Давление в баллоне с углекислотой — очень важный показатель при выполнении целого ряда работ, прежде всего связанных со сваркой. Кроме того, давление играет важную роль в формировании состояния углекислоты в емкости. Так различают газообразный вид, жидкий и даже твердый и все эти превращения напрямую зависят от температуры и давлении в баллоне.

Физические и химические показатели

В газообразном состоянии – это вещество — бесцветный газ с немного кисловатым запахом и таким же вкусом. Жидкая форма представляет собой субстанцию, лишенную, как цвета, так и запаха. Какое давление в баллоне с углекислотой, находящейся в жидком состоянии? Оно равно 5850 кПа и более. Интересно, что уже при температуре около -56,6°С и давлении в 519 кПа жидкая форма углекислого газа превращается в твердое вещество, которое называется «сухой лед».

Давление в баллоне с углекислым газом знать необходимо, так как для каждого из видов работ необходима своя форма этого вещества, так сварку производят, когда в емкости содержится газ, а хранение веществ возможно только при использовании «сухого льда», то есть твердой формы углекислоты.

Это вещество, как и многие другие химические компоненты, требует максимального внимания при работе с ним. Даже зная о том, что углекислота не может взорваться и не обладает ядовитыми составляющими, все равно следует задумываться о том, какова концентрация ее в окружающем воздухе.

Опытным путем доказано, что при превышении значения в 5%, наступает недостаток кислорода, который в закрытом помещении может стать причиной удушья, следовательно, смерти. Именно поэтому необходимым условием при работе с емкостями, содержащими это вещество, является наличие хорошей вентиляции.

Давление газа в баллоне с углекислотой может изменяться под действием различных факторов, так при атмосферном давлении жидкая форма переходит в состояние газа, а если температура при том же давлении окажется равной -78,5°C, то он превращается в подобие снега и может стать причиной поражения слизистой оболочки глаз.

Именно поэтому при выполнении любых работ с углекислотой непременным атрибутом являются защитная маска или очки, а также специальные перчатки.

Особенности работы с цистернами и иными крупными емкостями

Давление в баллоне с углекислотой необходимо знать и при осуществлении работ по осмотру крупных емкостей, таких как канистры или цистерны (в промышленных масштабах).

Перед началом необходимо защитить глаза и руки, а сам осмотр производить, пользуясь дополнительно еще и шланговым противогазом. Работы начинаются лишь тогда, когда емкость приобретет температуру окружающего воздуха. Углекислота в виде газа активно используется в процессах сварки.

Газ может подаваться в прибор, как в чистом виде, так и в составе смеси из газов, все зависит от типа аппарата.

Сварка может питаться следующим образом:

  • от станции, производящей углекислый газ;
  • от баллона с этим веществом;
  • от стационарного накопителя.

При больших объемах потребления углекислого газа и отсутствии у предприятия автономной станции углекислота хранится в специализированных стационарных сосудах, при меньших объемах – в емкости. При небольших объемах потребления или простой невозможности проведения трубопроводов к сварочным аппаратам для снабжения их углекислым газом используются знакомые всем и каждому емкости, поэтому — то очень важно знать, какое давление углекислоты в баллоне.

Для отбора газа непосредственно из баллона, емкость должна в обязательном порядке оснащаться редуктором, а также подогревателем газа и его осушителем. При выходе углекислого газа из баллона в момент открытия вентиля, в результате его расширения происходит так называемое адиабатическое охлаждение вещества.

При высокой скорости расхода может произойти замерзание содержащихся в газе паров воды и, как следствие, закупорка редуктора. В связи с этим между редуктором и вентилем баллона желательно нахождение подогревателя газа.

В свою очередь, газ, проходящий по змеевику, подогревается электрическим нагревательным элементом, находящимся в комплекте и включенным в сеть.

Для извлечения жидкости из углекислого газа применяется элемент под названием осушитель газа. Он представляет собой корпус, заполненный материалом с адсорбирующими свойствами, то есть хорошо впитывающим влагу.

Осушители различаются по степени давления — высокого давления, устанавливаемые до редуктора, и низкого давления, устанавливаемые после редуктора.

Таким образом, давление в баллоне с углекислотой является знанием, которое определяет качество выполняемых работ, а также безопасность для самих операторов, которым все же необходимо наличие специальных защитных костюмов.

Причины и последствия взрыва газового баллона

Газовые баллоны – это не самые безопасные изделия, но в некоторых случаях они являются единственно возможным способом получения отопления, приготовления пищи и т.д.

Хотя современные полимерно композитные баллоны намного безопаснее устаревших металлических, многие люди все еще настороженно относятся к ним.Надо сказать, что опасения их небезосновательны. Газовые баллоны действительно иногда взрываются, хотя и гораздо реже, чем может показаться.

Взрыв газового баллона в машине или квартире – это чрезвычайное происшествие, которое может привести к очень серьезным последствиям, особенно если рядом со взорвавшимся сосудом находятся другие изделия. Подобное ЧП может привести не только к разрушению имущества, но и к человеческим жертвам. Поэтому, если вам приходится иметь дело с газовыми баллонами, следует знать, почему это происходит.

Причины взрыва газового баллона

Самой главной причиной подобных происшествий является нарушение правил хранения и эксплуатации баллонов. Если вентиль закрыт недостаточно хорошо, газ начинает выходить и заполнять помещение. Любая случайная искра приводит к взрыву и пожару в помещении.

Еще один вариант – занос баллона с мороза. Если занести емкость с улицы, где он длительное время находился при низкой температуре, резкая смена температуры вызовет расширение газа и повысит риск утечки.

Поэтому ни в коем случае нельзя ставить газовый баллон рядом с источником тепла. Нагнетание давления внутри баллона, которое создается расширяющимся газом, повышает риск разрыва сосуда.

Микротрещины или коррозия металлического баллона могут образовываться со временем. Снаружи такие повреждения могут быть незаметны, но изнутри они создают большую опасность.

Это еще один повод не заносить баллон из мороза в очень теплое помещение – на его поверхности образуется конденсат, что также повышает риск появления коррозии и последующей аварии. Если баллон сделан не из металла, такая опасность отсутствует, однако это не значит, что с газовым баллоном можно обращаться небрежно.

Зависимость взрыва от температуры

Зима – самое опасное время года для газовых баллонов. Как уже говорилось выше, резкие перепады температур – один из главных врагов подобных емкостей. Газ, обладающий сильнейшей разрушительной силой, практически не уступающей тротилу, может разрушить всю квартиру, а взрыв может подвергнуть большой опасности жизни людей.

Опасности могут быть подвергнуты не только жильцы квартиры, но и их соседи и даже просто прохожие, которые в момент происшествия окажутся в непосредственной близости от взрыва.
Если баллон стоял на морозе, газ в нем находится в сжиженном состоянии. Если занести баллон в тепло сразу, содержащийся в нем газ быстро перейдет в газообразное состояние и сильно расширится.

Возросшее давление может разорвать баллон, а так как газ легко вспыхивает, ему может даже не потребоваться дополнительного контакта согнем.

Проблемой металлических баллонов является то, что в них крайне сложно контролировать уровень газа. Взрыв вызывает также и то, что соотношение газа в баллоне не соответствует нормам. Неправильно заправленный баллон при попадании в более высокую температуру непременно будет разорван газом, которому при расширении попросту будет некуда деться.

Но самой простой и одной из самых распространенных причин взрывов является недостаточно закрытый вентиль. Газ тяжелее воздуха – когда он выходит из баллона, он скапливается внизу возле пола, поэтому на уровне человеческого роста утечку можно обнаружить слишком поздно. Даже самая маленькая искра, статическое электричество или соприкосновение двух твердых предметов, может привести к его воспламенению.

Как часто взрываются баллоны

Каждый год в нашей стране происходит около трех сотен несчастных случаев, вызванных взрывом емкостей с газом. По статистике гораздо чаще подобные происшествия происходят в холодное время года из-за заправки при низкой температуре и последующем переносе баллона в теплое помещение.Сам по себе перепад не так опасен. Баллоны выдерживают достаточно широкий диапазон температур – от минус 40 до плюс 50 градусов Цельсия. Температурный перепад является лишь «спусковым крючком» аварийной ситуации.

Среди самых распространенных причин взрыва статистика выделяет следующие:

  • Баллоны не проходили освидетельствование(испытания и опрессовку).
  • Заправка на таких АГЗС, которые оценивают наполнение баллона не по давлению в нем, а по весу наполняемой емкости.
  • Размещение баллонов газа в жилых помещениях или иных помещениях, находящихся в общем пользовании.

Последствия взрыва газового баллона

Последствиями взрыва в доме могут стать как значительные разрушения и уничтожение имущества, так и причинение вреда здоровью людей и даже летальные исходы. Взрыв также вызывает пожар, который увеличивает его разрушительную силу и делает подобное происшествие еще более опасным для людей.
При взрыве в квартире, как правило, выбиваются окна и двери, могут быть разрушены стены и перегородки, в том числе и несущие конструкции. Доступ кислорода увеличивает площадь возгораний.

Как избежать взрыва

Существует два способа избежать такого происшествия, как взрыв газового баллона:

  • Соблюдать правила техники безопасности и эксплуатации газовых баллонов.
  • Отказаться от металлических емкостей в пользу современных композитно-полимерных изделий.

Композитно-полимерные баллоны не боятся коррозии, а стенки емкости при повышении температуры могут стать газопроницаемым. В такой случае газ медленно выходит из баллона и рассеивается, не достигая такой концентрации, чтобы возник пожар. Но главное – это предельная осторожность при обращении с газовыми баллонами.

Сценарии последствий взрыва баллона

Приведённые выше причины взрыва или возгорания газовых сосудов, могут в различных вариантах спровоцировать следующие опасные сценарии.

Разрыв баллона и выброс пламени

Взрыв баллона и воспламенение пропан-бутана опасны воздействием следующих факторов:

  • столба сильного пламени, быстро увеличивающего площадь пожара;
  • высокой температуры огня в очаге взрыва;
  • токсичности продуктов горения.

Поражение может наступить и от удушья, вследствие значительного уменьшения кислорода при резкой концентрации вредных газов.

Проводимые исследования показали, что герметизация оказавшегося в очаге пожара 50-литрового газового сосуда со сжиженным газом нарушается менее чем через 5 минут. Как следствие — пожар-вспышка с выбросом «огненного шара» достигающего в диаметре 10 м

Обычно разрыв сосуда происходит по его боковой части.

Вторичные поражающие воздействия от взрыва

Вторичными, но не менее серьёзными поражающими последствиями при взрыве баллона, являются:

  • отрыв вентиля;
  • воздействие волны сжатия или ударной волны;
  • повреждение от осколков элементов обечайки.

Осколки от баллона и его оторвавшиеся элементы могут разлетаться очень далеко, нанося поражение в радиусе до 250 м, и подниматься на тридцатиметровую высоту.

Опасность утечки газа

Опасность утечки пропана из повреждённой ёмкости заключается в том, что в помещении очень быстро, и в больших объёмах, создаётся взрывоопасная концентрация смеси углеводорода и кислорода — значительно быстрее, чем при утечках жидких горючих веществ.

Сильную утечку смеси из колбы или неисправной запорной арматуры можно определить по запаху или на слух — звук схож с тем, что мы слышим при быстром сдувании воздушного шарика.

При подозрении на утечку газа или в целях контроля её отсутствия, достаточно будет губкой нанести на баллон мыльный раствор и по образующимся пузырькам определить место разгерметизации

Если утечка газа есть, то необходимо накрыть место разгерметизации мокрой тряпкой, с осторожностью вынести сосуд на улицу и вызвать газовщиков.

С 2016 года техническими правилами предусмотрена обязательная установка сигнализаторов загазованности в новых домах. Для ранее построенного жилья данная норма имеет рекомендательный характер, но польза этого устройства, особенно в домах, где используется баллонный газ, несомненна.

Дело в том, что плотность углеводородной смеси больше плотности воздуха. При нарушении герметизации колбы, запорного оборудования или соединительного шланга газ начинает скапливаться внизу, и его запах сразу можно не обнаружить. Вот почему, смесь с пропаном, попавшая в воздух из повреждённого газового баллона, часто взрывается в домах от любой искры, не будучи замеченной.

Согласитесь, новости о том, что где-то случился взрыв баллона с газом, которые мы, к сожалению, иногда слышим по телевизору или от знакомых, заставляют задумываться о собственной безопасности. И самоуспокоению, что с нами это не произойдёт, в этой ситуации не место.

Последствия, к которым приводит такой взрыв и вызванный им пожар, могут быть самыми печальными, и не только для имущества, но и для здоровья и жизни оказавшихся рядом людей. Мы поможем вам понять, почему газовые баллоны могут взрываться, и как, не отказываясь от удобства их использования, оградить себя от больших неприятностей.

Для этого нами проведено исследование особенностей существующих видов бытовых газовых сосудов, проанализированы причины, по которым имели место взрывы в ряде реальных случаях, и изучены компетентные мнения опытных пользователей об этом. Предлагаемую статью можно представить как изложенную в доступном для понимания виде компиляцию сводов правил, позволяющих на практике правильно и безопасно использовать газ в баллонах.

Основное о газовых баллонах

Незаменимость до настоящего времени газовых баллонов в быту может с уверенностью подтвердить значительная часть населения России.

Для многих людей использование баллонов со сжиженным газом — это не просто возможность иметь дополнительные удобства на даче, а единственно доступный вариант газификации своего жилого дома

На государственном уровне Ростехнадзором обозначены общие проблемы по использованию газовых сосудов, о которых необходимо знать, так как они связаны с их безопасным использованием:

  • устаревший парк — около 90% всех баллонов не защищены от переполнения во время заправки;
  • отсутствие чёткого государственного регулирования в области обращения баллонов на рынке, к чему можно отнести наличие нелегальных заправок;
  • необходимость совершенствования и доведение норм технических параметров до международных стандартов.

Несоответствие этим требованиям и рекомендациям европейской комиссии накладывает сложность в обеспечении безопасности используемой в России и импортной газобаллонной продукции.

Кроме знания общих проблем, чтобы легче было представить причины, приводящие к взрыву, и условия, которые могут способствовать этому, полезным будет знать, какие существуют баллоны, разобраться с устройством, понять некоторые нюансы из физики взрыва и горения используемой в них смеси.

Виды сосудов для газа

В зависимости от области применения, используемого наполнителя и способов подключения, газовые сосуды могут отличаться как конструктивно, так и по материалу, из которого изготовлен корпус.

Для бытовых нужд, как правило, используются металлические (стальные) газовые сосуды или колбы из композитных материалов. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы

Наиболее популярны металлические баллоны, как новые, так и сосуды старого парка. Главная причина повышенного спроса на резервуары этого типа — относительно невысокая цена на них и большое количество предложений на рынке, в том числе, за счёт емкостей, изготовленных ещё в советские времена.

Но именно стальные баллоны подвержены наибольшей опасности взрыва и, следуя принципам безопасности, требуют соблюдения ряда условий при их хранении и эксплуатации. Поэтому подробней остановимся именно на них.

Как устроен баллон?

По конструкции газовый сосуд напоминает обычную зажигалку, ёмкость которой также заполнена веществом, находящимся в двух агрегатных состояниях. Часть резервуара занимает газ в жидкой фазе, оставшееся свободное пространство заполнено этим же веществом, но в газообразном (рабочем) виде. Через запорное устройство газ поступает в соответствующее оборудование для поджига и использования по назначению.

Стандартная комплектация газового баллона включает в себя:

  1. Сам сосуд для газа или обечайка, цилиндрической формы и с минимальной толщиной стенок 2 мм.
  2. Баллонный вентиль с запорным элементом и маховиком.
  3. Кольцевая опора (башмак), обеспечивающая устойчивое вертикальное положение ёмкости с газом.
  4. Кожух, защищающий вентиль от повреждений и загрязнений при транспортировке, хранении и эксплуатации.

На специальную резьбовую деталь — кольцо горловины баллона крепится колпак.

Полезным технически и в плане безопасности устройством, которым могут быть оснащены газовые баллоны, является пропановый редуктор в комплекте с манометром

Его применение позволяет снижать, стабилизировать и поддерживать давление смеси в заданных для конкретного газового потребителя значениях. Такой адаптер легко устанавливается на баллонах любого вида.

Газовая смесь для бытовых баллонов

Наполнителем для баллонов служит углеводородный газ — смесь пропана и бутана, которая закачивается в сосуд под давлением до 15 МПа.

Соотношение этих углеводородов определяет сезонность использования смеси или конкретный регион. Дело в том, что при относительно одинаковых основных свойствах, пропан и бутан имеют существенную разницу значений температур испарения: бутан — 0,5 °С, пропан — 43 °С (со знаком минус).

В связи с нецелесообразностью производства для каждого региона отдельных марок баллонного газа, ГОСТом предусмотрена унифицированная пропан-бутановая смесь с определённым процентным соотношением этих газов

Знание принципа смешения используемых в газовых резервуарах углеводородов имеет существенное значение не только в возможности удешевить топливо (бутан дешевле пропана), но и в снижении, из-за менее интенсивного испарения бутана, риска образования повышенного давления при значительном увеличении температуры окружающего воздуха. Резкое увеличение давления в резервуаре может послужить причиной его разгерметизации и, соответственно, взрыва или пожара.

Баллоны с углекислым газом: особенности, состав и объем

Баллоны для хранения различных газов, в том числе и углекислого, продаются пустые. Сам баллон представляет собой металлический резервуар, иногда пластиковый. Стоит заметить, что металлический материал для изготовления емкости предпочтительнее, чем пластиковый, так как на его стенках не образуется статическое напряжение.

Устройство баллонов

Баллон с углекислым газом представляет собой емкость, выполненную из металла в форме цилиндра, которая имеет резьбу с вкрученным запорным вентилем в верхней части устройства. Важно заметить, что тип запорного вентиля будет зависеть от газа, которым он наполняется. Отдельные высокие требования предъявляются к герметичности, а также надежности газовых баллонов, особенно с такими веществами, как углекислый газ.

Также можно добавить, что конструкция вентиля для баллона с углекислым газом имеет не одну, а три резьбы. Нижняя предназначается для закрепления его в самой емкости. К верхней резьбе крепят шток клапана, а боковая предназначается для заглушки.

Виды баллонов

Важно понимать, что одна из особенностей этих емкостей — это их разнообразие. Существуют металлические и композитные баллоны, а также газовые картриджи. Конечно, наиболее распространенным типом является металлический баллон. Его преимущество заключается в экономичности. Корпус же этого цилиндра состоит либо из малоуглеродистой, либо из легированной стали. Также привлекает большой выбор объема для хранения газа. Объем баллона с углекислым газом может быть 5, 10, 12, 20, 27, 40, 50 литров.

Важно отметить, что хранение пятидесятилитрового баллона разрешается лишь на улице в специальном шкафу, а также с нанесением специальной маркировки. Так как емкости выполнены из металла, то их масса довольно велика, даже если они пустые. Вес одного пустого баллона находится в пределах от 4 до 22 кг и зависит от литража.

Один важный момент — металлические резервуары чаще всего предназначаются для хранения или перевозки большого объема углекислого газа. Если количество вещества невелико, то лучше выбрать в качестве хранилища композитный баллон. Основное преимущество этого типа емкости заключается в меньшем весе самого резервуара. Вес композитного баллона с углекислым газом будет примерно на 70% меньше, чем металлического.

Емкости по ГОСТ

По ГОСТ 949-73 объемы для баллонов с СО2 — 5, 10 и 40 литров. Их используют для хранения, транспортировки и раздачи газа потребителям. В комплект этих устройств должны входить следующие детали:

  • кислородный вентиль ВК с массой 0,5 кг;
  • транспортировочное резиновое кольцо в количестве 2 штук;
  • опорный башмак весом 5,2 кг;
  • стальной или же переаттестованный колпак, вес которого 1,8 кг, либо эта же деталь, но из волокнита массой 0,5 кг;
  • кольцо, которое одевается на горловину весом 0,3 кг.

Производство металлических баллонов с углекислым газом должно осуществляться только из стали марки 45 Д или же из стали марки 40 Х ГСА, если это емкость объемом в 40 литров.

Особенности баллона с СО2

Баллон под углекислый газ должен быть полностью окрашен в черный цвет, а также иметь надпись «УГЛЕКИСЛОТА», выполненную из желтой эмали. Стоит отметить, что вес емкости устанавливается без учета таких деталей, как вентиль, кольца, колпаки, башмаки. В дополнении к окраске и надписи, на резервуаре должна находиться паспортная информация о нем.

Нанесение этих данных осуществляется ударным методом. Важно знать, что наносится информация в верхней части баллона, а место ее расположения полностью зачищается до металлического блеска и имеет выделяющую черту шириной 20-25 мм желтого цвета. Вот список тех сведений, которые должен содержать паспорт:

  • дата производства емкости и год последующей проверки;
  • какое давление углекислого газа в баллоне (указывается в МПа (кгс/см2);
  • вместимость резервуара (указывается в литрах);
  • вес пустой емкости (указывается в килограммах);
  • порядковый номер резервуара и клеймо фирмы, которая изготовила его;
  • клеймо той компании, которая провела техническое освидетельствование;
  • последнее клеймо от подразделения технического контроля той компании, которая изготовила резервуар.

Технические параметры

В зависимости от вместительности емкости, к ней предъявляются различные технические требования. Если резервуар выпускается объемом 5 литров, то марка стали, которая должны быть использована для его производства — 45 Д. Давление углекислого газа в баллоне с таким литражом должно быть 14,7 МПа (кгс/см2). Диаметр такой цилиндрической емкости — 140 мм, длина — 475 мм, а вес — 8,5 кг.

Изготовление баллонов вместительностью в 10 литров осуществляется из той же марки стали, что и 5-ти литровые. Давление в таких резервуарах, как и их диаметр также соответствует предыдущему типу. Длина же такого баллона должна быть 865 мм, а вес 8,5 кг.

40-ка литровый баллон с углекислым газом может изготавливаться из стали марки 45 Д или же из стали 40 Х ГСА.

Если производство осуществляется из первой марки стали, то давление в нём также остается на уровне 14,7 МПа (кгс/см2), а если из стали 40 Х ГСА, то рабочее давление увеличивается до 19,5 МПа (кгс/см2). Диаметр обоих резервуаров с газом будет равен 219 мм.

Длина же баллона из стали 45 Д будет равна 1370 мм, а из стали 40 Х ГСА 1350 мм. Масса емкости из первой марки стали — 58,5 кг, а из второй — 51,5 кг.

Применение баллонов

Далее представлены некоторые сферы применения этих резервуаров с СО2.

  1. В медицине они используются во время заморозки в операционном блоке.
  2. В пищевой индустрии применяются при производстве газированных напитков, а также некоторых коктейлей.
  3. Используются и в парфюмерной индустрии для того, чтобы получить духи с насыщенным ароматом и без неприятного, специфического запаха.
  4. Конечно же, применяются при проведении строительных или ремонтных работ во время сваривания конструкции, где нельзя допустить образование дополнительного нагара.

Также стоит отметить, что условно все баллоны с углекислым газом делят на три категории. К первой относят малые емкости — 2, 5, 10 литров. Ко второй относятся средние резервуары от 20 до 40 литров, а к третьей большие — от 40 литров и больше. Спрос на каждую категорию зависит от сферы их использования. К примеру, в промышленных отраслях используются средние и большие баллоны, так как их не нужно слишком часто заправлять. Важно отметить, что каждый резервуар должен проходить аттестацию раз в 5 лет.

Параметры давления

При эксплуатации этих емкостей важно знать, что у них есть два показателя давления. К первому показателю относится рабочее давление, которое при соблюдении всех правил эксплуатации и транспортировки резервуара, не должно выходить за пределы 150 Атм.

Ко второму типу давления относится проверочное, которое приобретает большую значимость во время этапа подсоединения основной системы. Этот параметр не должен быть выше, чем 225 Атм.

Также стоит отметить, что при заказе этих емкостей, необходимо удостовериться в наличии защитного колпака.

Можно добавить, что после проведения некоторых химических исследований, а также лабораторных наблюдений, было установлено, что СО2 в резервуаре является наиболее безопасным газом среди всех, а потому его можно использовать на открытых площадках.

Характеристика газа в баллоне

Можно начать с того, что стоимость данного вещества довольно мала. Этот продукт не имеет какого-либо цвета, а также не является ядовитым. Получают углекислый газ в процессе сжигания угольного топлива, газообразных отходов спиртовой и сахарной промышленности. При температуре углекислого газа в баллоне +31 градус по Цельсию и давлении в 75,3 Атм, происходит сжижение этого вещества. Со снижением температуры будет снижаться и давление сжижения.

Важно отметить, что при температурном показателе в -78,5 градусов по Цельсию, данное вещество начнет переходить из газообразного в жидкое состояние. Во время испарения 1 кг жидкости будет получено 505 л газа. Также важно отметить, что во время хранения и транспортировки этот продукт находится в жидком состоянии под давлением в 60-70 Атм. Еще один важный факт — в баллон объемом 40 литров вмещается всего 25 кг жидкой углекислоты. При испарении всего объема жидкости будет получено 12 600 литров газа.

Заправка баллонов углекислым газом

Для того чтобы заправить резервуар газом, может быть использовано несколько методов. Первый метод — это перелив вещества из одного баллона в другой. Для того чтобы осуществить данный процесс, необходимо использовать специализированное оборудование, а также переходники. Наиболее важным моментом при заправке является взвешивание емкости, так как это единственный способ, который позволит определить, сколько вещества оказалось внутри после заправки.

Возможно использование специализированных установок для нагнетания газа с помощью компрессора, чтобы заправить баллон с углекислым газом. Этот метод считается более актуальным, так как он обеспечивает более точную заправку баллона газом, а также минимизирует потери вещества при осуществлении этой операции. Для того чтобы понять насколько заправлен баллон, необходимо также использовать взвешивание тары.

Стоит отметить, что для осуществления процесса заправки, необходимо перевернуть емкость, которая является донором, вниз вентилем так, чтобы он оказался как можно ближе к полу. После этого к нему прикручивается шланг высокого давления, который и будет являться проводником вещества от одного резервуара к другому.

Углекислый газ, он же углекислота, он же двуокись углерода…

Углекислый газ бесцветный газ с едва ощутимым запахом не ядовит, тяжелее воздуха. Углекислый газ широко распространен в природе. Растворяется в воде, образуя угольную кислоту Н2CO3, придает ей кислый вкус. В воздухе содержится около 0,03% углекислого газа.

Плотность в 1,524 раза больше плотности воздуха и равна 0,001976 г/см3 (при нулевой температуре и давлении 101,3 кПа). Потенциал ионизации 14,3В. Химическая формула – CO2.

В сварочном производстве используется термин «углекислый газ» см. ГОСТ 2601.

В «Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» принят термин «углекислота», а в ГОСТ 8050 — термин «двуокись углерода».

Существует множество способов получения углекислого газа, основные из которых рассмотрены в статье Способы получения углекислого газа.

Плотность двуокиси углерода зависит от давления, температуры и агрегатного состояния, в котором она находится. При атмосферном давлении и температуре -78,5°С углекислый газ, минуя жидкое состояние, превращается в белую снегообразную массу «сухой лед».

Под давлением 528 кПа и при температуре -56,6°С углекислота может находиться во всех трех состояниях (так называемая тройная точка).

Двуокись углерода термически устойчива, диссоциирует на окись углерода и кислород только при температуре выше 2000°С.

Углекислый газ – это первый газ, который был описан как дискретное вещество. В семнадцатом веке, фламандский химик Ян Баптист ван Гельмонт (Jan Baptist van Helmont) заметил, что после сжигания угля в закрытом сосуде масса пепла была намного меньше массы сжигаемого угля. Он объяснял это тем, что уголь трансформируется в невидимую массу, которую он назвал «газ».

Свойства углекислого газа были изучены намного позже в 1750г. шотландским физиком Джозефом Блэком (Joseph Black).

Он обнаружил, что известняк (карбонат кальция CaCO3) при нагреве или взаимодействии с кислотами, выделяет газ, который он назвал «связанный воздух». Оказалось, что «связанный воздух» плотнее воздуха и не поддерживает горение.

CaCO3 + 2HCl = СО2 + CaCl2 + H2O

Пропуская «связанный воздух» т.е. углекислый газ CO2 через водный раствор извести Ca(OH)2 на дно осаждается карбонат кальция CaCO3. Джозеф Блэк использовал этот опыт для доказательства того, что углекислый газ выделяется в результате дыхания животных.

CaO + H2O = Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

Жидкая двуокись углерода бесцветная жидкость без запаха, плотность которой сильно изменяется с изменением температуры. Она существует при комнатной температуре лишь при давлении более 5,85 МПа. Плотность жидкой углекислоты 0,771 г/см3 (20°С).

При температуре ниже +11°С она тяжелее воды, а выше +11°С — легче.

Удельная масса жидкой двуокиси углерода значительно изменяется с температурой, поэтому количество углекислоты определяют и продают по массе.

Растворимость воды в жидкой двуокиси углерода в интервале температур 5,8-22,9°С не более 0,05%.

Жидкая двуокись углерода превращается в газ при подводе к ней теплоты. При нормальных условиях (20°С и 101,3 кПа) при испарении 1 кг жидкой углекислоты образуется 509 л углекислого газа.

При чрезмерно быстром отборе газа, понижении давления в баллоне и недостаточном подводе теплоты углекислота охлаждается, скорость ее испарения снижается и при достижении «тройной точки» она превращается в сухой лед, который забивает отверстие в понижающем редукторе, и дальнейший отбор газа прекращается. При нагреве сухой лед непосредственно превращается в углекислый газ, минуя жидкое состояние.

Для испарения сухого льда необходимо подвести значительно больше теплоты, чем для испарения жидкой двуокиси углерода — поэтому если в баллоне образовался сухой лед, то испаряется он медленно.

Впервые жидкую двуокись углерода получили в 1823 г. Гемфри Дэви (Humphry Davy) и Майкл Фарадей (Michael Faraday).

Твердая двуокись углерода «сухой лед», по внешнему виду напоминает снег и лед. углекислого газа, получаемого из брикета сухого льда, высокое — 99,93-99,99%. влаги в пределах 0,06-0,13%.

Сухой лед, находясь на открытом воздухе, интенсивно испаряется, поэтому для его хранения и транспортировки используют контейнеры. Получение углекислого газа из сухого льда производится в специальных испарителях.

Твердая двуокись углерода (сухой лед), поставляемая по ГОСТ 12162.

Двуокись углерода чаще всего применяют:

  • для создания защитной среды при сварке металлов;
  • в производстве газированных напитков;
  • охлаждение, замораживание и хранения пищевых продуктов;
  • для систем пожаротушения;
  • для чистки поверхностей сухим льдом.

Плотность углекислого газа достаточно высока, что позволяет обеспечивать защиту реакционного пространства дуги от соприкосновения с газами воздуха и предупреждает азотирование металла шва при относительно небольших расходах углекислоты в струе. Углекислый газ является активным газом, в процессе сварки он взаимодействует с металлом шва и оказывает на металл сварочной ванны окисляющее, а также науглероживающее действие.

Ранее препятствием для применения углекислоты в качестве защитной среды являлись поры в швах. Поры вызывались кипением затвердевающего металла сварочной ванны от выделения оксиси углерода (СО) вследствие недостаточной его раскисленности.

При высоких температурах углекислый газ диссоциирует с образованием весьма активного свободного, одноатомного кислорода:

СO2=CO+O

Окисление металла шва выделяющимся при сварке из углекислого газа свободным кислородом нейтрализуется содержанием дополнительного количества легирующих элементов с большим сродством к кислороду, чаще всего кремнием и марганцем (сверх того количества, которое требуется для легирования металла шва) или вводимыми в зону сварки флюсами (сварка порошковой проволокой).

Как двуокись, так и окись углерода практически не растворимы в твердом и расплавленном металле. Свободный активный кислород окисляет элементы, присутствующие в сварочной ванне, в зависимости от их сродства к кислороду и концентрации по уравнению:

Мэ + О = МэО

где Мэ — металл (марганец, алюминий или др.).

Кроме того, и сам углекислый газ реагирует с этими элементами.

В результате этих реакций при сварке в углекислоте наблюдается значительное выгорание алюминия, титана и циркония, и менее интенсивное — кремния, марганца, хрома, ванадия и др.

Особенно энергично окисление примесей происходит при полуавтоматической сварке. Это связано с тем, что при сварке плавящимся электродом взаимодействие расплавленного металла с газом происходит при пребывании капли на конце электрода и в сварочной ванне, а при сварке неплавящимся электродом — только в ванне. Как известно, взаимодействие газа с металлом в дуговом промежутке происходит значительно интенсивнее вследствие высокой температуры и большей поверхности контактирования металла с газом.

Ввиду химической активности углекислого газа по отношению к вольфраму сварку в этом газе ведут только плавящимся электродом.

Двуокись углерода нетоксична и невзрывоопасна. При концентрациях более 5% (92 г/м3) углекислый газ оказывает вредное влияние на здоровье человека, так как она тяжелее воздуха и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола.

При этом снижается объемная доля кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья. Помещения, где производится сварка с использованием углекислоты, должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией.

Предельно допустимая концентрация углекислого газа в воздухе рабочей зоны 9,2 г/м3 (0,5%).

Углекислый газ поставляется по ГОСТ 8050. Для получения качественных швов используют газообразную и сжиженную двуокись углерода высшего и первого сортов.

Углекислоту транспортируют и хранят в стальных баллонах по ГОСТ 949 или цистернах большой емкости в жидком состоянии с последующей газификацией на заводе, с централизованным снабжением сварочных постов через рампы.

В стандартный баллон с водяной емкостью 40 л заливается 25 кг жидкой углекислоты, которая при нормальном давлении занимает 67,5% объема баллона и дает при испарении 12,5 м3 углекислого газа. В верхней части баллона вместе с газообразной углекислотой скапливается воздух.

Вода, как более тяжелая, чем жидкая двуокись углерода, собирается в нижней части баллона.

Для снижения влажности углекислого газа рекомендуется установить баллон вентилем вниз и после отстаивания в течение 10…15 мин осторожно открыть вентиль и выпустить из баллона влагу. Перед сваркой необходимо из нормально установленного баллона выпустить небольшое количество газа, чтобы удалить попавший в баллон воздух. Часть влаги задерживается в углекислоте в виде водяных паров, ухудшая при сварке качество шва.

При выпуске газа из баллона вследствие эффекта дросселирования и поглощения теплоты при испарении жидкой двуокиси углерода газ значительно охлаждается. При интенсивном отборе газа возможна закупорка редуктора замерзшей влагой, содержащейся в углекислоте, а также сухим льдом.

Во избежание этого при отборе углекислого газа перед редуктором устанавливают подогреватель газа.

Окончательное удаление влаги после редуктора производится специальным осушителем, наполненным стеклянной ватой и хлористым кальцием, силикогелием, медным купоросом или другими поглотителями влаги

Баллон с двуокисью углерода окрашен в черный цвет, с надписью желтыми буквами «УГЛЕКИСЛОТА».

Коэффициенты перевода объема и массы двуокиси углерода при Т=15°С и Р=0,1 МПа

Масса, кг

Объем газа, м3

1,848

0,541

Коэффициенты перевода объема и массы двуокиси углерода при Т=0°С и Р=0,1 МПа

Масса, кг

Объем газа, м3

1,975

0,506

Активные темы

  • Украина считает, что Россия должна ей $100 млн в год за баз… (554)

    DSHBil События 03:00

  • Мать загадочным образом погибшего бойца 95-й бригады ВСУ соверши… (27)

    Slepok Инкубатор 03:00

  • Группы (исполнители) одного хита (454)

    DonPiston Видео 03:00

  • Негодяй и подлец (18)

    Верещагин Инкубатор 03:00

  • Из чего состоит армейский сухпаек разных стран мира: от цукини д… (138)

    Korving Картинки 03:00

  • Дочь с матерью одичали в полных мертвых крыс и кошек развалинах (10)

    Руколиц Инкубатор 03:00

  • Помогите найти клип с девушкой вокалисткой (4)

    IchimaruGin Инкубатор 03:00

  • Когда решил грабануть fedex (214)

    ssmac Видео 03:00

  • Планету уничтожают богатые! (629)

    exLeft Видео 02:59

  • Изобретатель (136)

    AleksSan33 Видео 02:59

  • На дороге Самара-Уфа-Челябинск у фуры отказали тормоза (237)

    DSHBil Авто/Мото 02:58

  • Тезисно из видеообращения Путина (591)

    PbI6Hag3OP События 02:58

  • Свой бизнес или работа по найму? (32)

    a6m6 Инкубатор 02:58

  • Домашнее животное. (8)

    шелмимо Инкубатор 02:58

  • «Экозащита»: Германия вновь отправила в Россию поезд с радиоакти… (91)

    Микаэль Инкубатор 02:57

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *