Сварочные материалы (стр. 16 )

Метан имеет широкий диапазон взрываемости. Метан получают из природ­ного или коксового газа методом глубокого охлаждения. Температура воспла­менения метана 340єС. Для полного сгорания 1 м3 метана необходимо 2 м3 кисло­рода. Максимальная скорость распространения пламени в смеси с кислородом 3,3 м/с. Метан является единственным углеводородом, имеющим критическую температуру значительно ниже температуры окружающей среды, наряду с водо­родом и углекислым газом. В чистом виде для газопламенной обработки метан применяют редко. Он является основным компонентом природных газов и входит в состав других сжимаемых горючих газов.

Природные и городские газы представляют собой смеси газообразных предельных углеводородов с преобладающим количеством метана (75,7-99,4%)  и небольшим количеством инертных газов и азота. Низшая теплота сгорания природных газов также колеблется в пределах 7480-9060 ккал/м3. Природный газ почти не имеет запаха, поэтому в газ, идущий к потребителю, добавляют одорант, придающий ему резкий запах, по которому можно установить утечку газа. Природный газ может поступать к потребителю либо в баллонах, либо по газопроводу. Смесь природных газов с низкокалорий­ными (коксовым, генераторными и др.) называют городским газом и применяют для бытовых целей, а также для кислородной резки.

Окись углерода входит в состав коксового (5-12%), городского (5-15%), нефтяного пиролизного газа (1-11%) и др. Окись углерода ядовита. Предельно  допустимая концентрация ее в производственных помещениях 0,03 мг/л.

Коксовый газ представляет собой смесь газообразных продуктов сухой пере­гонки каменного угля. В зависимости от места добычи угля и технологии выработки коксовый газ содержит: 40-60% Н2, 20-30% СН4, 5-12% СО, 1,5-4% тяжелых углеводородов, 2-3% СО2, 0,4-1,0% О2. Коксовый газ имеет сравни­тельно низкую теплоту сгорания, но, несмотря на это, находит широкое приме­нение на металлургических заводах, где он является побочным продуктом. Для газопламенной обработки применяют только хорошо очищенный газ, так как в противном случае узкие каналы аппаратуры засоряются смолистыми веществами, находящимися в виде паров в составе газа, или стенки газопроводов разъедаются сернистыми соединениями, имеющимися в коксовом газе. При использовании коксового газа мундштуки следует изготовлять из латуни или чугуна. Для полного сгорания 1 м3 коксового газа необходимо обеспечить подачу 0,9 м3 кислорода. К месту потребления коксовый газ транспортируют либо в баллонах под давлением 15,0 мПа, либо по газопроводу под низким давлением (30-50 мм вод. ст.). Давление может быть повышено до 0,1- 0,,15 мПа с помощью газодувок. В коксовом газе содержится до 12% окиси углерода.

Нефтяные газы представляют собой смесь горючих газов. В зависимости от способов получения нефтяные газы подразделяют на естественные, являющиеся спутниками нефти при ее добыче, и искусственные (заводские). Естественные нефтяные газы иногда называют сопутствующими или попутными. Основными компонентами естественных нефтяных газов являются метан, этан, пропан, бутан и более высокомолекулярные углеводороды парафинового ряда. В состав заводских нефтяных газов, кроме того, входят углеводороды олефинового ряда: этилен, пропилен, бутилен, амилен. Искусственные нефтяные газы в отличие от есте­ственных содержат до 60% Н2.

Сланцевый газ получают при газификации горючих сланцев в специальных генераторах и применяют для химической переработки и бытовых целей как го­родской газ. С некоторыми ограничениями он может быть использован и для про­цессов газопламенной обработки металлов.

Пиролизный газ - продукт термического разложения нефтяного мазута. После очистки в газе образуются сернистые соединения, взаимодействующие с| медью. Рекомендуется тщательная очистка газа, так как в противном случае медные мундштуки газоаппаратуры разрушаются после 3-4 ч работы. Мундштуки, так же как и при работе с коксовым газом, следует изготовлять из латуни или чугуна.

Таблица 23 – Основные физические и тепловые свойства горючих газов

Наименование горючего газа и химическая формула	Низшая теплота сгорания при 20єС и 0,1 мПа	Температура пламени смеси с кислородом єС	Коэффициент замены ацетилена	Плотность при 20єС и 0,1 мПа, кг/м3	Критическое давление, мПа	Температура, єС	Пределы  взрываемости, % содержания горючего в смеси	Оптимальное соотношение между кислородом и др. горючими газами	Относительная скорость распространения  пламени
Критическая *1	Плавления	Кипения	С воздухом	С кислородом
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Ацетилен С2Н2	12600	3100-3200	1.0	1,09	61,65	+35,54	-81,0	-83,6	2,1-100	2,3-100	1,7	1,0
Водород Н2	2400	2100-2500	5,2	0,084	12,8	-239,8	-259,2	252,8	3,1-81,5	2,6-95	0,4	1,2
Метан СН4	8000	2000-2200	1,6	0,67	45,7	-82,5	-182,5	-161,7	4,8-16,7	5-59,2	2,0	-
Этан С2Н6	14400	2200	1,27	-	-	-	-172,1	-88,5	3,1-15,0	4,1-50,1	-	-
Пропан С3Н8	20800	2600-2750	0,65	1,88	42	+96,8	-189,9	-42,6	2,0-11	2,0-48	-	0,3
Пропан-бутан	20600	2000-2100	0,6	1,867	-	-	-	-	2,17-9,5	-	-	-
Бутан С4Н10	27800	2400-2500	0,45	2,54	36	+152	-139	-0,6	1,5-8,5	3,0-45	3,5-4,0	-
Этилен С2Н4	14200	2900	0,9	1,17	-	-	-	-	2,7-36	2,6-80	-	-
Окись углерода СО	2800	2600-2800	4,5	1,16	34,5	-140,2	-205	-191,5	11,4-77,5	15,5-93,9	-	-
Сланцевый газ*2	3000-3400	1500-2000	4,0	0,74-1,0	-	-	-	-	-	-	0,7	0,5
Коксовый газ*2	3500-4400	2000-2200	3,2	0,4-0,55	-	-	-	-	7-21	-	0,8-0,9	0,7
Природный газ*2 (метан 98%)	7500-9000	2000-2200	1,8	0,68-0,9-	-	-	-	-	4,8-14,0	-	1,7-2,1	0,4
Нефтяной (попутный) газ*2	8700-14800	2000-2400	1,2	0,87-1,37	-	-	-	-	3,5-16,3	-	1,9-2,9	0,5
МАПП (МАФ)	21200	2800-2900	0,55	1,76	-	-	-	+120,0	3,4-10,8	2,5-60	-	-

Продолжение таблицы 23

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Городской газ*2	4100-5000	2000-2300	3,0	0,84-1,05	-	-	-	-	3,8-40	8,5-73,6	1,2	0,5
Пиролизный газ	7500-9000	2000-2400	1,8	0,65-0,85	-	-	-	-	-	-	-	-
Пары бензина (~С7Н15)	10000 ккал/кг	2400	-	0,7-0,74 кг/л	-	-	-	-	0,7-6,0	2,1-28,4	-	--
Пары керосина (~С7Н14)	10000 ккал/кг	2300	-	0,79-0,82 кг/л	-	-	-	-	1,4-5,5	-	-	-
*1 Критической температурой называется такая температура, выше которой газ не переходит в жидкое состояние ни при каком давлении *2 Для горючих газовых смесей приводимые данные относятся к средним составам этих газов Широкие пределы изменения плотности, температуры пламени и теплоты сгорания объясняются изменяющимся химическим составом указанных газов, зависящим от месторождения или места производства.

12.2.3 Сжиженные газы

Сжиженными газами называют углеводороды и их смеси, находящиеся  при температуре 20°С и давлении 0,1 мПа в газообразном состоянии, а при сравнительно небольшом повышении давления или понижении температуры переходящие в жидкое состояние. Сжиженные газы даже в газообразном состоянии имеют плотность более высокую, чем плотность воздуха, поэтому они могут скапливаться на поверхности земли или пола. В жидкой фазе сжиженные газы отличаются большим коэффициентом объемного расширения, значи­тельно превышающим коэффициент объемного расширения воды, Эти свойства сжиженных газов требуют особой осторожности и соблюдения мер безопасности при работе с ними. К сжиженным газам, используемым для газопламенной обра­ботки металлов, относятся смеси технического пропана и бутана, а также смеси метилацетилена и пропадиена.