Uzliesmojošas gāzes. Inertās un aktīvās aizsarggāzes, to maisījumi Gāze metināšanai – kas nodrošina tik spēcīgu liesmu

Daudzās mūsu valsts pilsētās gāze ir kļuvusi par plaši izplatītu cilvēku dzīves sastāvdaļu.

Skābeklim ir izšķiroša loma tā sadegšanā. Uz brīdi aizveriet gāzes plīts degļa gaisa aizbīdni. Gāzes degļa liesma kļūs balta, dūmakaina un nebūs pietiekami karsta. Tas ir tāpēc, ka gāze nesadeg pilnībā, tai trūkst skābekļa, ar kuru tā saskaras gaisā, izejot no degļa.

Lai pilnvērtīgāk izmantotu gāzes siltumspēju, deglis ir veidots tā, lai, ieejot tajā, gāze iesūktu gaisu un, sajaucoties ar to, tuvotos liesmai ar skābekļa daudzumu, kas ir pietiekams tā pilnīga sadegšana. Liesma izrādās zilgana, īsa un ļoti karsta. Aizverot gāzes degļa krānu, tiek samazināta gāzes plūsma un tādējādi samazinātas gaisa noplūdes.

Ikdienā izmantotā gāze visbiežāk tiek iegūta no zemes dzīlēm un tiek saukta par dabasgāzi.

Lielākā daļa dabasgāzu ir organisko savienojumu maisījums, galvenokārt ogļūdeņraži, tas ir, savienojumi, kas ietver oglekli un ūdeņradi. Abi šie elementi, apvienojoties ar skābekli, izdala milzīgu daudzumu siltuma.

Šobrīd ir atklātas daudzas lielas dabasgāzes atradnes. Saratovas reģions ir īpaši bagāts ar dabasgāzēm.

Pa speciālu gāzes vadu Saratova-Maskava gāze tiek piegādāta mūsu Dzimtenes galvaspilsētai, kur to plaši izmanto rūpniecībā un iedzīvotāju sadzīves vajadzībām.

Gāzveida kurināmā priekšrocības salīdzinājumā ar cieto kurināmo ir milzīgas. Tie galvenokārt ietver vieglu patēriņu, vieglu degvielas padevi kurtuvei vai gāzes degli, ārkārtīgi vieglu liesmas kontroli un labāku higiēnu.

Bet vissvarīgākā gāzveida degvielas priekšrocība ir tā augstā siltumspēja. Degošās gāzes liesmas temperatūra ir daudz augstāka par cietā kurināmā liesmas temperatūru un dažos gadījumos sasniedz 3000°.

Kā notiek cietā un gāzveida kurināmā sadegšanas process?

Dedzinot cieto kurināmo vispirms žāvē, un pēc tam notiek tā sauktā sausā destilācija. Veidojas gāzveida vielas, kas satur oglekli. Šo degošo vielu ogleklis savienojas ar skābekli gaisā.

Kad ogleklis sadedzina, tas veido oglekļa dioksīdu (CO2). Tas rada siltumu. Daļa no šī siltuma tiek tērēta jaunu cietā kurināmā daļu žāvēšanai un destilēšanai; Daļu siltuma uzņem slāpeklis, kas kopā ar skābekli nonāk krāsnī.

Sildot līdz augstai temperatūrai, slāpeklis atstāj krāsni, bezmērķīgi pārnesot siltumu līdzi atmosfērā. Turklāt sliktas gaisa “sajaukšanas” ar cieto kurināmo dēļ ne viss kurtuvē nonākošais skābeklis piedalās sadegšanā; daļa no tā, sasilstot kopā ar slāpekli, arī izplūst atmosfērā. Tiek iztērēts liels daudzums siltuma, un līdz ar to dūmu veidā tiek aiznestas daudzas mazas ogļu daļiņas.

Izmantojot gāzveida degvielu, daži no šiem trūkumiem tiek novērsti. Degošā gāze labi sajaucas ar skābekli gaisā pat pirms tuvošanās liesmai. Gaisa padevi kurtuvei var regulēt tā, lai tā būtu pietiekama gāzes pilnīgai sadegšanai un nebūtu lieki siltuma zudumi.

Kad krāsnī tiek piegādāta apsildāma gāze un karsts gaiss, siltuma zudumi tiek gandrīz pilnībā novērsti. No krāsns izplūstošo gāzu siltumu parasti izmanto gaisa un gāzes sildīšanai. Gāzveida kurināmais ir ekonomiskāks un ērtāks nekā cietais kurināmais.

Gāzveida degvielu var iegūt arī mākslīgi. Šim nolūkam tiek izmantoti tā sauktie gāzes ģeneratoru bloki.

Ogles iekrauj augstā kolonnā, kas aprīkota ar režģi apakšā. Ogles iekrauj caur augšējo iekraušanas atveri. Kad kolonna ir pilna, atvere tiek aizvērta, atstājot tikai šauru izeju gāzēm. No kolonnas apakšas zem režģa tiek padots gaiss ar noteiktu skābekļa saturu un ogles tiek aizdedzinātas. Apakšējie ogļu slāņi, sadedzinot skābekļa klātbūtnē, veido oglekļa dioksīdu un izdala siltumu. Šis siltums paceļas augšup pa kolonnu un uzsilda ogļu augšējos slāņus. Oglekļa dioksīds, kas rodas, sadedzinot apakšējos slāņus, iziet cauri augšējiem ogļu slāņiem, kas uzkarsēti līdz 700°, dod tiem daļu skābekļa un veido oglekļa monoksīdu. Oglekļa monoksīds kopā ar gaisa slāpekli iziet cauri izplūdei un tiek savākts gāzes krātuvēs.

Gāzi, kas tiek ražota ģeneratoru komplektos, sauc par ģeneratoru gāzi.

Ja ūdens tvaiki tiek ievadīti ģeneratorā kopā ar gaisu, tad vienlaikus ar oglekļa monoksīdu veidojas ūdeņradis. Šo gāzu maisījumu sauc par ūdens gāzi, un to izmanto arī kā gāzveida degvielu. Kad ūdens gāze sadedzina, oglekļa monoksīds savienojas ar skābekli, veidojot oglekļa dioksīdu. Un ūdeņradis, savienojoties ar skābekli, dod ūdeni.

Gan ģeneratora gāze, gan ūdens gāze satur oglekļa monoksīdu. Oglekļa monoksīds ir bezkrāsaina gāze bez smaržas, nedaudz vieglāka par gaisu. Tas ir indīgs un izraisa izgarojumus, no kurienes cēlies tā cits nosaukums – oglekļa monoksīds. Kopmītnēs mēs bieži domājam par "dūmiem" kā par nesadegušās degvielas smaku. Taču šī smaka nepieder pie oglekļa monoksīda, bet pie citiem sadegšanas produktiem, kas satur arī oglekli.

Ilgu laiku (3-4 stundas) uzturoties telpā, kur uz katriem 100 tūkstošiem gaisa daļu ir tikai viena daļa tvana oksīda, var apdegties. Vienas daļas oglekļa monoksīda piejaukums 800 daļām gaisa jau ir ārkārtīgi bīstams cilvēka dzīvībai un var izraisīt nāvi pusstundas laikā.

Labākais līdzeklis cietušajam ir tīrs gaiss, bet smagas saindēšanās gadījumā – tīrs skābeklis.

Oglekļa monoksīdam ir daudz kaloriju. Kad tiek sadedzināts 1 grams oglekļa monoksīda (28 grami), tiek atbrīvotas 67 500 kalorijas; Tas ir par 29 500 kalorijām mazāk nekā siltums, kas rodas, sadedzinot 1 gramu oglekļa (12 gramus):

(C + O 2 = CO 2 + 97 000 kal.)

(CO + V2O2 = CO 2 + 67 500 kal.)

Šķiet, ka ar šādu termisko efektu attiecību nav pareizi pārvērst ogles oglekļa monoksīdā, lai galu galā, sadedzinot, tiktu iegūts mazāk siltuma. Patiesībā tas tā nav. Ja rēķinām visus siltuma zudumus cietā kurināmā sadegšanas laikā, ieskaitot zaudējumus pelnu dēļ, kas sastāda 5-30 procentus, tad ģeneratora gāzes izmantošana būs izdevīga.

Vēl lietderīgāk ir iegūt oglekļa monoksīdu ogļu vietā, neizsūcot to uz virsmas. Šo gāzveida kurināmā ražošanas metodi sauc par pazemes ogļu gazifikāciju.

Ideju par ogļu pazemes gazifikāciju pirmais izdomāja lielais krievu ķīmiķis Mendeļejevs. Pagājušā gadsimta 80. gados viņš rakstīja: “Iespējams, ar laiku pienāks pat laikmets, kad ogles no zemes netiks izņemtas, bet tur, zemē, tās varēs pārvērst par degošām gāzēm un izplatīt tos pa caurulēm lielos attālumos.

Šo ideju, kas tajā laikā bija drosmīga, pārņēma daudzi zinātnieki. Pazemes gazifikācijas idejas īstenošanas sākumu novērtēja V. I. Ļeņins rakstā “Viena no lielākajām uzvarām tehnoloģijā”, kas publicēts 1913. gadā. V.I.Ļeņins aprakstīja pazemes gazifikāciju kā revolūciju rūpniecībā, kas ir līdzvērtīga gigantiskai tehniskai revolūcijai, iespējams, vissvarīgākajā ražošanas nozarē.

Taču cariskās Krievijas apstākļos nebija iespējams attīstīt pazemes gazifikāciju. Tas kļuva iespējams tikai padomju varas apstākļos.

1931. gadā Vissavienības komunistiskās partijas Centrālā komiteja pieņēma lēmumu īstenot pazemes ogļu gazifikācijas problēmas. Kopš tā laika mūsu valsts ir nepārtraukti strādājusi, lai plaši ieviestu šo progresīvo metodi degvielas ieguvei no zemes zarnām.

Šīs metodes priekšrocības ir milzīgas.

Pazemes gazifikācija ievērojami vienkāršo un samazina ogļu atradņu izveides izmaksas un atvieglo kalnraču darbu. Transports ir atbrīvots no liela daudzuma cietā kurināmā pārvadāšanas.

Ja atrodat kļūdu, lūdzu, iezīmējiet teksta daļu un noklikšķiniet uz Ctrl+Enter.

Skābeklis

Skābeklis ir gāze bez garšas, bez smaržas un krāsas, nedegoša, bet aktīvi atbalsta degšanu, nedaudz smagāka par gaisu. Pie normāla atmosfēras spiediena (760 mm Hg) 0 ° C temperatūrā masa ir 1 kubikmetrs. skābekļa ir 1,43 kg, un normālā atmosfēras spiedienā un temperatūrā 20 ° C, masa ir 1 kubikmetrs. skābeklis ir 1,33 kg, 1 kubikmetra gaisa masa ir 1,29 kg.

Rūpniecībā skābekli iegūst no atmosfēras gaisa, dziļi atdzesējot un rektificējot.

Tehniskais skābeklis darbam ar gāzu liesmu tiek iegūts īpašās iekārtās no atmosfēras gaisa šķidrā stāvoklī. Šķidrais skābeklis ir ļoti mobils, zilgans šķidrums. Šķidrā skābekļa viršanas temperatūra (iztvaikošanas sākums) ir mīnus 183 ° C.

Normālos apstākļos un mīnus 183° C temperatūrā tas viegli iztvaiko, pārvēršoties gāzveida stāvoklī. Temperatūrai paaugstinoties, iztvaikošanas ātrums palielinās. No 1 litra šķidrā skābekļa veidojas aptuveni 860 litri gāzveida skābekļa.

Skābeklim ir liela ķīmiskā aktivitāte. Savienojuma reakcija ar eļļām, taukiem, ogļu putekļiem, auduma šķiedrām utt. normālā temperatūrā izraisa tūlītēju oksidēšanos, pašaizdegšanos un eksploziju.

Skābeklis, kas sajaukts ar uzliesmojošām gāzēm un uzliesmojošu šķidrumu tvaikiem, veido sprādzienbīstamus maisījumus plašā diapazonā.

“Tehniskais gāzveida skābeklis” saskaņā ar GOST 5583-78 tiek ražots metināšanai un griešanai trīs pakāpēs: 1. - ar tīrību vismaz 99,7%, 2. - vismaz 99,5%, 3. - vismaz 99,2% pēc tilpuma. Jo mazāk gāzu piemaisījumu skābeklī, jo lielāks griešanas ātrums, tīrākas malas un mazāks skābekļa patēriņš. Tas tiek piegādāts uzņēmumam gāzveida stāvoklī zilos tērauda skābekļa balonos ar tilpumu 40 dm3. kubs un spiediens 150 kgf / cm2. Saspiestais skābeklis tiek uzglabāts un transportēts balonos saskaņā ar GOST 949-73.

Propāns- tehniska, bezkrāsaina gāze ar asu smaku, kas sastāv no propāna C3H8 vai propāna un propilēna C3H6, kuras kopējam saturam jābūt vismaz 93%. Propānu iegūst, pārstrādājot naftas produktus. Propāna-butāna maisījums ir gāzu maisījums, galvenokārt tehniskā propāna un butāna. Šīs gāzes pieder smago ogļūdeņražu grupai. Izejvielas to ražošanai ir dabiskās naftas gāzes un naftas pārstrādes rūpnīcu atgāzes. Šīs gāzes tīrā veidā vai maisījumu veidā normālā temperatūrā un ar lielu spiediena pieaugumu var pārnest no gāzveida stāvokļa uz šķidru stāvokli. Propāna-butāna maisījumu uzglabā un transportē šķidrā stāvoklī un izmanto gāzveida stāvoklī.

Gāzveida propāna-butāna maisījums ir uzliesmojoša gāze bez garšas, smaržas un krāsas, 2 reizes smagāka par gaisu, tāpēc, gāzei noplūstot, tā neizkliedējas atmosfērā, bet nokrīt un aizpilda grīdas vai reljefa padziļinājumus.

Gāzveida propāna-butāna maisījumam atmosfēras spiedienā nav toksiskas (indīgas) ietekmes uz cilvēka ķermeni, jo tas maz šķīst asinīs. Bet, nokļūstot gaisā, tas sajaucas ar to, izspiež un samazina skābekļa saturu gaisā. Cilvēks šādā atmosfērā piedzīvo skābekļa badu, un ar ievērojamu gāzes koncentrāciju gaisā var nomirt no nosmakšanas.

Maksimālā pieļaujamā propāna-butāna koncentrācija darba zonas gaisā nedrīkst būt lielāka par 300 mg/m 3 (oglekļa ziņā). Ja uz ķermeņa ādas nokļūst šķidrais propāns-butāns, kura normālā temperatūra ir 36,6 grādi. C, notiek strauja iztvaikošana un intensīva siltuma noņemšana no ķermeņa virsmas, tad rodas apsaldējums.

Saskaņā ar GOST 20448-80 nozare ražo 3 zīmolu propāna-butāna maisījumu:

• tehniskais propāns, ar propāna saturu vairāk nekā 93%, butāns - mazāk nekā 3 procenti;
• tehniskais butāns ar butāna saturu mazāk nekā 93%, propāns ne vairāk kā 4 procenti;
• propāna-butāna maisījums, 2 veidi: ziemas un vasaras.

Propāna-butāna maisījumu piegādā uzņēmumiem metālu apstrādei ar gāzes liesmu tērauda balonos ziemā un vasarā.

Ziemas propāna-butāna maisījums satur 15% propāna, 25% butāna un citus komponentus.

Vasaras propāna-butāna maisījums satur 60% butāna, 40% propāna un citas sastāvdaļas.

Degšanai I cu. m gāzveida propāna-butāna maisījumam nepieciešami 25-27 kubikmetri. m gaisa jeb 3,58 - 3,63 kg skābekļa.

Aizdegšanās temperatūra ar gaisu:

• propāns - 510 grādi. AR;
• butāns - 540 grādi. AR

Propāna-butāna maisījuma aizdegšanās temperatūra:

• ar gaisu 490-510 grādi. AR;
• ar skābekli - 465-480 grādi. AR.

Propāna-butāna maisījuma ar skābekli liesmas temperatūra ir atkarīga no tā sastāva un ir vienāda ar 2200-2680 grādiem. C. Ar oksidējošu liesmu (lieko skābekļa daudzumu) temperatūra paaugstinās.

Propāna-butāna maisījuma siltumspēja ir 93 000 J/m3. (22000 kcal/m3).

Propāna-butāna maisījuma degšanas ātrums:

• ar normālu degšanu 0,8 - 1,5 m/sek.;
• ar tālvadības pulti (ar sprādzienu) 1,5 - 3,5 km/sek.

Propāna-butāna sprādzienbīstamības robežas normālā spiedienā ir:

• sajauc ar gaisu:

• zemāks – 1,5%;
• augšējais – 9,5% apakšējais – 2%;
  • sajaukts ar skābekli:
• augšā – 46%.

Propāna-butāna maisījumi šķidrā veidā iznīcina gumiju, tāpēc ir rūpīgi jāuzrauga gumijas izstrādājumi, kas tiek izmantoti gāzes liesmas iekārtās, un, ja nepieciešams, tie savlaicīgi jānomaina.

Vislielākais gumijas iznīcināšanas risks pastāv ziemā, jo ir lielāka iespējamība, ka propāna-butāna maisījuma šķidrā fāze nonāks šļūtenēs.

Acetilēns- šī ir uzliesmojoša gāze, bez krāsas, garšas, ar asu specifisku ķiploku smaržu, tā ir vieglāka par gaisu. Tās blīvums attiecībā pret gaisu ir 0,9.

Pie normāla atmosfēras spiediena (760 mm Hg) un temperatūras plus 20 grādi. No 1 kubikmetra masa ir 1,09 kg, gaisa svars ir 1,20 kg.

Normālā atmosfēras spiedienā un temperatūrā no -82,4 grādiem līdz -84 grādiem C acetilēns pāriet no gāzveida uz šķidru stāvokli un mīnus 85 grādu temperatūrā. C sacietē.

Acetilēns ir vienīgā rūpniecībā plaši izmantotā gāze, kuras sadegšana un eksplozija iespējama bez skābekļa vai citu oksidētāju.

Metālu apstrādē ar gāzes liesmu acetilēnu izmanto vai nu gāzveida stāvoklī, ko iegūst mobilajos vai stacionārajos acetilēna ģeneratoros, vai izšķīdina acetilēna balonos. Izšķīdināts acetilēns saskaņā ar GOST 5457-75 ir gāzveida acetilēna šķīdums acetonā, kas sadalīts porainā pildvielā zem spiediena līdz 1,9 MPa (19 kgf/cm). 2 ). Kā porainas pildvielas tiek izmantotas birstošās pildvielas - bērza aktivētā ogle (BAC) un lietās porainās masas.

Galvenā izejviela acetilēna ražošanai ir kalcija karbīds. Tā ir tumši pelēka vai brūngana cieta viela. Acetilēns tiek iegūts kalcija karbīda gabalu sadalīšanās (hidrolīzes) rezultātā ar ūdeni. Acetilēna iznākums uz 1 kg kalcija karbīda ir 250 dm3. Lai sadalītu 1 kg kalcija karbīda, nepieciešams 5 līdz 20 dm3. ūdens. Kalcija karbīds tiek transportēts hermētiski noslēgtās mucās. Karbīda masa vienā mucā ir no 50 līdz 130 kg.

Normālā atmosfēras spiedienā acetilēns ar gaisu un skābekli veido sprādzienbīstamus maisījumus. Acetilēna sprādzienbīstamības robežas ar gaisu:

• zemāks – 2,2%;
• augšā – 81%.

Acetilēna sprādzienbīstamības robežas ar skābekli:

• zemāks – 2,3%;
• augšā – 93%.

Sprādzienbīstamākā acetilēna koncentrācija ar gaisu un skābekli ir:

• zemāks – 7%;
• augšā – 13%.

PIELIKUMS 7. Cisternās un pazemes būvēs visbiežāk sastopamo sprādzienbīstamo un kaitīgo gāzu raksturojums.

Pazemes būvēs visbiežāk sastopamas šādas sprādzienbīstamas un kaitīgas gāzes: metāns, propāns, butāns, propilēns, butilēns, oglekļa monoksīds, oglekļa dioksīds, sērūdeņradis un amonjaks.

Metāns CH 4 (purva gāze) ir bezkrāsaina, bez smaržas, uzliesmojoša gāze, kas ir vieglāka par gaisu. No augsnes iekļūst pazemes struktūrās. Tas veidojas, lēni sadaloties augu vielām bez piekļuves gaisam: šķiedrām trūdot zem ūdens (purvos, stāvošajos ūdeņos, dīķos) vai augu atliekām sadaloties ogļu atradnēs. Metāns ir rūpnieciskās gāzes sastāvdaļa un, ja gāzes vads ir bojāts, var iekļūt pazemes konstrukcijās. Tas nav toksisks, taču tā klātbūtne samazina skābekļa daudzumu pazemes būvju gaisā, kas izraisa normālas elpošanas traucējumus, strādājot šajās būvēs. Kad metāna saturs gaisā ir 5-15% pēc tilpuma, veidojas sprādzienbīstams maisījums.

Propāns C3H8, butāns C4H10, propilēns C 3 H 6 un butilēns C 4 H 8 - bezkrāsainas uzliesmojošas gāzes, smagākas par gaisu, bez smaržas, grūti sajaucamas ar gaisu. Propāna un butāna ieelpošana nelielos daudzumos neizraisa saindēšanos; propilēnam un butilēnam ir narkotiska iedarbība.

Sašķidrinātās gāzes ar gaisu var veidot sprādzienbīstamus maisījumus ar šādu saturu, tilpuma %:

Propāns………………… 2,3 – 9,5

Butāns ……………………. 1,6 - 8,5

Propilēns …………………. 2,2 - 9,7

Butilēns………………….. 1,7 – 9,0

Aizsarglīdzekļi - šļūteņu gāzmaskas PSh-1, PSh-2.

Oglekļa monoksīds CO ir bezkrāsaina, bez smaržas, uzliesmojoša un sprādzienbīstama gāze, kas ir nedaudz vieglāka par gaisu. Oglekļa monoksīds ir ārkārtīgi indīgs. Oglekļa monoksīda fizioloģiskā ietekme uz cilvēku ir atkarīga no tā koncentrācijas gaisā un ieelpošanas ilguma.

Gaisa ieelpošana, kas satur oglekļa monoksīdu virs maksimāli pieļaujamās koncentrācijas, var izraisīt saindēšanos un pat nāvi. Kad gaiss satur 12,5-75 tilpuma% oglekļa monoksīda, veidojas sprādzienbīstams maisījums.

Aizsardzības līdzeklis ir CO filtra gāzmaska.

Oglekļa dioksīds CO 2 [oglekļa dioksīds (dioksīds)] ir bezkrāsaina, bez smaržas gāze ar skābu garšu, smagāka par gaisu. No augsnes iekļūst pazemes struktūrās. Veidojas organisko vielu sadalīšanās rezultātā. Tas veidojas arī rezervuāros (cisternās, bunkuros utt.) sulfonētu ogļu vai akmeņogļu klātbūtnē tās lēnās oksidēšanās dēļ.

Nokļūstot pazemes struktūrā, oglekļa dioksīds izspiež gaisu, aizpildot pazemes struktūras telpu no apakšas. Oglekļa dioksīds nav indīgs, bet tam ir narkotiska iedarbība un tas var kairināt gļotādas. Augstā koncentrācijā tas izraisa nosmakšanu, jo samazinās skābekļa saturs gaisā.

Aizsarglīdzekļi - šļūteņu gāzmaskas PSh-1, PSh-2.

Ūdeņraža sulfīds H 2 S ir bezkrāsaina uzliesmojoša gāze, tai ir sapuvušu olu smarža, un tā ir nedaudz smagāka par gaisu. Indīgs, iedarbojas uz nervu sistēmu, kairina elpceļus un acu gļotādu.

Ja sērūdeņraža saturs gaisā ir 4,3 - 45,5% pēc tilpuma, veidojas sprādzienbīstams maisījums.

Aizsardzības līdzeklis ir filtrējošās gāzmaskas ar zīmolu B, KD.

Amonjaks NH 3 ir bezkrāsaina uzliesmojoša gāze ar asu raksturīgu smaržu, vieglāka par gaisu, toksiska, kairina acu un elpceļu gļotādu, izraisa nosmakšanu. Kad amonjaka saturs gaisā ir 15-28% pēc tilpuma, veidojas sprādzienbīstams maisījums.

Aizsardzības līdzeklis ir KD zīmola filtra gāzmaska.

Ūdeņradis H 2 ir uzliesmojoša gāze bez krāsas, smaržas un garšas, kas ir daudz vieglāka par gaisu. Ūdeņradis ir fizioloģiski inerta gāze, taču lielā koncentrācijā tas izraisa nosmakšanu skābekļa satura samazināšanās dēļ. Skābi saturošiem reaģentiem nonākot saskarē ar tvertņu metāla sienām, kurām nav pretkorozijas pārklājuma, veidojas ūdeņradis. Kad ūdeņraža saturs gaisā ir 4-75% pēc tilpuma, veidojas sprādzienbīstams maisījums.

Skābeklis O 2 ir bezkrāsaina gāze, bez smaržas un garšas, smagāka par gaisu. Toksiskas īpašības nē, bet ar ilgstošu tīra skābekļa ieelpošanu (pie atmosfēras spiediena) iestājas nāve pleiras plaušu tūskas attīstības dēļ.

Skābeklis nav uzliesmojošs, bet ir galvenā gāze, kas veicina vielu sadegšanu. Ļoti aktīvs, kombinējas ar lielāko daļu elementu. Skābeklis veido sprādzienbīstamus maisījumus ar uzliesmojošām gāzēm.

Neiedarbojas ķīmiski ar metāliem un praktiski nešķīst metālos

Argons (Ar)- bezkrāsaina, bez smaržas, nedegoša, netoksiska gāze, gandrīz 1,5 reizes smagāka par gaisu. Nešķīst metālos gan šķidrā, gan cietā stāvoklī. Pieejams (-79) divās pakāpēs: augstākā un pirmā.

Augstākās kvalitātes gāze satur 99,993% argona, ne vairāk kā 0,006% slāpekļa un ne vairāk kā 0,0007% skābekļa. Ieteicams kritisko metāla konstrukciju metināšanai, kas izgatavotas no aktīviem un retajiem metāliem un sakausējumiem, krāsainajiem metāliem.

Pirmās šķiras gāze satur 99,98% argona, līdz 0,01% slāpekļa un ne vairāk kā 0,002% skābekļa. Ieteicams tērauda un tīra alumīnija metināšanai.

Hēlijs (Viņš)- bezkrāsaina, bez smaržas, netoksiska gāze, daudz vieglāka par gaisu un argonu. Pieejams (-75) divās pakāpēs: augstas tīrības pakāpes (līdz 99,985%) un tehniskajā (99,8%).

To izmanto retāk nekā argonu tā trūkuma un augsto izmaksu dēļ. Tomēr pie tādas pašas strāvas vērtības loks hēlijā atbrīvo 1,5–2 reizes vairāk enerģijas nekā argonā. Tas veicina dziļāku metāla iespiešanos un ievērojamu metināšanas ātruma palielināšanos.

Hēliju izmanto ķīmiski tīru un aktīvo materiālu, kā arī sakausējumu metināšanai uz alumīnija un magnija bāzes.

Slāpeklis (N2)- bezkrāsaina, bez smaržas, garšas gāze, netoksiska. Izmanto tikai vara un tā sakausējumu metināšanai, attiecībā uz kuriem slāpeklis ir inerta gāze. Pieejams (-74) četrās pakāpēs: augstākā - 99,9% slāpekļa; 1. - 99,5%; 2. - 99,0%; 3. - 97,0%.

Aktīvs

Tie aizsargā metināšanas zonu no gaisa, bet paši izšķīst šķidrajā metālā vai nonāk ķīmiskā mijiedarbībā ar to

Skābeklis (O 2)- bezkrāsaina, bez smaržas un garšas gāze. Nedegošs, bet aktīvi atbalsta degšanu. Tehniskais gāzveida skābeklis (GOST 5583-78) tiek ražots trīs pakāpēs: 1. pakāpe - 99,7% skābekļa; 2. - 99,5%; 3. - 99,2%. To izmanto tikai kā piedevu inertām un aktīvajām gāzēm.

Oglekļa dioksīds (CO 2)- bezkrāsains, ar vieglu smaržu, ar izteiktām oksidējošām īpašībām, viegli šķīst ūdenī. Tas ir 1,5 reizes smagāks par gaisu un var uzkrāties slikti vēdināmās vietās, akās un bedrēs. Pieejams (-85) trīs pakāpēs: augstākā - 99,8% CO 2, 1. - 99,5% un 2. - 98,8%. Oglekļa dioksīdu nav ieteicams lietot. Lai samazinātu CO 2 mitrumu, ieteicams uzstādīt balonu ar vārstu uz leju un pēc 1-2 stundām atvērt vārstu uz 8-10 sekundēm, lai noņemtu ūdeni. Pirms metināšanas no parasti uzstādīta balona tiek atbrīvots neliels daudzums gāzes, lai noņemtu iesprostoto gaisu.

Čuguna, zema un vidēja oglekļa satura, mazleģētie strukturālie korozijizturīgie tēraudi tiek metināti oglekļa dioksīdā.

Gāzu maisījumi

Kalpo, lai uzlabotu metināšanas procesu un metināšanas kvalitāti

Argona un hēlija maisījums. Optimālais sastāvs: 50% + 50% vai 40% argons un 60% hēlijs. Piemērots alumīnija un titāna sakausējumu metināšanai.

Argona un skābekļa maisījums pie skābekļa satura 1-5%, tas stabilizē metināšanas procesu, palielina metināšanas baseina plūstamību, un elektrodu metāla pārnešana kļūst par smalku pilienu. Maisījumu ieteicams izmantot oglekļa un nerūsējošā tērauda metināšanai.

Argona un oglekļa dioksīda maisījums. Racionāla attiecība ir 75-80% argona un 20-25% oglekļa dioksīda. Tas nodrošina minimālu izšļakstīšanos, kvalitatīvu šuvju veidošanos, paaugstinātu produktivitāti un labas metinātā savienojuma īpašības. Izmanto zema oglekļa satura un mazleģētu konstrukciju tēraudu metināšanai.

Oglekļa dioksīda un skābekļa maisījums. Optimālais sastāvs: 60-80% oglekļa dioksīda un 20-40% skābekļa. Paaugstina aizsargājošās vides oksidējošās īpašības un šķidrā metāla temperatūru. Ar šo maisījumu tiek izmantoti elektrodu vadi ar augstu deoksidējošu vielu saturu, piemēram, Sv-08G2ST. Šuve veidojas nedaudz labāk nekā metinot tīrā oglekļa dioksīdā. Maisījumu izmanto oglekļa, sakausējuma un dažu augsti leģētu konstrukciju tēraudu metināšanai.

Argona, oglekļa dioksīda un skābekļa maisījums- trīskomponentu maisījums nodrošina augstu procesa stabilitāti un novērš šuvju porainību. Optimālais sastāvs: 75% argons, 20% oglekļa dioksīds un 5% skābeklis. Izmanto oglekļa, nerūsējošā un augsti leģēto konstrukciju tēraudu metināšanai.

Deggāzes ir vielas ar zemu siltumspēju. Šī ir galvenā sastāvdaļa, ko izmanto gāzes piegādei pilsētām, rūpniecībā un citās dzīves jomās. Šādu gāzu fizikāli ķīmiskās īpašības ir atkarīgas no neuzliesmojošu komponentu un kaitīgu piemaisījumu klātbūtnes to sastāvā.

Uzliesmojošu gāzu veidi un izcelsme

Degošās gāzes satur metānu, propānu, butānu, etānu, ūdeņradi un dažreiz heksānu un pentānu. Tos iegūst divos veidos – no dabīgām atradnēm un mākslīgi. izcelsme - degviela, organisko vielu sadalīšanās dabiskā bioķīmiskā procesa rezultāts. Lielākā daļa atradņu atrodas dziļumā, kas ir mazāks par 1,5 km, un tās galvenokārt sastāv no metāna ar nelieliem propāna, butāna un etāna piemaisījumiem. Palielinoties sastopamības dziļumam, palielinās piemaisījumu procentuālais daudzums. To iegūst no dabas atradnēm vai kā pavadošās gāzes no naftas laukiem.

Visbiežāk dabasgāzes atradnes koncentrējas nogulumiežu iežos (smilšakmeņos, oļos). Pārklājošais un apakšējais slānis ir blīvi mālaini ieži. Zole galvenokārt ir eļļa un ūdens. Mākslīgās – uzliesmojošas gāzes, kas iegūtas dažādu veidu cieto kurināmo (koksu u.c.) un naftas pārstrādes atvasināto produktu termiskās apstrādes rezultātā.

Galvenā dabasgāzes sastāvdaļa, kas iegūta no sausajām atradnēm, ir metāns, kurā ir neliels daudzums propāna, butāna un etāna. Dabasgāzei raksturīgs nemainīgs sastāvs un tā pieder pie sausās kategorijas. Naftas rafinēšanas laikā un no jauktām gāzeļļas atradnēm iegūtās gāzes sastāvs ir mainīgs un ir atkarīgs no gāzes faktora vērtības, eļļas rakstura un naftas un gāzes maisījumu atdalīšanas apstākļiem. Tas satur ievērojamu daudzumu propāna, butāna, etāna, kā arī citu vieglo un smago ogļūdeņražu, kas atrodas eļļā, līdz pat petrolejas un benzīna frakcijām.

Uzliesmojošu dabasgāzu ieguve ietver to ekstrakciju no zemes dzīlēm, savākšanu, liekā mitruma izvadīšanu un sagatavošanu transportēšanai līdz patērētājam. Īpatnība ir tāda, ka visos posmos no rezervuāra līdz gala patērētājam viss process ir noslēgts.

Deggāzes un to īpašības

Siltuma jauda ir maksimālā temperatūra, kas izdalās pilnīgas sausas gāzes sadegšanas laikā teorētiski nepieciešamajā gaisa daudzumā. Šajā gadījumā izdalītais siltums tiek tērēts apkurei. Metānam šis parametrs ir 2043, butāns - 2118, propāns - 2110.

Aizdegšanās temperatūra ir zemākā temperatūra, kurā notiek spontānas aizdegšanās process bez ārēja avota, dzirksteles vai liesmas, ietekmes gāzes daļiņu izdalītā siltuma dēļ. Šis parametrs ir īpaši svarīgs, lai noteiktu bīstamās zonās izmantoto ierīču pieļaujamo virsmas temperatūru, kas nedrīkst pārsniegt aizdegšanās temperatūru. Šādām iekārtām tiek piešķirta temperatūras klase.

Uzliesmošanas punkts ir zemākā temperatūra, pie kuras (pie šķidruma virsmas) izdalās pietiekami daudz tvaiku, lai aizdegtos no mazākās liesmas. Šo īpašību nevajadzētu vispārināt ar aizdegšanās temperatūru, jo šie parametri var ievērojami atšķirties.

Gāzes/tvaika blīvums. Noteikts salīdzinājumā ar gaisu, kura blīvums ir 1.< 1 - растет, >1 - kritiens. Piemēram, metānam šis skaitlis ir 0,55.

Uzliesmojošu gāzu draudi

Degošās gāzes rada briesmas trīs īpašību dēļ:

1. Uzliesmojamība. Pastāv ugunsgrēka risks, kas saistīts ar nekontrolētu gāzes aizdegšanos;
2. Toksiskums. Saindēšanās risks ar gāzi vai tās sadegšanas produktiem (oglekļa monoksīds);
3. Nosmakšana skābekļa trūkuma dēļ, ko var aizstāt ar citu gāzi.

Degšanas process ir ķīmiska reakcija, kas ietver skābekli. Šajā gadījumā enerģija tiek atbrīvota siltuma un liesmas veidā. Uzliesmojošā viela ir gāze. Gāzes sadegšanas process ir iespējams trīs faktoru klātbūtnē:

• Aizdegšanās avots.
• Uzliesmojošas gāzes.
• Skābeklis.

Ugunsdrošības mērķis ir novērst vismaz vienu no faktoriem.

Metāns

Tā ir viegli uzliesmojoša gāze bez krāsas, bez smaržas. Nav toksisks. Metāns veido 98% no visām dabasgāzēm. To uzskata par galveno, kas nosaka dabasgāzes īpašības. Tas ir 75% oglekļa un 25% ūdeņraža. Svars kub metri - 0,717 kg. Tas sašķidrinās 111 K temperatūrā, un tā tilpums samazinās 600 reizes. Ir zema reaktivitāte.

Propāns

Propāna gāze ir uzliesmojoša gāze, bezkrāsaina un bez smaržas. Tas ir reaktīvāks nekā metāns. Dabasgāzes saturs ir 0,1-11% no svara. Saistītajās gāzēs no jauktiem gāzeļļas laukiem līdz 20%, cietā kurināmā pārstrādes produktos (brūnās un akmeņogles, akmeņogļu darva) līdz 80%. Propāna gāzi izmanto dažādās reakcijās, lai iegūtu etilēnu, propilēnu, zemākos olefīnus, zemākos spirtus, acetonu, skudrskābi un propionskābi, kā arī nitroparafīnus.

Butāns

Uzliesmojoša gāze, bezkrāsaina, ar īpašu smaržu. Butāna gāze ir ļoti saspiežama un gaistoša. Satur naftas gāzē līdz 12% pēc tilpuma. Tos var iegūt arī naftas frakciju krekinga rezultātā un laboratorijā, izmantojot Wurtz reakciju. Sasalšanas temperatūra -138 o C. Tāpat kā visas ogļūdeņraža gāzes, tas ir ugunsbīstams. Kaitīgs nervu sistēmai, ieelpojot, izraisa elpošanas sistēmas darbības traucējumus. Butānam (gāzei) ir narkotiskas īpašības.

Etāns

Etāns ir bezkrāsaina gāze bez smaržas. Ogļūdeņražu pārstāvis. Dehidrogenēšana pie 550-650 0 C noved pie etilēna, virs 800 0 C - pie acetilēna. Dabiskās un saistītās gāzēs līdz 10%. Tas izceļas ar zemas temperatūras labošanu. Eļļas krekinga laikā izdalās ievērojams daudzums etāna. Laboratorijas apstākļos to iegūst ar Vurca reakciju. Tā ir galvenā izejviela vinilhlorīda un etilēna ražošanai.

Ūdeņradis

Caurspīdīga gāze bez smaržas. Netoksisks, 14,5 reizes vieglāks par gaisu. Ūdeņradis pēc izskata neatšķiras no gaisa. Tam ir augsta reaģētspēja, plašas uzliesmošanas robežas un tas ir ļoti sprādzienbīstams. Tas ir daļa no gandrīz visiem organiskajiem savienojumiem. Visgrūtāk saspiežamā gāze. Brīvais ūdeņradis dabā ir ārkārtīgi reti sastopams, bet savienojumu veidā tas ir ļoti izplatīts.

Oglekļa monoksīds

Bezkrāsaina gāze, bez garšas un smaržas. Svars 1 cu. m - 1,25 kg. Satur augstas kaloritātes gāzēs kopā ar metānu un citiem ogļūdeņražiem. Oglekļa monoksīda īpatsvara palielināšanās degošajā gāzē samazina sadegšanas siltumu. Ir toksiska ietekme uz cilvēka ķermeni.

Uzliesmojošu gāzu pielietošana

Degošām gāzēm ir augsta siltumspēja, un tāpēc tās ir ļoti ekonomiskas enerģijas degvielas. Tos plaši izmanto mājsaimniecības vajadzībām, spēkstacijās, metalurģijā, stikla, cementa un pārtikas rūpniecībā, kā degvielu automašīnām un būvmateriālu ražošanā.

Uzliesmojošu gāzu kā izejvielu izmantošana tādu organisko savienojumu ražošanai kā formaldehīds, metilspirts, etiķskābe, acetons, acetaldehīds ir saistīts ar ogļūdeņražu klātbūtni to sastāvā. Metānu kā galveno degošu dabasgāzu sastāvdaļu plaši izmanto dažādu bioloģisko produktu ražošanā. Lai ražotu amonjaku un dažāda veida spirtus, tiek izmantota sintēzes gāze - metāna konversijas produkts ar skābekli vai ūdens tvaiku. Metāna pirolīze un dehidrogenēšana rada acetilēnu, kā arī ūdeņradi un kvēpus. Savukārt ūdeņradi izmanto amonjaka sintezēšanai. Deggāzes, galvenokārt etāns, tiek izmantotas etilēna un propilēna ražošanā, ko vēlāk izmanto kā izejvielas plastmasas, mākslīgo šķiedru un sintētisko kaučuku ražošanā.

Daudzsološs degvielas veids daudzām tautsaimniecības jomām ir sašķidrināts metāns. Sašķidrināto gāzu izmantošana daudzos gadījumos sniedz lielus ekonomiskos ieguvumus, ļaujot samazināt materiālu izmaksas transportēšanai un atrisināt gāzes piegādes problēmas atsevišķās jomās, kā arī ļauj veidot izejvielu rezerves ķīmiskās rūpniecības vajadzībām.