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.
Содержание
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:
| Давление, МПа | 50 л,
Сталь 45Д/30ХГСА |
40л
Сталь 45Д/30ХГСА |
20 л
Сталь 45Д |
||||||
| Ø, мм | L, мм | M, кг | Ø, мм | L, мм | M, кг | Ø, мм | L, мм | M, кг | |
| 15 | 219
|
1685/1660 | 71,3/62,5 | 219 | 1370/1350 | 58,5/51,5 | 219 | 740 | 32,3 |
| 20 | 1755/1650 | 93,0/62,5 | 1430/1350 | 76,5/51,5 | 770 | 42,0 | |||
Сосуды меньших объёмов выполнены из стали 45Д, рабочее давление 15 МПа
| Ø, мм | 12 л | 10 л | 8 л | 5 л | 4 л | 2 л | ||||||
| L, мм | M, кг | L, мм | M, кг | L, мм | M, кг | L, мм | M, кг | L, мм | M, кг | Ø, L, мм | M, кг | |
| 140 | 1020 | 17,6 | 865 | 13,0 | 710 | 12,4 | 475 | 8,5 | 400 | 7,3 | 108/330 | 3,7 |
В комплектацию входят:
- запорный вентиль кислородный с правой резьбой латунный;
- предохранительные кольца из резины на цилиндрическую часть;
- опорный башмак прямоугольной формы для устойчивости;
- колпак предохранительный стальной либо формованный из неметаллов.
Эксплуатирующиеся баллоны проходят через 5 лет периодическую переаттестацию, включающую техосмотр и испытание избыточным давлением, превышающем рабочее на 50%. Информация с датой освидетельствования наносится ударными клеймами на зачищенную горловину, обрамляется жёлтой полосой по периметру.
Это «паспорт углекислотного баллона» с полным перечнем информации:
- дата выпуска, переаттестации;
- № баллона, присвоенный производителем;
- литраж наполнения;
- технологическое гидродавление;
- марка стали и физические величины веса и размеров.
Применение: газоподготовка
Длительное и промежуточное хранение баллонов допускается на оборудованных кровлей и защитными перегородками рампах, исключающих попадание атмосферных осадков, в холодных и отапливаемых помещениях с естественной вентиляцией.
Жидкая углекислота в поставке для сварочных работ приобретается высшего и первого сортов. Заправка баллонов углекислотой для пищевиков дороговата, но желательна: Влажность газа нулевая.
Применение газа второго сорта допускается при возможности осушения: к 1% водного осадка добавляется нерегламентированное количество паров жидкости. Извлечением из газового потока паров воды занимается газоосушитель.
Это герметичная ёмкость с засыпкой гигроскопичными материалами. Осушители низкого давления устанавливаются после редуктора, высокого – принимают газ из баллона перед редуктором. Влагопоглотителями выступают алюмогель, силикагель, медный купорос.
Адиабатическое охлаждение газа провоцирует резкое объёмное расширение. Газопотребление в пределах 15–20 л/мин приводит к оледенению паров влаги, что чревато закупоркой редуктора. Газозабор высокого объёма требует установки газоподогревателя змеевикового типа на 24/36 В. Термоэлемент нейтрализует замерзание паров воды, рассчитан на пропуск больших объёмов.
Активная газозащита сварочных швов при полуавтоматической дуговой сварке плавящимся проволочным электродом ведётся углекислотой в чистом виде или в смеси с аргоном.
Использование баллонов подразумевает ограниченный суточный расход сварочными постами. 40-литровый баллон с внутренним давлением 6 МПа принимает 25 кг сжиженной субстанции. В газообразном виде после испарения жидкость трансформируется в 12,5 тыс. л газа.
Покупка: критерии выбора и выбраковки
Приобретение инвентаря высокого давления (ВД) длительного использования нового либо б/у сложностей не представляет. Трудности возникнут при заправке углекислотных баллонов, если покупатель не учёл ограничения в эксплуатации и заправке:
- Заправка баллонов углекислотой затрудняется, если оборудование станции заправки рассчитано на больший литраж – выручат заправщики огнетушителей;
- Заполнение малолитражных ёмкостей в условиях гаража возможно посредством баллона-донора шлангом высокого давления при соблюдении условий безопасности;
- Если пропущен срок аттестации, сосуд ВД подлежит проверке и сертификационному испытанию;
[stextbox id=’warning’]Приобретать газобаллонное оборудование желательно у надёжных поставщиков. Б/У – у производственников. Они следят за оборудованием, документооборот на уровне: предоставят оригинал сертификата соответствия, акты проведения испытаний.[/stextbox]
Причины браковки газобаллонного оборудования, касающиеся всех категорий наполнения по результатам внешнего осмотра:
- неисправность запорного вентиля;
- износ резьбы горловины;
- неполное нанесение паспортных данных, просрочено очередное освидетельствование: отсутствие, неполнота паспортной информации переводит баллон в статус непригодных к эксплуатации;
- срок жизни баллона с момента первой аттестации производителем 20 лет, превышение срока пользования на практике невозможно;
- большая площадь и глубина наружной коррозии;
- вмятины либо выпучины;
- трещины;
- риски и раковины глубиной 1/10 толщины металла;
- повреждён либо косо посажен башмак;
- несоответствие окраски и надписи.
Обязательные требования к пользователю оборудованием ВД:
- автомобиль для перевозки должен обеспечить транспортировку в горизонтальном положении;
- период покоя независимо от сезона перед началом работ составляет 0,5 часа;
- задействованные и складские сосуды ВД не повергаются прямым солнечным лучам, не складируются вблизи нагревательных приборов.
Редуктор
Стабилизацию, понижение давления подачи газозащиты, оптимальный расход углекислоты при сварке полуавтоматом, блокировку подачи двуокиси углерода при прекращении сварки осуществляет редуктор.
Однокамерный и двухкамерный (двухступенчатый) регулятор давления с последовательным расположением полостей снижения давления настраивается поворотом ручного регулятора изменения потока подачи СО2.
Манометр на входе регистрирует давление двуокиси углерода в баллоне. Второй – в камере регуляции, сети раздачи угольного ангидрида. Не ограничиваясь функцией регистратора изменений, редуктор работает как стабилизатор выходного давления.
Расход диоксида углерода в баллоне не должен влиять на то, какое давление углекислоты должно быть при сварке полуавтоматом. Мембрана редуктора занимает позицию пропуска газа в полость камеры снижения рабочего давления при первичной настройке. Изменение параметров напряжения управляющей пружины приводит в действие противоположную регулировочную пружину.
Площадь открытого сечения впускного клапана плавно меняется в сторону увеличения, но расход углекислоты при сварке полуавтоматом остаётся прежним. Постоянство либо изменение выходного давления корректируется по текущему показанию манометра регулировочным винтом.
Манипуляциями входящего в комплектацию шарового крана ведётся уточнение величины газоистечения. Расходная шайба с дюзой корректируют выпуск по величине значения давления в рабочей камере.
Защитой пневморедуктора занимается вмонтированный предохранительный клапан. Скачок давления приведёт к разрыву мембраны. Потеря герметичности входным штуцером с увеличением пропуска газа ведёт к превентивному запиранию системы.
Пневморедукторы классифицируются по количеству ступеней выравнивания давления (камер). Двухступенчатый редуктор с последовательным снижением давления в неотапливаемом помещении в зимнее время незаменим.
Разделение пневморегуляторов по условиям использования:
- сетевые – работа в стационарной сети углекислотной станции;
- рамповые – обслуживание многопостовых участков.
[stextbox id=’alert’]Важно! 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 –600 С. Кристаллизация влаги приведёт к выходу из строя устройства.
[stextbox id=’warning’]Требования 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.
Технические характеристики:
- встроен очистной фильтр во впускной клапан, противодействующий обратному стравливанию в баллон;
- входное давление – до 20 МПа;
- пропускная способность – до 1,8 м3/час. (30 л/мин.);
- рабочее давление – 0,35 МПа;
- предел неравномерности рабочего давления – 4%
- вес – 0,7 кг;
- считается самой экономичной моделью.
С ротаметром
Удобство расходомера при сохранении функциональности обычного регулятора в отображении расхода углекислоты при сварке полуавтоматом в текущем режиме. Ротаметрический регулятор оснащён на выходе калиброванной дроссельной заслонкой. Гарантируется точность управления и показаний газопотока.
Манометр указывает единицы расходования. Прибор настроен и уточняющие регулировки нежелательны. Двухротаметрные редукторы предназначаются для защиты шва химически активных металлов с обеих сторон.
Меры безопасности при работе с СО2
Углекислота лишена токсичности, взрывобезопасна, однако при условиях, способствующих концентрации диоксида углерода более 5% в непроветриваемых помещениях, возможно проявление кислородного голодания, удушья.
В процессе сварки выделяются угарный газ и аэрозоли. Ремонт на баллоне, затяжка разъёмных соединений до сброса давления недопустимы.
