Чем опасна углекислота в баллонах
Может ли взорваться баллон с углекислотой
Может ли взорваться баллон с углекислотой для полуавтомата
Для сварки полуавтоматом используется углекислый газ или его смесь. По принципу работы это та же газовая сварка, но только с использованием сварочной дуги.
Всё бы ничего, но баллоны с углекислотой опасны в обращении. При неправильном хранении, транспортировке или использовании, баллон может взорваться.
И хотя углекислота не обладает ядовитым составом, в баллоне она находится под высоким давлением. Именно с этим и связана большая опасность при взрыве, если баллон разорвёт на куски.
Может ли взорваться баллон с углекислотой для полуавтомата
Время от времени давление газа в баллоне с углекислотой меняется. Здесь все во многом зависит от температуры окружающей среды. Из жидкого состояния углекислота превращается в газ, и, наоборот.
Наиболее распространённой причиной взрыва баллона с углекислотой, является нарушение эксплуатации баллонов. Бывает недостаточно плотно закрыт вентиль, а бывает причина в резком перепаде температур.
Вот почему занося баллон с углекислотой зимой, при отрицательных температурах, обязательно нужно дать время на то, чтобы выровнять давление внутри. Для этого достаточно подержать баллон с газом несколько часов в помещении.
Также, старые и уже непригодные баллоны для сварки могут стать причиной взрыва. Со временем от высокого давления в стенках баллона образовываются микротрещины, которые при незначительном повреждении корпуса могут стать еще больше.
Правила техники безопасности при эксплуатации газовых баллонов
Нельзя использовать газовый баллон дольше положенного ему срока эксплуатации. По возможности металлические баллоны для газа следует заменить композитными. Таким баллоном не страшна коррозия и большие перепады температур.
Для хранения баллонов лучше использовать нежилое помещение, которое хорошо проветривается изнутри и имеет достаточную вентиляцию. Ни в коем случае нельзя использовать газовый баллон без редуктора. В противном случае может возникнуть обратная тяга, которая приведёт к возникновению взрыва.
Также, во избежание печальных последствий, не следует заправлять газовый баллон на полный объем. Особенно это касается старых металлических баллонов, которые уже прослужили 10 и более лет. В таком случае баллон заправляется на 60-70% газом от общего объёма.
Баллон с углекислотой, по всем правилам безопасности, должен иметь черный цвет. Также на баллоне должна иметься чёткая надпись «Углекислота». Буквы наносятся строго жёлтой или белой краской.
В баллон стандартного объёма 40 литров помещается порядка 25 кг углекислоты. В нормальном состоянии углекислота занимает собой около 67-70% всего объёма газового баллона. При этом следует знать, что в верхней части баллона углекислота всегда скапливается в виде газа.
Требования безопасности при работе с углекислотой
Вещество углекислый газ является мало опасным. Опасность представляет превышение его объемной доли в воздухе от 5 %. Превышения этого параметра отрицательным образом отразится на самочувствии человека. Может наступить удушье, головокружение, а если человек длительно вдыхает воздух с повышенной углекислотной концентрацией, то он может потерять сознание и даже умереть. Слабо-проветриваемые помещения являются местом скапливания газа. Также таким местом могут быть помещения, где происходит гниение древесины или других материалов. Дело в том, что процесс гниения каких-либо материалов сопровождается значительным выделением СО2.
Количество углекислого газа, концентрация которого достигает 10 % в воздухе, представляет смертельную опасность! Если произойдет прямой контакт кожи с жидкой углекислотой, то наступит обморожение кожной ткани или поражение слизистой оболочки. В качестве средств безопасности в процессе выполнения работ с эти газом, можно использовать как переносные, так и стационарные газоанализирующие устройства, шланговый противогаз и специализированную одежду.
Виды опасности при контакте:
Опасность пожарная
Опасность физическая
Опасность химическая
Создание ситуации риска при вдыхании
Как влияет кратковременное воздействие углекислоты
Углекислый газ, он же углекислота, он же двуокись углерода…
Содержание
Двуокись углерода термически устойчива, диссоциирует на окись углерода и кислород только при температуре выше 2000°С.
Жидкая двуокись углерода
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.
Впервые жидкую двуокись углерода получили в 1823 г. Гемфри Дэви (Humphry Davy) и Майкл Фарадей (Michael Faraday).
Сухой лед
История открытия углекислого газа
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.
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.
Способы получения углекислого газа
В статье «Как получить углекислый газ» рассказано все в мельчайших подробностях, здесь лишь скажем, что основными способами получения являются:
Применение углекислого газа
Двуокись углерода чаще всего применяют:
Применение углекислоты для сварки
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. Низкий потенциал ионизации и теплопроводность способствуют образованию горячей зоны в центре столба дуги и как следствие более глубокое проплавление и меньшую ширину шва. Углекислый газ является активным газом, т.е. в процессе сварки он взаимодействует с металлом шва и оказывает на металл сварочной ванны окисляющее, а также науглероживающее действие.
Молекула углекислого газа CO2, попадая в зону сварочной дуги распадается на атомарный кислород О и угарный газ СО. В результате происходит выгорание легирующих элементов металла сварочной ванны и окисление основного металла (возникает окалина, шлак и дым). Реакция окисления расплавленного металла сварного шва имеет следующий вид:
Fe + CO2 = FeO + CO
Ранее препятствием для применения углекислоты в качестве защитной среды являлось образование большого количества дефектов в сварных швах (преимущественно пор). Поры при сварке возникают в результате кипения затвердевающего металла сварочной ванны от выделения окиси углерода (СО) из-за недостаточной его раскисленности. При этом поверхность сварного шва сильно окислена и имеет большое количество шлака ввиду окисляющей атмосферы внутри сварочной дуги. Помимо неудовлетворительного эстетического вида, при необходимости дальнейшего нанесения защитного покрытия потребуется дополнительная операция зачистки поверхности.
При высоких температурах углекислый газ диссоциирует с образованием весьма активного свободного, одноатомного кислорода:
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:
Уже давно известна зависимость, чем больше сила сварочного тока, тем больше размер капель расплавленного металла. В свою очередь увеличение размера капель электродного металла увеличивает разбрызгивание.
В настоящее время ввиду большого разбрызгивания металла сварочной ванны при сварке в углекислоте все чаще применяют сварочные смеси с аргоном. Производители сварочного оборудования не остались в стороне от данной проблемы и предусматривают специальный режим на сварочных полуавтоматах, при котором уменьшается эффект разбрызгивания. Еще один путь решения данного вопроса – это использование специальных спреев или жидкостей, которые не позволяют прикипать брызгам к металлу свариваемой детали. В любом случае применение любого из данных методов с лихвой окупит затраты времени и расходных материалов на удаление брызг путем механической зачистки.
При сварке тонких деталей применением оптимальных режимов сварки возможно добиться короткозамкнутого переноса электродного металла и тем самым получить минимальное разбрызгивание. Например, при использовании сварочной проволоки Ø 1 мм, силе сварочного тока 150 А и напряжения дуги 16-23 В происходит перенос металла небольшими каплями за счет поверхностного натяжения.
Для MAG сварки толстостенных конструкций целесообразно применение проволоки большого диаметра и, следовательно увеличение силы сварочного тока, увеличение разбрызгивания, что ведет к уменьшению скорости наплавки электродного металла. Для уменьшения разбрызгивания уменьшают скорость подачи сварочной проволоки. Поэтому применение чистой углекислоты оказывает негативное влияние на производительность сварки и качества сварного шва. Углекислоту в качестве защитного газа рационально применять при сварке порошковой проволокой (FCAW) углеродистых сталей поскольку обеспечивается короткозамкнутый перенос и хорошее качество сварного шва.
Ввиду химической активности углекислого газа по отношению к вольфраму сварку в этом газе ведут только плавящимся электродом.
При выборе защитного газа стоит учитывать не только его стоимость, но и влияние потерь на разбрызгивание, последующую зачистку и общую трудоемкость процесса.
Вредность и опасность углекислого газа
Двуокись углерода нетоксична и невзрывоопасна. При концентрациях более 5% (92 г/м 3 ) углекислый газ оказывает вредное влияние на здоровье человека, так как он 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/м 3 (0,5%).
Хранение и транспортировка углекислого газа
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 м 3 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 окрашен в черный цвет, с надписью желтыми буквами «УГЛЕКИСЛОТА».
Характеристики углекислого газа
Характеристики углекислого газа представлены в таблицах ниже:
Внимание! Осторожнее с Баллонами СО2!
История из жизни. Люди осторожнее с баллонами
Хочу напомнить неприятную, но благополучно закончившуюся историю, о которой я уже как-то писал
Все кто имел дело с баллонами CO2 знают, что газ в баллоне сжиженный и находится под давлением насыщенных паров, которое в зависимости от температуры в квартире может варьироваться от 50 до 70 атмосфер. Давление держится таким все время, пока в баллоне есть жидкость.
Так вот, один раз я заправил баллон на станции, и затем около месяца не подключал его, поскольку не доходили руки. Все это время он спокойно валялся под моей кроватью. Когда наконец я решил его использовать и подключил к редуктору, то с ужасом обнаружил, что давление зашкаливает за 200 атмосфер! Ситуацию мне тогда разъяснил один очень опытный человек (Евгений).
Оказывается, на станции горе-заправщики залили сжиженый газ под краник, целиком, причем температура в помещении была уличной. По- нормальному же положено заправлять баллон не полностью, так чтобы над жидкостью оставалась газовая подушка. Дома баллон прогрелся и жидкость расширилась. По все видимости, меня выручило то, что баллон был не специальный для CO2, а перекрашенный кислородный, расчитанный на 300 атмосфер. Если бы не это, то вполне возможно, я бы не писал сейчас эти строки.
Сначала я не совсем согласился с Евгением, поскольку довольно длительное стравливание газа не приводило к падению давления до требуемых 70 атмосфер. Выпустив значительное количество газа, я получил около 100 атмосфер, и решил, что мне заправили нечистый газ, а с воздухом, и что жидкости там нет вообще, а давление так и будет постепенно падать до нуля. Однако я все же решил подключить баллон к системе, поскольку большой процент CO2 в баллоне очевидно присутствовал. И в течение недели, давление действительно падало, но остановилось на требуемом значении 70 атмосфер и держится таким уже несколько месяцев. Т.е. теперь все так, как и должно быть для правильно заправленного баллона. Евгений действительно оказался прав: баллон содержал пережатую жидкость. Длительное время понижения давления вначале, по всей видимости, было обусловлено повышенной, по сравнению, скажем, с водой сжимаемостью жидкого CO2.
Резюме: когда заправляете баллон, обязательно:
1) Убедитесь, что его не залили до самого верха.
2) Измерьте давление на станции.
3) Когда приносите баллон с холода, обязательно сразу подключите редуктор и следите за изменением давлением. Если становится больше 70-80 атмосфер, то несите назад на улицу и стравливайте часть газа.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Почему пожарные так спокойно стоят вокруг него? Чего они знают такого, что не знаю я?
Вот что пишут про горящие газовые баллоны люди, имеющие с ними дело:
Газ взрывается или горит только если он смешивается с кислородом в определенных пропорциях. Внутри баллона кислорода нет, поэтому при прямом попадании пули в баллон взрыва не будет. Газ будет гореть и взрываться только смешиваясь с воздухом. То-есть снаружи баллона. Если поджечь выходящий из пулевого отверстия газ, то мы сначала получим очень большой костер. Струя пламени будет достигать более 10 метров. Сначала будет простое горение без взрыва. И только когда давление внутри баллона сравняется с атмосферным, вот тогда внутрь баллона начнет затягивать воздух и тогда будет. Очень сильный хлопок, который можно назвать взрывом, но он уже не будет иметь той мощности которую показывают в кино. Дело в том, что баллон при взрыве уже почти пустой, взрывается не весь газ, а его остатки.
Баллоны сделаны таким образом чтобы при взрыве газа внутри он не разлетался на мелкие кусочки, у него только рвется сварочный шов или выбивает вентиль. То-есть при взрыве баллон превращается в какашку, но остается целым и не делимым. В итоге при хлопке получить осколочные ранения очень проблематично. А находящиеся рядом люди получат повреждения только лишь от ударной волны и термические ожоги.
Итак: Баллон в котором закончился газ взорвется быстрее полного, но полный баллон рано или поздно взорвется а до этого создаст великий пожар. Очень часто после пожаров на дачах баллоны в сгоревших домах остаются без внешних повреждений, но пустые. Это происходит потому, что от высоких температур выгорают резинки в клапанах и газ выходит и плавно сгорает вместе с домом. Высокая температура внутри баллона вызывает высокое давление при малом количестве газа, поэтому когда внутрь начинает затягивать наружный воздух, то количества газа внутри баллона недостаточно для его разрыва.