чем опасен ацетилен в баллонах
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:
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.
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.
Работа с ацетиленом: меры безопасности
Содержание:
Ацетилен – это один из тех газов, которые применяются при газовой сварке наиболее часто. Также ацетилен используется в том случае, если производится газовая резка металла. Широкое использование ацетилена для сварки различных металлов объясняется тем, что температура горения этого газа в струе кислорода достигает 3300 градусов С. Ни один другой газ, используемый при сварке – пропан-бутан, водород или природный газ – не может обеспечить столь высокой температуры пламени, а значит и столь прекрасного качества сварного шва и высокой скорости сварки.
Одной из отличительных особенностей ацетилена является его взрывоопасность. Причем при взрыве этот газ способен нанести довольно значительный ущерб и привести к серьезным травмам – достаточно отметить, что 1 кг ацетилена производит тепловой энергии в два раз больше, чем тротил аналогичной массы и в 1,5 раза больше, чем нитроглицерин. Именно поэтому работа с ацетиленом требует соблюдения особых мер безопасности.
Несущие опасность факторы при работе с ацетиленом.
Для того чтобы предотвратить опасные последствия, необходимо знать, какие условия способны привести к взрыву ацетилена. К таким условиям относится:
Для увеличения безопасности баллонов с ацетиленом они наполняются специальным пористым веществом, которое помогает разделить общий объем ацетилена по отдельным небольшим ячейкам, что существенно уменьшает вероятность быстрого прогрева всей массы газа внутри баллона. В качестве такого вещества может выступать пемза, активированный уголь или волокнистый асбест.
Правила безопасности при работе с ацетиленом.
Работая с ацетиленом, необходимо соблюдать определенные правила безопасности, которые помогают избежать взрывоопасных и травмоопасных ситуаций.
При работе с ацетиленом нужно следить за тем, чтобы содержание этого газа в окружающем воздухе не превышало 0,46%. Большую помощь в этом оказывает использование специальных автоматических приборов, которые смогут вовремя подать сигнал о превышении допустимой нормы. Некоторые сварщики не слишком обращают внимание на показатели, превышающие указанную норму, считая, что до тех пор пока содержание ацетилена не достигнет взрывоопасной концентрации(чуть более 2%), опасаться нечего. Но в действительности это не так – при работе сварщик вдыхает воздух, насыщенный ацетиленом, что очень опасно для его здоровья и может привести к отравлению. Основные симптомы такого ацетиленового отравления – появление головокружения и рвоты.
При ведении газовой сварки в помещении необходимо соблюдать и еще ряд правил:
И самое главное правило: во время работы необходимо постоянно прислушиваться и принюхиваться – это поможет вовремя обнаружить утечку ацетилена из баллона. Этот газ обладает резким запахом, а из баллона выходит с легким шипением. Если вы обнаружили такие признаки, работу необходимо срочно прекратить, попытаться закрыть вентиль баллона с помощью специального ключа и отнести баллон подальше от любых источников тепла, лучше всего вообще вынести его из помещения. Если это сделать не получается, то следует срочно эвакуировать всех людей из зоны опасности и вызвать специалистов.
Содержание
История получения ацетилена
В 1836 г. в Бристоле на заседании Британской ассоциации Эдмунд Дэви (Edmund Davy), профессор химии Дублинского Королевского общества и двоюродный брат Гемфри Дэви (Humphry Davy), сообщил:
Дэви получил карбид калия К2С2 и обработал его водой.
В статье о получении карбида кальция мы писали о том, что его «двууглеродистый водород» впервые был назван ацетиленом французским химиком Пьером Эженом Марселеном Бертло (Marcellin Berthelot) в 1860 г. Только через 60 лет после открытия Дэви предсказанное им использование ацетилена для освещения явилось первым толчком для его промышленного получения.
Получение ацетилена
Получение ацетилена производится двумя основными способами:
А вот какой способ сейчас более распространён можно узнать из статьи о получении ацетилена.
Применение ацетилена
Применение ацетилена при газовой сварке обусловлено тем, что у него самая большая температуры горения. Но он также нашел свое применение в химической отрасли для получения пластмасс, синтетического каучука, уксусной кислоты и растворителей. Более подробный ответ по данному вопросу можно найти в статье о применении ацетилена.
Горение ацетилена
312?1,1709?1000/26,036 = 14000 ккал/м 3
Низшая теплотворная способность при тех же условиях может быть принята QH = 13500 ккал/м 3 (55890 кДж/м 3 ).
Реакция неполного горения ацетилена протекает на внешней оболочке светящегося внутреннего конуса пламени, причем под влиянием высокой температуры на внутренней поверхности конуса происходит распад С2Н2 на его составляющие по реакции:
где Q4?54 ккал/моль или 2070 ккал/кг С2H2.
При содержании С2Н2 в смеси около 45% (т. е. при отношении кислорода к ацетилену, примерно равном 1,25) достигается максимальная температура горения ацетилена, которая составляет 3200°С.
Следовательно, температура пламени изменяется в зависимости от состава смеси.
При содержании 27% С2Н2 достигается максимальная скорость воспламенения ацетилено-кислородной смеси, которая равна 13,5 м/сек.
Следовательно, в зависимости от состава смеси также изменяется и скорость воспламенения.
Данные зависимостей скорости воспламенения и температуры пламени и от содержания в ней ацетилена представлены ниже в таблице.
| Содержание С2Н2 в смеси в объемных процентах | 12 | 15 | 20 | 25 | 27 | 30 | 32 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Максимальная температура горения ацетилена, °С | — | 2920 | 2940 | 2960 | 2970 | 2990 | 3010 | 3060 | 3140 | 3200 | 3070 | 2840 |
| Скорость воспламенения смеси, м/сек | 8,0 | 10,0 | 11,8 | 13,3 | 13,5 | 13,1 | 12,5 | 11,3 | 9,3 | 7,8 | 6,7 | — |
Необходимо понимать, что полное сгорание ацетилено-воздушной смеси достигается при наличии в ней не более 1?100/(1+11,905)=7,75% ацетилена (так называемая стехиометрическая смесь). При этом продуктами реакции являются только углекислый газ (СО2) и вода (H2О). При содержании ацетилена более 17,37% в виде сажи выделяется свободный углерод.
Хранение и транспортировка ацетилена
Ацетилен выпускают по ГОСТ 5457 растворенным и газообразным. Хранят и транспортируют его в растворенном состоянии в специальных стальных баллонах по ГОСТ 949, заполненных пористой, пропитанной ацетоном массой. Ацетилен, растворенный в ацетоне не склонен к взрывчатому распаду.
Баллоны окрашены в серый цвет и надписью красными буквами «АЦЕТИЛЕН» на верхней цилиндрической части.
Максимальное давление ацетилена при заполнении баллона составляет 2,5 МПа (25 кгс/см 2 ), при отстое и охлаждении баллона до 20°С оно снижается до 1,9 МПа (19 кгс/см 2 ). При этом давлении в 40-литровый баллон вмещается 5-5,8 кг С2Н2 по массе (4,6-5,3 м 3 газа при 20°С и 760 мм рт. ст.).
Давление ацетилена в полностью наполненном баллоне изменяется при изменении температуры следующим образом:
| Температура, °С | -5 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Давление, МПа | 1,3 | 1,4 | 14 | 1,7 | 1,8 | 12 | 2,4 | 3,0 |
Другие требования техники безопасности можно узнать из статьи о классе опасности и мерах безопасности при работе с ацетиленом
Физические свойства ацетилена
Физические свойства ацетилена представлены в таблицах ниже.
Коэффициенты перевода объема и массы С2Н2 при Т=15°С и Р=0,1 МПа
Коэффициенты перевода объема и массы С2Н2 при Т=0°С и Р=0,1 МПа
Ацетилен в баллоне
| Наименование | Объем баллона, л | Масса газа в баллоне, кг | Объем газа (м 3 ) при Т=15°С, Р=0,1 МПа |
|---|---|---|---|
| С2Н2 | 40 | 5 | 4,545 |
Благодаря информации в таблице можно дать ответы на часто задаваемые вопросы:
АЦЕТИЛЕН
Рис 1. Молекула ацетилена
Первое применение ацетилена было датировано 1836 годом. Именно тогда химик Эдмонд Дэви проводил химические опыты, в том числе и с карбидом кальция. В один из таких дней ученый пытался создать управляемую химическую реакцию, в ходе которой соединил обычную воду с карбидом кальция. Результатом опыта стало выделение неизвестного газа — ацетилена, в дальнейшем имеющего только техническое применение.
Вначале газ был назван иначе — двууглеродистым водородом, что обусловлено его формулой С2Н2. Название «ацетилен» было дано позже, после создания Юстусом Либихом теории о свободных радикалах. Была внимательно изучена кристаллическая решетка газа, которая была похожа на ту, что имеет группа ацетиленов. Соответственно, и название ему было присвоено такое же.
Ацетилен был назван так и по другой причине, связанной с его химической природой. Его формула базировалась на расшифровке другого соединения — уксусной кислоты. Газ, исходя из его формулы, отнесли к производным ацетилена, что в переводе с латинского означает уксус [2 ].
Основные области применения ацетилена
1. Сварка и резка металлов. Сварку совершают с помощью горячего пламени, образованного при работе ацетилено-кислородной горелки. Температура такого пламени может достигать 3000 градусов Цельсия и плавить даже листы стали. Такую сварку применяют и для пластмасс, в том числе и при ремонте автомобильных пластмассовых бамперов.
2. Использование в качестве источника яркого, белого света. В данном случае речь идет об ацетилене, получаемом путем взаимодействия карбида кальция и воды. При этом используются автономные светильники.
3. Производство взрывчатых веществ.
4. Газ применяется при огневой чистке металлических поверхностей. Прежде чем обрабатывать металл дальше, с помощью ацетилена можно удалить следы ржавчины, окалину и другие загрязнения.
5. Получение других соединений и материалов, которыми являются уксусная кислота, этиловый спирт, растворители, пластические массы, каучук, ароматические углеводороды.
6. Ацетилен задействуют, чтобы выгибать трубы, уменьшать площадь поперечного сечения трамблеров, придавать корабельным днищам вогнутую форму, готовить изделия к горячей штамповке. Ацетилен незаменим при выгибании и правке огневым методом, при нагреве во время сварки и резки.
7. Применяется этот газ, когда изделия из черных металлов необходимо закалить, чтобы сделать более износостойкими. Закалка происходит, когда определенные участки изделия сначала разогреваются, а потом охлаждаются без повреждения расположенного в середине материала.
10. В ракетных двигателях (вместе с аммиаком) [3].
Применение в строительстве и промышленности
Автогенные и сварочные работы сопровождают практически все этапы строительства. Именно в этих видах работ применяется ацетилен. В специальном устройстве под названием горелка происходит смешивание газов и непосредственно сама реакция горения. Наивысшая температура данной реакции достигается при содержании ацетилена 45 % от всего объема баллона (рис. 2 — баллоны с ацетиленом).
Применение в медицине
Рис 2. Баллоны с ацетиленом
Промышленность выпускает два вида ацетилена — жидкий и в виде газа.
Газообразный ацетилен обладает резким запахом и это дает определенные преимущества при его утечке. По своей массе он близок к атмосферному воздуху.
Жидкий ацетилен не обладает никаким цветом. У него есть одна особенность — он преломляет цвет.
Опасные факторы ацетилена
Опасные факторы ацетиленаПри длительном вдыхании технического ацетилена появляется рвота и головокружение. Ацетилен взрывоопасен при следующих условиях:
Меры безопасности при обращении с ацетиленом
Все применяемые материалы, в т.ч. неметаллические части, как, например, заглушки вентилей, прокладки и мембраны должны обладать стойкостью к ацетилену и его растворителям. Ацетиленовая проводка должна быть стальной. Детали, изготовленные из серебра, меди или сплава, содержащего более 65% меди, нельзя применять из-за опасности образования взрывоопасных соединений меди и ацетилена.
1. При обнаружении баллона с утечкой газа
Если это невозможно:
2. При обнаружении баллона с горящим вентилем
Если это невозможно:
3. При обнаружении горячего баллона
Если ацетиленовый баллон был нагрет по ошибке или будет нагрет внешним источником огня, действовать следующим образом:
Меры безопасности при обращении с баллонами
1. К обращению с газовыми баллонами допускать только лиц, имеющих достаточный опыт и квалификацию.
2. Газовый баллон представляет собой сосуд под высоким давлением и с ним необходимо обращаться осторожно.
3. Никогда не снимать и не портить этикетки, прикрепленные изготовителем на баллонах.
4. До того как использовать баллон, убедиться в соответствии его содержимого.
5. До того как использовать газ, ознакомиться с его свойствами и риском, связанным с его использованием.
6. В случае неуверенности в правильном обращении с каким-нибудь газом, связаться с изготовителем газа.
ОБРАЩЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ
1. Всегда пользоваться защитными рукавицами.
2. Не поднимать баллон за колпак и вентиль.
3. Для перемещения баллонов всегда пользоваться тележкой или носилками для баллонов.
4. При перемещении баллона предохранительный колпак должен всегда находиться на своем месте.
5. Для выявления утечек использовать мыльный раствор.
6. Всегда пользоваться редуктором давления, предназначенным для данного газа. Использовать вставки запрещено.
7. Перед подключением оборудования к баллону, проверить его правильный класс давления.
8. Предотвратить обратный поток газа в баллон (например, обратным клапаном), прежде чем подключать баллон.
9. Вентиль баллона открывать медленно.
10. Никогда не нагревать газовый баллон.
11. Подача газа из баллона в другой баллон запрещена.
12. Никогда не использовать баллон в качестве катка или рабочей подставки.
13. Содержать вентиль баллона и оборудование чистыми от масла и грязи.
14. Не допускать падения баллонов.
15. Защитить баллоны от механических ударов.
16. Всегда, когда баллоном не пользуются, закрывать вентиль.
17. С пустыми баллонами всегда обращаться как с полными.
В случае повреждения баллона в работе, он должен быть четко замаркирован и возвращен поставщику. Ни в коем случае не пытаться ремонтировать баллон или скрывать дефекты, так как это может вызвать риск опасности других.
1. Вызвать пожарную охрану.
2. Обеспечить эвакуацию людей с территории.
3. Если возможно, убрать баллоны из зоны пожара.
4. При отсутствии возможности вывоза баллонов, охлаждать баллоны водой из защищенного места.
5. Четко пометить баллоны, потерпевшие пожар, и сообщить поставщику.
1. Баллоны должны храниться в отведенном для них хорошо вентилируемом месте.
2. Баллоны хранить в помещении с отсутствием риска пожара и расположенном далеко от источников тепла и возгорания.
3. Склад баллонов должен содержаться в порядке с разрешением доступа в него только уполномоченным лицам. Территория должна быть четко отмечена надлежащими указателями.
4. Курение и открытое пламя на складе и вблизи него запрещены.
5. Газовые баллоны должны храниться в вертикальном положении. Вентили баллонов должны быть хорошо закрыты навернутыми на них колпаками.
6. Пустые баллоны хранить отдельно от полных.
На складе баллоны с разными видами газов хранить отдельно друг от друга.
Поставщик даст дополнительную информацию по проблемам, связанным с хранением газов и обращением с ними.