Разбираемся с баллонами для кислорода

Баллоны для ацетилена

Сам баллон для хранения ацетилена практически не отличается от аналогичного кислородного, он так же изготавливается из цельнотянутой стальной трубы. На него устанавливается ацетиленовый вентиль особой конструкции, штуцер которой не имеет резьбы (шланги крепятся при помощи специального хомута).

По объему различают баллоны малой (5 л), средней (10 л) и большой (40 л) емкости.

Основное отличие заключается во внутреннем наполнении баллона. Так как баллон с ацетиленом в газообразном состоянии отличается высокой взрывоопасностью, на практике применяется хранение растворенного в ацетоне газа. При этом для предотвращения возможности обратного удара пламени и самопроизвольного распада ацетилена до взрывчатого состояния в баллон помещается специальный наполнитель.

В качестве наполнителя применяется БАУ-А (активированный уголь) или пористая силикатная масса ЛПМ (литая пористая масса). Данный материал занимает третью часть объема баллона, при этом пористый наполнитель способен абсорбировать большее количество газа.

Для того, чтобы обеспечить взрывобезопасность ацетилен растворяют в ацетоне, которым и наполняется баллон с пористым наполнителем. Количество ацетона составляет ориентировочно 230 грамм на 1 литр емкости баллона, именно это и определяет, сколько ацетилена в баллоне можно разместить при полной заправке.

При открытии вентиля баллона происходит испарение ацетилена, который и подается на рабочие устройства.

Требования к баллонам для ацетилена

Баллоны для хранения ацетилена должны быть окрашены в белый цвет, допускается применение светло-серой краски, при этом на них должна иметься красная надпись «АЦЕТИЛЕН», кроме того, если используется литой пористый наполнитель, то добавляется надпись «ЛМ».

Испытание проводится при давлении, превышающем нормативное в 1,5 раза (35 Мпа). Кроме того, каждые два года необходимо проводить проверку массы пористого наполнителя.

Максимально допустимое давление ацетилена в баллоне регламентируется ГОСТ 5457-60 и зависит от температуры окружающего воздуха. При 190С давление не должно превышать 150 атмосфер (15 Мпа), в большинстве случаев баллоны заполняются до 150 атм.

Запрещено эксплуатировать баллоны в следующих случаях:

• На более 30% площади поверхности баллона отсутствует покраска.
• Нет надписи «Ацетилен» или она выполнена не красной краской.
• На корпусе сосуда имеются вмятины, трещины.
• Неисправности вентиля, в том числе и частичная или полная его закупорка.
• Отсутствие требуемых клейм на корпусе баллона.
• Просроченные даты проверки (освидетельствования) баллона и массы пористого наполнителя (в этом случае заправка баллонов ацетиленом категорически запрещена).
• При наличии данных (визуальные признаки) того, что баллон подвергался воздействию открытого огня или находился в пожаре.
• Если масса пустого баллона существенно отличается от значения, выбитого на корпусе.

Нельзя эксплуатировать и при сильном его нагреве. Нарушение всех этих правил может привести к взрыву ацетилена.

Несколько слов о заправке баллонов

Количество закаченного газа, а, следовательно, и цена баллона ацетилена, определяется простым взвешиванием. Баллон взвешивают до и после заправки, разница в значениях умножается на 1,09 (масса 1 кубического метра ацетилена при 20 градусах Цельсия). Нормативная масса пустого, но готового к закачке баллона выбивается в его паспорте.

Ориентировочно в транспортный баллон (40 литров) можно закачать не менее 5,5-7,5 кг ацетилена, в 10-ти литровый баллон 1,4-2 кг, в 5-ти литровый 0,7-0,8 кг. Кроме того, в баллоны с литым пористым наполнителем входит больше газа, чем в сосуды с активированным углем.

Кроме того, стоит учитывать то, что при каждом использовании всего газа из баллона, из него выходит и около 150 грамм ацетона, который необходимо пополнять.

Профессиягазосварщик

6.3.2. Ацетиленовые баллоны

Цельнотянутые ацетиленовые баллоны изготавливают из углеродистой и легированной стали в соответствии с ГОСТ 949 — 73.

Конструктивные особенности баллонов (рис. 6.6). Ацетиленовый баллон имеет такие же размеры, что и кислородный вместимостью 40 дм3. Масса баллона без газа 83 кг, рабочее давление ацетилена 1,9 МПа (19 кгс/см2), максимальное давление 3,0 МПа (30 кгс/см2).

Рис. 6.6. Ацетиленовый баллон:
1 — корпус; 2 — вентиль; 3 — азотная подушка; 4 — пористая масса с ацетоном; 5 — башмак; 6 — предохранительный колпак

Ацетиленовый баллон заполняют пористой массой из активированного древесного угля, которую пропитывают ацетоном из расчета 225… 300 г на 1 дм3 вместимости баллона. Ацетилен, хорошо растворяясь в ацетоне, становится менее взрывоопасным.

Более экономичны баллоны с литой пористой массой, способные вместить 7,4 кг растворенного ацетилена, тогда как баллоны с активированным углем — только 5 кг.

На баллоне с литой пористой массой ниже надписи «АЦЕТИЛЕН» красной краской нанесены буквы ЛМ. Новые баллоны поставляют с азотной подушкой.

При отборе ацетилена из баллона удаляется и часть ацетона в виде паров. Для уменьшения потерь ацетона во время работы необходимо располагать баллоны в вертикальном положении и отбирать ацетилен со скоростью, не превышающей 1,7 м3/ч.

В наполненном баллоне вместимостью 40 дм3 при рабочем давлении и температуре воздуха 20 °С объем газообразного ацетилена, соответствующий нормальным условиям, равен 5,5 м3.

Цвет баллона белый, надпись красная.

Вентиль ацетиленового баллона (рис. 6.7). Вентиль изготавливают из стали. Применение сплавов меди с ее содержанием более 70 % недопустимо, так как при контакте с ацетиленом возникает взрывоопасная ацетиленистая медь.

Рис. 6.7. Вентиль ацетиленового баллона:
1 — штуцер для торцевого ключа; 2 — место присоединения редуктора; 3 — хвостовик с конусной резьбой

Отличительной особенностью вентиля ацетиленового баллона является отсутствие маховика и штуцера. В корпусе вентиля имеется боковая канавка, в которую устанавливают штуцер ацетиленового редуктора, прижимая его специальным хомутом через кожаную прокладку. Такая конструкция вентиля не допускает случайной установки другого редуктора во избежание образования взрывоопасной смеси.

Еще одна отличительная особенность вентиля ацетиленового баллона состоит в том, что его открывание, закрывание и присоединение с его помощью редуктора к баллону осуществляются специальным торцевым ключом (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Специальный торцевой ключ ацетиленового баллона

Определение объема ацетилена в баллоне . Баллон взвешивают до и после наполнения газом и по разности показателей и плотности ацетилена определяют объем газа, находящегося в баллоне.

Пример. Масса баллона с ацетиленом 89 кг, порожнего — 83 кг. Массу ацетилена в баллоне находят следующим образом: 89 — 83 = 6 кг. Плотность ацетилена при атмосферном давлении и температуре 20 °С равна 1,09 кг/м3. Следовательно, объем ацетилена при этих условиях составляет 6/1,09 = 5,5 м3.

Хранение и транспортировка баллонов

Транспортировка баллонов разрешается только на рессорных транспортных средствах, а также на специальных ручных тележках или носилках. При бесконтейнерной транспортировке баллонов должны соблюдаться следующие требования:

• на всех баллонах должны быть до отказа навернуты предохранительные колпаки;
• кислородные баллоны должны укладываться в деревянные гнезда (разрешается применять металлические подкладки с гнездами, оклеенными резиной или другими мягкими материалами);
• кислородные баллоны должны укладываться только поперек кузова машины так, чтобы предохранительные колпаки были в одной стороне; укладывать баллоны допускается в пределах высоты бортов;
• баллоны должны грузить рабочие, прошедшие специальный инструктаж.

Перевозка в вертикальном положении кислородных и ацетиленовых баллонов допускается только в специальных контейнерах. Совместная транспортировка кислородных и ацетиленовых баллонов на всех видах транспорта запрещается, за исключением транспортировки двух баллонов на специальной тележке к рабочему месту. В летнее время баллоны должны быть защищены от солнечных лучей брезентом или другими покрытиями. Баллоны в пределах рабочего места разрешается перемещать кантовкой в наклонном положении. На рабочих местах баллоны должны быть прочно закреплены в вертикальном положении.

Безопасность при обращении с ацетиленовыми баллонами

Как мы уже писали на странице про ацетилен, этот газ является высоко взрывоопасным, и поставляется сжатым до давления обычно не более 17 бар, в стальных баллонах белого цвета с красной надписью, заполненных пористым материалом, игорающим роль «губки», и будучи растворенным в залитый в баллон/наполнитель ацетон.

Лица, имеющие отношение к перемещению, установке, подключению и использованию баллонов с ацетиленом, должны понимать как устройство баллонов, так и свойства содержащегося в них газа, и соблюдать все соответствующие правила обращения с ацетиленом, установленные как государственными нормативными актами, так и предписаниями технического руководства и служб технической безопасности организации. В добавление к этим нормативным актам и внутренним предписаниям, ниже мы привели краткие указания по безопасному обращению с баллонами, содержащими ацетилен:

Этот взрыв ацетилена произошел в 9:30 утра 25 июля 2007 года на заводе компании Southwest Industrial Gases в Далласе. «Вопрос не в том, взорвется ли ацетиленовое производство, а в том, когда это случится».

1. Хранить и использовать ацетиленовые баллоны следует только в вертикальном их положении, для предотвращения утечки ацетона, могущей привести к созданию взрывоопасных условий для детонации ацетилена.

2

При обращении с баллонами следует соблюдать осторожность, во избежание повреждения корпуса баллона или нарушения целостности внутреннего наполнителя. Например, в результате падения баллона может образоваться утечка из предохранительной заглушки

При образовании же вмятин на стенках баллона, внутри него может образоваться полость в пористом наполнителе, где при имеющемся в баллоне давлении может аккумулироваться и затем саморазложиться (со взрывом) ацетилен. Примите меры против опрокидывания баллонов в результате случайных толчков.

3. Держите баллоны в тени и вдали от источников тепла. Следует избегать повышения температуры стенки баллона выше +50°C, если в эксплуатационной документации, конечно, не указано иначе.

4. Оберегайте нижнюю крышку баллона от попадания влаги, в том числе и от стояния на влажной земле.

5. Никогда не храните баллоны с ацетиленом и другими горючими газами вблизи от баллонов с кислородом и другими окислителями. Отделяйте полные баллоны от пустых.

6. Используйте только регуляторы давления и предохранительные клапаны, специально предназначенные для работы с ацетиленом.

7. Перед началом эксплуатации ацетиленового оборудования проверяйте на утечки (с помощью воды и мыла) все регуляторы, клапаны, горелки, шланги, а также все стыки.

8. Не используйте ацетилен при избыточном давлении свыше 1 бар — уровне, при котором может начаться самопроизвольное разложение ацетилена, сопровождающееся взрывом.

9. При обнаружении утечки, немедленно вынесите баллон с ацетиленом на улицу и пометьте его как негерметичный. Никогда не пытайтесь остановить утечку из предохранительного клапана.

10. Когда баллон не используется или (предположительно) пуст, держите его вентили в закрытом положении.

11. По завершении использования баллона, закройте его вентиль и медленно стравите давление с регулятора давления.

12. Если на стенке ацетиленового баллона образовалась вмятина, металл вздут или имеется какой-либо другой механический дефект, обведите место дефекта краской или маркером и уведомьте поставщика газа (если баллон не Ваш) или специализированную организацию по ремонту баллонов. Не пытайтесь исправить дефект самостоятельно.

13. Для того, чтобы уменьшить унос ацетона, забор ацетилена из баллона не должен превышать 10% от вместимости баллона в час.

14. Если защитная крышка баллона снимается с трудом, не пытайтесь применить для ее снятия избыточную силу. Уведомьте Вашего поставщика газа или обратитесь в специализированную организацию.

15. Не используйте ключи на вентилях баллонов, предназначенных для вращения вручную. В случае, если вентиль поворачивается с трудом или, наоборот, проворачивается, уведомьте Вашего поставщика газа или обратитесь в специализированную организацию.

16. Не пытайтесь самостоятельно перезаправить баллон с ацетиленом — как, впрочем, и баллон с любым другим газом.

Прикручивание новой запорной арматуры

Перед закручиванием вентиля все соединяемые детали должны быть обезжирены для предотвращения засорения запорного механизма. Для этого можно использовать тряпку с обычным моющим средством или смоченную уайт-спиртом. После этого следует промыть поверхности обычной водой и дать им высохнуть.

Новый вентиль никогда не прикручивается к баллону на голую резьбу. Обязательно необходимо использовать уплотнитель: специальную резьбовую смазку или фторопластовую фум-ленту. Их наносят на нижний штуцер и только после этого закручивают вентиль.

Между вентилем и корпусом баллона не предполагается использования дополнительных прокладок, будет достаточно уплотнителя и соответствующего зажимного усилия

Толщина газовой фум-ленты больше сантехнической и составляет 0,1 – 0,25 мм, а её бобина должна быть желтого цвета. Наматывается лента с натяжением в 3-4 слоя. Лучше лишний раз её перекрутить при разрыве, чем сделать уплотнение рыхлым.

Зажимать вентиль желательно динамометрическим ключом. Стальная запорная арматура прикручивается с максимальным усилием 480 Нм, а латунная – 250 Нм. После зажима вентиля можно переходить к последующим действиям по тестированию герметичности получившегося соединения.

Устройство и принцип работы

Основной принцип действия любого изолирующего защитного устройства базируется на абсолютном обособлении органов дыхательной системы, очищении вдыхаемого воздуха от водных паров и СО2, а также на обогащении его кислородом без выполнения воздухообмена с внешней средой. В состав любого изолирующего СИЗОД входит несколько модулей:

• лицевая часть;
• каркас;
• мешок дыхательный;
• патрон регенеративный;
• сумка.

Лицевая часть обуславливает эффективную защиту слизистых оболочек глаз и кожных покровов от токсичного воздействия опасных веществ в воздухе. Она обеспечивает перенаправление выдыхаемой смеси газов в регенеративный патрон. Кроме того, именно этот элемент отвечает за подведение насыщенной кислородом и избавленной от углекислоты и воды газовой смеси к дыхательным органам. Регенеративный патрон отвечает за впитывание влаги и углекислоты, присутствующих во вдыхаемом составе, а также за получение пользователем кислородсодержащей массы. Как правило, выполняется в цилиндрической форме.

Пусковой механизм патрона включает ампулы с концентрированной кислотой, приспособление для их разбивания, а также пусковой брикет. Последний нужен для поддержания нормального дыхания на начальном этапе использования СИЗОД, именно он обеспечивает активацию регенеративного патрона. Утепляющий чехол требуется для сокращения теплоотдачи от регенеративного патрона, если предполагается использовать СИЗОД в водной среде.

Дыхательный мешок работает как емкость для вдыхаемого кислорода, выделяющегося из регенеративного патрона. Его выполняют из прорезиненного эластичного материала, он имеет пару фланцев. К ним прикрепляют ниппели для фиксации дыхмешка к патрону и лицевой части. На мешке дополнительно располагается клапан давления. Последний, в свою очередь, включает прямой, а также обратный клапаны, вмонтированные в корпус. Прямой клапан необходим для выведения лишнего объема газа из дыхательного мешка, в то время как обратный защищает пользователя от проникновения воздуха извне.

Дыхательный мешок размещается в коробе, он предупреждает чрезмерное сдавливание мешка в ходе использования СИЗОД. Для хранения и транспортировки СИЗОД, а также для обеспечения максимальной защиты устройства от механических ударов используется сумка. В ней предусмотрен внутренний кармашек, где хранится блок с незапотевающими пленками.

В момент раздавливания ампулы с кислотой, находящейся в пусковом приспособлении, кислота переходит на пусковой брикет, тем самым вызывает разложение его верхних слоев. Дальше этот процесс идёт самостоятельно, переходя от одного слоя к другому. В это время выделяются кислород, а также тепло и водяной пар. Под действием пара и температуры главный действующий компонент регенеративного патрона активируется, и происходит выделение кислорода — так запускается реакция. Затем образование кислорода продолжается уже за счет поглощения водяного пара и углекислоты, которые выдыхает человек. Период действия изолирующих СИЗОД составляет:

• при выполнении тяжелой физической работы — порядка 50 минут;
• при нагрузках средней интенсивности — около 60–70 минут;
• при легких нагрузках — примерно 2–3 часа;
• в спокойном состоянии период защитного действия длится до 5 часов.

Ацетиленовый редуктор. Устройство и принцип работы

С целью поддержания давления ацетилена постоянным, редуктор должен выполнять следующие функции:

1. Обеспечивать поступление газа внутрь узла очищенным, и определённой влажности.
2. Производить регулирование объёма поступающего ацетилена в необходимых пределах.
3. Обеспечивать устойчивое поступление ацетилена в устройство.
4. Гарантировать стабильный выход ацетилена нужного давления к шлангу горелки.

Одноступенчатый редуктор для ацетиленового баллона работает следующим образом. Газ под входным давлением заправки поступает в двухступенчатый фильтр – вначале – через войлочный, далее – через сетчатый. Первый ограничивает влажность ацетилена, второй предохраняет алюминиевый корпус ацетиленового редуктора от повреждений, которые могут вызвать твёрдые металлические частицы (внутренняя часть ацетиленового баллона, эксплуатируемого весьма продолжительное время, может подвергаться механическому износу).

Из входного ниппеля газ, преодолевая сопротивление редуцирующей пружины, проходит в рабочую камеру, для чего отжимает вверх толкатель клапана. Ход пружины предварительно выставляется при помощи регулировочного винта, который ввинчивается в корпус редуктора. При подъёме толкателя на определённую высоту, он упирается в седло и останавливается, вследствие чего газ под нужным давлением начинает поступать к выходному ниппелю. Он имеет упорную резьбу, размеры которой согласованы с диаметром присоединительного шланга (ДУ 6 или ДУ 9).

В процессе газокислородной резки и сварки давление ацетилена в баллоне снижается. Соответственно, ослабевает и нагрузка, которая действует на толкатель. Деталь опускается. При этом расход снижается, но давление на выходе из редуктора остаётся постоянным.

Регулировка текущего расхода производится по показаниям манометров, один из которых показывает давление ацетилена в баллоне, а второй – давление на выходе из редуктора. При непродолжительных работах такая регулировка не отнимает у рабочего много времени, однако, если операции – длительные, то пост кислородно-ацетиленовой резки оборудуют не редукторами, а регуляторами, которые позволяют автоматизировать процесс регулировки параметров давления и расхода.

В двухступенчатых редукторах имеется ещё одна, последовательно расположенная рабочая камера. Это необходимо, если работы ведутся при отрицательных температурах внешнего воздуха.

Хотите знать всё про углекислотный редуктор!