Розчинений ацетилен - Зварювання металів
Обробка дерева та металу
Отримання ацетилену з генераторів пов'язане із незручностями. Ацетиленові генератори вибухонебезпечні, потребують спеціального обслуговування і часто вимагають спорудження спеціальних приміщень. Генераторний ацетилен нерідко забруднений домішками, продуктами полімеризації та насичений парами води, що знижує температуру зварювального полум'я та продуктивність зварювання.
Всі ці недоліки особливо чутливі для дрібних споживачів ацетилену, яким важко обладнати впорядковану ацетиленову станцію та мати кваліфікований персонал для обслуговування ацетиленових генераторів, для робіт у польових умовах тощо.
Тому значну практичну цінність має постачання високоякісним, очищеним та осушеним ацетиленом, виготовленим на спеціальних заводах. Основною складністю у разі є транспортування ацетилену споживачам. Ацетиленом не можна наповнювати балони під великим тиском, як це практикується для інших газів, через можливість вибухового саморозпаду. Транспортується ацетилен у розчиненому вигляді, тому що він добре розчиняється в багатьох рідинах, особливо в органічних розчинниках, з яких особливо зручний для технічного використання ацетон СН3 - СО - СНА або С3Н0О.
Ацетон, що виробляється промисловістю у великих кількостях, як відмінний розчинник, є безбарвною прозорою рідиною з ефірним запахом, питома вага його 0,795 г/см3 при 15° С. Температура кипіння технічного ацетону 56—57° С, ацетон горючий, його пари дають з повітря вибухові суміші. Розчинність ацетилену в ацетоні залежить від тиску і температури, за загальними законами для розчинності газів у рідинах: змінюється пропорційно тиску і зменшується зпідвищенням температури. При кімнатній температурі 15° і при атмосферному тиску 1 л ацетону може розчинити 23 л ацетилену, а при тій же температурі і тиску, наприклад 16 am, 1 л ацетону може розчинити 23 * 16 = 368 л ацетилену.
Розчинення ацетилену в ацетоні дозволяє помістити велику кількість ацетилену в малому обсязі і в цьому відношенні еквівалентно стиск газу до дуже високих тисків. Розчин ацетилену в ацетоні значно менш вибухонебезпечний, ніж газоподібний ацетилен. Безпека розчиненого ацетилену ще більше збільшується, якщо розчин просочує пористу тверду масу з мікроскопічними розмірами пор. У цьому вигляді розчинений ацетилен практично безпечний щодо вибуху.
Промислове використання розчиненого ацетилену здійснюється в такий спосіб. Сталевий балон, за конструкцією та розмірами подібний до кисневого, щільно, до самого вентиля, заповнюють пористою масою. У балон заливають ацетон, що просочує пористу масу. Кількість ацетону береться з огляду на можливість збільшення його обсягу при розчиненні ацетилену. У балон нагнітається ацетилен і розчиняється в ацетоні під тиском 15-18 атм. Пориста маса ацетиленових балонів повинна мати пористість не менше 75%, повинна бути легкою та механічно міцною, не осідати в балоні в процесі експлуатації та не утворювати значних порожнин, не реагувати хімічно з ацетиленом, ацетоном і металом балона тощо.
У нашій промисловості застосовується пориста зерниста маса, вона складається з гранульованого активованого деревного вугілля в зернах розміром 1—3,5 мм. Маса має пористість близько 80%, об'ємна вага її дорівнює 300-315 г/л.
Ацетиленові балони фарбують у білий колір із написом червоними літерами «Ацетилен». За конструкцією ацетиленові балонианалогічні кисневим. Щоб уникнути помилкового використання балонів, вентиль ацетиленового балона істотно відрізняється від кисневого. Ацетиленовий сталевий вентиль, не має приєднувального штуцера, а приєднання до нього ацетиленового редуктора проводиться за допомогою спеціального накидного хомутика.
Наповнення балонів проводиться на спеціальних наповнювальних станціях спеціальними ацетиленовими поршневими компресорами. Безпека стиснення ацетилену в компресорах досягається посиленим охолодженням циліндрів компресорів, невеликою кількістю обертів. Циліндри компресорів у разі можливого вибуху ацетилену розраховують на тиск до 200 атм. Подача ацетилену в балони та його розчинення відбуваються протягом кількох годин, доки тиск у балоні не досягне 15-18 атм; при 15 °С нормальний 40-літровий ацетиленовий балон містить близько 6 м3 ацетилену.
Перед наповненням балонів ацетилен піддається ретельному очищенню та осушуванню, проходячи осушувачі з хімічними поглиначами вологи. Осушка необхідна, тому що вода, що потрапляє в ацетон, сильно знижує розчинність ацетилену.
При відкритті вентиля ацетиленового балона тиск у ньому падає, розчинений в ацетоні ацетилен починає виділятися в газоподібному вигляді і через вентиль і редуктор прямує до місця споживання. З ацетиленом уноситься деяка кількість ацетону, тому не слід відбирати з балона більше 2 м3/год ацетилену; необхідно припиняти відбір газу при падінні тиску в балоні до 2 атм. Перед кожним наповненням балона ацетиленом балон додають ацетон.
До переваг розчиненого ацетилену слід віднести насамперед його безпеку. Досліди показали, що майже неможливо викликати вибух балона із розчиненим ацетиленом. Наприклад, вибуху не вийшлопри проплавленні стінки ацетиленового балона зварювальним пальником, при перепалюванні електричного запалу всередині балона, при обстрілі балона з кулемета тощо. Установки водяного затвора під час роботи від балона не потрібно.
Істотною перевагою розчиненого ацетилену є також його чистота та майже повна відсутність парів води, що підвищує температуру зварювального полум'я та продуктивність зварювання. Високий тиск газу забезпечує стійкість зварювального полум'я та підвищує продуктивність зварювання. Переваги розчиненого ацетилену у багатьох випадках виправдовують його підвищену вартість, порівняно з вартістю генераторного ацетилену. У нашій промисловості слід вважати за доцільне збільшення застосування розчиненого ацетилену, збільшення виробництва ацетиленових балонів та розширення мережі ацетиленових наповнювальних станцій.