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.

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.

Параметр Ацетилен технический
растворенный марки Б газообразный
первого сорта второго сорта
Объемная доля ацетилена C 2 H 2 , %, не менее 99,1 98,8 98,5
Объемная доля воздуха и других газов, малорастворимых в воде, %, не более 0,8 1,0 1,4
Объемная доля фосфористого водорода PH 3 , %, не более 0,02 0,05 0,08
Объемная доля сероводорода H 2 S, %, не более 0,005 0,05 0,05
Массовая концентрация водяных паров при давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.) и температуре 20°С, г/м 3 , не более 0,5 0,6 не нормируется
что соответствует температуре насыщения, не выше (°C) -24 -22

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)

Температура, °С -5 0 +5 +10 +15 +20 +25 +30 +35 +40
Давление в
баллоне,
не более 		МПа 1,34 1,4 1,5 1,65 1,8 1,9 2,15 2,35 2,6 3
кгс/см 2 13,4 14 15 16,5 18 19 21,5 23,5 26 30

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)

Параметр ацетилен пропан МАФ
Чувствительность к удару, безопасность нестабилен стабилен стабилен
Токсичность незначительная
Предел взрываемости в воздухе (%) 2,2-81 2,0-9,5 3,4-10,8
Предел взрываемости в кислороде (%) 2,3-93 2,4-57 2,5-60
Температура пламени (°С) 3087 2526 2927 *
Реакции с обычными металлами избегать сплавов, содержащих более 70% меди незначительные ограничения избегать сплавов, содержащих более 65-67% меди
Склонность к обратному удару значительная незначительная незначительная
Скорость сгорания в кислороде (м/с) 6,10 3,72 4,70
Плотность газа (кг/м 3) 1,17 (при 0°С)
1,09 (при 20°С) 		2,02 (при 0°С) 1,70 (при 0°С) *
Плотность в жидком состоянии при 15,6°С (кг/м 3) - 513 575
Отношение расхода кислорода к горючему газу (м 3 /м 3) при нормальном пламени 1-1,2 3,50 2,3-2,5
* - данные ОАО «Нафтан» Завод «Полимир» (г. Новополоцк, Беларусь), производителя МАФ

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.

Преимущества

Несмотря на все сложности использования, ацетилен по-прежнему остается одним из самых востребованных и экономически выгодных сварочных газов благодаря следующим преимуществам:

Недостатки

Негативные момент использования не удалось решить за все время использования и среди них стоит отметить следующие моменты:

  • Возникает большая вероятность загазованности помещения при использовании, так что в закрытых комнатах применение крайне не рекомендуется;
  • Хранение и использование обусловлено множеством правил техники безопасности;
  • Большой уровень взрывоопасности газа;
  • Вероятность прожога и перегрева при работе с тонкими материалами из-за высокой температуры.

Виды баллонов

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.

  • Ацетиленовый баллон 5 литров

  • Ацетиленовый баллон 10 литров

  • Ацетиленовый баллон 40 литров

Устройство баллона с ацетиленом

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.

Требования к баллонам с ацетиленом

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.

Инструкция по заправке

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.

Транспортировка и хранение

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.

Эксплуатация

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.

Заключение

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.

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.

Таблица 1 - Основные свойства ацетилена
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.

Таблица 2 - Физико-химические показатели технического ацетилена
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.

Таблица 6 - Давление ацетилена в баллоне в интервале температур
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.