Как из карбида кальция получить ацетилен

Как применяется карбид кальция для сварки, из чего он сделан

как из карбида кальция получить ацетилен

Карбид кальция CaC2– один из символов детства советских хулиганов. Данное вещество применяется в газовой сварке, поскольку обеспечивает выделение огромного количества горючего газа ацетилена.

При погружении в воду карбид выделяет ацетилен, который является горючим компонентом при газовой сварке. Ацетилен в смеси с кислородом горит при температуре 3150°C градусов, что выше температуры плавления большинства металлов и сплавов.

Использование такой технологии позволяет сваривать простую и нержавеющую сталь, цветные металлы, для сварки которых электродуговой сваркой потребовались бы специальные электроды с высокой стоимостью.

Ацетилен позволяет производить резку металла, особенно толстостенного листа и фасонного проката, который невозможно разрезать болгаркой.

Впервые карбид кальция был изготовлен немецким химиком Фридрихом Велером в 1862 году путем нагревания кальций-цинкового сплава в угольной среде.

https://www.youtube.com/watch?v=oiu2HL3Z0yo

При помещении карбида в воду происходит образование гашеной извести и газа ацетилена. Реакция 1 кг чистого карбида с 0,56 л. воды образуется 1,16 кг извести и 372 л. ацетилена.

В виде химической формулы реакция записывается так: СаС2 + Н2О = С2Н2 + Ca(ОН).

Теоретически, карбид разводится водой в соотношении 2:1, однако на практике используется 1 кг карбида заливается 2-4 литрами воды, чтобы избежать взрыва.

Метод производства

Карбид производится в электропечах путем сплавления (прокаливания) смеси кокса и оксида кальция (негашеной извести) при температуре от 1900°C до 2300°C. Резкий и неприятный чесночный запах карбида и вырабатываемого ацетилена вызван содержанием в карбидной смеси примесей фосфидов и сульфатов кальция.

Процесс осуществляется в несколько этапов:

  1. Производится обжиг известняка.
  2. Из обработанной извести и кокса создается порошкообразная смесь — шихта.
  3. Полученная смесь прокаливается в электродуговой печи до состояния расплава.
  4. Образовавшиеся бруски карбида дробятся для получения нужной фракции.

Средняя плотность карбидного вещества составляет 2,2 г/см3. В зависимости от содержания примесей, цвет карбида может быть темно-коричневым или темно-серым.

Конечный продукт состоит из 75-78% CaC2, остальное составляет известь и примеси. Гранулы карбида существуют разных размеров: 2×8; 8×15; 15×25; 25×80 мм. Большие гранулы обеспечивают получение большего количества ацетилена, но увеличивают время реакции. Если гранулы 8х15 и 15х25 мм разлагаются за 5-6 минут, то для разложения гранул 25х80 мм требуется более 10 минут.

Применение при сварочных работах

Хранение карбида осуществляется в специальных стальных баках объемом 100 или 130 литров. Открытие этих баков должно производиться только при отсутствии огня или искр в близости от них деревянным молотком и латунным зубилом. Неиспользованный карбид в банке закрывается водонепроницаемой крышкой.

Ацетилен для сварочных работ вырабатывается из карбида в генераторе стационарного или мобильного типа и разного объема. Средний объем ацетиленовых генераторов рассчитан на прием от 5 до 15 литров воды и, соответственно, 2-5 килограммов карбида. Выход ацетилена считается несколько ниже теоретического и принимается равным 260-280 литров с одного килограмма CaC2. Рекомендуется использовать карбид крупной фракции – 80 мм

Принцип использования ацетилена для сварочной работы таков:

  • Из одного килограмма карбида выделяется около 250 литров ацетилена, а на разложение килограмма карбида уходит 3-4 литра воды. Зная эти пропорции, вычисляют необходимый объем воды и количество вещества.
  • В промышленных генераторах, рассчитанных на долгий и равномерный процесс использования, карбид дозировано загружается в газообразующую камеру через специальный бункер в автоматическом режиме. В генераторах, которые используются для ненормированных объемов работ, карбид погружается в воду в специальной корзине. Объем вырабатываемого ацетилена регулируется погружением или подъемом корзины.
  • При подаче очередной порции карбида и начале реакции в камере возрастает давление, снижение которого производится активным выпуском ацетилена в горелку.
  • Ацетилен через отборник по шлангу подается в газовую горелку. Горелка должна находиться от генератора на расстоянии не менее 10 метров.
  • Гашеная известь, образующаяся в процессе реакции (около 1,2 кг на каждый килограмм карбида), удаляется из генератора через отдельный бункер.

В газовой сварке главным плюсом применения карбида является его низкий вес и небольшой вес применяемого оборудования. Газовые баллоны для ацетилена очень тяжелые, их необходимо перемещать на специальной тележке или в 2-3 пары рук.

Средний же генератор весит 15-20 кг, что позволяет без особых усилий перемещать его в одиночку или с одним помощников.

При перемещении сухого карбида достаточно соблюдать элементарные правила хранения – избегать попадания влаги на вещество и попадание мелкой карбидной пыли на кожу и в глаза.

Техника безопасности

Карбид для сварки относится к классу взрывоопасных веществ. Безопасное применение карбида обеспечивается учетом ряда условий:

  • Ацетилен является легковоспламеняющимся газом, а сам сухой карбид также взрывоопасен, поэтому возле места проведения работ не должно быть источников открытого огня, даже таких незначительных, как зажигалки и зажженные сигареты.
  • Запрещено использование карбида в гранулах до 2 мм или карбидной пыли, так как она растворяется очень быстро, что приводит к выделению большого количества газа. Из-за этого в генераторе образуется сверхвысокое давление и может произойти взрыв.
  • Запрещена работа болгаркой или электросварочным аппаратом вблизи газосварочных работ и мест установки карбидных барабанов.
  • Вещество должно храниться в сухом и герметичном месте, в котором нет водопроводов, канализационных труб и, тем более, газового оборудования.
  • Карбидная пыль при попадании вызывает раздражение кожи, глаз, слизистых оболочек. Работа с этим веществом должна проходить с применением средств индивидуальной защиты – очков, перчаток и респиратора.
  • При попадании карбида на кожу или в глаза его необходимо промыть большим количеством теплой воды, а затем аккуратно удалить остатки карбида пинцетом или влажным тампоном.
  • При работе с карбидом в мастерской все сварочное оборудование должно быть размещено в отдельных частях помещения, система вентиляции помещения должна обеспечивать отвод горючих газов, а помещение должно быть освобождено от горючих материалов.
  • Ацетиленовые генераторы запрещено устанавливать в подвальных помещениях и жилых зданиях.
  • Перед запуском генератор следует осмотреть на предмет отсутствия видимых трещин и вмятин корпуса.
  • Во время проведения работ генератор должен оставаться в вертикальном положении, манометр должен быть исправен и хорошо виден сварщику или его помощнику.
  • По окончании работы оставшийся в генераторе раствор карбида должен быть выработан целиком, а образовавшаяся известь утилизирована.
  • Повторное использование мокрых кусков карбида не допускается;
  • Запрещено вскрывать генератор под давлением (во время продолжающейся реакции).
  • Баллоны для ацетилена хранятся и перевозятся со специальными предохранительными колпаками на клапанах.

Соблюдение этих простых правил позволит обеспечить собственную безопасность и безопасность людей, находящихся вблизи объекта работ.

Карбид следует покупать в проверенных магазинах сварочного оборудования, поскольку приобретение некачественного карбида может затруднить проведение сварочных работ. Можно также заказать его в интернет-магазинах. Цена карбида варьируется от 75 до 190 рублей за килограмм, в зависимости от производителя.

Если имеется необходимость в регулярном использовании оборудования для газовой сварки и резки, лучше купить профессиональное оборудование, изготовленное на промышленном предприятии. Применение самодельных генераторов чревато получением тяжелых травм и угрозой для жизни.

Источник: https://svarkoy.ru/oborudovanie/karbid.html

Карбид кальция

как из карбида кальция получить ацетилен

При щелочной реакции углерода с металлами могут получится различные карбиды. За счет соединения определенных химических элементов получаются соединения, которые характеризуются высокой прочностью. Довольно большое распространение получил вариант исполнения, который получил название карбид кальция. Его стали применять в самых различных областях промышленности.

Карбид кальция

Внешний вид и характеристики технического карбида кальция

Впервые рассматриваемый состав был получен в 1862 году. Проводимая процедура касалась отделения кальция от извести, в результате чего получился бледно-серый состав без признаков, свойственных металлам. В результате опыта был получен карбид, который в последствии стал активно использоваться при выпуске различной продукции.

В начале 20 века карбид кальция стали использовать для производства ацетилена в больших объемах. Именно поэтому стали вести активные исследования для выявления более производительной технологии.

Технические характеристики материала определяют его широкое распространение. Внешний вид вещества характеризуется светло-серым цветом, выпускаются карбиды в виде камня или порошка.

Физические свойства

При выборе практически любого материала следует уделять больше всего внимания физическим свойствам. У рассматриваемого они следующие:

  1. Соединение имеет кристаллическую структуру.
  2. Показатель температуры плавления составляет 2300 °С. Стоит учитывать, что подобная цифра свойственна только чистому составу. Добавление в состав различных примесей приводит к тому, что температура плавления существенно падает.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Консистентная смазка что это такое

Чистый карбид кальция

Стоит учитывать, что карбид кальция в большинстве случаев находится в твердом состоянии. Кроме этого, цвет может варьироваться от серого до коричневого цвета. Физические свойства карбида кальция определяют его широкое применение в самых различных отраслях промышленности.

Химические свойства

Немаловажное значение имеют и химические свойства. Они также учитываются при применении материала. К основным характеристикам можно отнести следующие качества:

  1. Карбид кальция характеризуется тем, что хорошо впитывает влагу. Стоит учитывать, подобная процедура проявляется яркой химической реакцией, связанной с разложением вещества.
  2. При работе с рассматриваемым материалом стоит учитывать, что образующаяся пыль оказывает раздражительный эффект на слизистые органы. Кроме этого, подобная реакция может проявится при попадании кристаллов или пыли на поверхность кожи. Именно поэтому при работе с рассматриваемым соединением следует использовать респиратор и некоторые другие средства защиты.
  3. Кристаллы активное реагируют на воздействие других веществ зачастую только при нагреве. При этом может образоваться карбонат кальция.
  4. В некоторых случаях проводится соединение кристаллического вещества с азотом, в результате чего получается цианамид кальция.
  5. При нагреве может проходить реакция с мышьяком и хлором, а также фосфором.

Карбонат кальция

Считается, что наиболее важным химическим качеством является податливость к разложению при воздействии воды.

Получение

Как ранее было отмечено, карбид кальция активно применяется при получении самых различных материалов. Именно поэтому процесс получения карбида кальция постоянно совершенствовался. К особенностям применяемых технологий можно отнести нижеприведенные моменты:

  1. В качестве сырья применяется негашеная известь. В большинстве случаев вещество получается из извести, но в домашних условиях провести подобную процедуру сложно.
  2. Известь смешивается с измельченном коксом для получения однородной массы.
  3. В промышленности карбид кальция получают по схеме, которая предусматривает нагрев вещества до высокой температуры. Для этого применяются электронные печи. Рекомендуемая температура плавления составляет 1900 ⁰С.
  4. После нагрева вещества до столь высокой температуры оно переходит в жидкое состояние. Для работы подготавливаются специальные формы.

При рассмотрении того, как из углерода получить карбид кальция отметим, что по установленным стандартам в состав должно входить не менее 80% основного вещества. На долю примесей должно приходится не более 25%, в число которых также входит углерод. Производство оксида кальция также приводит к выделению тепловой энергии, что стоит учитывать.

Порошок карбида кальция при воздействии влаги практически моментально разлагается. При этом образуется ацетилен, который при большой концентрации горюч и взрывоопасный. Именно поэтому нужно уделять довольно много внимания хранению карбида кальция, для чего часто применяют бидоны и специальные барабаны. К другим особенностям хранения отнесем следующие моменты:

  1. Выделяющийся ацетилен легче воздуха, поэтому скапливается вверху. Стоит учитывать, что он обладает наркотическими действиями, может самовоспламеняться.
  2. При производстве большого объема вещества особое внимание уделяется технике безопасности. Для фасовки применяются специальные упаковки.
  3. Для открытия упаковки следует использовать инструменты, которые не становятся причиной образования искр.
  4. Если вещество попадает на кожу или слизистую оболочку, то его нужно сразу удалить. При этом пострадавшая поверхность обрабатывается специальным кремом или другим защитно-заживляющим веществом.
  5. По установленным правилам, транспортировка может проводится исключительно при применении крытого транспортного средства. При этом проводить доставку по воздуху запрещается.

Контейнер для транспортировки

Установленные правила также запрещают хранить карбид кальция вместе с другими химическими веществами и источниками тепла. Это связано с тем, что образующиеся газы могут вступать в химическую реакцию с другими химическими веществами и возгораться.

Как ранее было отмечено, карбид кальция встречается в самых различных областях промышленности, зачастую поставляют для проведения промышленного синтеза. Свойства карбида кальция и реакция, протекающая при его соединении с различными веществами, определяют использование вещества в нижеприведенных случаях:

  1. Многие синтетически компоненты, входящих в состав современных материалов, производят на основе рассматриваемого компонента.
  2. Применяется для получения цианамида кальция. Подобный компонент используется для получения различных химических удобрений. Именно поэтому сырье применяется для регулирования скорости роста растений.
  3. Цианамид кальция также получают при соединении вещества с азотом.
  4. В некоторых случаях проводится восстановление металлов щелочной группы.
  5. Можно использовать рассматриваемое соединение в процессе газовой сварки.

При рассмотрении карбида кальция и области применения стоит учитывать, что подобное вещество чаще всего применяют для получения ацетилена. Подобный синтез карбида кальция разработал немецкий ученый. Среди особенностей подобного способа применения отметим следующие моменты:

  1. Ацетилен из карбида получают при оказании воздействия водой на используемое сырье.
  2. В результате прохождения химической реакции образуется требующийся газ, гашеная известь выпадает в осадок.
  3. Стоит учитывать, что при смешивании компонентов выделяется большое количество тепла. Поэтому работа должна проводится с учетом техники безопасности.
  4. В зависимости от вида применяемой технологии переработки сырья с 1 килограмма выходит около 290 литров газа.
  5. Скорость протекания процедуры зависит от чистоты применяемого сырья, температуры и количества воды.

Получение ацетилена из карбида кальция

Как показывает практика, при использовании чистого карбида на протекание химической реакции отводится около 20 литров волы на 1 килограмм сырья. Подобное количество воды требуется для того чтобы снизить температуру реакции, за счет чего обеспечиваются оптимальные условия для работы.

Карбид кальция реакция с водой

Рассматриваемое сырье чаще всего применяется для соединения с водой, в результате чего получается ацетилен. Взаимодействие карбида кальция с водой становится причиной появления газа с неприятным запахом и достаточно большим количеством различных примесей. В чистом виде получить подобное вещество можно только при его многоэтапной очистке.

Реакция карбида кальция с водой может быть проведена опытным путем. К особенностям подобной процедуры отнесем следующие моменты:

  1. В качестве емкости применяется 1,5-литровая бутылка.
  2. После ее заполнения водой добавляется несколько кусочков кристаллического материала.
  3. Протекание реакции приводит к появлению избыточного давления.
  4. После того как карбид кальция больше не вступает в реакцию, на бутылку помещается горящая бумага. В результате взаимодействия между карбидом кальция и водой образуется газ, который взрывается. При рассматриваемом опыте образуется огненное облако.

Подобный опыт довольно опасен и должен быть проведен с соблюдением техники безопасности.

В заключение отметим, что рассматриваемый компонент в последнее время часто применяется для проведения самых различных опытов. Соединение обладает большим количеством свойств, которые должны учитываться. Выделение тепла и газов становится причиной, по которой проводить опыты рекомендуется только в промышленности.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/karbid-kalciya.html

Какой газ выделяет карбид кальция?

как из карбида кальция получить ацетилен

Карбид кальция – соединение кальция с углеродом, представляющее собой твердое кристаллическое вещество. Его получают путем сплавления оксида кальция с коксом в электрических печах (при температурах 1900-1950°С) и последующего затвердевания в специальных формах (изложницах), дробления и сортирования на куски определенных размеров (мелкого, среднего и крупного).

Таким образом происходит образования технического продукта с грязной темно-серой или коричневой окраской из-за 20-25 % содержания примесей (угля и других красящих веществ). Кроме того, в его составе присутствуют сульфид и фосфид кальция, из-за которых материал имеет неприятный запах.

Хорошо поглощает воду и при взаимодействии с ней даже при низких температурах разлагается и бурно выделяет газ ацетилен (acetylene gas) с большим количеством тепла. Разложение вещества может спровоцировать даже атмосферная влага.

Область применения

Карбид кальция (Calcium carbide) используется для получения цианамида кальция (методом реакции с азотом), из которого синтезируют цианистые соединения и удобрения, производства карбидно-карбамидных регуляторов роста растений и карбидного порошкового реагента.

Без этого вещества не обходится и проведение автогенных работ и освещения, изготовление ацетиленовой сажи и других материалов: синтетического каучука, алконитрила, стирола, винилхлорида, уксусной кислоты, хлорпроизводных ацетилена, искусственных смол, этилена, ацетона и др. Также оно применяется в процессе газосварки, производстве карбидных ламп.

Из специальной фракции calcium carbide (прошедшей переработку с применением отходов и некондиционного сырья) путем реакции с водой получают газ ацетилен и побочный продукт – гашеную известь. Эта процедура сопровождается выделением значительного количества тепла. Объем получаемого газа зависит от чистоты карбида кальция (чем чище материал, тем больше выйдет ацетилена) и варьируется в пределах 235-285 л от 1 кг карбида.

Теоретически для разложения 1 кг calcium carbide требуется 0,56 л воды, но на практике используют от 5 до 26 л жидкости, чтобы лучше охладить ацетилен и обеспечить безопасность процесса. Быстрота разложения будет зависеть от грануляции и чистоты исходного материала, а также от температуры и чистоты воды (чем чище и меньше размер, больше температура, тем выше скорость реакции).

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Литол что это такое

Можно ли тушить водой карбид кальция?

Calcium carbide является негорючим продуктом, но выделяющийся при его разложении ацетилен взрыво- и пожароопасен. Он легко воспламеняется даже при кратковременном контакте с воздухом и обладает способностью самовоспламеняться даже в чистом виде. Он также легко вступает в реакцию с солями меди, серебра и ртути с образованием нестойких взрывчатых ацетеленидов. Обладает наркотическим действием, обусловленным фосфористым водородом в его составе.

Реагент ни в коем случае не разрешается тушить водой! При попадании жидкости в емкости с веществом возможны взрывы. Для тушения следует применять сухие порошковые огнетушители, сухой песок, углекислоту, асбестовое полотно.

Ацетилен легче воздуха, поэтому возможно его накопление в высших точках слабовентилируемых помещений.

Меры безопасности и хранение

Calcium carbide относится к 1 классу опасности по степени воздействия на организм. Его пыль раздражающе действует на кожные покровы, слизистые оболочки и дыхательные пути. Реагент очень опасен при вдыхании (симптомы: прерывистое дыхание, кашель, насморк, чувство удушья, отек легких), попадании на кожные покровы (получение ожогов, язв) и в глаза (резь, слезотечение, отек век).

При применении материала необходимо использовать специальную защитную одежду, противогаз, перчатки и специальную обувь. Работать только в хорошо проветриваемых помещениях. В случае попадания на кожу промыть пораженное место большим количеством воды, смазать жирным кремом и вызвать врача.

Хранить в герметичных тарах в вертикальном положении (не более, чем в 3 ряда) в несгораемых, хорошо вентилируемых складах или на открытых площадках под навесом, защищающих от воздействия влаги. Не допускается совместное хранение с другими веществами. Срок годности – 6 месяцев с даты производства.

Где купить?

Мы предлагаем высококачественные химпрепараты по самой выгодной стоимости. Чтобы заказать такие товары у нас, просто нажмите на соответствующую кнопку возле изображения продукта и введите ваши контакты. Мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Источник: https://him-kazan.ru/stati/karbid-kalcziya

Карбид кальция: свойства и применение. Получение ацетилена :

Карбиды – это группа неорганических соединений углерода с металлами, а также с кремнием или бором (поскольку эти элементы проявляют металлические свойства). Карбид кальция – одно из наиболее востребованных веществ этой группы. О свойствах и применении соединения читайте ниже.

История получения

Карбид кальция – соединение, получившее широкое применение в современной промышленности. В 1862 году немецкий химик Фридрих Велер впервые синтезировал молекулу этого вещества. Получение карбида кальция он осуществил следующим образом.

Ученый приготовил расплав кальция с цинком, а затем нагрел его с углем. В результате получился карбид. Химическая формула соединения – CaC2. Промышленный способ получения карбида предложил ученый Муассан в 1892 году. Другие названия вещества – ацетиленид кальция, или углеродистый кальций.

Кристаллическая решетка соединения выглядит следующим образом:

Транспортировка и хранение

По причине того, что влага моментально разлагает карбид с выделением большого количества тепла и образованием взрывоопасного газа ацетилена, хранить вещество необходимо в герметично закупоренных барабанах или бидонах. Следует помнить, что ацетилен легче воздуха и способен скапливаться в верхних зонах помещения. Этот газ, помимо наркотического действия, обладает способностью к самовоспламенению.

Поэтому использовать карбид кальция необходимо с большой осторожностью. Расфасовке на производстве уделяется особое внимание. Готовое вещество помещается в специальные барабаны (тара, напоминающая консервные банки). Такая упаковка требует аккуратного вскрытия. При этом должен использоваться инструмент, не приводящий к образованию искр (молоток или специальный нож).

В случае попадания карбида на кожу или слизистые оболочки необходимо немедленно промыть пораженный участок водой и обработать место вазелином или жирным кремом. Транспортировка соединения осуществляется с использованием только крытых видов транспорта. Воздушная доставка карбида запрещена. Помещения, где хранится СаС2, должны быть хорошо проветриваемыми. Также не разрешается хранить карбид совместно с другими химическими веществами.

Это может привести к нежелательным, а, возможно, и опасным, реакциям. Срок хранения карбида составляет полгода.

Применение

Область применения карбида кальция чрезвычайно широка. В первую очередь это промышленный синтез. Карбид кальция используется для производства синтетического каучука, уксусной кислоты, ацетона, этилена, винилхлорида, стирола. Также он находит применение в получении цианамида кальция.

Это вещество ценно своим использованием в синтезе различных удобрений и цианистых веществ. В сельском хозяйстве любому агроному известно такое название, как карбидно-карбамидный регулятор. Он применяется для регуляции роста растений. А для его получения также используется карбид кальция.

Кроме того, это соединение находит применение в процессе производства цианамида кальция. Эта реакция основана на нагревании карбида кальция с азотом. Восстановление щелочных металлов также не обходится без применения описываемого нами вещества. Карбид кальция применяется и в процессе газосварки. Например, широко используются карбидные лампы.

Принцип их работы основан на взаимодействии в специальной емкости карбида с водой и сгорании на выходе из аппарата конечного вещества реакции – ацетилена. Посмотрите на фото карбидной лампы.

Производство ацетилена

Одной из важнейших областей применения карбида кальция является его использование в получении ацетилена. Заслуга в открытии этого способа также принадлежит немецкому ученому-химику Фридриху Велеру. В основе этого промышленного процесса лежит реакция разложения карбида под воздействием воды. СаС2 + 2 Н2О → С2Н2 + Са(ОН)2↓. На выходе образуется газ ацетилен и гашеная известь, выпадающая в осадок.

Процесс сопровождается выделением большого количества тепла. Объем газа на выходе зависит от того, насколько чистый используется для реакции карбид кальция. Ацетилен, образующийся в результате, может иметь различный объем – 1 кг исходного вещества может дать от 235 до 290 литров газа.

Что касается скорости протекания реакции, то она зависит как от малого процента примесей в карбиде кальция, так и от температуры воды, а также ее чистоты. Если рассматривать теоретическую реакцию производства ацетилена из карбида, то в ней на 1 кг карбида достаточно 560 мл воды. Однако на практике объем воды для проведения реакции увеличивается.

На 1 кг карбида кальция в условиях промышленного синтеза требуется от 5 до 20 литров воды. Такое количество необходимо для того, чтобы ацетилен лучше охлаждался, а также для обеспечения оптимальной безопасности при работе. Ниже изображен немецкий химик Фридрих Велер.

Лабораторный опыт получения ацетилена

Многим из школьных уроков химии знакома реакция взаимодействия карбида с водой. Обычно этот опыт позволяет продемонстрировать реакцию получения ацетилена, а также физические и химические его свойства. Процесс выделения газа при этом происходит достаточно бурно, поэтому трубка, отводящая ацетилен из колбы с действующими веществами, помещается в чашу с водой.

Это обеспечивает менее активное и стремительное движение газа. Кроме того, в лабораторных условиях можно использовать и другой способ, чтобы сделать не слишком бурной реакцию разложения такого соединения, как карбид. Ацетилен при этом идет равномерно и спокойно. Для этого вместо воды необходимо взять насыщенный раствор поваренной соли.

Также в лаборатории при проведении этой реакции следует осторожно добавлять воду в карбид, помещенный в объемную колбу, а не наоборот.

Источник: https://www.syl.ru/article/150446/mod_karbid-kaltsiya-svoystva-i-primenenie-poluchenie-atsetilena

Газовая сварка: какие газы, проволока и флюсы для нее используются?

Газовой сваркой называют процесс соединения металлов при нагреве свариваемых кромок высокотемпературным пламенем, образующимся при сгорании смеси горючего газа и кислорода. Кислород в данном случае выполняет функцию катализатора.

Кислород

При обычной температуре и давлении газ не имеет цвета и запаха. Для сварочных работ востребован технический кислород, добытый из воздуха и обработанный в воздухоразделительных установках, трех сортов:

  • высшего, чистота по объему – 99,5%;
  • 1-го – 99,2%;
  • 2-го – 98, 5% .

Остаток составляют аргон и азот.

При смешении горючих газов или паров горючих жидкостей с кислородом в определенных пропорциях начинается интенсивное горение с выделением большого количества тепла.

Для хранения технического кислорода используют специальные окрашенные в голубой цвет баллоны объемом 40 дм3 (40 л). Надпись «Кислород» сделана черным. Масса такого баллона без колпака и башмака составляет 60 кг.

Внимание! При использовании кислородных баллонов необходимо соблюдать предельную осторожность из-за высокого давления внутри них. Есть еще одна опасность – высокая активность газа при контакте с органическими веществами (маслами или жирами). Чистый кислород – очень сильный окислитель, который при взаимодействии с углеводородами вызывает возгорание с большим выделением тепла, что провоцирует взрыв.

Сколько кислорода содержится в баллоне 40 л?
Номинальное давление газа в баллоне при +20°C – 14,7 МПа (по ГОСТу 5583). В таких условиях в него вмещается 6,3 м3 кислорода, по массе – 8,3 кг.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое циатим 201

Ацетилен

Этот газ является первым и основным представителем алкинов гомологического ряда. По международной номенклатуре химических соединений ИЮПАК его название – этин. Формула – C2H2. Ацетилен – бесцветный, горючий, в смеси с воздухом взрывоопасен. Газ, благодаря тройной связи в молекуле, легко участвует в реакциях присоединения. Во время его сгорания выделяется значительное количество тепла, что используется в ацетиленовой горелке.

Ацетилен нельзя применять в чистом виде, поскольку в свободной форме он очень взрывоопасен. Для заправки в баллон его разбивают на мелкие частицы путем растворения в ацетоне. Этот способ позволяет снизить взрывоопасность ацетилена и заправить в баллон достаточно большое количество газа. Используют баллоны, окрашенные в белый цвет, надпись красная. При работе необходимо сохранять вертикальное положение баллона и оставлять остаточное давление, что снизит потери.

Сколько ацетилена содержится в баллоне 40 л?
В баллон закачивается технический ацетилен, соответствующий ГОСТу 5457, в него помещается:

  • по объему – 5,3 м3;
  • по массе – 5 кг газа.

Получение ацетилена из карбида кальция

Распространенный способ получения ацетилена для сварки – из воды и карбида кальция в ацетиленовых генераторах во время сварочного процесса.

Карбид кальция представляет собой твердый кускообразный материал, имеющий выраженный чесночный запах. Характерная особенность этого материала – интенсивное поглощение воды. Технический карбид кальция содержит, помимо CaC2, примеси: оксид кальция, кокс и другие.

Определение!
Количество литров газообразного ацетилена при давлении 760 мм рт. ст. и +20°C, производимого из 1 кг карбида в результате затворения водой, называют литражом.

Можно ли определить качество карбида кальция по цвету?
Чем чище карбид кальция, тем больше ацетилена получают при разложении 1 кг продукта (тем выше его литраж). При содержании чистого CaC2 в количестве 60-75% разлом материала имеет серый цвет, который при возрастании процентного содержания CaC2 переходит в фиолетовый. Высокопроцентный карбид кальция (от 80% CaC2) может иметь цвет от светло-коричневого до голубовато-черного.

Виды генераторов для получения ацетилена из карбида кальция

ГОСТ 5190 определяет несколько классификационных признаков для ацетиленовых генераторов:

  • по давлению получаемого газа: низкого – до 0,01 МПа, среднего – 0,07-0,15 МПа, высокого – более 0,15 МПа;
  • по производительности: 0,3-160 м3;
  • по способу применения: стационарные и передвижные;
  • по принципу действия: «карбид в воду», «вода на карбид» по «сухому» и «мокрому» процессам.

Рассмотрим основные виды ацетиленовых генераторов.

«Карбид в воду»

Это наиболее популярное оборудование. Принцип работы промышленного варианта:

  • карбид периодически из бункера подается отдельными порциями в газообразующую камеру через питатель, в камере газообразования находится вода;
  • подача карбида осуществляется периодически при падении давления в бункере с водой ниже установленного уровня;
  • в газообразующей камере в результате реакции карбида и воды образуется ацетилен, подаваемый в ацетиленовый шланг;
  • осадок – гашеная известь – удаляется через выпускной клапан.

В домашних мастерских, на небольших производствах и стройплощадках востребован мобильный ацетиленовый генератор типа АСП-10 производительностью 1,25 м3/час. Его разовая – 3,5 кг карбида кальция оптимальной фракции 25-80 мм. Без перезарядки он может работать 0,8 часа.

Агрегат состоит из корпуса с крышкой и мембраной, корзины для карбида, предохранительного клапана и жидкостного затвора, сливных штуцеров, поддона, манометра. Вверху корпуса находится газообразователь, в котором и происходит разложение CaC2 с генерацией ацетилена.

Ацетилен накапливается в газосборнике.

Преимуществами подобных генераторов являются: наиболее полное разложение карбида кальция (до 95%), хорошее охлаждение, удобство обслуживания.

«Вода на карбид» по принципу «мокрого» процесса

Принцип работы оборудования заключается в периодической подаче воды на карбид, загруженный в реторту. Образовавшийся газ выходит в газосборную камеру, откуда через отборник поступает в шланг для сварки.

Преимущества аппаратов: надежность и простота конструкции. Минусы:

  • возможность перегрева ацетилена из-за малого количества воды;
  • неполное разложение карбида;
  • небольшая производительность.

«Вода на карбид» по принципу «сухого» процесса

В барабан генератора подается карбид и поступает вода, количество которой в два раза превышает необходимое для полного распада карбида. Благодаря высокой температуре лишняя вода испаряется. Гашеная известь через решетчатые стенки опускается вниз и выводится за пределы агрегата. Известь из-за испарения воды получается сухой, поэтому процесс получил такое название. Образовавшийся ацетилен подается в сварочный шланг через отборник.

Преимущества процесса: простота обслуживания оборудования и удаления извести. На таком принципе основана работа стационарных генераторов среднего уровня производительности.

Газы-заменители ацетилена

Для сварки металлов может использоваться не только ацетилен, но и другие газы, а также пары горючих жидкостей.

Определение!
Для сварки металлов и сплавов могут применяться газы, которые способны давать температуру пламени, в два раза превышающую Tпл обрабатываемых материалов.

Газы-заменители, производимые в промышленных масштабах, как правило, дешевле ацетилена и просты в приобретении, поэтому способны значительно снизить стоимость и упростить сварочные работы. Но, по сравнению с ацетиленом, все они имеют более низкую температуру сгорания. Поэтому их применение обычно ограничивается областями, в которых слишком высокая температура пламени не требуется:

  • сварка легкоплавких цветных металлов (алюминия и магния), их сплавов, свинца;
  • высоко- и низкотемпературная пайка;
  • поверхностная закалка;
  • сварка тонколистового стального проката;
  • поверхностная и разделительная кислородная резка.

Особенно широко газы-заменители применимы в ходе кислородной резки, при которой температура пламени не сказывается на качестве процесса, а только определяет время предварительного прогрева материала.

Могут ли для газосварки использоваться пропан и метан?
Эти газы могут применяться для сварки, но только при условии дополнительного использования кремний- и марганецсодержащей проволоки. Кремний и марганец выполняют роль раскислителей. При сварке чугуна и цветных металлов этими газами необходимо применять флюсы.

Какая сварочная проволока применяется для газовой сварки?

Для сварки в качестве присадочных материалов применяют обычно проволоку, прутки и гранулы с химическим составом, аналогичным свариваемому металлу. Их температура плавления должна быть равна или ниже, по сравнению с обрабатываемым материалом. Поверхность проволоки – чистая, без ржавчины, масел, окалины. Проволока для газосварки и наплавки производится в соответствии с тем же стандартом, что и для дуговой сварки, – ГОСТом 2246.

Как поступить, если нет возможности достать сварочную проволоку требуемого состава?
Для работы с нержавеющей сталью, медью, латунью или свинцом в порядке исключения используют полоски из материалов такой же марки, как и свариваемый металл.

Как выбрать проволоку в соответствии со свариваемым материалом и эксплуатационным назначением изготавливаемой продукции?

  • Для ответственных сварных металлоконструкций и изделий рекомендуется применять марганцевую и кремнемарганцевую проволоку: Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С.
  • Для низколегированных марок используют низколегированную проволоку, содержащую хром.
  • Для чугуна предназначаются прутки, выпускаемые по ГОСТу 2671. Они делятся на марку А, востребованную для горячей сварки с общим предварительным подогревом изделия, и Б – для сварки с местным подогревом. Марки НЧ-1 и НЧ-2 используют для низкотемпературной газосварки литых элементов.
  • Для сварки алюминия и сплавов на его основе предназначена проволока, соответствующая ГОСТу 7871: Св-А1, Св-АМц, Св-АК-5, Св-АМг.
  • Для меди и ее сплавов выпускается присадочная проволока, регламентируемая ГОСТом 16130 (М1, МСр1), или прутки М1р и М3р.

Назначение флюсов для газовой сварки

При нагревании во время сварочного процесса медь, алюминий, магний и сплавы на их основе интенсивно взаимодействуют с кислородом воздуха или сварочного пламени. В результате на металлической поверхности образуются оксиды, температура плавления которых превышает температуру плавления основного металла. Оксидная пленка значительно усложняет сварку.

Предотвратить появление поверхностных оксидных пленок помогают специальные пасты или порошки, то есть флюсы. Эти составы наносятся предварительно на кромки свариваемых элементов и сварочную проволоку (прутки). При нагреве флюсы образуют легкоплавкие шлаки, предотвращающие образование тугоплавких оксидов.

Функции флюсов выполняют: прокаленная бура, борная кислота, оксиды и соли лития, бария, калия, фтора, натрия и другие. Вид состава определяется свойствами свариваемого металла. База флюса для кислородной резки – железный порошок.
Флюсы также могут использоваться для специальных легированных сталей и чугуна.

Для обычных «черных» сталей не применяются.

Источник: https://www.navigator-beton.ru/articles/gazovaya-svarka.html

Физиологическое действие

  • Среди всех неорганических производных кальция CaC2 очень ядовит.
  • По степени воздействия на организм человека карбид кальция относится к 1-му классу опасности согласно ГОСТ 12.1.007.
  • Попадание карбида кальция внутрь организма также является опасным.
  • Пыль карбида кальция оказывает раздражающее действие на кожу, слизистые оболочки органов дыхания.
  • Карбид кальция CaC2 чрезвычайно опасен для окружающей среды.

Источник: https://chem.ru/karbid-kalcija.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электропривод
Как закалить нож в домашних условиях

Закрыть