Меню

Давление в баллоне с углекислотой при температуре 0 градусов цельсия

Давление в баллоне с углекислотой при температуре 0 градусов цельсия

Углекислота при обычных условиях – бесцветный газ, примерно в 1.5 раза тяжелее воздуха, благодаря чему ее можно переливать, как жидкость, из одного сосуда в другой. Масса одного литра углекислоты при 0 градусах Цельсия и 760 мм рт. ст. составляет 1.98 г. Вода растворяет значительное количество углекислоты; 1 объем воды при 20 градусах Цельсия растворяет 0.88 объема СО2, а при 0 градусах Цельсия – 1.7 объема. Под давлением около 60 атмосфер углекислота при обыкновенной температуре превращается в жидкость. Жидкую углекислоту хранят в стальных баллонах. При быстром выливании ее из баллона поглощается вследствие испарения так много тепла, что углекислота превращается в твердую, белую снегообразную массу, которая, не плавясь, возгоняется при – 78.5 градусах Цельсия.

В промышленных количествах углекислота выделяется из дымовых газов, или как побочный продукт химических процессов, например, при разложении природных карбонатов (известняк, доломит) или при производстве алкоголя. Смесь полученных газов промывают раствором карбоната калия, которые поглощают углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании или при пониженном давлении разлагается, высвобождая углекислоту. В современных установках получения углекислого газа вместо гидрокарбоната чаще применяется водный раствор моноэтаноламина, который при определённых условиях способен абсорбировать СО₂, содержащийся в дымовом газе, а при нагреве отдавать его; таким образом отделяется готовый продукт от других веществ.Также углекислый газ получают на установках разделения воздуха как побочный продукт получения чистого кислорода, азота и аргона.

В пищевой промышленности углекислота используется как консервант и разрыхлитель, обозначается на упаковке кодом Е290. Углекислый газ используется для газирования лимонада и газированной воды.

Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии (в газобаллонной пневматике) и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.

Жидкая углекислота широко применяется в системах пожаротушения и в огнетушителях. Автоматические углекислотные установки для пожаротушения различаются по системам пуска, которые бывают пневматическими, механическими или электрическими.

Углекислый газ используется также в качестве защитной среды при сварке проволокой, но при высоких температурах происходит его диссоциация с выделением кислорода. Выделяющийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Другим следствием влияния кислорода, также связанного с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в аргоне или гелии.

Когда углекислота применяется в газовой фазе, то для хранения она используется под давлением, как сжиженный газ, в виде жидкой фазы. Хранение углекислоты в стальном баллоне в сжиженном состоянии намного выгоднее, чем в виде газа. Углекислота имеет сравнительно низкую критическую температуру +31 °С. Когда в 40-литровый баллон с нормальным давлением 100 кгс/см² залито 20 кг сжиженного углекислого газа, то при температуре +31 °С в баллоне будет только жидкая фаза с давлением 100 кгс/сm². Если температура будет выше, то следует уменьшить заполнение баллона или использовать баллоны с более высоким рабочим давлением. Если углекислота будет охлаждаться, то при температуре +21 °С при нормальном заполнении в баллоне появится газовая фаза.

Читайте также:  Внутричерепное давление разрыв сосудов в глазу

Твёрдая углекислота — «сухой лёд» — используется в качестве хладагента в лабораторных исследованиях, в розничной торговле, при ремонте оборудования (например: охлаждение одной из сопрягаемых деталей при посадке внатяг) и т. д. Для сжижения углекислого газа и получения сухого льда применяются углекислотные установки.

Углекислота ГОСТ 8050-85 поступает клиенту в баллонах объемом 40, 30, 20,10,7 и 5 литров. НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ использовать пищевую углекислоту, произведенную на спиртзаводах, для сварочных работ в связи с повышенным содержанием влаги в таком продукте. Баллоны под углекислоту принимаются под наполнение как с рабочим давлением 150, так и 125 атмосфер, за исключением 40л баллонов под наполнение 24 кг – это только под 150 атмосфер. Баллоны укомплектовываются вентилями ВК-86 и ВК-94, один раз в пять лет проводится техническое освидетельствование баллона.

Источник

Критерии выбора углекислотного баллона для сварки

Диоксид углерода СО2 приводится в жидкое состояние высоким давлением с охлаждением. Хранится углекислота в стальных баллонах под давлением 70 атмосфер. Угольный ангидрид не имеет цвета и запаха. Применяется при низкотемпературной сварке для защиты воздействия на шов атмосферных кислорода и азота.

Технические требования

Стальные сосуды под давлением объёмом 0,4–50 л используются без малого век. Отечественный ГОСТ 949-73 распространяется на ёмкости для транспортировки промежуточного хранения, технологической раздачи потребителям.

Цельнотянутые бесшовные баллоны малого и среднего объёма из конструкционной стали 45Д и легированной 40ХГСА рассчитаны на рабочее давление 15 и 20 МПа для сосудов 50–20 л и 15 МПа для меньших, которые допускается выпускать с плоским дном.

Отличительная маркировка – жёлтая надпись эмалью «углекислота», «СО2» «двуокись углерода» по чёрному полю. Основные физические параметры и типоразмеры представлены в таблице:

Сталь 45Д/30ХГСА 40л

Сталь 45Д/30ХГСА 20 л

Сталь 45Д Ø, мм L, мм M, кг Ø, мм L, мм M, кг Ø, мм L, мм M, кг 15 219

1685/1660 71,3/62,5 219 1370/1350 58,5/51,5 219 740 32,3 20 1755/1650 93,0/62,5 1430/1350 76,5/51,5 770 42,0

Сосуды меньших объёмов выполнены из стали 45Д, рабочее давление 15 МПа

Ø, мм 12 л 10 л 8 л 5 л 4 л 2 л
L, мм M, кг L, мм M, кг L, мм M, кг L, мм M, кг L, мм M, кг Ø, L, мм M, кг
140 1020 17,6 865 13,0 710 12,4 475 8,5 400 7,3 108/330 3,7

В комплектацию входят:

  • запорный вентиль кислородный с правой резьбой латунный;
  • предохранительные кольца из резины на цилиндрическую часть;
  • опорный башмак прямоугольной формы для устойчивости;
  • колпак предохранительный стальной либо формованный из неметаллов.

Эксплуатирующиеся баллоны проходят через 5 лет периодическую переаттестацию, включающую техосмотр и испытание избыточным давлением, превышающем рабочее на 50%. Информация с датой освидетельствования наносится ударными клеймами на зачищенную горловину, обрамляется жёлтой полосой по периметру.

Это «паспорт углекислотного баллона» с полным перечнем информации:

  • дата выпуска, переаттестации;
  • № баллона, присвоенный производителем;
  • литраж наполнения;
  • технологическое гидродавление;
  • марка стали и физические величины веса и размеров.

Применение: газоподготовка

Длительное и промежуточное хранение баллонов допускается на оборудованных кровлей и защитными перегородками рампах, исключающих попадание атмосферных осадков, в холодных и отапливаемых помещениях с естественной вентиляцией.

Читайте также:  Нижнее давление 60 у пожилых что это значит

Жидкая углекислота в поставке для сварочных работ приобретается высшего и первого сортов. Заправка баллонов углекислотой для пищевиков дороговата, но желательна: Влажность газа нулевая.

Применение газа второго сорта допускается при возможности осушения: к 1% водного осадка добавляется нерегламентированное количество паров жидкости. Извлечением из газового потока паров воды занимается газоосушитель.

Это герметичная ёмкость с засыпкой гигроскопичными материалами. Осушители низкого давления устанавливаются после редуктора, высокого – принимают газ из баллона перед редуктором. Влагопоглотителями выступают алюмогель, силикагель, медный купорос.

Адиабатическое охлаждение газа провоцирует резкое объёмное расширение. Газопотребление в пределах 15–20 л/мин приводит к оледенению паров влаги, что чревато закупоркой редуктора. Газозабор высокого объёма требует установки газоподогревателя змеевикового типа на 24/36 В. Термоэлемент нейтрализует замерзание паров воды, рассчитан на пропуск больших объёмов.

Активная газозащита сварочных швов при полуавтоматической дуговой сварке плавящимся проволочным электродом ведётся углекислотой в чистом виде или в смеси с аргоном.

Использование баллонов подразумевает ограниченный суточный расход сварочными постами. 40-литровый баллон с внутренним давлением 6 МПа принимает 25 кг сжиженной субстанции. В газообразном виде после испарения жидкость трансформируется в 12,5 тыс. л газа.

Покупка: критерии выбора и выбраковки

Приобретение инвентаря высокого давления (ВД) длительного использования нового либо б/у сложностей не представляет. Трудности возникнут при заправке углекислотных баллонов, если покупатель не учёл ограничения в эксплуатации и заправке:

  • Заправка баллонов углекислотой затрудняется, если оборудование станции заправки рассчитано на больший литраж – выручат заправщики огнетушителей;
  • Заполнение малолитражных ёмкостей в условиях гаража возможно посредством баллона-донора шлангом высокого давления при соблюдении условий безопасности;
  • Если пропущен срок аттестации, сосуд ВД подлежит проверке и сертификационному испытанию;

[stextbox газобаллонное оборудование желательно у надёжных поставщиков. Б/У – у производственников. Они следят за оборудованием, документооборот на уровне: предоставят оригинал сертификата соответствия, акты проведения испытаний.[/stextbox]

Причины браковки газобаллонного оборудования, касающиеся всех категорий наполнения по результатам внешнего осмотра:

  • неисправность запорного вентиля;
  • износ резьбы горловины;
  • неполное нанесение паспортных данных, просрочено очередное освидетельствование: отсутствие, неполнота паспортной информации переводит баллон в статус непригодных к эксплуатации;
  • срок жизни баллона с момента первой аттестации производителем 20 лет, превышение срока пользования на практике невозможно;
  • большая площадь и глубина наружной коррозии;
  • вмятины либо выпучины;
  • трещины;
  • риски и раковины глубиной 1/10 толщины металла;
  • повреждён либо косо посажен башмак;
  • несоответствие окраски и надписи.

Обязательные требования к пользователю оборудованием ВД:

  • автомобиль для перевозки должен обеспечить транспортировку в горизонтальном положении;
  • период покоя независимо от сезона перед началом работ составляет 0,5 часа;
  • задействованные и складские сосуды ВД не повергаются прямым солнечным лучам, не складируются вблизи нагревательных приборов.

Редуктор

Стабилизацию, понижение давления подачи газозащиты, оптимальный расход углекислоты при сварке полуавтоматом, блокировку подачи двуокиси углерода при прекращении сварки осуществляет редуктор.

Однокамерный и двухкамерный (двухступенчатый) регулятор давления с последовательным расположением полостей снижения давления настраивается поворотом ручного регулятора изменения потока подачи СО2.

Манометр на входе регистрирует давление двуокиси углерода в баллоне. Второй – в камере регуляции, сети раздачи угольного ангидрида. Не ограничиваясь функцией регистратора изменений, редуктор работает как стабилизатор выходного давления.

Читайте также:  Как выяснить повышенное или пониженное давление

Расход диоксида углерода в баллоне не должен влиять на то, какое давление углекислоты должно быть при сварке полуавтоматом. Мембрана редуктора занимает позицию пропуска газа в полость камеры снижения рабочего давления при первичной настройке. Изменение параметров напряжения управляющей пружины приводит в действие противоположную регулировочную пружину.

Площадь открытого сечения впускного клапана плавно меняется в сторону увеличения, но расход углекислоты при сварке полуавтоматом остаётся прежним. Постоянство либо изменение выходного давления корректируется по текущему показанию манометра регулировочным винтом.

Манипуляциями входящего в комплектацию шарового крана ведётся уточнение величины газоистечения. Расходная шайба с дюзой корректируют выпуск по величине значения давления в рабочей камере.

Защитой пневморедуктора занимается вмонтированный предохранительный клапан. Скачок давления приведёт к разрыву мембраны. Потеря герметичности входным штуцером с увеличением пропуска газа ведёт к превентивному запиранию системы.

Пневморедукторы классифицируются по количеству ступеней выравнивания давления (камер). Двухступенчатый редуктор с последовательным снижением давления в неотапливаемом помещении в зимнее время незаменим.

Разделение пневморегуляторов по условиям использования:

  • сетевые – работа в стационарной сети углекислотной станции;
  • рамповые – обслуживание многопостовых участков.

[stextbox Использование редуктора на наклонённом, лежачем баллоне недопустимо![/stextbpx]

Взаимозаменяемость кислородного и углекислотного

Конструктивно они сходны, а заменяемость частична. Кислородный редуктор рассчитан на давление в 2,5 раза выше, эксплуатационные требования жёстче. Диоксид углерода химически нейтрален и не повреждает мембрану. А углекислотный на кислородном баллоне долго не выдержит именно из-за разрушения мембраны.

Но применение не по назначению будет ошибкой. При сварке с диоксидом углерода кислородный редуктор замерзает. Коэффициент расширения углекислоты приводит к понижению температуры на редуцирующем клапане до –60 0 С. Кристаллизация влаги приведёт к выходу из строя устройства.

[stextbox взрывобезопасности диктуют ставить на кислород редуктор с накидными гайками. Баллон углекислотный позволительно крепить хомутом – утечка не приведёт к пожару.[/stextbox]

УР 6-6

Среди многообразия редукторов выделяют компактный универсальный стрелочный УР 6-6 с калиброванным жиклёром. Пригоден для регуляции подачи аргона, иных газов и смесей с предельной долей кислорода до 23% на газобаллонном оборудовании 20–50 л. Ударопрочный корпус выполнен из латуни. Рекомендовано подключение электроподогревателя.

  • встроен очистной фильтр во впускной клапан, противодействующий обратному стравливанию в баллон;
  • входное давление – до 20 МПа;
  • пропускная способность – до 1,8 м 3 /час. (30 л/мин.);
  • рабочее давление – 0,35 МПа;
  • предел неравномерности рабочего давления – 4%
  • вес – 0,7 кг;
  • считается самой экономичной моделью.

С ротаметром

Удобство расходомера при сохранении функциональности обычного регулятора в отображении расхода углекислоты при сварке полуавтоматом в текущем режиме. Ротаметрический регулятор оснащён на выходе калиброванной дроссельной заслонкой. Гарантируется точность управления и показаний газопотока.

Манометр указывает единицы расходования. Прибор настроен и уточняющие регулировки нежелательны. Двухротаметрные редукторы предназначаются для защиты шва химически активных металлов с обеих сторон.

Меры безопасности при работе с СО2

Углекислота лишена токсичности, взрывобезопасна, однако при условиях, способствующих концентрации диоксида углерода более 5% в непроветриваемых помещениях, возможно проявление кислородного голодания, удушья.

В процессе сварки выделяются угарный газ и аэрозоли. Ремонт на баллоне, затяжка разъёмных соединений до сброса давления недопустимы.

Источник

Adblock
detector