Аргон, так же как и гелий, является одноатом­ным инертным газом, он бесцветен, не имеет запаха, тя­желее воздуха, что обеспечивает хорошую защиту свароч­ной ванны.

В промышленности аргон добывается при получении кислорода и азота из воздуха, массовая доля в котором составляет 1,28 %.

Аргон, предназначенный для сварки, регламентируется ГОСТ 10157—79 и в зависимости от содержания и назна­чения делится на три сорта.

Аргон высшего сорта (не менее 99,99 % Аг) предна­значен для сварки титановых сплавов, циркония, молиб­дена и других активных металлов и их сплавов, а также особо ответственных изделий из нержавеющих сталей.

Аргон первого сорта (не менее 99,98 % Аг) предназна­чен для сварки плавящимся и неплавящимся электродом алюминиевых и магниевых сплавов.

Аргон второго сорта (не менее 99,95 % Аг) предназна­чен для сварки изделий из чистого алюминия, корро­зионно-стойких сталей и жаропрочных сплавов.

Смеси аргона с другими газами в определенных про­центных отношениях поставляются по особым ТУ.

Гелий — инертный газ без цвета и запаха, значи­тельно легче воздуха. Получают из природных газов методом фракционной конденсации, который заключается в следующем. Природный газ, содержащий гелий, подвер­гают неоднократному сжатию и охлаждению, при этом примеси, имеющие более высокую, чем гелий, темпера­туру сжижения, превращаются в жидкость. Гелий, тем­пература сжижения которого равна —269 °С, остается при этом в газообразном состоянии. После ряда сопут­ствующих химических очисток окончательная очистка гелия производится пропусканием его через активиро­ванный уголь, после чего он поступает в баллоны. ГОСТ 20461—75 предусматривает два сорта газообразного гелия: гелий высокой чистоты (99,98 Не) и гелий техни­ческий (99,8 % Не).

Углекислый газ в нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с едва ощутимым запахом.

При повышенном давлении и низкой температуре углекислота переходит в жидкое или твердое состояние. Под давлением 528 кПа и при температуре —56 °С угле­кислота может находиться во всех трех состояниях (так называемая тройная точка).

Плотность жидкой углекислоты сильно изменяется с температурой. Так, масса 1 л жидкой углекислоты при температуре - f-20 °С равна 0,77 кг, а при температуре ниже 11 °С жидкая углекислота становится тяжелее воды. Поэтому она поставляется не по объему, а по массе. При испарении 1 кг жидкой углекислоты образуется 509 л углекислого газа.

В промышленном масштабе углекислоту можно полу­чить следующими способами:

1) из известняка, в котором содержится до 40 % С02, кокса или антрацита путем их обжига в специальных печах;

2) на установках, работающих по сернокислому ме­тоду за счет реакций взаимодействия серной кислоты с эмульсией мела;

3) из газов брожения гидролизной, сахарной промыш­ленности;

4) из выхлопных газов двигателей внутреннего сго­рания.

Рассмотрим третий способ получения С02 примени­тельно к гидролизному производству, как более распро­страненный.

На гидролизных заводах при брожении дрожжей с опилками выделяются газы, содержащие 99 % С02 (рис. 46). Газ из бродильного чана 1 подается насосами, а при наличии достаточного давления поступает самостоя­тельно в газгольдер 2, где происходит отделение от него твердых частиц. Затем газ поступает в промывочную башню 3, заполненную коксом или керамическими коль­цами, где он омывается встречным потоком воды и окон­чательно освоболздается от твердых частиц и растворимых в воде примесей. После промывки газ поступает в предва­рительный компрессор 4, где он сжимается до давления 400—550 кПа.

Так как при сжатии температура газа повышается до 90—100 °С, то после компрессора газ поступает в труб­чатый холодильник 5, где охлаждается до 15 °С. Затем

ИЗ

газ направляется в маслоотделитель 6, где отделяется масло, попавшее в газ при сжатии. После этого газ подвер­гается очистке водными растворами окислителей (КМп04, К2Сг2Р7, гипохромитом) в башне 7, а затем осушке акти­вированным углем или силикагелем в башне 8.

После очистки и осушки газ поступает в двухступен­чатый компрессор 9. На ступени I происходит сжатие

его до 1—1,2 МПа; затем он поступает в холодильник 10, где охлаждается со 100 до 15 °С, проходит маслоотдели­тель 11 и поступает на II ступень компрессора, где сжи­мается до б—7 МПа, превращается в жидкость и соби­рается в цистерну 12, из которой производится наполне­ние стандартных баллонов или других емкостей (танков).

Хранится жидкая углекислота в баллонах при давле­нии 5—6 МПа.

В стандартные баллоны емкостью 40 л летом заливается 25 л углекислоты, при испарении которой образуется

Азот — газ без цвета и запаха; при температуре —196 °С превращается в жидкость. Азот является ней­тральным по отношению к меди, а при высоких темпе­ратурах ряд металлов с азотом образует нитриды (титан, молибден и др.).

Получают азот из атмосферного воздуха, путем его сжижения с последующей ректификацией. Газообразный азот применяется для сварки меди, аустенитных сталей и плазменной резки. Технический газообразный азот дол­жен соответствовать требованиям ГОСТ 9293—74, регла­ментирующего три состава азота: 1) электровакуумный, не менее 99,9 % азота; 2) первый сорт — не менее 99,5 % азота; 3) второй сорт — не менее 99,0 % азота, осталь­ное — допустимое содержание кислорода.

Водород в чистом виде представляет собой газ в 14,5 раза легче воздуха, не имеющий цвета, запаха и вкуса.

Для промышленных нужд водород производится сле­дующими способами:

1) электролизом дистиллированной воды, при котором получают водород, кислород и некоторые примеси;

2) железопаровым способом, основанном на пропуска­нии через горячее восстановленное железо пара. В ре­зультате проходящей реакции образуется водород, окись железа и некоторые примеси;

3) электролизом раствора хлористых солей, при этом получается водород, хлор и некоторое количество при­месей.

ГОСТ 3022—80 предусматривает четыре марки техни­ческого водорода: 1) А — 99,8 % Н; 2) Б — 98 % Н;

3) В первого сорта — 98,5 % Н, второго сорта — 97,5 % Н; 4) Г первого сорта — 97,5 % Н, второго сорта — 95 % I I.

Сравнительная стоимость 1 м3 газа при принятии за единицу стоимость 1 м3 азота:

Азот........................................................ 1

Кислород.............................................. 2

Водород. 3

Углекислый газ..................................... 3

Аргон.................................................... 20

Гелий.................................................. 110