§ 1

Кислород

Кислород при атмосферном давлении и обычной темпе­ратуре— газ без цвета и запаха, несколько тяжелее возду­ха. При атмосферном давлении и температуре 20° С масса 1 м3 кислорода равна 1,33 кг. Сгорание горючих газов и паров горючих жидкостей в чистом кислороде происходит очень энергично, с большой скоростью, а в зоне горения развивается высокая температура.

Для получения сварочного пламени с высокой темпера­турой, необходимой для быстрого расплавления металла в месте сварки, горючий газ или пары горючей жидкости сжи­гают в смеси с чистым кислородом. Если горение газа про­исходит в воздухе, в котором кислорода содержится только 1/5 по объему (остальные 4/5 составляет азот), то темпера­тура сварочного пламени будет значительно ниже, чем при сгорании в чистом кислороде.

При соприкосновении сжатого газообразного кислорода с маслами или жирами последние могут самовоспламенять­ся, что может быть причиной пожара или взрыва. Поэтому при обращении с кислородными баллонами и аппаратурой необходимо тщательно следить за тем, чтобы на них не по­падали даже незначительные следы масел или жиров. Осо­бенно опасным является пропитывание жидким кислородом пористых веществ (угля, сажи, войлока, ваты и пр.), кото­рые в этом случае становятся сильными взрывчатыми веще­ствами. Смесь кислорода с горючими газами и парами горю­чих жидкостей при определенных соотношениях кислорода и горючего вещества взрывается.

Технический кислород добывают из атмосферного воз­духа, который подвергают обработке в воздухораздели­тельных установках, где он очищается от пыли, углекисло­ты и осушается от влаги. Перерабатываемый в установке воздух сжимается компрессором до необходимого давления (от 6 до 180 кгс/см2), определяемого рабочим циклом уста­новки, и охлаждается в теплообменниках до сжижения. Жидкий воздух разделяют (ректифицируют) на кислород и азот. Процесс разделения воздуха происходит вследствие того, что температура кипения жидкого кислорода выше температуры кипения жидкого азота примерно на 13° С. Азот как более легкокипящий газ испаряется первым и от­водится из воздухоразделительной установки обратно в ат­мосферу. Жидкий чистый кислород накапливается в возду­хоразделительном аппарате, испаряется и собирается в газ­гольдере, откуда компрессором его накачивают в баллоны под давлением 150—165 кгс/см2. К месту сварки и резки кислород можно подавать по трубопроводу под давлением от 5 до 30 кгс/см2.

При температуре —183° С и атмосферном давлении кис­лород превращается в голубоватую, подвижную, легко ис­паряющуюся жидкость. При этом занимаемый им объем уменьшается примерно в 860 раз. При нагрёвании жидкий кислород испаряется и превращается снова в газ: 1 дмг жидкого кислорода при испарении дает 860 дм3, или 0,86 мь газообразного кислорода (при атмосферном давлении и тем­пературе 20°С); 1 кг жидкого кислорода при испарении да­ет 0,75 мг газообразного кислорода (при атмосферном дав­лении и 20°С).

Жидкий кислород хранят и транспортируют в специаль­ных сосудах с хорошей теплоизоляцией. При использова­нии для сварки и резки металлов жидкий кислород пред­варительно превращается в газ. Для этого на заводах, где производится сварка и резка, устанавливают гази­фикаторы или насосы с испарителями для жидкого кисло­рода.

Для сварки и резки по ГОСТ 5583—58 выпускают тех­нический кислород трех сортов: высшего сорта, чистотой не ниже 99,5%; 1-го сорта, чистотой не ниже 99,2% .и 2-го сор­та, чистотой не ниже 98,5% по объему. Остаток 0,5—1,5% составляют азот и аргон. ГОСТ 5583-68 (вводится с 1. VII. 1971 г.) предусматривает выпуск кислорода: 1-го сорта чис­тотой не менее 99,7%; 2-го сорта — не менее 99,5% и 3-го сорта — не менее 99,2%.

В технике кислород находит широкое применение также для ускорения (интенсификации) процессов получения ста­ли, чугуна, цветных металлов, горючих газов, химических продуктов и пр.

§ 2