Питание постов газовой сварки и резки ацетиленом непосредственно от генераторов связано с рядом неудобств (замерзание воды при работе зимой, большой расход воды, большое количество отходов, повышенная взрывоопасность).
Поэтому в настоящее время общепризнано, что использование ацетилена от баллона более прогрессивно, чем питание от генератора. Ацетилен в баллонах имеет значительно меньшее количество вредных примесей и паров воды.
Ацетиленовые баллоны (ГОСТ 5948-51) изготавливаются из бесшовных труб с толщиной стенки 7-8 мм. Вес оболочки баллона емкостью 40 л составляет в среднем 65 кг, а вес заряженного баллона 82-85/ст.
ВНИИ автогеном разработана конструкция облегченного сварного ацетиленового баллона БАС-1-58. Он изготавливается из низколегированной стали толщиной" 4 мм, водяной емкостью в 60 л. Вес снаряженного баллона равен 70-71 кг.
Давление ацетилена в баллоне в зависимости от температуры приведено ниже.
Температура в ° С -10 -5 0 +5 +10 ЗШ| +20 +25 +40
Давление в атм. 7 8 9 10,5 12 14 16 18 25
В процессе эксплуатации баллоны испытывают через каждые пять лет азотом при давлении 30ати.
Ацетиленовые баллоны окрашиваются в белый цвет и имеют надпись «Ацетилен» красными буквами.
Внутри ацетиленовый баллон заполнен специальной высокопористой массой, пропитанной ацетоном, в котором хорошо растворяется ацетилен. При хранении ацетилена в узких каналах пористой массы можно повышать давление ацетилена в баллоне до 15- 16 ат, не опасаясь его взрыва. Растворение ацетилена в ацетоне делается с целью увеличения количества ацетилена, вмещающегося в баллоне. Ацетон - жидкость, хорошо растворяющая ацетилен. Один объем ацетона при давлении в одну атмосферу и комнатной температуре растворяет 23 объема ацетилена.
В качества пористой массы применяется березовый активизированный уголь. Состояние пористой массы в баллоне проверяется заводом-наполнителем ежегодно.
При открывании вентиля баллона ацетилен выделяется из ацетона в виде газа и поступает через редуктор и шланг в горелку. Ацетон остается в порах массы и растворяет новые порции ацетилена при последующих наполнениях. Потери ацетона составляют 40-50 г на 1 м3 и происходят за счет уноса паров ацетона вместе с газообразным ацетиленом. Для уменьшения потерь ацетона необходимо ацетиленовые баллоны во время работы держать в вертикальном положении.
При расходе ацетилена свыше 1500 л/ч следует соединять несколько ацетиленовых баллонов. Газ из баллона можно расходовать до остаточного давления не ниже следующих значений:
Температура в ° С......ниже 0° от 0 до +15° от +15 до + 25°от+25 до +35°
Остаточное давление в кг/см2 .0,5 1 2
При меньших давлениях наблюдается значительный vhoc ацетона с ацетиленом.
Чтобы определить количество ацетилена в баллоне, нужно емкость баллона в литрах умножить на давление газа в атмосферах и на коэффициент 9,2, который учитывает растворимость ацетилена в ацетоне. Например, если емкость баллона 40 л, давление ацетилена 15ат, то количество ацетилена, находящееся в баллоне, будет равно 40 X 15 X 9,2 = 5520 л.
Устройство вентиля ацетиленового баллона
Вентиль ацетиленового баллона изготовляется из стали. Применение стали здесь безопасно, а применение меди и ее сплавов, содержащих свыше 70% меди, не допускается, так как ацетилен с медью может образовать взрывчатую ацетиленистую медь. Открытие и закрытие вентиля производится торцовым ключом, надеваемым на квадратную головку шпинделя. Вентиль не имеет штуцера. Редуктор присоединяется с помощью специального хомута с прижимным болтом.
Правила эксплуатации баллонов. Перевозка баллонов на большие расстояния должна производиться на рессорных транспортных средствах. Запрещается перевозить вместе баллоны с кислородом и с горючими газами. При перевозке баллоны должны укладываться вентилями в одну сторону и опираться на специальные деревянные прокладки с вырезами, препятствующими перекатыванию баллонов и удару друг о друга.
Баллоны со сжиженными газами перевозятся в вертикальном положении вентилем кверху.
Запрещается грузить баллоны на автомашины и прицепной транспорт при наличии в кузове грязи, мусора и следов масла.
Совместная транспортировка наполненных и порожних кислородных и ацетиленовых баллонов на всех видах транспорта запрещается. Допускается транспортировка двух баллонов на специальной ручной тележке.
В летнее время наполненные баллоны должны быть защищены от нагрева солнечными лучами. Колпаки на баллонах должны быть навернуты до отказа.
Погрузку и выгрузку баллонов следует делать осторожно, не допуская ударов, толчков, падений. Перемещение баллонов из одного помещения в другое должно производиться на специальных тележках или носилках, где баллон плотно закрепляется цепью или хомутом.
Перемещение баллонов с места на место в пределах одного помещения на небольшое расстояние разрешается производить путем кантовки.
Наполненные баллоны хранятся в специальных помещениях. При необходимости хранить баллоны на открытом воздухе, например в полевых условиях, их надо предохранять от воздействия осадков и солнечных лучей, устраивая деревянные или брезентовые навесы.
На рабочем месте баллоны во избежание их падения должны быть прочно закреплены в вертикальном положении, а также должны иметься навесы, предохраняющие от попадания на баллоны масла (например, с мостового крана).
При выполнении монтажных работ на строительных площадках кислородные баллоны можно располагать в горизонтальном положении на специально приспособленных носилках. Баллоны должны располагаться на расстоянии не менее 1 м от приборов отопления и не менее 5 м от очагов с открытым пламенем.
Хранение баллонов с газами - заменителями ацетилена - на рабочих местах по окончании работы запрещается. Баллоны должны храниться в специальной кладовой.
Запрещается снимать колпак с баллона ударами молотка, с помощью зубила или другими средствами, способными образовать искру. Если колпак не отвертывается, баллон должен быть отправлен заводу (цеху) наполнителю.
При работе в помещении необходимо тщательно следить за герметичностью баллонов.
При обнаружении вытекания газа баллон удаляют в безопасное место и, если невозможно перекрыть вентиль, оставляют под наблюдением до полного выхода газа.
При обнаружении утечки горючих газов из баллона в помещение работы с открытым огнем должны быть немедленно приостановлены. Работы могут возобновляться только после устранения баллонов и тщательного проветривания помещения.
Если обнаружится пропуск газа через сальник, подтягивание сальниковой гайки должно производиться только ключом после закрытия вентиля баллону.
Эксплуатация баллона с вентилем, пропускающим газ, запрещается.
В тех случаях, когда из-за неисправности баллонов газ не может быть использован, баллон подлежит отправке заводу (цеху) наполнителю с надписью мелом «Осторожно-полный».
Для открывания вентиля ацетиленового баллона должен иметься специальный торцовый ключ.
Во время работы этот ключ все время должен находиться на шпинделе вентиля баллона. Использование обычных гаечных ключей запрещается.
При замерзании вентиля кислородного баллона обогрев следует производить с помощью чистой горячей воды или пара. Обычно вентиль отогревают, обкладывая верхнюю сферическую часть баллона и самый вентиль ветошью, смоченной в горячей воде. При этом необходимо следить, чтобы ветошь не была замаслена и к ней не пристали тлеющие угольки.
Нельзя отогревать вентиль пламенем горелки или разогретым металлом.
В цехах с числом сварочных постов до 10 допускается на каждом рабочем месте иметь не более двух кислородных баллонов и двух с горючим газом. При большом числе постов питание газом должно осуществляться централизованно от рампы. Нельзя допускать загрязнения баллонов и особенно запорных вентилей маслом или жиром. На складе баллонов и местах производства работ должны быть огнетушители и ящики с песком на случай пожара. При возникновении пожара «необходимо немедленно удалить баллоны в безопасное место (в первую очередь наполненные).
Причины взрыва баллонов
Кислородные баллоны могут взорваться по следующим причинам:
1) при попадании в баллон или на его штуцер масла или жира;
2) при наличии в кислородном баллоне какого-либо горючего газа (перед наполнением кислородом баллон был использован под горючий газ);
3) при слишком большом отборе газа; при этом газ, проходя с большой скоростью через вентиль, может наэлектризовать горловину баллона и тогда возможно появление искры. Особенно часто это явление наблюдается в процессе резки и когда баллон стоит на материале, изолирующем его от земли;
4) при давлении газа в баллоне выше допустимого (давление может повыситься из-за нагрева баллона солнечными лучами или другим источником тепла);
5) при недоброкачественности материала, т. е. уменьшении толщины вследствие коррозии металла баллона; при транспортировке в зимнее время может быть значительное понижение пластичности стали, и тогда при ударах по баллону металл может разрушиться.
6) когда вентиль и горловина испачканы карбидом кальция.
При пропуске кислорода под колпаком образуется взрывоопасная смесь кислорода и ацетилена.
Ацетиленовые баллоны могут взорваться по следующим причинам:
1) при резких толчках и ударах, приводящих к разрушению металла баллона или, как правило, к оседанию пористой массы с образованием в ней пустот. Оседание массы, в свою очередь, способствует увеличению объема полого пространства в верхней части баллона. Если объем полого пространства будет превышать 75- 150 сл3, то ацетилен, выделяясь в это пространство и находясь в нем под высоким давлением, становится взрывоопасным;
2) при сильном нагреве (свыше 30-40° С), который уменьшает растворимость ацетилена в ацетоне, вследствие чего повышается его давление;
3) при не плотности соединения вентиля с редуктором, в результате чего ацетилен может выходить в атмосферу, создавая опасность взрыва ацетилено-воздушной смеси в помещении и, как следствие, ацетиленового баллона.
Техническая характеристика ацетиленового баллона
Баллоны для ацетилена отличаются от кислородных своим корпусом и вентилем. Но оба баллона, как ацетиленовый, так и кислородный, имеют подставку (башмак) и предохранительный клапан. Перед началом заправки баллона ацетиленом его подвергают испытаниям каждые 5 лет. Испытывают баллоны в специальных водяных ваннах посредством нагнетания в них давления 3000 кПа. Это давление создается азотом, которым наполняют баллоны. Если баллон прошел испытание, на нем выбивают соответствующее клеймо.
Ацетилен особо взрывоопасен в свободном состоянии. Поэтому ацетилен разбивают на мельчайшие частицы, растворяя его в ацетоне. Это делается для того, чтобы в баллон можно было заправить значительное количество ацетилена.
Растворенный в ацетоне ацетилен становится невзрывоопасным и при давлении 1900 кПа.
При расходе газа не более 1700 дм 3 /час рекомендуется сохранять вертикальное положение баллона и оставлять остаточное давление. Это поможет уменьшить потери ацетона при расходе ацетилена. Ацетиленовые баллоны окрашивают в белый цвет, а надпись «АЦЕТИЛЕН» наносят красной краской.
Устройство вентиля ацетиленового баллона
Вентиль ацетиленового баллона существенно отличается от других вентилей, в том числе и от кислородного.
Корпус ацетиленового вентиля и другие его детали выполнены из стали. В отличие от кислородного вентиля он не имеет маховичка и штуцера. Из-за отсутствия штуцера, присоединение редуктора к баллону производят с помощью хомута. У ацетиленового вентиля имеется шпиндель квадратной формы. Этим шпинделем открывают и закрывают баллон при помощи специального торцевого ключа, прорезь которого повторяет форму шпинделя.
\i>Техническая характеристика кислородного баллона
При работе с баллонами следует соблюдать правила эксплуатации во избежание несчастных случаев. Несоблюдение правил приводит к взрывам. Следует быть предельно аккуратным, так как давление в баллонах очень высокое, а кислород, находящийся в баллоне, очень активен при своем взаимодействии с органическими веществами. Баллонам не желательно воздействие как чрезмерно высоких, так и чрезмерно низких температур. Баллон при низких температурах становится хрупким, а при высокой температуре возможно повышение давления газа в баллоне. В стенках баллонов не должно быть дефектов (трещины, выбоины и т.д.).
Баллоны с техническим кислородом окрашивают в голубой цвет, а надпись «КИСЛОРОД» производят черной краской. Нижняя часть баллона имеет подставку (башмак). На верхнюю часть (горловину) навинчивается предохранительный колпак. Колпак навинчивается на выступ с наружной резьбой. Колпак предохраняет вентиль от механических повреждений при транспортировке. Давление кислорода в баллонах для сварки - 15000 кПа. Температура воздуха в помещении, где баллоны наполняют кислородом, влияет на фактическое давление при наполнении. Газовый объем баллонов зависит от давления наполнения и их водяного объема. Если баллон имеет давление 15000 кПа на манометре, а водяной объем его 40 дм 3 , при температуре окружающей среды 20°С, то в него вмещается около 6 м 3 кислорода. Масса кислородного баллона без башмака и предохранительного колпака равна примерно 60 кг. Диаметр баллона 219 мм, толщина его стенки 6,8 мм, высота 1370 мм (при отсутствии на нем вентиля).
Редукторы, используемые с баллонами газовой сварки
Редукторы - это устройства, автоматически поддерживающие давление независимо от расхода газа. Редукторы окрашиваются теми же цветами, что и баллоны, для которых они предназначены (кислородный редуктор, ацетиленовый редуктор). Как и любой механизм, редукторы имеют свои рабочие характеристики:
Это основные характеристики. В зависимости от выполняемых работ редукторы подбирают по пропускной способности и по величине рабочего давления. В свою очередь пропускная способность неразрывно связана с величиной рабочего давления, размерами выходного штуцера, сечением отверстия в седле штуцера. Если расход газа резко прекращен, то в камере редуктора происходит перепад давления. Это значит, что величина рабочего давления изменена. При большом перепаде давления возможен разрыв шланга горелки, либо разрыв редукторной мембрамы. Для редукторов есть предельно допустимые температурные интервалы, при которых они должны нормально работать:
Присоединяют редукторы при помощи накидных хомута или шайбы.
Одноступенчатый редуктор (обратного действия).
Схема работы одноступенчатого редуктора.
При открытом вентиле, газ из баллона через штуцер поступает в камеру высокого давления. После того, как регулировочный винт открыт, газ поступает в камеру низкого давления, из которой потом - по шлангам в горелку.
Двухступенчатый редуктор.
Схема его работы разделена на два положения. В первом регулировочная пружина не меняет своего расположения. В результате этого в промежуточной камере уста- , новленное давление меньше, чем в баллоне. Во втором положении рабочее давление регулируют как на одноступенчатых редукторах.
Поддерживаемое двухступенчатым редуктором рабочее давление более точное, чем давление, поддерживаемое одноступенчатым редуктором.
Классификация редукторов
Горелки, применяемые при газовой сварке
Смешение газа в правильных соотношениях, получение нужной формы пламени, его мощности - все это обеспечивает горелка. Так же горелка обеспечивает подачу смеси для образования пламени, позволяет регулировать состав горючей смеси. Если вы приобретаете ацетилено-кислородную сварочную установку, то приобретите и набор сменных наконечников и мундштуков, предназначенных для сварки металлов различной толщины. Ведь продолжительность работы баллонов зависит не только от их объема, но и от диаметра проходного отверстия мундштука. Горелка может применяться для пайки при высоких температурах. Занимаясь сварочными работами, всегда необходимо одевать перчатки, рабочую обувь, рабочую одежду (рукава на спецовке без отворотов и манжетов). Лицо защищают защитными очками, маской. На голову желательно одевать головной убор из огнестойкого материала. Все эти меры предосторожности необходимо выполнять ввиду того, что при сварке на кожу могут попасть капли расплавленного металла, окалина. Горючие вещества не должны присутствовать вблизи проводимых работ. Помещение должно быть хорошо проветриваемое от токсического дыма, выделяющегося при сварке.
Инжекторная горелка (рис. 88 а). Универсальная инжекторная горелка ГС-53 используется для сварки металлов толщиной от 0,5 до 3,0 мм. К горелке припаиваются сменные наконечники. Работа этими наконечниками осуществляется при давлении ацетилена свыше 1,0 кПа и кислорода 100-400 кПа. Для пайки тонких металлов черных и цветных, используют инжекторную горелку ГСМ-53 малой мощности. Ее применяют еще для сварки малоуглеродистой стали 0,2-0,4 мм.
Рис. 88 Сварочные горелки:
1 - подача кислорода; 2 - подача горючсЙ смеси; 3 - корпус горелки; 4 - смесительная камера; 5 - вентиль; 6 - инжектор; 7 - наконечник; 8 - мундштук
Система работы инжекторной горелки. Для зажигания пламени открывают вентиль 1. Кислород идет под давлением от 50 до 400 кПа (в зависимости от типа горелки). При открытии вентиля кислород с большой скоростью проходит через трубку 2 и осевой канал инжектора, выходит в смесительную камеру, создавая разрежение в канале. Горючее подсасывается (инжектируется) под малым давлением в корпус горелки. Далее попадает в смесительную камеру, проходя снаружи инжектора.
Состав горючей смеси, образовавшейся в смесительной камере, регулируют вентилями горелки. Далее горючая смесь выходит через мундштук и поджигается. Безынжекторная горелка (рис. 88 б).
Принцип работы безынжекторной горелки тот же. Отличие лишь в том, что горючая смесь из смесительной камеры поступает на выход из мундштука. Эта горелка поддерживает постоянство горючей смеси. Давление кислорода и ацетилена должно быть равным в пределах 10-100 кПа при работе с такой горелкой.
Для горелки ГС-53
Для горелки ГСМ-53
Шланги (рукава) для газосварочного оборудования
Рукава соединяют баллоны и горелку. Изготавливают рукава из резино-тканевых материалов. Рукава делят на три класса: Класс рукавов 1, 2, 3.
Горючие вещества, используемые при сварке Пропан, бутан, ацетилен, природный газ. Бензин, керосин. Их смеси. Кислород.
Рукава с диаметром 9 мм и 6,3 мм наиболее используемые из всех остальных. Если длина отрезка рукава 3,0 метра недостаточна, то наращивание длины осуществляется посредством двустороннего латунного ниппеля, места стыков рукавов, на котором закрепляют винтовыми хомутами. Выше написанное применимо для рукавов 1-го и 3-го классов. Рукава 2-го класса не наращиваются латунными ниппелями и хомутами. Присоединять к аппаратуре посредством ниппелей тоже запрещено. В местах соединения возможна утечка. Рукава 2-го класса сделаны из бензостойкой резины. Их применяют при работе с сжиженными газами.
Герметичность всех трех классов испытывают давлением, превышающим рабочее в 2 раза.
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.
Ацетилен – это быстродействующий горючий газ, при сгорании которого образуется температура около 3000°C. Для получения данного вещества используется природный газ. Смесь самого ацетилена кислородом часто задействуют при газовой сварке. Благодаря данному варианту удается эффективно выполнять и резку металлов.
Ацетилен представляет собой ненасыщенный углеводород. Такой бесцветный газ открыл англичанин Э. Деви в начале XIX столетия. Синтезированием вещества занялся француз М. Бертло уже в конце XIX столетия. Согласно последним данным этот углеводород был обнаружен на Нептуне и Уране.
Стоит отметить, что при определенных условиях ацетилен становится взрывоопасным:
Известно, что при взрыве 1 кг вещества количество выделяемого тепла превышает в 1,5–2 раза количество тепла, которое бы возникло при использовании тротила или нитроглицерина.
Как уже упоминалось ранее, такое соединение имеет повышенную реакционную способность. Соответственно с его помощью выполняется синтез различных материалов. Это может быть каучук, этиловый спирт, технический углерод и т. д. Также ацетилен задействуют в процессе производства взрывчатых веществ, ракетных двигателей и световой техники.
Ранее уже упоминался тот факт, что при сжигании вещества образуется значительное количество тепла. Именно по этой причине ацетилен нередко используют в процессе резки и сварки различных металлов. Главным конкурентом ацетилена в этой области выступает пропан-бутан. Последняя разновидность газа стоит дешевле, но она выдает незначительную температуру горения.
Для снабжения газом в процессе сварки могут использоваться баллоны или генераторы. Более предпочтительным считается первый вариант. Оптимальным изделием признаны стандартные баллоны, рассчитанные на 40 л. Они выкрашены в белый цвет. При этом на поверхности красным цветом написано «Ацетилен».
Стоит отметить, что для газопламенной обработки подойдет только растворенный и газообразный технический ацетилен. Сам баллон внутри заполнен особой пористой массой
, предварительно пропитанной ацетоном. Подобный слой выполняет 2 важные функции.
В роли пористой массы обычно выступает активированный уголь и волокнистый асбест. Также допускается применение пемзы.
Чтобы использование этого горючего газа не привело к печальным последствиям, необходимо помнить о мерах безопасности.
Для хранения и транспортировки ацетилена подойдут не все баллоны. Такое оборудование должно иметь специальный слой пористой массы, а все детали и вентили должны быть стойкими к влиянию горючего газа.
Стоит отметить, что баллоны необходимо периодически проверять:
Поскольку конструкции, наполненные ацетиленом, очень чувствительны к нагреву, необходимо ответственно подходить к их хранению и перевозке.
Хотя ацетилен считается довольно дорогим и потенциально опасным, он незаменим во время сварки. Это объясняется тем, что в процессе горения вещества происходит образование пламени, температура которого достигает 3000°C. Чтобы это не привело к негативным последствиям, важно правильно хранить ацетиленовые баллоны и придерживаться основных мер безопасности.
Использование ацетилена при соединении металлов встречается практически во всех отраслях, где используют полуавтоматы и газовую сварку. Это один из самых экономически выгодных газов, но у него есть ряд особенностей, связанных с техникой безопасности, который затрудняет его применение в определенных областях. Ацетиленовый баллон также может иметь отличия от стандартных, использующихся для других газов. Дело здесь не только в цвете, но и во внутреннем содержании. Внутри изделия находится пористый материал, которым выступает пемза, опилки или еще что-либо. Данный материал пропитывается ацетоном, так как это лучший растворитель, для ацетилена. Благодаря этому, общая масса пустого баллона повышается на несколько килограмм.
Заправка ацетиленовых баллонов должна происходить только в специально отведенных для этого местах, так как газ легко воспламеняется. Ацетилен в баллонах хранят в проветриваемых помещениях, чтобы не скапливались взрывоопасные концентрации вещества и не возникало удушья или отравления.
Применение таких емкостей используется практически во всех отраслях, где применяется данный газ. Исключение составляют лишь те варианты, когда он производится при помощи генератора. В коммунальных службах, на производстве, среди частных мастеров, в ремонтных мастерских, цехах сборки металлоконструкции, стройке и прочих сферах, везде используется ацетилен в баллонах. Они могут иметь различную вместительность, но все равно остаются лучшим видом емкости для данных целей.
Несмотря на все сложности использования, ацетилен по-прежнему остается одним из самых востребованных и экономически выгодных сварочных газов благодаря следующим преимуществам:
Негативные момент использования не удалось решить за все время использования и среди них стоит отметить следующие моменты:
Ацетиленовый баллон, с учетом всех опасностей использования, должен производиться согласно принятым стандартам. По этой причине, все разновидности обладают различиями в емкости, тогда как структура везде практически одинаковая. Выделяют такие разновидности как 5, 10, 20, 40 и 50 литров. Ниже приведены технические параметры по некоторым из них, сделанным согласно ГОСТ 949-73.
Устройство ацетиленового баллона отличается не только наличием пористого вещества с ацетоном внутри. Вентиль производится из стали, так как этот металл может применяться тут совершенно безопасно, в отличие от медных и серебряных деталей. Для открытия и закрытия вентиля использую торцовый ключ. В вентиле отсутствует штуцер. Для соединения редуктора имеется специальный хомут с болтом.
Корпус мало чем отличается от других баллонов. Их производят из бесшовной трубы, толщина стенок которой составляет около 8 мм. Это полностью герметичные емкости, единственным выходом из которых является вентиль. В его конструкции применяются материалы, снижающие опасность взрыва.
Изделие должно проходить периодическую проверку, которая осуществляется, как минимум, один раз в пять лет. Изделие должно выдерживать более 2,5 атмосфер давления. Давление ацетилена в баллоне ниже этого значения, но должен быть определенный запас на непредвиденный случай. Корпус изделия должен быть выкрашен в белый цвет, а поверх него красным цветом выкрашивается надпись с названием газа. Ацетилен в баллонах лучше держать в растворенном состоянии, для чего внутри них обязательно должно быть вещество с пористой структурой, пропитанное ацетоном. Это существенно снижает вероятность взрыва емкости.
Согласно технике безопасности заправка ацетилена самостоятельно не должна проводиться.»
Есть большой риск взрыва, а также наблюдается очень малая эффективность при перекачке газа с одного баллона в другой, из-за необходимости растворения, которое осуществляется нормально только под большим давлением. Ацетилен в баллонах, которые были заправлены перекачкой, очень быстро заканчивается.
Перевозка изделий осуществляется только на тех транспортных средствах, на которых имеются рессоры. Нельзя везти вместе горючий газ и кислород. Во время укладки перед перевозкой нужно убедиться, что все емкости лежат вентилями в одну сторону. Они должны упираться в специальные прокладки, на которых имеются вырезы, фиксирующие от перекатывания. Если в баллонах находится сжиженный газ, то они обязательно должны стоять в вертикальном положении с направленным вверх вентилем. В кузове не должно быть мусора и посторонних предметов при погрузке и перевозке. Во время погрузки и выгрузки следует исключить удары и падения.
Летом нужно защищать изделия от воздействия прямых солнечных лучей. Во хранения колпаки должны быть повернуты до упора. Если баллон хранится на открытом воздухе, то его нужно уберечь от осадков при помощи навеса. Если хранение осуществляется в помещении, то должно быть обеспечено проветривание.
Во время работы изделия должны быть крепко закреплены на одном месте в вертикальном положении. Также нужно обеспечить защиту от попадания в вентиль масло. Кислородный баллон должен находиться как можно дальше от ацетиленового и при этом располагается в горизонтальном положении. Источник пламени необходимо располагать, как минимум, на расстоянии в 5 метров и емкости с газом. Минимальное расстояние от приборов отопления составляет 1 метр.
Заправка ацетилена в баллоны относится к очень сложным процедурам, так как обладает повышенным уровнем опасности. Самостоятельно ее проводить нельзя и следует пользоваться пунктами по заправке, где имеется специальное оборудование и специалисты должной квалификации. Для этой операции подходят баллоны только одного типа. Технический ацетилен сильно поддается влиянию температур и малейшее несоответствие правилам безопасности может привести к большой трагедии.
