Ацетилен (химическая формула СгН2) является хи­мическим соединением углерода с водородом. Это бесцвет­ный горючий газ, имеющий резкий характерный запах. Длительное вдыхание ацетилена вызывает головокружение, тошноту, а иногда и сильное общее отравление. Ацетилен легче воздуха — 1 м3 ацетилена при 20° С и атмосферном давлении имеет массу 1,09 кг.

Ацетилен является взрывоопасным газом. Чистый аце­тилен способен взрываться при избыточном давлении свы­ше 1,5 кгс/см2, при быстром нагревании до 450—500° С. Смесь ацетилена с воздухом взрывается при атмосферном давлении, если в смеси содержится от 2,2 до 81% ацетиле­на по объему. Смесь ацетилена с чистым кислородом взры­воопасна при атмосферном давлении и содержании в ней ацетилена от 2,8 до 93% по объему. Взрыв ацетилено-воз­душной или ацетилено-кислородной смеси может произойти от искры, пламени, сильного местного нагрева и др.

Взрыв ацетилена или смеси его с воздухом и кислородом сопровождается выделением тепла, следствием чего являет­ся повышение температуры и давления. Такие взрывы могут вызвать разрушения и несчастные случаи. Поэтому обраще­ние с карбидом кальция и ацетиленом требует осторожности и строгого соблюдения правил техники безопасности.

В связи с развитием в нашей стране промышленности химического синтеза на базе использования богатейших за­пасов природного газа широкое распространение получает теперь способ производства ацетилена из природного газа (метана) термоокислительным пиролизом метана с кисло - f?",t родом. Получаемый этим способом ацетилен называется ***** пиролизным ацетиленом. В данном процессе метан сжига­ют в смеси с кислородом в реакторах при температуре 1300—1500° С. Полученная при этом смесь содержит до 8% ацетилена, 54% водорода, 25% окиси углерода, остальное — примеси. Из нее с помощью растворителя (диметилформами-

да) извлекается ацетилен концентрации 99,0—99,2% *. Ос­тавшаяся часть пиролизных газов используется для произ­водства аммиака и других продуктов. Получение ацетилена из природного газа на 30—40% дешевле, чем из карбида кальция. Пиролизный ацетилен накачивается в баллоны, где находится в порах массы растворенным в ацетоне, и в таком виде отправляется потребителям. Пиролизный ацетилен вы­пускается по МРТУ 6-03-165—64 и по своим свойствам го­рючего для газопламенной обработки равноценен ацетиле­ну, полученному из карбида кальция.

Ацетилен для промышленных целей получают также раз­ложением жидких горючих (нефти, керосина) действием электродугового разряда, по так называемому способу электропиролиза.

Ацетилен является наиболее распространенным горючим для газовой сварки и резки, так как дает при сгорании в. смеси с кислородом наиболее высокую температуру пламе­ни (около 3150°С) по сравнению с другими' горючими газами.

Важным параметром сварочного пламени является не только его температура, но и «интенсивность горения», оп­ределяемая как произведение нормальной скорости горения на теплотворность смеси (табл. 4).

Как видно из данных табл. 4, ацетилен обладает наи­большей интенсивностью горения по сравнению с другими горючими.

Газы — заменители ацетилена. При сварке и резке металлов можно применять также другие горючие га­зы и пары горючих жидкостей. Для эффективного нагрева и расплавления металла при сварке необходимо, чтобы тем­пература пламени примерно в два раза превышала темпе­ратуру плавления свариваемого металла. Поэтому использо­вать газы — заменители ацетилена целесообразно только при сварке металлов с более низкой температурой плавления, чем сталь (алюминия и его сплавов, латуни, свинца), при пайке и т. п.

При кислородной резке использование ацетилена для подогрева металла необязательно и можно применять те горючие газы, которые при сгорании в смеси с кислородом дают пламя с температурой не ниже 1800° С.

Количество тепла в килокалориях, получаемое при пол­ном сгорании 1 м3 или 1 кг газа, называется теплотворной способностью газа. Чем выше теплотворная способность газа, тем меньше его расход при сварке и резке металлов.

Для сгорания различных горючих газов требуется раз­личное количество кислорода, подаваемого в горелку или резак, В табл. 5 приведены основные характеристики горю­чих газов для сварки и резки, а также указаны целесооб­разные области их применения.

Если известен расход ацетилена в м3/ч для сварки или резки данного металла, можно определить также расход другого горючего газа — заменителя ацетилена, пользуясь коэффициентом замены.

Коэффициент замены (Кт) определяют, как отношение теплотворных способностей ацетилена (Qa=12 600 ккал/м3) и горючего газа (Qr)

Пример. Для резки стали расходуется ацетилена Va = 1500 сЫ3/ч. Определить расход метана для тех же условий резки. Пл^габл. 5 нахо­дим теплотворную способность метан^О^=800б^*ев>ф^ коэффициент

замены для природного газа КГ «=» ■ ' =1,58 н искомый расход

^ 8000

его составит;

VT = Кг - Va - 1,58 - 1500 = 2400 дм*/ч.

Действительные значения коэффициента замены могут колебаться в определенных пределах, отличаясь от его рас­четного значения. Например, для повышения производитель­ности сварки природным газом коэффициент замены прак­тически берут /Сг =1,8 (табл. 5).

Газы — заменители ацетилена применяют во многих от­раслях промышленности, а также для бытовых нужд. По­этому их производство и добыча организованы в больших масштабах и они являются очень дешевыми; в этом их ос­новное преимущество перед ацетиленом.

Вследствие более низкой температуры пламени этих га­зов применение их ограничено некоторыми процессами на­грева и плавления металлов. Некоторые газы и жидкие го­рючие (нефтяной газ, пропан, керосин) требуют по сравне­нию с ацетиленом большего удельного расхода кислорода для получения высокотемпературного пламени. Поэтому, например, пропан-кислородное или метан-кислородное пла­мя имеют окислительный характер и пригодны только для резки, пайки, поверхностной закалки и других подобных процессов, где характер пламени не имеет существенного значения.

При сварке же стали пропаном или метаном приходится применять сварочную проволоку, содержащую повышен­ное количество кремния и марганца, используемых в качест­ве раскислит елей, а при сварке чугуна и цветных металлов использовать специальные флюсы.

Газы-заменители с низкой теплотворной способностью (коксовый, городской, сланцевый) неэкономично транспор­тировать в баллонах под высоким давлением на значитель­ные расстояния, это ограничивает их применение для газо­пламенной обработки.

Такие газы целесообразно использовать только на тех предприятиях и в тех районах, где они имеются в достаточ­ном количестве и могут транспортироваться к местам по­требления по газопроводам.

При подаче газов-заменителей в горелку или резак из газопровода на каждом рабочем месте необходимо также устанавливать закрытый постовой предохранительный за­твор между газопроводом и горелкой, рассчитанный на со­ответствующее давление и расход газа, или обратный кла­пан. Как и при работе на ацетилене, этот затвор или клапан служит для предохранения газопровода от обратного удара пламени или попадания в газопровод кислорода при неис­правности горелки или резака.

§ 4