Для ведения газовой сварки уже давно применяется горение смеси ацетилена и кислорода. Если с получением и хранением кислорода практически не возникает никаких проблем, то с ацетиленом ситуация несколько иная. Получение, а также хранение ацетилена в баллонах должно осуществляться в соответствии с определенными требованиями, связанными с взрывоопасностью газа.

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.

Требования к проверкам баллонов.

Хранить ацетилен можно только в баллонах, которые проходят постоянное техническое обслуживание и периодическую тарировку. Ацетиленовые баллоны проходят следующие виды проверок:

Хранение ацетилена в баллонах.

В связи с тем, что ацетиленовые баллоны чувствительны к нагреву, в том числе и под воздействием солнечного света, существует ряд требований при хранении и транспортировке.

• Баллоны можно хранить в горизонтальном положении, при этом вентили должны быть несколько выше основания баллона.
• Расстояние от места складирования до отопительных приборов должно быть более 1 метра.
• Установка баллонов с ацетиленом без соответствующего закрепления запрещена.
• Хранить баллоны можно в специальных конструкциях — клетках, рассчитанных на 20 штук.
• В помещениях для хранения ацетилена запрещено размещение любых горючих и взрывоопасных материалов.
• При перевозке баллонов необходимо их накрывать соответствующими материалами, предохраняющими от попадания прямых солнечных лучей.
• При выполнении сварочных работ газовый баллон должен находиться не ближе чем в 5метрах от места их ведения. При этом подача газа осуществляется по специальным шлангам или стальным трубопроводам. Применение медных труб для этих целей запрещено.

Применение ацетилена.

Не смотря на потенциальную опасность и на более дорогую стоимость ацетилена (по сравнению с пропаном), он является незаменимым при выполнении многих видов сварочных работ. Это объясняется тем, что при горении смеси ацетилена и кислорода появляется возможность достичь значительной температуры пламени, до 3150 градусов. Данная температура, при большой скорости сгорания смеси позволяет вести сварку, резку, в том числе и достаточно тугоплавких материалов.

Именно это делает ацетилен незаменимым газом в сварочном деле, который при соблюдении всех вышеперечисленных требований можно применять без создания опасных ситуаций. Стоит отметить, что применение современных баллонов гораздо удобней и безопасней чем использование ацетиленовых генераторов.

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.

Ацетилен - бесцветный горючий газ C 2 H 2 с атомной массой 26,04, немного легче воздуха. Обладает резким запахом.

В промышленности ацетилен обычно получают из карбида кальция (CaC 2) 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.

Таблица. Характеристики марок технического ацетилена (ГОСТ 5457-75), используемого при сварке и резке.

Баллоны заполнены пористой массой, пропитанной ацетоном. Ацетилен хорошо растворяется а ацетоне: при нормальной температуре и давлении в 1 л ацетона растворяется 23 л ацетилена (в 1 л бензина растворяется 5,7 л ацетилена, в 1 л воды - 1,15 л ацетилена). Пористая масса выполняет следующие функции:

• повышает безопасность при работе с баллоном - за счет пористой массы общий объем ацетилена разделен на отдельные ячейки; таким образом, вероятность распространения общего фронта горения и взрыва значительно уменьшается;
• позволяет повысить количество ацетилена в баллоне, ускорить процесс его растворения при заполнении баллона и выделении при отборе газа - поскольку при использовании пористой массы, пропитанной ацетоном, обеспечивается большая поверхность взаимного контакта между газом и ацетоном.

В качестве пористых масс могут применяться активированный уголь, пемза, волокнистый асбест.

Таблица. Допустимое давление газа в баллоне в зависимости от температуры (при номинальном давлении 1,9 МПа / +20°С) (ГОСТ 5457-75)

Таблица. Остаточное давление газа в баллоне, поступающем от потребителя (ГОСТ 5457-75)

40-литровые баллоны с максимальным давлением газа 1,9 МПа при температуре 20°С обычно заполняют 5-5,8 кг ацетилена (4,6-5,3 м 3 газа при температуре 20°С и давлении 760 мм рт. ст.). Масса ацетилена в баллоне определяется по разности масс баллона до и после наполнения газом. Объем ацетилена равен отношению его массы и плотности. Так, объем 5,5 кг ацетилена при температуре 20°С и давлении 760 мм рт. ст. составляет 5,5/1,09 = 5,05 м 3 .

Таблица. Сравнительные характеристики ацетилена, пропана и метилацетилен-алленовой фракции (МАФ)

Газ в баллонах, в том числе и ацетилен, хранится под давлением, значительно превышающим необходимое для его рабочего применения. Кроме того, давление газа в емкости снижается по мере его использования и повышается при росте температуры.

С целью понижения давления до рабочих значений и поддержания его на заданном уровне используют газовые редукторы, от латинского Reductio – «возвращать назад». Редукторы для ацетилена принципиально отличаются по своей конструкции от других газовых редукторов. Это связано с высокой химической активностью ацетилена и взрывоопасностью как самого газа, так и его соединений.

Ацетиленовый редуктор устройство и принцип работы

Принцип работы и устройство ацетиленового редуктора БАО 5-5 мало чем отличается от типового газового редуктора.

Устройство состоит из:

• Подводящей трубы с разъемом, подключаемой к источнику газа: баллону или газопроводу.
• Корпуса, содержащего механизм редуктора.
• Манометра высокого давления, показывающего давление в источнике газа.
• Манометра низкого давления, показывающего давление на выходе редуктора.
• Отводящей трубы с разъемом, к которому подключается потребитель газа.
• Предохранительного клапана для стравливания газа в атмосферу при превышении предельного значения.

Механизм редуктора, в свою очередь, состоит из мембраны, поршня, регулировочного винта, рабочей и возвратной пружин, а также различных прокладок, уплотнений и крепежа.

Принцип действия заключается в следующем: после присоединения к вентилю и открытия клапана подаваемый ацетилен поступает в корпус редуктора и продолжает поступать до тех пор, пока давление его не сравняется с силой сопротивления прижимной пружины. Пружина толкает поршень, и он закрывает клапан, прекращая поступление газа из резервуара. По ходу расходования газа давление его в редукторе снижается, и клапан снова открывается. Этот цикл повторяется многократно в ходе работы газового оборудования.

Принципиальные особенности конструкции ацетиленового редуктора

Присоединение к емкости осуществляется не резьбовой гайкой, а специальным обжимным хомутом.

Это сделано по причине того, что клапан ацетиленового баллона всегда делают стальным. Применение меди и ее сплавов при контакте с ацетиленом могло бы привести к образованию чрезвычайно взрывоопасных соединений-ацетиленида меди. Ввиду этого сосуды для ацетилена изготавливают полностью из стали, инертной к действию газа. Резьбовые соединения со временем разнашиваются от многократного использования, наружный диаметр резьбового штуцера уменьшается, а внутренний диаметр накидной гайки растет. Таким образом, возникает зазор, через который ацетилен просачивается в окружающую среду. Это может привести к взрыву и пожару.

Особенности строения ацетиленового редуктора БАО 5-5

Регулировка хомута осуществляется следующим способом. В корпусе редуктора предусмотрен паз, действующий как ключ для точного позиционирования хомута относительно вентиля. Регулировочный вин осуществляет надежный прижим хомута к корпусу.

Редуктор приспособлен к работе со стандартными ацетиленовыми емкостями с давлением до 3 Мпа и дает возможность регулировать рабочее давление в диапазоне, оптимальном для работы ацетиленовых резаков и сварочных горелок, от 0 до 0,15 Мпа.

Требования к материалам

Материалы, применяемые в производстве ацетиленовых редукторов, должны отвечать следующим требованиям:

• Перепад рабочих температур -70+70˚С.
• Устойчивость к ударам.
• Прочность и износостойкость.

Ввиду повышенной химической активности и пожароопасности ацетилена, для изготовления деталей редукторов, контактирующих с газом, запрещено использовать медь и ее сплавы с долей меди более 65%, серебро, магний и цинк.

Материалы, используемые в качестве прокладок и лубрикантов, не должны реагировать с ацетоном и диметилфорамидом.

Корпус редуктора изготавливают из стали, силумина или полиамида. Пружины, штоки и тарелки клапанов делают стальными.

Для снижения вероятности взрыва корпус сосуда заполняют специальным пористым наполнителем. Наиболее широко используемые материалы для наполнителя — это активированный уголь.

Преимущества ацетиленового редуктора БАО 5-1,5

Основными преимуществами редуктора ацетиленового БАО 5-1,5 являются:

• Усовершенствованный дизайн, позволяющий точнее задавать рабочее давление.
• Надежная крышка.
• Универсальный разъем для подключения шлангов диаметром 6,3 или 9 мм.
• Увеличенный размер мембраны позволяет точнее регулировать давление.
• Прочный корпус.
• Эргономичное колесико регулировки.
• Поддержка размеров подключения согласно российским стандартам.

В дополнение к этому производитель предлагает двухлетние гарантийные обязательства и сервисную поддержку на территории РФ

Назначение ацетиленового редуктора БАО 5-1,5

Редуктор ацетиленовый БАО 5-1,5 предназначен для снижения и стабилизации давления газа, используемого в специальных ацетиленовых баллонах для работы ацетиленовых резаков и сварочных горелок.

Редуктор предназначен для подключения к стандартным ацетиленовым емкостям методом хомутового соединения.

Технические характеристики газового редуктора БАО 5-1,5

Ацетиленовый редуктор БАО 5-1,5 обладает следующими техническими характеристиками:

• Давление на входе 2,5 МПа.
• Рабочее давление 15 МПа.
• Расход газа до 5 куб. м. в час.
• Разъем со стороны баллона: специальный хомут.
• Рабочий разъем: Резьбовая гайка на 16 шаг 1,5 + ниппель Ø 6,3/9,0 мм.
• Вес: 880 г.

Меры безопасности при работе с газовым редуктором БАО 5 1 5

Ацетилен — исключительный по своим рабочим качествам материал. Он позволяет достигнуть температур до 3300 °С, что делает возможной сварку и обработку самых тугоплавких металлов и сплавов. Удельная тепловая энергия ацетилена вдвое выше, чем у тринитротолуола, что делает его чрезвычайно опасным в обращении веществом, способным привести при неправильном обращении к тяжелым травмам, гибели людей и масштабным разрушениям.

Для понимания и сознательного выполнения мер предосторожности при обращении с ацетиленовыми устройствами необходимо осознать основные факторы опасности. Газ воспламеняется и взрывается при следующих условиях:

• Синхронный рост температуры до 480 °С и давления-до 0,15 МПа приводит к взрыву.
• Повышение концентрации газа в воздухе свыше 2,2 %.. К взрыву может привести контакт с огнем или простое искрение.
• Повышение температуры свыше 300°С может вызвать самовоспламенение
• Недопустим контакт с красной медью или с серебром — соединения ацетилена с этими элементами крайне взрывоопасны.
• При вступлении газа в реакцию с водой и с водосодержащими жидкостями образуется чрезвычайно взрывоопасный осадок в виде инея или кристалликов льда.

При обращении с ацетиленом обязательно требуется:

• Следить за предельной концентрацией газа в воздухе- 0,46% Для этого используют газоанализатор. Ацетилен вреден для здоровья и может вызвать тяжелое отравление с головокружением и рвотой задолго до взрыва, наступающего при концентрации в 2%.
• Баллон располагать строго горизонтально и надежно закреплять его.
• Не размещать емкость рядом с источниками тепла и тем более — открытого огня.
• Не допускать нагрева стенок сосуда свыше 50°С.
• Избегать контакта с материалами, оборудованием и проводкой, имеющей в своем составе медь или серебро.
• Следить за исправностью инструмента и проводки во избежание возникновения искрения.
• Постоянно прислушиваться и принюхиваться, что позволит своевременно обнаружить начавшуюся утечку газа.
• Перед началом работы осмотреть редуктор, корпус и вентиль баллона, а также шланги на предмет отсутствия повреждений. Эксплуатация оборудования, имеющего трещины, вмятины, разрывы или следы ударов, категорически запрещена.
• По окончании работы надежно закрыть все вентили.

В случае обнаружения перегрева емкости или утечки газа необходимо немедленно закрыть вентиль и вынести сосуд из помещения. Если это не удалось, необходимо немедленно вывести весь персонал из опасной зоны и вызвать МЧС.

Ацетиленовые баллоны

Ацетиленовый баллон – это сосуд высокого давления, специально предназначенный для хранения, перевозки и подачи ацетилена. Использовать для ацетилена другие сосуды или закачивать в ацетиленовые емкости другие газы категорически недопустимо исходя из соображений безопасности.

Вентиль ацетиленового баллона специально сконструирован таким образом, что присоединение к нему других редукторов или других устройств невозможно.

Устройство ацетиленовых баллонов

Ацетиленовый сосуд делается из бесшовных труб высокого давления. На горловине предусмотрена резьба для крепления защитного колпака.

Рабочие емкости для ацетилена в обязательном порядке окрашивается в черный цвет с обязательной надписью белыми буквами «Ацетилен». Баллоны для перевозки и хранения должны быть окрашены в белый цвет с надписью «Ацетилен», выполненной черными буквами. На каждом баллоне в месте соединения цилиндрической части с шарообразной должно быть оставлено неокрашенное место, на которое наносится маркировка.

Маркировка обязательно должна отражать тип баллона, его вместимость, вид газа, для которого он предназначен. Должно также быть указано предельное давление газа и дата поверки баллона на соответствие требованиям технической безопасности. Емкости с просроченной датой очередной плановой поверки к эксплуатации не допускаются.

Чтобы снизить опасность работы с ацетиленом, их заполняют специальным пористым веществом — сепаратором. Это вещество разделяет ацетилен на малые не связанные друг с другом объемы и снижает возможность одновременного скачкообразного прогрева всей массы ацетилена, что чревато его взрывом. Кроме того, пористая масса предотвращает обратный удар пламени.

Чаще всего для заполнения используют пемзу, активированный уголь, волокнистый асбест или полимерное пористое вещество ЛПМ. Пористую массу пропитывают техническим ацетоном, который, будучи растворителем для ацетилена, существенно улучшает способность пористой массы вбирать в себя газ.

Вентиль ацетиленового баллона

Вентиль ацетиленового баллона согласно техническим условиям допускается снабжать либо мембранным, либо эбонитовым уплотнителем.

Эксплуатация баллонов с ацетиленом

В зависимости от вида наполнителя в емкости требуется заливать разное количество ацетона. Для угольного – 5 кг и для ЛПМ — 7 кг соответственно. Вследствие этого не рекомендуется одновременно размещать на наполнительном устройстве сосуды с разным типом наполнителя во избежание перетекания ацетона из одних баллонов в другие.

В баллонах, подаваемых на заполнение, давление оставшегося газа должно быть менее 0,01 МПа

Все баллоны подлежат периодическому освидетельствованию раз в 5 лет.

Перед началом эксплуатации баллон необходимо осмотреть на предмет отсутствия повреждений корпуса и вентиля.

Хранение баллонов с ацетиленом

Принимая во внимание исключительную взрывоопасность ацетилена, необходимо соблюдать следующие правила хранения и перевозки баллонов:

• Допускается хранение в горизонтальном положении, вентили должны быть выше, чем дно баллона.
• От места хранения до ближайших отопительных приборов или другого источника тепла должно быть не менее 1 метра.
• Баллоны должны быть в обязательном порядке надежно закреплены.
• Ацетилен должен храниться в помещении, в котором отсутствуют другие горючие и взрывоопасные вещества.
• Недопустимо попадание прямого солнечного света, в том числе во время перевозки. В этом случае следует накрывать баллоны светонепроницаемым чехлом.

Соблюдение правил обращения с ацетиленом позволит сохранить здоровье и жизнь людей, а также материальные ценности.