti tossici (velenosi) sul corpo umano, poiché si dissolve poco nel sangue. Ma quando entra nell'aria, si mescola con essa, sposta e riduce il contenuto di ossigeno nell'aria. Una persona in una tale atmosfera sperimenta la carenza di ossigeno e con concentrazioni significative di gas nell'aria può morire per soffocamento.

La concentrazione massima consentita di propano-butano nell'aria dell'area di lavoro non deve essere superiore a 300 mg/m 3 (in termini di carbonio). Se il propano-butano liquido entra in contatto con la pelle del corpo, la cui temperatura normale è di 36,6 gradi. C, si verifica una rapida evaporazione e un'intensa rimozione del calore dalla superficie del corpo, quindi si verifica il congelamento.

Secondo GOST 20448-80, l'industria produce miscele di propano-butano di 3 marchi:

• propano tecnico, con un contenuto di propano superiore al 93%, butano - inferiore al 3%;
• butano tecnico, con contenuto di butano inferiore al 93%, propano non superiore al 4%;
• miscela propano-butano, 2 tipi: invernale ed estiva.

La miscela propano-butano viene fornita alle imprese per la lavorazione con fiamma di gas di metalli in bombole di acciaio per l'inverno e l'estate.

La miscela invernale propano-butano contiene il 15% di propano, il 25% di butano e altri componenti.

La miscela estiva propano-butano contiene il 60% di butano, il 40% di propano e altri componenti.

Per la combustione I cu. m di miscela gassosa di propano-butano richiede 25-27 metri cubi. m di aria o 3,58 - 3,63 kg di ossigeno.

Temperatura di accensione con aria:

• propano - 510 gradi. CON;
• butano - 540 gradi. CON

Temperatura di accensione della miscela propano-butano:

• con aria 490-510 gradi. CON;
• con ossigeno - 465-480 gradi. CON.

La temperatura della fiamma di una miscela propano-butano con ossigeno dipende dalla sua composizione ed è pari a 2200-2680 gradi. C. Con una fiamma ossidante (eccesso di ossigeno), la temperatura aumenta.

Il potere calorifico della miscela propano-butano è di 93.000 J/m3. (22000 kcal/m3).

Velocità di combustione della miscela propano-butano:

• con combustione normale 0,8 - 1,5 m/sec.;
• con telecomando (con esplosione) 1,5 - 3,5 km/sec.

I limiti di rischio di esplosione del propano-butano a pressione normale sono:

• miscelato con aria:

• inferiore – 1,5%;
• superiore – 9,5% inferiore – 2%;
  • miscelato con ossigeno:
• superiore – 46%.

Le miscele di propano-butano in forma liquida distruggono la gomma, quindi è necessario monitorare attentamente i prodotti in gomma utilizzati nelle apparecchiature a fiamma a gas e, se necessario, sostituirli tempestivamente.

Il pericolo maggiore di distruzione della gomma esiste in inverno, a causa della maggiore probabilità che la fase liquida della miscela propano-butano penetri nei tubi.

Acetileneè un gas infiammabile, incolore, insapore, con un odore acuto e specifico di aglio, è più leggero dell'aria. La sua densità rispetto all'aria è 0,9.

Alla pressione atmosferica normale (760 mm Hg) e alla temperatura più 20 gradi. Da 1 metro cubo ha una massa di 1,09 kg, l'aria 1,20 kg.

Alla normale pressione atmosferica e alla temperatura compresa tra -82,4 gradi e -84 gradi C, l'acetilene passa dallo stato gassoso a quello liquido e ad una temperatura di meno 85 gradi. C si indurisce.

L'acetilene è l'unico gas ampiamente utilizzato nell'industria, la cui combustione ed esplosione è possibile in assenza di ossigeno o altri agenti ossidanti.

Nella lavorazione dei metalli con fiamma a gas, l'acetilene viene utilizzato sia allo stato gassoso, ottenuto in generatori di acetilene mobili o fissi, sia disciolto in bombole di acetilene. L'acetilene disciolto secondo GOST 5457-75 è una soluzione di acetilene gassoso in acetone, distribuita in un riempitivo poroso sotto pressione fino a 1,9 MPa (19 kgf/cm 2 ). Come riempitivi porosi vengono utilizzati materiali di riempimento sfusi: carbone attivo di betulla (BAC) e masse porose colate.

La principale materia prima per la produzione di acetilene è il carburo di calcio. È un solido grigio scuro o brunastro. L'acetilene si ottiene a seguito della decomposizione (idrolisi) di pezzi di carburo di calcio con acqua. La resa di acetilene per 1 kg di carburo di calcio è di 250 dm3. Per decomporre 1 kg di carburo di calcio sono necessari da 5 a 20 dm3. acqua. Il carburo di calcio viene trasportato in fusti ermeticamente chiusi. La massa di carburo in un tamburo va da 50 a 130 kg.

Alla normale pressione atmosferica, l'acetilene con aria e ossigeno forma miscele esplosive. Limiti di esplosione dell'acetilene con l'aria:

• inferiore – 2,2%;
• superiore – 81%.

Limiti di esplosione dell'acetilene con ossigeno:

• inferiore – 2,3%;
• superiore – 93%.

Le concentrazioni più esplosive di acetilene con aria e ossigeno sono:

• inferiore – 7%;
• superiore – 13%.

Per i processi di saldatura e taglio a gas possono essere utilizzati diversi gas infiammabili; se bruciati in miscela con ossigeno tecnico, la temperatura della fiamma del gas supera i 2000 °C. In termini di composizione chimica, ad eccezione dell'idrogeno, sono composti di idrocarburi o miscele di vari idrocarburi.

Per la lavorazione della fiamma del gas, l'acetilene (C 2 H 2) è ampiamente utilizzato, durante la combustione, nell'ossigeno di cui si forma una fiamma con una temperatura più elevata rispetto alla combustione di altri gas infiammabili: sostituti dell'acetilene.

Acetilene

Acetileneè un idrocarburo insaturo. La sua formula chimica è C 2 H 2, strutturale formula H-C= SN. A pressione atmosferica e temperatura normale, l'acetilene è un gas incolore. A causa della presenza di impurità, l'acetilene tecnico ha un odore acuto e specifico. A 20 °C e 0,1 MPa, la densità dell'acetilene è p = 1,09 kg/m3. Alla pressione atmosferica l'acetilene si liquefa ad una temperatura di -82,4...-83,6 °C.

La combustione completa dell'acetilene avviene attraverso la reazione

cioè, per la combustione completa di 1 volume di acetilene, sono necessari 2,5 volumi di ossigeno. Calore di combustione superiore dell'acetilene a 0 °C e 0,1 MPa (2 V = 58660 kJ/m 3. Calore di combustione dell'acetilene Qè costituito dal calore della reazione di decomposizione dell'acetilene e dalla somma del calore delle reazioni primarie di combustione del carbonio e dell'idrogeno.

L'acetilene si decompone secondo la reazione

Calore di decomposizione Qq = 225,8 kJ/mol o Qq = 8686 kJ/kg.

Un parametro importante della fiamma di saldatura, oltre alla sua temperatura, è anche l'intensità della combustione, intesa come il prodotto tra la normale velocità di combustione e il calore di combustione della miscela. I dati sull'intensità della combustione dell'acetilene e di alcuni altri combustibili sono riportati nella tabella. 2.1. L'acetilene ha la più alta intensità di combustione rispetto ad altri gas utilizzati nella lavorazione a fiamma.

La temperatura di autoaccensione dell'acetilene è compresa tra 240 e 630 °C e dipende dalla pressione e dalla presenza di varie sostanze nell'acetilene. L'aumento della pressione riduce significativamente la temperatura di autoaccensione dell'acetilene. La presenza di particelle di altre sostanze nell'acetilene aumenta la superficie di contatto e quindi abbassa la temperatura di autoaccensione.

Quando l'acetilene viene compresso in un compressore ad una pressione di 2,9 MPa, se la temperatura alla fine della compressione non supera i 275 °C, non si verifica l'autoaccensione dell'acetilene. Ciò consente di riempire le bombole con acetilene per lo stoccaggio e il trasporto a lungo termine. All'aumentare della pressione diminuisce il limite di temperatura per l'inizio del processo di polimerizzazione (Fig. 2.1).

In pratica, quando si utilizza l'acetilene, è consentito riscaldarlo alle seguenti temperature a seconda della pressione: a pressione da 0,1 MPa a 300 °C, a pressione da 0,25 MPa a 150-180 °C, a pressioni più elevate fino a 100°C.

Uno degli indicatori importanti dell'esplosività di gas e vapori infiammabili è l'energia di accensione. Più basso è questo valore, più esplosiva è la sostanza. L'energia di accensione delle miscele ossigeno-gas è 100 volte inferiore a quella delle miscele aria-gas. L'acetilene ha l'energia di accensione più bassa ed è simile all'idrogeno in termini di esplosività.

Riso. 2.1.

Tabella 2.1

Intensità della combustione del gas

La presenza di vapore acqueo riduce notevolmente la capacità dell'acetilene di accendersi spontaneamente da fonti di calore casuali e di subire una decomposizione esplosiva. A questo proposito, nei generatori di acetilene, dove l'acetilene è sempre saturo di vapore acqueo, è stabilita la pressione massima secondo le norme vigenti: eccesso 0,15 MPa, assoluto 0,25 MPa.

A pressione atmosferica, una miscela di acetilene con aria è esplosiva se contiene il 2,2% o più di acetilene; miscela con ossigeno - 2,8% di acetilene o più. Non esiste un limite esplosivo superiore per le miscele di acetilene con aria e ossigeno, poiché anche l'acetilene puro può esplodere con sufficiente energia di accensione.

Il metodo principale per produrre acetilene è la lavorazione del carburo di calcio. Questo metodo è piuttosto ingombrante, costoso e richiede una grande quantità di elettricità. La produzione di acetilene dal gas naturale è del 30-40% più economica rispetto al carburo di calcio. L'acetilene da pirolisi, utilizzato per la saldatura e il taglio, viene pompato in cilindri con una massa porosa impregnata di acetone; le sue proprietà non differiscono dall'acetilene ottenuto dal carburo di calcio;

Nella saldatura e nel taglio a gas, il metallo viene riscaldato da una fiamma di gas ad alta temperatura ottenuta bruciando gas infiammabile o vapore liquido miscelato con ossigeno tecnicamente puro.

L'ossigeno è l'elemento più comune sulla terra, presente sotto forma di composti chimici con varie sostanze: nella terra - fino al 50% in peso, in combinazione con l'idrogeno nell'acqua - circa l'86% in peso e nell'aria - fino al 21 % in volume e 23% in peso.

L'ossigeno in condizioni normali (temperatura 20°C, pressione 0,1 MPa) è un gas incolore, non infiammabile, leggermente più pesante dell'aria, inodore, ma che supporta attivamente la combustione. Alla pressione atmosferica normale e ad una temperatura di 0°C, la massa di 1 m3 di ossigeno è 1,43 kg, e ad una temperatura di 20°C e pressione atmosferica normale - 1,33 kg.

L'ossigeno ha un'elevata attività chimica, formando composti con tutti gli elementi chimici tranne i gas inerti (argon, elio, xeno, kripton e neon). Le reazioni del composto con l'ossigeno avvengono con il rilascio di una grande quantità di calore, cioè sono di natura esotermica.

Quando l'ossigeno gassoso compresso entra in contatto con sostanze organiche, oli, grassi, polvere di carbone, plastiche infiammabili, queste possono accendersi spontaneamente a seguito del rilascio di calore durante la compressione rapida dell'ossigeno, l'attrito e l'impatto di particelle solide sul metallo, nonché come una scarica di scintilla elettrostatica. Pertanto, quando si utilizza l'ossigeno, è necessario prestare attenzione per garantire che non venga a contatto con sostanze infiammabili o combustibili.

Tutte le apparecchiature per l'ossigeno, le linee e le bombole dell'ossigeno devono essere accuratamente sgrassate. L'ossigeno è in grado di formare miscele esplosive con gas infiammabili o vapori liquidi infiammabili in un'ampia gamma, che possono anche provocare esplosioni in presenza di una fiamma libera o addirittura di una scintilla.

Le note caratteristiche dell'ossigeno vanno sempre tenute presenti quando lo si utilizza nei processi di lavorazione a gas-fiamma.

L'aria atmosferica è principalmente una miscela meccanica di tre gas con il seguente contenuto in volume: azoto - 78,08%, ossigeno - 20,95%, argon - 0,94%, il resto - anidride carbonica, idrogeno, protossido di azoto, ecc. L'ossigeno si ottiene dividendo l'aria in ossigeno e azoto mediante il metodo del raffreddamento profondo (liquefazione), insieme alla separazione dell'argon, il cui utilizzo nella saldatura ad arco di argon è in continua crescita. L'azoto viene utilizzato come gas di protezione durante la saldatura del rame.

L'ossigeno può essere ottenuto chimicamente o mediante elettrolisi dell'acqua. Metodi chimici inefficiente e antieconomico. Quando l'acqua viene elettrolizzata con corrente continua, l'ossigeno viene prodotto come sottoprodotto nella produzione di idrogeno puro.

Nell'industria, l'ossigeno viene ottenuto dall'aria atmosferica mediante raffreddamento profondo e rettifica. Negli impianti per ottenere ossigeno e azoto dall'aria, quest'ultimo viene pulito dalle impurità nocive, compresso in un compressore alla pressione appropriata del ciclo di refrigerazione di 0,6-20 MPa e raffreddato in scambiatori di calore alla temperatura di liquefazione, la differenza nelle temperature di liquefazione di la temperatura di ossigeno e azoto è di 13 ° C, sufficiente per la loro completa separazione nella fase liquida.

L'ossigeno puro liquido si accumula in un apparato di separazione dell'aria, evapora e si raccoglie in un contenitore per gas, da dove viene pompato nelle bombole da un compressore sotto una pressione fino a 20 MPa.

Anche l'ossigeno tecnico viene trasportato tramite condotte. La pressione dell'ossigeno trasportato attraverso la tubazione deve essere concordata tra il produttore e il consumatore. L'ossigeno viene fornito al sito di saldatura in bombole di ossigeno e in forma liquida in recipienti speciali con un buon isolamento termico.

Per convertire l'ossigeno liquido in gas vengono utilizzati gassificatori o pompe con evaporatori di ossigeno liquido. Alla pressione atmosferica normale e alla temperatura di 20°C, 1 dm3 di ossigeno liquido per evaporazione dà 860 dm3 di ossigeno gassoso. Pertanto, è consigliabile fornire ossigeno al sito di saldatura allo stato liquido, poiché ciò riduce di 10 volte il peso del contenitore, risparmiando metallo per la fabbricazione delle bombole e riducendo i costi di trasporto e stoccaggio delle bombole.

Per la saldatura e il taglio secondo GOST 5583-78, l'ossigeno tecnico viene prodotto in tre gradi:

• 1° - purezza di almeno il 99,7%
• 2° - non meno del 99,5%
• 3° - non meno del 99,2% in volume

La purezza dell'ossigeno è di grande importanza per l'ossitaglio. Meno impurità di gas contiene, maggiore è la velocità di taglio, più puliti saranno i bordi e minore sarà il consumo di ossigeno.

weldering.com

Ossigeno gassoso tecnico

L'ossigeno è essenziale nella saldatura a gas materiale aggiuntivo, che fornisce un'elevata temperatura di combustione della fiamma in modo che il metallo dello spessore richiesto possa essere fuso. Viene utilizzato come principale forza termica, mentre altri gas hanno una funzione protettiva. L'ossigeno è tecnicamente incolore e inodore. Di per sé non è infiammabile, ma quando interagisce con altre sostanze aumenta notevolmente la temperatura di combustione. Non è esplosivo come molti altri in questa zona. Questa è una sostanza accessibile e relativamente economica. Esistono diverse varietà tecniche che differiscono nel contenuto di impurità, nel loro volume e quantità. Il principale indicatore di qualità è il volume di gas pulito.

Ossigeno tecnico in bombole

Anche con le impurità, il gas mantiene un'elevata attività chimica. Forma molti composti chimici che si trovano sulla Terra. I gas inerti non interagiscono con esso per formare composti. Anche l'oro, l'argento, il platino e altri metalli nobili sopravvivono ai suoi effetti senza lasciare traccia. L'ossigeno viene spesso immagazzinato in forma liquida, poiché è più compatto, conveniente ed economico. Spesso la sua trasformazione allo stato gassoso inizia nel punto di utilizzo.

Ambito di applicazione nella saldatura

L'ossigeno gassoso tecnico è ampiamente utilizzato nella saldatura dei gas di protezione. Indipendentemente dal gas di protezione principale, la seconda sostanza alimentata alla torcia è quasi sempre l'ossigeno. Lo si trova nell'edilizia, dove si creano strutture metalliche e telai per futuri edifici. È inoltre obbligatorio in ogni officina di saldatura. Il gas viene utilizzato nella riparazione di tubi, prodotti metallici sottili, nelle officine di riparazione, nella produzione nelle officine di assemblaggio e così via.

L'ossigeno viene utilizzato più attivamente durante il taglio del metallo. Qui la sostanza viene immessa nel bruciatore ad alta pressione, producendo un getto lungo e potente. Ciò consente di tagliare prodotti metallici con uno spessore maggiore. Con questa bruciatura i bordi risultano abbastanza lisci.

Tipi di ossigeno tecnico

L'ossigeno gassoso tecnico viene prodotto secondo GOST 5583-65. Secondo questo standard, ci sono due gradi principali utilizzati nell'industria. Naturalmente, ci sono altre opzioni più contaminate che possono essere utilizzate nella sfera privata, ma non sono rilevanti per gli standard di un lavoro di produzione serio, dove viene attribuita un'elevata responsabilità ai collegamenti. Esistono gas di prima e seconda qualità con caratteristiche tecniche diverse.

Caratteristiche delle marche di gas ossigeno

Nonostante entrambi i gradi siano utilizzati quasi nello stesso campo e in molti casi siano intercambiabili, a volte per la saldatura è necessario solo il primo grado. Anche le differenze nelle loro caratteristiche non sono fondamentalmente significative, così come le differenze nella composizione. Ecco i dettagli di base per ciascuna opzione:

Caratteristiche delle marche di ossigeno tecnico liquido

L'ossigeno liquido è di colore blu pallido. Grazie a ciò, l'ossigeno viene fornito in bombole blu. Il liquido è un potente paramagnetico. La densità specifica di questo materiale è di 1.141 g/cm3. Il liquido ha proprietà moderatamente criogeniche. Il suo punto di congelamento è -222,65 gradi Celsius. Inizia a bollire già ad una temperatura di -182,96 gradi Celsius. Questa sostanza è prodotta in un ambiente industriale mediante distillazione frazionata dell'aria.

Designazione tecnica

Lo standard principale in base al quale viene prodotto l'ossigeno tecnico è GOST 5583-78. Questo standard si applica sia all'ossigeno medico che a quello tecnico. Il gas è ottenuto dall'aria atmosferica, per la quale viene utilizzata la rettifica a bassa temperatura, o mediante elettrolisi dell'acqua. Qui sono indicati la composizione, la presenza ammissibile e il rapporto di impurità per ciascun grado. Ci sono anche istruzioni per l'uso e altri dati importanti. Per l'uso nelle imprese ufficiali, questo GOST è il principale.

Istruzioni per l'uso dell'ossigeno tecnico nella saldatura

Prima di iniziare la saldatura, è necessario controllare il cilindro. Non dovrebbero esserci oli o altri contaminanti su di esso, poiché ciò potrebbe causare incendi e incidenti. La bombola deve essere in posizione verticale ed essere ben fissata in modo che non cada quando la saldatrice si muove.

La distanza tra la bombola e la sorgente della fiamma non deve essere inferiore a 5 metri."

Prima di iniziare la saldatura, viene introdotto il gas di protezione. Avendo capito a cosa serve l'ossigeno, vale la pena capire che aumenta significativamente la temperatura di combustione e per verificare la funzionalità del bruciatore, nonché per riscaldare le parti, il suo utilizzo potrebbe non essere necessario. Quando inizia la saldatura vera e propria. Quindi vale la pena rilasciare il gas in base ai parametri di saldatura per un caso particolare, a seconda del pezzo.

Misure di sicurezza

Per evitare incidenti durante l'uso è necessario seguire alcune regole che possano ridurre al minimo tutti i pericoli. Le principali misure di sicurezza includono quanto segue:

• Non consentire che la concentrazione di gas nella stanza superi il 23%, poiché ciò potrebbe comportare un aumento del rischio di incendio;
• Nonostante l'ossigeno sia una sostanza non infiammabile, ha un forte effetto su altri elementi, quindi quando si lavora con esso è necessario utilizzare solo una certa gamma di materiali approvati;
• Se avviene il contatto con sostanze oleose, queste si ossidano quasi istantaneamente, provocando un'esplosione o un incendio;
• È severamente vietato utilizzare bombole che precedentemente contenevano ossigeno per altre sostanze infiammabili;
• Durante il trasporto è necessario escludere la possibilità di urti, cadute e altri fattori di danneggiamento.

Conclusione

Fisico e proprietà chimiche l'ossigeno lo rendono un gas unico nel campo della saldatura. Se i gas protettivi hanno analoghi e possono essere sostituiti, se necessario, non c'è nulla con cui sostituirlo. L'uso ha le sue caratteristiche di sicurezza, ma non è così spaventoso come quando si usa l'acetilene e altri gas.

svarkaipayka.ru

Per produrre una fiamma di saldatura ad alta temperatura, il gas o il vapore di un liquido infiammabile viene bruciato in ossigeno puro. Se la combustione del carburante non avviene nell'ossigeno, ma nell'aria, dove l'ossigeno costituisce il 7% in volume, la temperatura della fiamma sarà molto più bassa.

L'ossigeno a pressione atmosferica e temperatura ordinaria è un gas incolore e inodore. È più pesante dell'aria. Alla pressione atmosferica e alla temperatura di 0°C, 1 m3 di ossigeno pesa 1,43 kg.

L'ossigeno tecnico viene ottenuto dall'aria negli impianti di ossigeno e consegnato al luogo di saldatura, solitamente in forma compressa in bombole di acciaio ad una pressione di 150 atm.

L'ossigeno può anche essere fornito al luogo di saldatura attraverso una tubazione da una stazione di ossigeno ad una pressione compresa tra 5 e 30 atm.

A una temperatura di meno 183 ° C e alla pressione atmosferica, l'ossigeno si trasforma in un liquido bluastro che evapora facilmente. 1 litro di ossigeno liquido per evaporazione dà 790 litri, o 0,79 m\ di ossigeno gassoso a pressione atmosferica e temperatura 0°C.

L'ossigeno liquido viene immagazzinato e trasportato in recipienti speciali (serbatoi), ben isolati dal calore ambiente.

Quando si utilizza l'ossigeno liquido per la saldatura e il taglio, viene prima convertito in gas evaporando in dispositivi speciali chiamati gassificatori.

I gas combustibili e i liquidi infiammabili formano miscele esplosive se combinati con l'ossigeno. Il grasso e l'olio possono accendersi spontaneamente a contatto con l'ossigeno compresso. Per proteggersi da possibili incidenti, tutte le apparecchiature per l'ossigeno vengono accuratamente sgrassate. Durante il funzionamento, è necessario garantire rigorosamente che olio e grasso non possano penetrare nelle parti dell'apparecchiatura per l'ossigeno.

electrowelder.ru

Gas per saldatura: cosa fornisce una fiamma così potente?

Esistono molti tipi di saldatura. La divisione si basa sul metodo di produzione del bagno di saldatura ad alta temperatura (tipo di energia). Ad esempio, saldatura con arco elettrico, ultrasuoni, fiamma a gas e altri. Questa torcia può tagliare e saldare qualsiasi metallo. I bordi delle parti metalliche da saldare si fondono letteralmente e, una volta uniti, formano una nuova struttura unica al posto della lega, chiamata saldatura.

I gas di saldatura comprendono, innanzitutto, l'acetilene per saldatura, rilasciato a seguito della reazione del carburo di calcio con l'acqua. Miscelandosi con l'ossigeno, permette di ottenere una temperatura della fiamma di oltre tremila gradi.

Sono considerati saldatura anche propani, butani, MAF liquefatti (nuovi gas che hanno sostituito l'acetilene), benzeni, cheroseni e altri. Una caratteristica importante dell'uso dei gas di saldatura è la presenza obbligatoria di ossigeno come catalizzatore di combustione. Inoltre la temperatura sviluppata dipende anche dalla qualità (purezza) dell'ossigeno fornito al bruciatore.

La miscela di gas per la saldatura con ossigeno tecnicamente puro garantisce una combustione molto intensa e completa della miscela stessa o di vapori di sostanze combustibili, poiché prevede temperature di combustione molto elevate. La quantità di ossigeno nella fiamma determinerà le sue proprietà ossidanti o riducenti.

D'altra parte, l'uso dell'ossigeno tecnico (puro) richiede bombole speciali per il suo stoccaggio e rifornimento. Se miscelati con tale ossigeno, alcuni gas o composti possono essere esplosivi (a causa della velocità estremamente elevata della loro combustione in tale catalizzatore).

Spesso essi stessi possono essere pericolosi a causa della loro tossicità. Ad esempio, acetileni, cianine, ecc.

L'utilizzo dell'ossigeno contenuto nell'aria atmosferica consente la saldatura miscele di gas meno efficace. La loro combustione rallenta, riducendo drasticamente la temperatura della fiamma. Il motivo è che nell'aria l'ossigeno ne costituisce non più di un quinto, altri gas sono presenti in misura maggiore, lo stesso azoto, per esempio;

In aggiunta a quanto sopra, la saldatura in condizioni di utilizzo dell'ossigeno atmosferico spesso non produce la geometria richiesta della giuntura di collegamento e modifica le proprietà del metallo in questa zona, il che alla fine influisce sulla qualità della connessione.

I gas tecnici non vengono utilizzati solo nella saldatura. I gas di protezione sono ampiamente utilizzati anche per la saldatura ad arco elettrico, ecc. L'uso di vari gas inerti (elio, argon) o attivi (azoto, CO2, idrogeno, ossigeno) come mezzo protettivo per il bagno di fusione della saldatura migliora significativamente la qualità del risultato, aumenta la velocità del lavoro, consente di ottenere i parametri di cucitura richiesti, ecc.

Il principio della saldatura con protezione a gas è semplice. La composizione richiesta viene fornita alla zona dell'arco attraverso l'ugello di uno speciale bruciatore sotto pressione, creando questo ambiente molto protettivo. I sistemi di saldatura semiautomatici più diffusi si basano su questo principio.

Tale saldatura è disponibile non solo in condizioni di fabbrica, ma è ampiamente utilizzata nelle officine e persino nei garage privati. Molto spesso il gas per la saldatura semiautomatica è una miscela di inerte e anidride carbonica (in varie proporzioni). Tra quelli inerti, l'elio e l'argon sono i più applicabili. In pratica è comune utilizzare l'argon, motivo per cui nella composizione sono presenti CO2 e argon.

In generale, il gas inerte per la saldatura è necessario per proteggere il bagno di fusione dall'esposizione esterna all'aria, nonché se è necessario eseguire lavori di saldatura di alta qualità su acciai inossidabili, titanio e sue leghe, metalli non ferrosi (nichel , rame, alluminio e leghe), ecc. Quando In questo caso l'elettrodo può essere qualsiasi cosa: quello classico da fusione, che non cambia forma e struttura (serve a creare un arco), ecc.

La scelta del gas necessario per la saldatura è influenzata dal metallo utilizzato nel lavoro. La stessa miscela di CO2 e argon durante la saldatura di elementi in acciaio contiene più componente di anidride carbonica (circa il 18%). E nella saldatura degli acciai inossidabili predomina l'argon (98%), la CO2 costituisce solo il 2%.

Pertanto, il gas utilizzato per la saldatura è determinato dal metallo, dal suo grado, dalle proprietà necessarie della giuntura, dai tipi di apparecchiature di saldatura, dai requisiti per la composizione chimica e persino dalla forma delle giunture, dalle condizioni di lavoro, ecc.