какое давление выдерживает углекислотный баллон

Технические газы для электродуговой сварки: баллоны, регуляторы

Паришься с баллоном под углекислоту/аргон/сварочную смесь Ar+CO2 для сварки? мечтаешь о струйном переносе, но все ищешь смесители и 10 литровые баллоны? Все ответы здесь.

Итак, электродуговая сварка в среде защитных газов знает три типа основных газов, которые можно найти почти во всех крупных столичных городах:
— углекислота (CO2);
— аргон (Ar);
— сварочная смесь Ar+CO2
Все остальное или очень специфично, или тупо дорого (гелий He).

Применяемость газов хорошо описана в Интернете, но если проще — варить заборы из чернухи => углекислота. Варить в своем гараже: для TIG — аргон, для полуавтомата — сварочная смесь.

Какие баллоны использовать? 5 литров? 10 литров? 40 литров? 50?
Вопрос насколько я понимаю прямо таки больной и понимания ситуации с баллонами никакого нет.
Давайте изначально определимся с массой и объемом баллона. Каждый раз новички и дрищи предпочитают покупать 10 литровку и нудеть по форумам на тему последующей заправки 10 л баллона. Продвинутые дрищи ищут и покупают 20 литровые баллоны и идентичным образом нудят «где их заправить?».
Истина жизни в том, что продажа технических газов ориентирована на массового, промышленного покупателя и в подавляющем большинстве случаев это баллон 40 л.
Структура большинства заправок выстроена именно под баллоны 40 л: производится их оперативная заправка и (или) обмен.
Из этого правила есть одно исключение — углекислота от огнетушителей у пожарных. Все заправки МЧС (ВДПО) предназначены для малых баллонов и углекислотных огнетушителей.

Тем самым, если Вы хотите стационарно работать с аргоном или сварочной смесью => Ваш выбор однозначно 40 л баллон. Если Вы хотите быть мобильным и наличие аргона/сварочной смеси не критично, то уточняйте у местных пожарных имеется ли возможность заправлять углекислотные баллоны 10 л., а если ответ положительный, то покупайте 10 л. с плоским дном.

Забегая вперед, баллоны выпускались по ГОСТ 949-73 (www.docload.ru/Basesdoc/10/10462/) и различие между аргоновым/углекислотным/смесевым/кислородным только в окраске и вентиле. На станции Вам могут баллон переделать в другой тип (перекрасить и поменять вентиль).
Ворочить одному 40 литровый баллон с аргоном или сварочной смесью реально. Поставили баллон, накрутили защитный алюминиевый колпак, наклонили баллон, положили его на колено и двумя руками в путь… Я лично гружу и таскаю один, но по технике безопасности, да и просто спина здоровее будет — нужно таскать вдвоем, ибо масса пустого порядка

65 кг, а полного соответственно 75 кг. Есть легированные баллоны, они легче на

10 кг.
Углекислотный, полностью заправленный, 40 литровый баллон одному не поднять, нужно звать помощника.

Что нужно знать при покупке и обмене баллонов
Не буду повторяться, есть отличное видео —

Срок службы баллонов определяет организация-изготовитель. При отсутствии таких сведений срок службы баллона устанавливают 20 лет. Экспертизу промышленной безопасности в целях продления срока службы баллонов массового применения, объем которых менее 50 л, не производят, их эксплуатация за пределами назначенного срока службы не допускается, за исключением баллонов специального назначения, конструкция которых определена индивидуальным проектом и не отвечает типовым конструкциям баллонов и экспертизу (техническое диагностирование) которых проводят по истечении срока службы, а также в случаях, установленных руководством (инструкцией) по эксплуатации оборудования, в составе которого они используются.

На основании разъяснений разрешается использовать баллоны с истекшим сроком службы, но с действующей аттестацией.
Таким образом, покупая баллон, Вы должны выбрать максимально более свежий по году выпуска. Баллоны старше 95 года без действующей аттестации могут не принимать на станциях обслуживания.

АПДЕЙТ 2020 г: появилась позиция, что срок службы баллонов, изготовленных по ГОСТ 949-73 и по ГОСТ 15860-84 до 22.12.2014г. установлен не более 40 лет в соответствии с ПБ 03-576 03, МТО 14-3Р-001-2002 и МТО 14-3Р-004-2002, в том числе баллоны, находящиеся в эксплуатации для наполнения газами, вызывающими разрушение и физико-химическое превращение материала (коррозия и т.п.) со скоростью:
— не более 0,1 мм/год 40 лет
— более 0,1 мм/год 20 лет
Газы, вызывающие коррозию металла баллона со скоростью:
— не более 0,1 мм/год — азот, аргон, водород, воздух, гелий, кислород, углекислота и другие;
— более 0,1 мм/год — хлор, фосген, сероводород, сернистый ангидрид, хлористый водород, хлористый метил и другие.

Тем самым распространенные баллоны под сварочные газы в виде аргона, углекислоты, гелия по указанной методике служат 40 лет.

Далее, на рынке есть три типа разного рода регуляторов/редукторов:
— регулятор с ротаметром
— стрелочный регулятор
— редуктор.

Отличие редуктора от регулятора понятно: редуктор на выходе выдает просто определенное давление, а регулятор на выходе регулирует поток газа. Редуктор Вам не нужен вообще 🙂

регулятор с ротаметром или стрелочный регулятор?
Возникает еще один вопрос, на рынке есть два основных типа регуляторов

Какой из них выбрать — дело вкуса. На мой взгляд, стрелочный более продвинутый в плане экономии газа, поскольку фактически это редуктор с калиброванным жиклером и он всегда поддерживает заданное давление. Исходя из известного диаметра жиклера и давления производитель нанес метки расхода на шкалу прибора… тем самым, при начале работы не происходит характерного сброса давления, как это бывает на дешевых регуляторах с ротаметром.
Дешевые регуляторы с ротаметром работают исключительно за счет снижения давления до определенной величины, условно до 6 атм, а также последующего истечения газа через изменяемое гайкой отверстие… иными словами, на начальном этапе работы во всем сварочном рукаве образуется максимальное давление и как только сварщик давит триггер, то избыточное давление сбрасывается, это влечет повышенный расход газа.
Так что по общему правилу — стрелочный подешевле будет в итоге, но есть одно исключение.
Если вы варите нержавейку, то Вам иногда требуется поддув с обратной стороны шва… для этого есть регуляторы с двумя ротаметрами:

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/30ХГСА40л

Сталь 45Д/30ХГСА20 л

Сталь 45ДØ, ммL, ммM, кгØ, ммL, ммM, кгØ, ммL, ммM, кг15219

1685/166071,3/62,52191370/135058,5/51,521974032,3201755/165093,0/62,51430/135076,5/51,577042,0

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

В комплектацию входят:

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:

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.

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:

[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:

Обязательные требования к пользователю оборудованием ВД:

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.

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:

[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.

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

Люди, осторожней с баллонами. (страница 2)

Сначала я не совсем согласился с Евгением, поскольку довольно длительное стравливание газа не приводило к падению давления до требуемых 70 атмосфер. Выпустив значительное количество газа, я получил около 100 атмосфер, и решил, что мне заправили нечистый газ, а с воздухом, и что жидкости там нет вообще, а давление так и будет постепенно падать до нуля. Однако я все же решил подключить баллон к системе, поскольку большой процент CO2 в баллоне очевидно присутствовал. И в течение недели, давление действительно падало, но остановилось на требуемом значении 70 атмосфер и держится таким уже несколько месяцев. Т.е. теперь все так, как и должно быть для правильно заправленного баллона. Евгений действительно оказался прав: баллон содержал пережатую жидкость. Длительное время понижения давления вначале, по всей видимости, было обусловлено повышенной, по сравнению, скажем, с водой сжимаемостью жидкого CO2.

Резюме: когда заправляете баллон, обязательно:
1) Убедитесь, что его не залили до самого верха.
2) Измерьте давление на станции.
3) Когда приносите баллон с холода, обязательно сразу подключите редуктор и следите за изменением давлением. Если становится больше 70-80 атмосфер, то несите назад на улицу и стравливайте часть газа.
4)Хорошо бы эту информацию поместить в какой-нибудь FAQ, потому что она весьма важна, но не совсем очевидна.

[Изменено 17-3-2004 автор GeneZ]

CO2 (страница 2)

В виде общей информации.

С уважением, Александр.

Любопытно, что у меня тоже редутор углекислотный. (страница 2)

Ур 5-3. Спокойно держал 200 атмосфер и не лопнул, только манометр зашкаливал. Кстати, дольше всего баллон валялся под эти давлением вообще без редуктора:- ).

Саве: по-видимому они просто залили жидкость под самый краник, т.е. газообразной подушки не было вообще. Причем заправляли при температуре градусов 5 С. Дома баллон разогрелся, а поскольку весь был заполнен жидкостью, то давление и поднялось так сильно.

АлександЭру (страница 2)

СО2 не закачивается по давлению! На вес это продаётся.
Например, в 2л баллон закачивается 1,5кг. Надо взвесить пустой баллон, и после заправки взвесить полный.

Вообще, импортные системы СО2 дважды страхуются.
Клапан в баллоне и клапан на редукторе.

Так, что, на сегодня, самыми безопасными являются СО2 оборудование от импортных производителей.
А для тех, кто готов контролировать ситуацию можно и наше использовать.

С уважением, Александр.

Я так понимаю, что балоны бывают немного разные. (страница 2)

Т.е. объем у них может быть разный. В моем случае либо неправильно взвесили, либо неправильно объем оценили, в любом случае залили под краник.
По повду импортных баллонов. Есть какой-нибудь хорошо работающий алгоритм: где и как их заправлять в отечественных условиях? Нет ли проблем с аттестацией и т.д.? Кстати, отечественный баллон хоть и без клапана, но достоин уважения. Все ж больше 200 атмосфер выдержал. А был бы клапан, пришлось бы другим баллон6ом обзаводиться :-).

Всё-таки баллон слишком опасная игрушка для дома. Народ тащит чёрти-что чёрти-откуда. О регулярности испытаний даже речи нет.Защиты нет. В то время как на нормальном производстве технадзор козью морду за такие дела показывает.
Может всё-таки лучше бражку ставить?

При моих потребностях в CO2 сахар придется покупать в самогонных количествах :-). (страница 2)

Свой на Aqa.ru, Советник

Скока вешать в граммах, или популярная физхимия гетерогенных систем (страница 2)

сообщение Константин Кучеренко
Ты добавь еще свои комментарии из своего прошлого опыта. Еще хорошо бы найти для жидкого CO2 параметры сжимаемости.

Итак, на станциях в баллон заливается жидкая углекислота. После его закупоривания часть этой углекислоты испаряется внутри и переходит в парообразное состояние, нашим языком выражаясь – в углекислый газ. Деваться ему из закрытого баллона некуда, часть его молекул возвращается обратно в жидкость, на их место вылетают новые. В результате довольно скоро устанавливается равновесие между количеством парообразного и жидкого СО2. Количество молекул в паре определяет давление внутри баллона. Которое естественно именуется «равновесным давлением паров». Понятно, что чем выше температура баллона, тем больше молекул вырываются в пар и тем выше будет это равновесное давление. Таким образом, в нашем баллоне одновременно сосуществуют жидкая и парообразная фазы углекислоты, находящейся под равновесным при данной температуре давлении.

В ходе обсуждения этих драматических событий у нас мелькнули понятия «мало» и «много» жидкости. Причем мелькнули при обсуждении ключевого момента: сколько же надо заливать углекислоты, чтоб не бегать на заправку каждые две недели или, наоборот, не испытывать баллон и свою нервную систему на прочность. Чтоб она вся там не превратилась в газ или, наоборот, в задавленную избыточным давлением жидкость. Для того, чтобы это прикинуть, проще всего (не слишком греша против истины) воспользоваться данными по плотностям (или если угодно – удельному весу) жидкого СО2, находящегося под давлением равновесных паров (ведь мы уже поняли, что именно красная равновесная кривая на рис.1 и обеспечивает необходимые нам условия одновременного сосуществования в баллоне и жидкости, и газа). Такие данные имеются в литературе, на рис.2 приведена зависимость плотности от температуры в интересующем нас температурном диапазоне от 0 до 31 градуса (очевидно, что плотность жидкости будет зависеть от температуры).

Что дает нам эта кривая? А вот что: пользуясь ей, мы можем не заморачиваться вопросом о том, при какой температуре нам заправили баллон. Для определения предельно допустимого количества СО2 нам нужны лишь 2 цифры: емкость нашего баллона и максимальная температура, при которой он будет у нас эксплуатироваться. Берем график, смотрим, какая плотность соответствует этой температуре и перемножаем это значение с цифрой емкости баллона. Например, у нас 2-литровый баллон. Если мы уверены, что температура в комнате не поднимется выше 21 градуса, то перемножаем снятые с графика 760 г/л на 2 л и получаем 1 кг 520 г углекислоты. 5% на всякий случай скидываем – выходит 1440 грамм. Аналогично рассчитываем для случая, если температура может подняться до 30-и. Получаем 1140 гр. И так далее. То есть отсюда легко видеть, что приведенная АлександЭром цифра в полтора килограмма для 2-литрового баллона совершенно справедлива. Но только для случая, когда баллон не будет нагреваться выше 20 градусов.

Несколько обещанных слов по поводу закритической области (хотя к нашему вопросу это может иметь отношение лишь при температурах выше 31 градуса). При давлениях и температурах, превышающих определенные значения, именуемые критической точкой, ни пара, ни жидкости в привычном понимании уже не существует. Образуется некая однородная фаза, именуемая флюидом, сочетающая признаки как одного, так и другого. Например, плотность флюида может приближаться к плотности жидкости при сохранении типично газовой сжимаемости. Для наших дел это означает, что если есть вероятность того, что баллон будет перегреваться выше 31 градуса (критическая температура), то при расчете заполнения надо брать значение критической плотности, равное 468 г/л. Понятно, что максимальное заполнение при этом сильно упадет (аж до 890 г. для 2-литрового баллона), но зато при возможном дальнейшем перегреве давление будет развиваться не столь драматически (американское словечко! ), а существенно более плавно. Приблизительно в соответствии с данными, приведёнными ранее АлександЭром (понятно, что эти цифры, начиная с 40 градусов относятся именно ко флюиду, ибо превышают критические значения как по температуре, так и по давлению). Ремарка в сторону: мне приходилось наблюдать этот самый флюид вживую – в своей лабораторной установке с сапфировым окном. На практике это выглядело так: в окошко видно, как плещется жидкая углекислота (заполняли установку, ессно, не под завязку). Поднимаешь потихоньку температурку, ничего не изменяется, кроме показаний манометра, и вдруг внезапно жидкость вспучивается, газ над ней как будто густеет и стремительно струится вниз («пало небо на воды!» ), через мгновение все заволакивает плотным туманом, а потом резко проясняется. И перед глазами возникает прозрачно-однородное колышущееся марево, примерно как над разогретым по лету асфальтом. Так что закритическое состояние вещества – не досужая выдумка теоретиков, а вполне реальная реалия, пригодная к наблюдению воочию

Доклад окончил

Источник