Что внутри у ацетиленового баллона. Ацетилен в баллонах — заправка и хранение. Взрыв баллона с ацетиленом

Устройство

Баллон газовый ацетиленовый изготавливается из бесшовных труб по ГОСТ 949-73. Толщина стенки 7 – 8 мм. Торцы емкости сферические. Верхняя часть имеет отверстие, в которое вкручивается вентиль. На нижнюю часть насаживается цилиндрический башмак, придающий емкости устойчивость.

Горловина в ацетиленовых баллонах шире, чем в остальных, где хранят газ. Через нее емкость наполняют пористой массой: литой пористый наполнитель, активированный уголь березовый и базальтовое стекловолокно. Рыхлое вещество хорошо впитывает ацетон и способствует равномерному растворению в нем ацетилена.

Мастер участка заполнения ацетиленовых баллонов завода СпецБаллонМаш Курников А. И.: «Американцы заполняют внутренность ацетиленового баллона асбестовым шнуром. В РФ отказались в конце прошлого века от такого материала, как канцерогенного. Мелкие частички асбеста испаряются вместе с аргоном. В России перешли на натуральные материалы, впитывающие ацетон: шелк, кожа, минеральная вата, опилки. В настоящее время некоторые производители используют асбест в незначительных количествах как добавку к кварцевому песку и гидроокиси кальция. В Германии древесный уголь смешивают с углекислым магнием и кизельгуром. При покупке баллона следует обращать внимание на его заполнение. Асбест вызывает рак легких».

Хранение ацетилена — общие положения.

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.

Заправка

Ацетилен получают при соединении воды и карбида. Заправляют ацетиленовые баллоны через горловину, определяя его количество по весу. Стандартный полный баллон 65 кг, пустой 53 – 58 кг. Вес емкости с наполнителем указывается в месте маркировки на горловине и определяется взвешиванием.

Ацетон частично испаряется вместе с газом. При каждой заправке его доливают 130 – 150 мл.

Если заправить емкость 5 литров из баллона 40 л, газ в ней закончится очень быстро. Чтобы ацетилен растворился в ацетоне, необходимо создать большое давление. При перекачивании в домашних условиях, его создать невозможно.

Взрыв баллона

Основной недостаток ацетилена, его взрывоопасность. Газ может детонировать по многим причинам:

• достижение критической массы газа;
• высокое давление;
• остатка в баллоне горючего газа;
• контакт со смазочным материалом или карбидом кальция;
• электризация горловины самим газом, проходящим с большой скоростью;
• нагрев;
• утечка и соединение с воздухом;
• удары по ослабленным стенкам емкости.

Взрывоопасным газ становится, если собирается в больших объемах и при давлении ацетилена в баллоне свыше 2 кг/см2. Чтобы уменьшить риск самопроизвольного взрыва, внутрь емкости для газа помещают специальную пористую массу. Она делит весь газ на маленькие по объему частицы, позволяя ему свободно перемещаться. Чистый ацетилен можно закачивать с максимальным давлением 25 кг/см2.

Ацетилен в баллонах

Ацетилен – бесцветный горючий газ C2H2 с атомной массой 26,04, немного легче воздуха. Обладает резким запахом.

В промышленности ацетилен обычно получают из карбида кальция (CaC2) при разложении последнего водой.

Ацетилен самовоспламеняется при температуре 335°С, смесь ацетилена с кислородом воспламеняется при температуре 297–306°С, смесь ацетилена с воздухом – при температуре 305–470°С.

Ацетилен взрывоопасен при следующих условиях:

при увеличении температуры более 450–500°С и давления более 1,5–2 ат (около 150–200 кПа); при атмосферном давлении ацетилено-кислородная смесь с содержанием ацетилена от 2,3 до 93% взрывается от искры, пламени, сильного местного нагрева и др.;

при аналогичных условиях смесь ацетилена с воздухом взрывается при содержании в ней ацетилена от 2,2 до 80,7%; в результате длительного соприкосновении ацетилена с серебром или медью образуется взрывчатое ацетиленистое серебро или медь, взрывающиеся при повышении температуры или ударе.

Взрыв ацетилена способен вызвать значительные разрушения и тяжелые несчастные случаи: при взрыве 1 кг ацетилена выделяется примерно в два раза больше тепла, чем при взрыве 1 кг тротила и примерно в 1,5 раза больше, чем при взрыве 1 кг нитроглицерина.

Меры безопасности при работе с ацетиленом:

• Содержание ацетилена в воздухе рабочей зоны необходимо непрерывно контролировать автоматическими приборами, сигнализирующими о превышении допустимой взрывобезопасной концентрации ацетилена в воздухе, равной 0,46%;
• при работе с ацетиленовыми баллонами поблизости не должно быть открытого пламени или отопительной системы; запрещается работать с баллонами, находящимися в горизонтальном положении, с незакрепленными баллонами, с неисправными баллонами; необходимо использовать неискрящийся инструмент, освещение и электрическое оборудование только во взрывобезопасном исполнении;
• в случае обнаружения утечки ацетилена из баллона (по запаху и звуку) необходимо по возможности быстро закрыть вентиль баллона специальным неискрящимся ключом;
• при нагреве баллон с ацетиленом может взорваться с крайне разрушительными последствиями; в случае пожара необходимо по возможности удалить из опасной зоны холодные баллоны с ацетиленом, оставшиеся баллоны постоянно охлаждать водой или специальными составами до полного остывания; при загорании ацетилена, выходящего из баллона, необходимо по возможности быстро закрыть вентиль баллона специальным неискрящимся ключом и поливать баллон водой до полного остывания; при сильном возгорании пожаротушение необходимо производить с безопасного расстояния; при пожаротушении рекомендуется применять огнетушители с содержанием флегматизирующей концентрации азота 70% по объему, диоксида углерода 57% по объему, водяные струи, песок, сжатый азот, асбестовое полотно, токораспыленную пену и воду; при тушении сильного пожара используются огнезащитные костюмы, противогазы и т.п.

Применение ацетилена при сварке

Ацетилен – основной горючий газ, используемый при газовой сварке, а также широко применяется для газовой резки (кислородной резки). Температура ацетилено-кислородного пламени может достигать 3300°C. Благодаря этому ацетилен по сравнению с более доступными горючими газами (пропан-бутаном, природным газом и др.) обеспечивает более высокое качество и производительность сварки.

Снабжение постов ацетиленом для газовой сварки и резки может осуществляться от баллонов с ацетиленом и от ацетиленового генератора.

Для хранения ацетилена обычно используются стандартные баллоны емкостью 40 л, окрашенные в белый цвет, с надписью «Ацетилен» красного цвета (ПБ 10-115-96, ГОСТ 949-73). Согласно ГОСТ 5457-75 для газопламенной обработки металлов применяется технический ацетилен растворенный марки Б и газообразный.

Зависимость давления ацетилена в баллоне от температуры окружающей среды (величина справочная):

Примечания:

• Давление газа в баллоне должно измеряться поверенным манометром класса точности не ниже 4 по ГОСТ 2425-88.
• Температура газа принимается равной температуре окружающей среды, при которой наполненный баллон должен быть выдержан не менее 24 часов.
• Давление в ацетиленовом баллоне величина справочная, т.к. количество газа определяется только взвешиванием.
• Давление газа в баллоне при температуре ниже — 5 оС не определяется и не нормируется ввиду полного растворения ацетилена в ацетоне.

Для точного определения наличия растворенных газов в баллоне необходимо взвесить баллон с данным газом. Один лишь замер давления в баллоне с растворенным газом не является критерием определения наличия газа !

Продажа и доставка газовых баллонов с ацетиленом

производит снабжение предприятий (различного профиля) техническими газами: азот, аргон, ацетилен, газовые смеси, технический кислород, пропан, а также углекислота. Кроме поставок технических газов, компания специализируется на торговле газовыми баллонами, произведёнными по ГОСТ 949-73 и ГОСТ 15860-84 (для пропана). Среди дополнительных услуг компании, можно отметить услуги по ремонту, аренде, покупке и переосвидетельствованию газовых баллонов.

Сколько в 40л?

Объем ацетилена в полностью заправленной емкости для газа рассчитывается по простой формуле:

40 × 15 × 9,2 = 5520 л;

Где: 40 л – объем баллона;

15 кг/см2 – давление;

9,2 коэффициент растворимости газа в ацетоне;

5520 л = 5,5 м3 количество ацетилена.

По этой формуле рассчитывается количество ацетилена, сколько можно его заправлять в любой по размеру баллон. В формуле меняется только 40 – цифра объема емкости, на 5, 10 и другие.

Применение ацетилена

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.

• Повышение безопасности в процессе выполнения работ. Так, вероятность распространения горения и взрыва на значительную площадь уменьшается.
• Повышение количества ацетилена и ускорение процесса его выделения. Это возможно благодаря обеспечению значительной поверхности контактирования газа с ацетоном.

Какое давление?

По ГОСТ давление определяется при температуре + 20⁰C. Предельное значение 19 кгс/см2. Обычно ацетилен в баллонах имеет 14 – 16 кгс/см2.

Давление газа зависит от изменения температуры. Например 19 кгс/см2 при 20⁰ при охлаждении до – 4 всего 13,4 кгс/см2, при 35⁰ достигается критическая величина в 26 кгс/см2. Поэтому создается запас по давлению на случай нагрева.

Определить количество заправленного газа можно простым расчетом. Надо от веса после заправки отнять вес, пустого баллона и умножить на 1,09 – столько весит литр газа.

Цвет баллона

Внешне неокрашенные емкости под ацетилен отличаются только шириной горловины. Их диаметр 210 мм и стандартный опорный башмак. После окраски эмалью при подготовке к работе, ацетиленовый баллон имеет белый цвет. В верхней четверти цилиндрической части написано красным цветом слово «Ацетилен». Буквы высотой 60 – 100 мм должны занимать минимум половину окружности емкости.

На конусе возле горловины располагается маркировка. В нее входят:

• товарный знак изготовителя;
• клеймо завода;
• индивидуальный номер;
• клеймо организации, производившей техническое освидетельствование;
• дата изготовления;
• год следующего ТО;
• рабочее давление;
• вместимость в литрах;
• масса в кг.

Маркировка выбивается на чистом металле, обводится по периметру красной краской и покрывается лаком, защищающим поверхность от коррозии.

Отличие ацетиленовых баллонов

Ацетиленовый баллон окрашивается белой краской, надписи на нем должны иметь красный цвет. Это стандартное требование, которое неукоснительно выполняется. Помимо названия газа, на баллоне также присутствует таинственное сочетание двух букв: ЛМ. Так сокращенно обозначается литая масса.

В ацетиленовых баллонах присутствует литая пористая масса, о которой и сообщает надпись на изделии. В качестве литой массы может использовать асбестовое волокно или пемза. Эти материалы нужно для того, чтобы предотвратить распространение взрывной волны, если вдруг баллон воспламенится. Любой из пористых материалов сможет погасить ударную волну. Газ должен впитываться в литую массу. Чтобы абсорбция была более высокой, материалы пропитывают ацетоном.

Вентиль

Запорное устройство изготавливают из стали. При длительном контакте с медью и бронзой возникает химическая реакция и образуется ацетиленид – соединение меди с углеродом и выделение водорода. Ацетиленистая медь способна спровоцировать взрыв.

К горловине вентиль присоединяется хомутом. Резьба на штуцере левая – против часовой стрелки.

Привычных для других емкостей под газ, кранов нет. Вентиль открывается специальным торцовым ключом, вращением расположенного в оси по всей длине корпуса, квадрата – шпинделя. Нажимной винт хомута имеет на одной своей грани небольшое отверстие под выводной штуцер.

Устройство вентиля

Литой корпус имеет сквозное отверстие переменного сечения вдоль оси. В нем установлен стержень, верхняя часть которого вращается ключом. Внизу он имеет эбонитовый уплотнитель, перекрывающий выход газу.

При вращении шпинделя, отверстие внизу открывается. Газ поднимается и выходит сбоку через присоединяемый штуцер. Выход вверх, по шпинделю, перекрывается кожаными и стальными кольцами, которые прижимаются стальной гайкой.

Штуцер корпуса уплотнен прокладкой кожаной, которая располагается в выточке вокруг отверстия и служит упором для торца вкручиваемого штуцера.

Хранение

Баллоны с кислородом и ацетиленом хранятся отдельно друг от друга. Условия одинаковые:

• емкости должны стоять вертикально;
• размещают баллоны в специальных подставках и фиксируют;
• температура помещения не должна превышать 25⁰C;
• нельзя ставить рядом с отопительными приборами и открытым пламенем;
• на складе партии не должны превышать 20 шт.

Вентиля на емкостях с аргоном в нерабочем положении должны быть закрыты специальными колпаками. Что касается ацетиленовых баллонов, то они сортируются и по объему.

Нельзя держать рядом емкость, размер которой больше или меньше основной группы.

Использование и хранение ацетиленовых баллонов

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:

• при получении и перед началом сварки стоит тщательно осмотреть изделие;
• раз в 2 года выполняется проверка специальной компанией, благодаря тщательному осмотру специалистов удастся убедиться в том, что пористая масса находится в хорошем состоянии;
• все баллоны подвергаются испытаниям на прочность и плотность раз в 5 лет.

Поскольку конструкции, наполненные ацетиленом, очень чувствительны к нагреву, необходимо ответственно подходить к их хранению и перевозке.

• Все изделия должны располагаться только горизонтально. При этом важно убедиться в том, что вентили расположены выше основания.
• Между складом и ближайшим отопительным прибором должно быть расстояние минимум в 1 м.
• Для хранения используются клетки, где помещается всего 20 штук баллонов.
• При перевозке всю продукцию накрывают материалом, не пропускающим солнечные лучи.
• В процессе сварки можно использовать для подачи газа только стальной трубопровод либо соответствующий шланг. Медные трубы применять категорически запрещено.

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.