Ацетиленовый баллон. Устройство, заправка, хранение и эксплуатация ацетиленовых баллонов. Вентиль ацетиленового баллона.

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.

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.

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.

Как устроен ацетиленовый баллон?

Питание постов газовой сварки и резки ацетиленом от ацетиленовых генераторов связано с рядом неудобств, поэтому в настоящее время большое распространение получило питание постов непосредственно от ацетиленовых баллонов. Они имеют те же размеры, что и кислородные (рис. 17, б). Ацетиленовый баллон заполняют пористой массой из активированного древесного угля (290 — 320 г на 1 дм3 вместимости баллона) или смесью угля, пемзы и инфузорной земли. Массу в баллоне пропитывают ацетоном (225-300 г на 1 дм3 вместимости баллона), в котором хорошо растворяется ацетилен. Ацетилен, растворяясь в ацетоне и находясь в парах пористой массы, становится взрывобезопасным, и его можно хранить в баллоне под давлением 2,5-3 МПа. Пористая масса должна быть мягкой и иметь максимальную пористость, вести себя инертно по отношению к металлу баллона, ацетилену и ацетону, не давать осадка в процессе эксплуатации.

Рис. 17. Кислородный (а) и

ацетиленовый (б) баллоны

Ацетон (СН3СОСН3) – один лучших растворителей ацетилена, он пропитывает пористую массу и при наполнении баллонов ацетиленом растворяет его. Ацетилен, доставляемый потребителям в баллонах, называется растворенным ацетиленом.

Номинальное давление ацетилена в баллоне составляет 1,9 МПа. Давление ацетилена в полностью наполненном баллоне изменяется при изменении температуры:

Температура,

0 С -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Давление, МПа 1,34 1,4 1,5 1,65 1,8 1,9 2,15 2,35 2,6 3

Давление наполненных баллонов не должно превышать при 20 0С 1,9 МПа.

При открывании вентиля баллона ацетилен выделяется из ацетона и в виде газа поступает через редуктор и шланг в горелку или резак. Ацетон остается в порах пористой массы и растворяет новые порции ацетилена при последующих наполнениях баллона газом. Для уменьшения потерь ацетона во время работы необходимо ацетиленовые баллоны держать в вертикальном положении. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20 0С в 1 кг (л) ацетона растворяется 28 кг (л) ацетилена. Растворимость ацетилена в ацетоне увеличивается (примерно прямо пропорционально) с увеличением давления и уменьшается с понижением температуры.

Для полного использования емкости баллона порожние ацетиленовые баллоны рекомендуется хранить в горизонтальном положении, что способствует равномерному распределению ацетона по всему объему, и с плотно закрытыми вентилями. При отборе ацетилена из баллона он уносит часть ацетона в виде паров. Это уменьшает количество ацетилена в баллоне при следующих наполнениях. Для уменьшения потерь ацетона из баллона ацетилен необходимо отбирать со скоростью не более 1700 дм3/ч.

Для определения количества ацетилена баллон взвешивают до и после наполнения газом и по разнице определяют количество находящегося в баллоне ацетилена в килограммах

П р и м е р.

Масса баллона с ацетиленом 89 кг, порожнего – 83 кг, следовательно, количество ацетилена в баллоне равно: по массе 89-83=6 кг, по объему 6:1,09=5,5 м3 (1,09 кг/м3 – плотность ацетилена при атмосферном давлении и температуре 20° С).

Масса пустого ацетиленового баллона складывается из массы самого баллона, пористой массы и ацетона. При отборе ацетилена из баллона вместе с газом расходуется 30-40 г ацетона на 1 м3 ацетилена. При отборе ацетилена из баллона необходимо следить за тем, чтобы в баллоне остаточное давление было не менее 0,05-0,1 МПа.

Использование ацетиленовых баллонов вместо ацетиленовых генераторов дает ряд преимуществ: компактность и простота обслуживания сварочной установки, безопасность и улучшение условий работы, повышение производительности труда газосварщиков. Кроме этого, растворенный ацетилен содержит меньшее количество посторонних примесей, чем ацетилен, получаемый из ацетиленовых генераторов.

Причинами взрыва ацетиленовых баллонов могут быть резкие толчки и удары, сильный нагрев (свыше 40° С).

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.

Хранение баллонов с газами

Баллоны предназначены для газопитания индивидуальных (передвижных) постов и для оснащения газоразрядных рамп. Баллоны для ГПОМ (газопламенной обработки металла) должны соответствовать требованиям «Правила устройства и безопасности сосудов под давлением». Окрашиваются в различные цвета в зависимости от рода газа. На баллоне краской пишется название хранимого в нем газа.

Верхняя сферическая часть баллона не окрашивается, на ней набиваются паспортные данные: тип баллона, заводской номер баллона, марка завода изготовителя, масса баллона, емкость баллона, рабочее и испытательное давление, дата изготовления и следующего испытания, клеймо ОТК и Ростехнадзора.

Баллоны кислородные. Сжатый газообразный кислород хранится и транспортируется в пустотелых цельнотянутых баллонах по ГОСТ 949-73 типа 150 и 150А (цифры 150 указывают давление, а буква «А» указывает на то, что баллон изготовлен из легированной стали) вместимостью 40 л.

Максимальное количество кислорода в баллоне такого типа при наибольшем давлении равно 8 кг или 6 м3. Наибольшее давление кислорода в баллоне 15 Мпа (150 кгс/см2 ), а испытываются кислородные баллоны при давлении 22,5 Мпа (225 кгс/см2). Наружный диаметр баллона – 219 мм, толщина стенки – 8 мм, длина – 1390 мм, вес 70 кг.

Цвет окраски баллона: голубой.

Горловина баллона снабжена конической резьбой, в которую ввертывается латунный вентиль. Сверху на горловину баллона навертывается пластмассовый или металлический колпак, предохраняющий вентиль от загрязнений и повреждений. В нижней части баллона имеется башмак для придания баллону вертикальной устойчивости.

Кислородные баллоны должны обезжириваться. Необходимо всегда помнить о том, что кислородные баллоны и их арматура, в том числе и редуктор, должны оберегаться от загрязнений маслом или жирами, малейшие следы которых способны самовоспламеняться в среде кислорода и поэтому представляют опасность для целостности баллона. Остаточное давление в баллоне, поступающем от потребителя для наполнения, должно составлять не менее 0,05-0,1 Мпа (0,5-1,0 кгс/см2).

Баллоны ацетиленовые. В отличие от других сжатых газов ацетилен хранится в цельнотянутых баллонах типа 100 вместимостью 40 л. Баллоны заполнены пористой массой, пропитанной ацетоном. В качестве пористой массы применяют активированный уголь БАУ или литую массу, изготовленную по специальной технологии (инфузорная земля, дробленая пемза и другие пористые материалы).

Ацетон служит для растворения сжатого ацетилена. Находясь в мельчайших парах массы и будучи при этом растворенным в ацетоне, сжатый ацетилен теряет свои взрывоопасные свойства и может в таком виде совершенно безопасно храниться под давлением до 2,5 Мпа (25 кгс/см2). Среднее количество растворенного ацетилена равно 5,5 м или 6 кг.

Максимальный отбор газа из баллона с пористой массой – 1,0 м/час, с литой – 1,5 м/час. Остаточное давление в баллоне, поступающем от потребителя для наполнения, не должно превышать 0,1 Мпа (1 кгс/см2) и не должно быть ниже 0,05 Мпа (0,5 кгс/см2).

Цвет окраски баллона – белый.

Конструкция вентиля ацетиленового и кислородного баллона различна, что исключает ошибочную установку ацетиленового редуктора на кислородный баллон и наоборот.

Баллоны для пропан-бутана. Изготавливаются баллоны трех типов по ГОСТ 15860-84. Для ГПОМ применяют, главным образом, баллоны типа 3. Предельное рабочее давление в баллонах для сниженных газов различно для каждого из них. Так, для пропана предельное рабочее давление не должно превышать 1,6 Мпа (16 кгс/см2), а для бутана – 0,45 МПа (4,5 кгс/см2).

Цвет окраски баллона – красный.

Сжиженные газы обладают высоким коэффициентом объемного расширения, поэтому наполнение баллонов производится с таким расчетом, чтобы в них паровая подушка была достаточной для поглощения жидкости, расширяющейся при нагреве. Объем газа в 50 – литровом баллоне около 11 м.

Баллоны для других сжимаемых газов (водорода, азота, аргона, городского, природного и др.) изготовляют цельнотянутыми в соответствии с ГОСТ 949-73. Для указанных газов используют баллоны типа 150 и 150А, а для метана и сжатого воздуха – баллоны типа 200 или 200А.

Данные о баллонах для газов, используемых при газопламенной обработке металлов

ВЕНТИЛИ БАЛОННЫЕ

Вентиль ацетиленовых баллонов. Рассчитан на рабочее давление 2,5 Мпа (25 кгс/см2), изготавливается из стали и имеет отличную от других вентилей резьбу. Присоединение баллонного редуктора к вентилю производится с помощью специального О-образного хомута, а открывание и закрывание специальным торцовым ключом. Серийно выпускаются ацетиленовые вентили трех типов, из них два (ВБА и ВАБ) — с мембранным уплотнением и один (ВА) – с сальниковым уплотнением.

Вентиль кислородных баллонов. Рассчитан на рабочее давление 20 Мпа (200 кгс/см2), изготавливается из латуни. Вентиль ВК-74 имеет фторопластовое уплотнение в клапане, благодаря чему вращение маховичка производится вручную. Все детали кислородных вентилей должны быть тщательно обезжирены, и их следует предохранять от загрязнений в процессе эксплуатации. Вентили кислородных баллонов могут быть использованы для азота, гелия, аргона, углекислоты и сжатого воздуха.

Вентиль пропан-бутановых баллонов. Рассчитан на рабочее давление 1,6 Мпа (16 кгс/см2). Существует несколько моделей пропан-бутановых вентилей. Они отличаются способом обеспечения герметичности внутри газовой полости. Для этих целей используются мембраны, резиновые чулки, прокладки и т.д. Все вентили имеют левую резьбу диаметром 21,8 мм (профиль резьбы по ГОСТ 6357-81).