Какое давление газа в баллоне с ацетиленом. Заправка ацетиленовых баллонов. Редукторы, используемые с баллонами газовой сварки
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.
Что стоит знать об ацетилене?
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:
- температура более 450°C и давление около 200 кПа;
- длительный контакт с медью либо серебром приводит к взрыву при ударе или небольшом повышении температуры.
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.
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.
В роли пористой массы обычно выступает активированный уголь и волокнистый асбест. Также допускается применение пемзы.
Техника безопасности
Чтобы использование этого горючего газа не привело к печальным последствиям, необходимо помнить о мерах безопасности.
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:
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.
Введение
Ацетилен (C 2 H 2) – химическое газообразное соединение углерода с водородом, без цвета, со слабым эфирным запахом и сладковатым вкусом.
Ацетилен в газосварочном производстве получил наибольшее распространение благодаря важным для сварки качествам (высокая температура пламени, большая теплота сгорания). Так, при разложении 1 кг ацетилена выделяется 8473,6 кДж теплоты. Это единственный газ, горение которого возможно при отсутствии кислорода (или окислителя вообще).
Выделение тепла при сгорании ацетилена обусловлено следующими процессами:
- распад ацетилена: C 2 H 2 = 2C + H 2
- сгорание углерода: 2С + O 2 = 2CO, 2CO + O 2 = 2CO 2
- сгорание водорода: H 2 + 1/2O 2 = H 2 O
Ацетилен легче воздуха, масса 1 м 3 ацетилена при температуре 20 °С (273 К) и нормальном атмосферном давлении составляет 1,09 кг. При нормальном давлении и температуре от –82,4 °С (190,6 К) до –84,0 °С (189 К) ацетилен переходит в жидкое состояние, а при температуре –85 °С (188 К) затвердевает, образуя кристаллы.
Технический ацетилен выпускается двух видов: растворенный и газообразный.
Технический растворенный ацетилен марки А предназначается для питания осветительных установок, технический растворенный ацетилен марки Б и технический газообразный ацетилен предназначаются в качестве горючего газа при газопламенной обработке металлов.
Технический ацетилен получают из карбида кальция путем разложения последнего водой. При этом из карбида кальция в ацетилен переходят вредные примеси, загрязняющие ацетилен: сероводород, аммиак, фосфорный водород, кремнистый водород. Эти примеси могут ухудшать свойства наплавленного металла и поэтому удаляются из ацетилена промывкой в воде и химической очисткой. Особенно нежелательна примесь фосфористого водорода, содержание более 0,7 % в ацетилене повышает взрывоопасность последнего.
Свойства ацетилена
Основные свойства ацетилена приведены в таблице 1.
| Показатель | Данные показателя |
|---|---|
| Формула | С 2 H 2 |
| Молекулярная масса | 26,038 |
| Плотность (при 0 °С и давлении 760 мм рт. ст.), кг/м 3 | 1,17 |
| Плотность (при 20 °С и давлении 760 мм рт. ст.), кг/м 3 | 1,09 |
| Критическая температура, °С | 35,9 |
| Критическое давление, кгс/см 2 | 61,6 |
| Температура пламени, °С | 3150-3200 |
| Температура кипения (при 760 мм рт. ст.), °С | -81,8 |
| Температура плавления (затвердевания) (при 760 мм рт. ст.), °С | -85 |
| Высшая удельная теплота сгорания, кДж/м 3 | 58660 |
| Низшая удельная теплота сгорания, кДж/м 3 | 55890 |
| Температура самовоспламенения, °С | 335 |
| Давление самовоспламенения, МПа | 0,14–0,16 |
По физико-химическим показателям технический ацетилен должен соответствовать нормам, указанным в таблице 2.
| Показатель | Для ацетилена | |||
|---|---|---|---|---|
| растворенного | газообразного | |||
| марки А | марки Б | |||
| высшей категории качества | высшей категории качества | первой категории качества | ||
| Объемная доля ацетилена, % не менее | 99,5 | 99,1 | 98,8 | 98,5 |
| Объемная доля воздуха и других малорастворимых в воде газов, % не более | 0,5 | 0,8 | 1,0 | 1,4 |
| Объемная доля фосфористого водорода, % не более | 0,005 | 0,02 | 0,05 | 0,08 |
| Объемная доля сероводорода, % не более | 0,002 | 0,005 | 0,05 | 0,05 |
| Массовая концентрация водяных паров при температуре 20 °С и давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), г/м 3 , не более Что соответствует температуре насыщения, °С, не выше |
0,4 | 0,5 | 0,6 | Не нормируется |
Растворимость ацетилена
Газообразный ацетилен может растворятся во многих жидкостях. Данные о растворимости ацетилена в некоторых жидкостях при атмосферном давлении и температуре 15 °С приведены в таблице 3.
Растворимость ацетилена в жидкостях с понижением температуры увеличивается. Данные о растворимости ацетилена в ацетоне при различных температурах приведены в таблице 4.
Растворенным ацетиленом называется ацетилен, находящийся в баллоне, заполненном пористой массой, пропитанной растворителем – ацетоном. Искусственное охлаждение баллонов ускоряет процесс их наполнения. В порах пористой массы ацетилен растворен в ацетоне. При открывании вентиля баллона ацетилен выделяется из ацетона в виде газа. Растворенный ацетилен предназначен для его хранения и транспортирования.
Взрывоопасность ацетилена
При использовании ацетилена необходимо учитывать его взрывоопасные свойства. Это единственный широко применяемый в промышленности газ, горение и взрыв которого возможны даже при отсутствии кислорода или других окислителей.
Температура самовоспламенения ацетилена зависит от давления (таблица 5).
Повышение давления существенно уменьшает температуру самовоспламенения ацетилена. Частицы других веществ, присутствующие в ацетилене, увеличивают поверхность его контакта и тем самым снижают температуру самовоспламенения при атмосферном давлении до следующих значений, °С (К):
- железная стружка – 520 (793);
- латунная стружка – 500–520 (773–793);
- карбид кальция – 500 (773);
- оксид алюминия – 490 (763);
- медная стружка – 460 (733);
- активированный уголь – 400 (673);
- гидрат оксида железа (ржавчина) – 280–300 (553–573);
- оксид железа – 280 (553);
- оксид меди – 250 (523).
Если ацетилен медленно нагревать до температуры 700–800 °С (973–1073 К) при атмосферном давлении, то происходит его полимеризация, при которой молекулы уплотняются и образуют более сложные соединения: бензол C 6 H 6 , стирол C 8 H 8 , нафталин C 10 H 8 , толуол C 7 H 8 и др. Полимеризация всегда сопровождается выделением теплоты и при быстром нагреве ацетилена может перейти в его самовоспламенение или взрывчатый распад.
Если при сжатии ацетилена в компрессоре до давления 29 кгс/м 3 (2,9 МПа) температура при завершении этого процесса не превышает 275 °С (548 К), то воспламенения не происходит, что позволяет наполнять баллоны ацетоном с целью его длительного хранения и транспортирования. С повышением давления температура, при которой начинается процесс полимеризации, понижается (рис.1).
При практическом использовании ацетилена допустим его нагрев до следующих значений температуры, °С (К):
- 300 (573) – при давлении 1 кгс/см 2 (0,1 МПа);
- 150–180 (423–453) – при 2,5 кгс/см 2 (0,25 МПа);
- 100 (373) – при более высоких давлениях.
Одним из важных показателей взрывоопасности горючих газов и паров является энергия зажигания. Чем меньше эта величина, тем взрывоопаснее данной вещество. Значения энергии зажигания ацетилена (при нормальных условиях): с воздухом – 19 кДж; в кислородом – 0,3 кДж.
Водяной пар служит флегматизатором для ацетилена, т.е. его присутствие существенно снижает способность ацетилена к самовоспламенению при наличии случайных источников теплоты и взрывчатому распаду. Согласно действующим нормам для ацетиленовых генераторов, в которых ацетилен всегда насыщен парами воды, предельное избыточное давление составляет 150 кПа, а абсолютное – 250 кПа.
При атмосферном давлении смесь ацетилена с воздухом взрывоопасна, если в ней содержатся 2,2 % ацетилена и более, смесь с кислородом – 2,8 % ацетилена и более (верхних пределов концентрации ацетилена для его смесей с воздухом и кислородом не существует, так как при достаточной энергии зажигания способен взрываться и чистый ацетилен).
Получение ацетилена
В промышленности ацетилен получают при разложении жидких горючих, таких как нефть, керосин, воздействием электродугового разряда. Применяется также способ производства ацетилена из природного газа (метана). Смесь метана с кислородом сжигают в специальных реакторах при температуре 1300–1500 °С. Из полученной смеси с помощью растворителя извлекается концентрированный ацетилен. Получение ацетилена промышленным способом на 30–40 % дешевле, чем из карбида калия. Промышленный ацетилен закачивается в баллоны, где находится в порах специальный массы растворенным в ацетоне. В таком виде потребители получают баллонный промышленный ацетилен. Свойства ацетилена не зависят от способа его получения. Остаточное давление в ацетиленовом баллоне при температуре 20 °С должно быть 0,05–0,1 МПа (0,5–1,0 кгс/см 2). Рабочее давление в наполненном баллоне не должно превышать 1,9 МПа (19 кгс/см 2) при 20 °С.
Для сохранности наполнительной массы нельзя отбирать ацетилен из баллона со скоростью 1700 дм 3 /ч.
Рассмотрим подробнее способ получения ацетилена в генераторе из карбида кальция. Карбид кальция получают путем сплавления кокса и негашеной извести в электрических дуговых печах при температуре 1900–2300 °С, при которой протекает реакция:
Ca + 3C = CaC 2 + CO
Расплавленный карбид кальция сливают из печи в формы-изложницы, где он остывает. Далее его дробят и сортируют на куски размером от 2 до 80 мм. Готовый карбид кальция упаковывают в герметически закрываемые кальция не должно быть более 3 % частиц размером менее 2 мм (пыль). По ГОСТу 1460-81 устанавливаются размеры (грануляция) кусков карбида кальция: 2×8; 8×15; 15×25; 25×80 мм.
При взаимодействии с водой карбид кальция выделяет газообразный ацетилен и образует в остатке гашеную известь, являющуюся отходом.
Реакция разложения карбида кальция водой происходит по схеме:
Из 1 кг химически чистого карбида кальция теоретически можно получить 372 дм 3 (литра) ацетилена. Практически из-за наличия примесей в карбиде кальция выход ацетилена составляет до 280 дм 3 (литров). В среднем для получения 1000 дм 3 (литров) ацетилена расходуется 4,3–4,5 кг карбида кальция.
Карбидная пыль при смачивании водой разлагается почти мгновенно. Карбидную пыль нельзя применять в обычных ацетиленовых генераторах, рассчитанных для работы на кусковом карбиде кальция. Для разложения карбидной пыли применяются генераторы специальной конструкции. Для охлаждения ацетилена при разложении карбида кальция. Применяют также от 5 до 20 дм 3 (литров) воды на 1 кг карбида кальция. Применяют также «сухой» способ разложения карбида кальция. На 1 кг мелко раздробленного карбида кальция в генератор подают 0,2–1 дм 3 (литра) воды. В этом процессе гашения известь получается не в виде жидкого известкового ила, а в виде сухой «пушонки», удаление, транспортировка и утилизация которой значительно упрощается.
Транспортирование и хранение
Технический газообразный ацетилен транспортируют по трубопроводам из стальных бесшовных труб по ГОСТ 8731 и ГОСТ 8734. Давление ацетилена в трубопроводе должно быть не более 0,15 МПа (1,5 кгс/см 2). Окраска трубопроводов – по ГОСТ 14202.
Давление газа в трубопроводе должно измеряться манометром класса точности 2,5 по ГОСТ 8625, на циферблате которого должна стоять надпись «Ацетилен».
Техническим растворенным ацетиленом наполняют стальные баллоны для растворенного ацетилена с пористой массой (активным углем или литой пористой массой) и ацетиленом.
Баллоны должны быть оснащены вентилями специальных типов, предназначенными для ацетиленовых баллонов.
Давление газа в баллоне должно измеряться манометром класса точности не ниже 4 по ГОСТ 8625. Температуру газа в баллоне принимают равной температуре окружающей среды, в которой наполненный баллон должен быть выдержан не менее 8 ч.
При номинальном давлении 1,9 МПа (19,0 кгс/см 2) при 20 °С давление газа в баллоне в интервале температур от минус 5 до плюс 40 °С должно соответствовать указанному в таблице 6.
| Температура газа, °С |
Давление газа в баллоне, МПа (кгс/см 2), не более |
|---|---|
| -5 | 1,34 (13,4) |
| 0 | 1,40 (14,0) |
| +5 | 1,50 (15,0) |
| +10 | 1,65 (16,5) |
| +15 | 1,80 (18,0) |
| +20 | 1,90 (19,0) |
| +25 | 2,15 (21,5) |
| +30 | 2,35 (23,5) |
| +35 | 2,60 (26,0) |
| +40 | 3,00 (30,0) |
Остаточное давление газа в баллоне измеряют манометром класса точности 2,5 диаметром шкалы не менее 100 мм по ГОСТ 8625.
Баллоны от потребителя должны поступать с остаточным давлением, соответствующим указанному в таблице 7.
Растворенный ацетилен в баллонах перевозят всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки опасных грузов, действующими на данном виде транспорта, и правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.
По железной дороге баллоны, наполненные растворенным ацетиленом, транспортируют повагонными и мелкими отправками в крытых вагонах. При транспортировании мелкими отправками колпаки баллонов должны быть опломбированы.
Для механизации погрузочно-разгрузочных работ и укрупнения перевозок автомобильным транспортом баллоны среднего объема помещают в металлические специальные контейнеры.
При транспортировании баллонов малого объема всеми видами транспорта они должны быть дополнительно упакованы в дощатые решетчатые ящики типа VII по ГОСТ 2991. Баллоны должны укладываться в ящики горизонтально, вентилями в одну сторону с обязательными прокладками между баллонами, предохраняющими их от ударов друг о друга.
Баллоны, наполненные ацетиленом, хранят в специальных складских помещениях или на открытых площадках под навесом, защищающим их от атмосферных осадков и прямых солнечных лучей, по группе ОЖ 2 ГОСТ 15150.
Требования безопасности
Ацетилен – взрывоопасный газ. Взрывы ацетилена обладают большой разрушительной силой.
С воздухом образует взрывоопасную смесь с нижним концентрационным пределом воспламенения при атмосферном давлении, приведенным к температуре 25 °С, – 2,5 % (по объему) по ГОСТ 12.1.004-85.
Температура самовоспламенения 335 °С.
Давление самовоспламенения 0,14–0,16 МПа.
При определенных условиях ацетилен реагирует с медью, образуя взрывоопасные соединения, поэтому категорически запрещается при изготовлении ацетиленового обо-рудования применение сплавов, содержащих более 70 % меди.
Давление, образующееся при взрыве ацетилена, зависит от начальных параметров и характера взрыва. Оно может увеличиться примерно в 10-12 раз по сравнению с начальным при взрыве в небольших сосудах и возрасти при детонации чистого ацетилена в 22 раза, а при детонации ацетилено-кислородной смеси в 50 раз.
Технический ацетилен (с примесями) имеет резкий неприятный запах; длительное вдыхание его вызывает тошноту, головокружение и даже отравление. Ацетилен обладает наркотическим действием. Отравление вызывает, главным образом, фосфористый водород, находящийся в карбидном ацетилене.
Газообразный ацетилен легче воздуха и накапливается в высших точках слабо проветриваемых помещений, где возможно образование ацетилено-воздушной смеси.
Производство ацетилена по пожарной опасности относится к категории А, по классам взрывоопасных зон – к классам В1; В1а; В1б; В1г.
Помещения ацетиленового производства должны иметь приточную и вытяжную вентиляцию.
В качестве средств пожаротушения следует использовать сжатый азот, углекислотные огнетушители, асбестовое полотно, песок.
Ацетиленовые баллоны с целью обеспечения их безопасного хранения под высоким давлением заполняют специальной пористой массой. В качестве пористой массы применяют активированный древесный уголь или смесь угля, пемзы и инфузорной земли.
В качестве растворителя для пропитки пористой массы применяют ацетон в котором ацетилен хорошо растворяется.
Поэтому вес пустого ацетиленового баллона на 24 кг больше, чем такого же кислородного баллона.
Растворённый в порах массы ацетилен становится взрывобезопасным и его можно хранить в баллоне под давлением до 30 кгс/см 2 .
В соответствии с ГОСТ 5457 давление растворённого в ацетоне ацетилена в баллоне установлено 19 кгс/см 2 при температуре окружающей среды 20 о С.
При открытии вентиля, ацетилен выделяется из ацетона и в виде газа выходит через редуктор в шланг.
Ацетон остаётся в порах массы и вновь растворяет новее порции ацетилена при наполнении баллона газом.
При отборе ацетилена из баллона вместе с газом уносится 30-40 г ацетона и 20-30 г древесного угля на 1 м 3 ацетилена. Это уменьшает пористую массу баллона с каждым расходом и наполнением баллона газом.
Поэтому периодически пористую массу необходимо проверять (раз в 2 года) и при необходимости пополнять.
Пополнение выполняют только в специальных условия с применением специальных приспособлений (на наполнительных станциях или на испытательных пунктах).
За качество пористой массы и растворителя, за правильность дозировки и за правильность наполнения баллонов ответственность несёт организация, наполняющая баллоны растворителем и пористой массой.
Для определения количества ацетилена в баллоне, баллон взвешивается до наполнения и после наполнения газом.
Разность даёт количество ацетилена в кг. Эта разность по массе умножается на плотность ацетилена 1,09 кг/м 3 при температуре 20 о С.
Порожние ацетиленовые баллоны после изъятия из них ацетилена должны храниться с плотно закрытыми вентилями. Для того чтобы при повышении температуры окружающей среды не выделялся ацетон в помещение, а при понижении температуры не засасывался в баллон окружающий воздух.
Для уменьшения потерь ацетона ацетиленовый баллон в период отбора газа необходимо устанавливать вертикально.
Одного нормально заполненного ацетиленом баллона должно хватать на 3 баллона кислорода. Если это меньше – значит ацетиленовый баллон заполнен не полностью.
Транспортировка
В горизонтальном положении:
А) на автомобиле: баллоны укладывают в пределах высоты борта не более чем в три ряда;
Б) на автокаре: баллоны укладывают в один ряд вентилями в одну сторону – вправо от кабины.
– деревянный брусок с вырезанными под баллоны гнёздами;
– обивка гнёзд войлок, резина или другой мягкий материал;
– колпаки должны быть навёрнуты до отказа, штуцеры заглушены;
– веревочные или резиновые кольца толщиной не менее 25 мм по два кольца на баллон.
В вертикальном положении: в специальных контейнерах.
Допускается перевозить в контейнерах совместно кислородные и ацетиленовые баллоны.
Допускается перевозить пропановые баллоны в вертикальном положении без контейнера обязательно с прокладками между баллонами и ограждением их от падения.
Запрещается перевозить совместно баллоны с разными газами, а также порожние совместно с наполненными.
Изготавливаются из стали марки- 30ХГСА. Резьба горловины баллонов должна изготовляться в соответствии с ГОСТ 9909-81.На вентиле, ввинченом в горловину баллона , должно оставаться 2-5 запасных ниток, установка вентилей должна производится с применением уплотнителя.
Ацетиленовый баллон предназначен для хранения и перевозки ацетилена . Баллон окрашен в белый цвет с надписью «Ацетилен »
красного цвета (ПБ 10-115-96, ГОСТ 949-73), наполнен пористым инертным материалом, который пропитан ацетоном под давлением 1,5-2,5 МПа.
Ацетиленовый баллон 40л, ГОСТ 949-73
Технические характеристики баллона для ацетилена
Диаметр цилиндра,мм 219.
Емкость, л. 40.
Высота,мм 1430.
Вес баллона, кг 90.
Пористость, % 92.
Растворитель ацетон.
Газовбираемость,кг 7,5.
Ацетиленовый баллон 10л, ГОСТ 949-73
Технические характеристики
Диаметр цилиндра,мм 140.
Емкость, л. 10.
Высота,мм 870.
Вес баллона, кг 25.
Пористость, % 92.
Растворитель ацетон.
Газовбираемость,кг 2.
Максимальное давление газа при +20 С, Мпа 2,3.
Ацетиленовый баллон 5л, ГОСТ 949-73
Технические характеристики
Диаметр цилиндра,мм 140.
Емкость, л 5.
Высота,мм 480.
Вес баллона, кг 19,7.
Пористость, % 92.
Растворитель ацетон.
Газовбираемость, кг 0,8.
Максимальное давление газа при +20 С, Мпа 2,3.
Баллоны с ацетиленом предназначаются для использования в качестве горючего газа при газопламенной обработке металлов.
При открытом вентиле происходит выделение газообразного ацетилена , который по шлангу, минуя редуктор, начинает поступать к горелке. Чтобы точно знать, какое количество ацетилена находится в баллоне , каждый раз перед использованием и после него производится взвешивание. Учитывая, что полный весит восемьдесят девять килограмм, а пустой - восемьдесят три, можно вычислить, что при двадцати градусах по Цельсию один кубометр ацетилена имеет вес 1,09 килограмма.
Использование ацетиленовых баллонов при проведении сварочных работ заключается в том, что газ, содержащийся в них, имеет более высокую чистоту и меньшую влажность. Высокое внутреннее давление обеспечивает ровное пламя горелки, что увеличивает производительность работ и обеспечивает их безопасность.
По размеру ацетиленовые баллоны не отличаются от кислородных , однако их вентиль не имеет присоединительной резьбы. Поэтому крепление редуктора осуществляется с помощью специального хомута.
Пористая масса предназначена для заполнения ацетиленовых баллонов. Пористая масса включает уплотненный заполнитель на основе зернистого древесного активированного угля и дополнительно содержит "усы" стекловолоконного материала, преимущественно базальтового стекловолокна. Технический результат - повышение надежности.
Настоящее изобретение относится к области производства, транспортирования и использования баллонного ацетилена и может быть использовано при производстве ацетиленовых баллонов. Ацетилен относится к числу растворимых газов. В числе растворителей наибольшее практическое распространение получил ацетон, заливаемый в баллон с пористой массой, обеспечивающей многократное увеличение активной поверхности растворителя. В качестве пористой массы для заполнения ацетиленовых баллонов применяется очень широкий ряд материалов (см. Миллер С. "Ацетилен, его свойства, получение и применение". Л., 1969 г.), включая волокнистые (шелк, вискоза, кожа, губка, лен, шерсть животных, стеклянная и минеральная вата, асбест), зернистые (кизельгур, древесный уголь, пемза, селикагель, торф, костная мука, пористый бетон, древесные опилки, кирпич и др.), пропитанные и монолитные массы. Основными требованиями к пористым массам является химическая стабильность в контакте со сталью баллона, ацетоном и ацетиленом, высокая пористость и теплопроводность, механическая прочность, газовбираемость и низкая стоимость. Известна волокнистая пористая масса, применяемая в США (см. Welding J., 27, 1948, р. 445), состоящая из асбестового жгута, плотно заполняющего внутреннюю полость баллона. Недостатком такой пористой массы является низкая теплопроводность, активный вынос асбестовой пыли с газовым потоком ацетилена и вредно воздействие асбеста на работающего. Известна литая пористая масса, применяемая АО "Уралтехгаз" (см. ТУ 6-21-38-85 "Баллоны для растворяемого ацетилена с литой пористой массой"), содержащая кварцевый песок, гидрат окиси кальция и асбест, представляющая собой сплошной пористый блок, образующийся при повышенной температуре и давлении в результате гидротермической реакции между окисью кремния и гидратом окиси кальция. Недостатком такой пористой массы является также наличие асбеста, вызывающего опасность легочных заболеваний у работающих, как в процессе производства при наполнении баллонов, так и при эксплуатации. Известна зернистая пористая масса, широко применяемая в ФРГ (Англ. патент 834830, опубл. 1960 г.), содержащая 65% древесного угля (предпочтительно букового или ольхового), 23% кизельгура и 12% основного углекислого магния 4MgCO 3 Mg(OH) 2 5Н 2 О. Такой пористой массе также присущи приведенные выше недостатки, присущие угольсодержащим пористым массам, а именно технологическая сложность наполнения баллонов, предусматривающая засыпку активизированного угля через узкую горловину и последующую утряску его путем свободного опускания (удара) баллона с высоты 0,7 мм на деревянную основу, и нестабильная плотность, вызывающая постоянную усадку в процессе эксплуатации, необходимость ужесточения контроля за показателями плотности и более частое ремонтное пополнение баллона. Известна также пористая масса, разработанная и используемая Шведской фирмой АГА /см. Шведская заявка 2266, НКИ 26 В 44, заявл. 25.03.1925 г. (патент СССР 3994, НКИ 26 В 44, опубл. 30.11.1927 г.)/, "Пористая масса для наполнения сосудов, предназначенных для хранения ацетилена и других газов"), состоящая из круглых или иной формы тел из рыхлого пористого материала, заполняющего промежутки между кусками, при этом тела изготовлены из волокнистого, порошкообразного или зернистого пористого материала, сцементированного связующим веществом и накрытого снаружи пористой же оболочкой, более прочного, чем сердцевина, при этом тела сформированы из кизельгура и связующего вещества с добавками волокнистых материалов для упрочнения, а также добавки волокнистых материалов введены в состав оболочки тел или в виде композитных тел, содержащих внутреннее ядро из древесного угля, одетого оболочкой из кизельгура со связующим материалом, а для заполнения промежутков между этими кусками применен рыхлый кизельгур. Недостатком такой пористой массы является дефицит кизельгура, а также большая технологическая сложность и трудоемкость подготовки тел заполнителя и их низкая механическая прочность, вызывающая усадку и необходимость более частого пополнения баллона древесным углем. В качестве ближайшего прототипа выбрана пористая масса МГ-100 для ацетиленовых баллонов (см. авт. св. СССР 39915, НКИ 26 В 44; 17 д. 3; опубл. 31.11.1934 г. "Пористая масса для ацетиленовых баллонов"), состоящая из уплотненного зернистого заполнителя на основе древесного активированного угля с размером зерна от 1 до 1,5 мм в диаметре при набивной пористости массы около 80% и литровым весом ее около 300 г на 1 л внутреннего объема баллона. Указанному прототипу также присущи недостатки аналогов: низкая механическая прочность зерен основы древесного активированного угля, вызывающая активную усадку при эксплуатации, и необходимость более тщательного контроля за состоянием баллона и более частое ремонтное пополнение баллона зернистым активированным древесным углем. Целью настоящего изобретения является разработка пористой массы для заполнения ацетиленовых баллонов, лишенной недостатков аналогов и прототипа. Указанный технический эффект достигается тем, что известная пористая масса, содержащая уплотненный заполнитель на основе зернистого древесного активированного угля, дополнительно содержит "усы" стекловолоконного материала, например, базальтового стекловолокна, которые хаотически распределяются в объеме заполнителя и образуют армирующий каркас, скрепляющий блок пористой массы внутри баллона. Авторам неизвестны технические решения с указанными в формуле изобретения признаками, направленными на достижение той же цели, что и в заявляемом в качестве изобретения объекте, поэтому предлагаемое техническое решение отвечает критерию "существенные отличия". Введение "усов" стекловолоконных материалов в угольную пористую массу обеспечивает высокую механическую устойчивость против деформаций от механического воздействия, исключает осадку и изменение пористости по сечениям ацетиленового баллона в процессе длительной эксплуатации. Таким образом, предлагаемая пористая масса для заполнения ацетиленовых баллонов обеспечивает следующие преимущества: - высокую химическую стабильность и нетоксичность волокнистых материалов на стеклоподобной основе; - высокую стабильность геометрических размеров размещенного внутри баллона блока, уплотненного и скрепленного пронизывающими "усами" стекловолокна, и, как следствие, стабильность пористости при длительной эксплуатации; - высокую температурную стабильность и механическую прочность и, как следствие, повышенную безопасность эксплуатации ацетиленового баллона; - низкую стоимость (большие природные запасы исходного сырья, высокая производительность стекловолоконного производства) и простоту технологии введения "усов" стекловолокна в пористую массу и в оболочку баллона. На основании вышеизложенного предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает достижение положительного эффекта и обладает критерием "положительный эффект". Использование предлагаемого технического решения не требует дополнительного переоборудования предприятий. Первое промышленное опробование предлагаемого технического решения - "Пористой массы для заполнения ацетиленовых баллонов" будет проведено в 2000 г. на АО "Лентехгаз".
Формула изобретения
Пористая масса для заполнения ацетиленовых баллонов, включающая уплотненный заполнитель на основе зернистого древесного активированного угля, отличающаяся тем, что дополнительно содержит "усы" стекловолоконного материала, преимущественно базальтового стекловолокна.