Расчет газа в баллоне. На сколько хватает баллона углекислоты во время сварочных работ

Коммуникации 16.07.2019

Коммуникации

С этим вопросом сметчики сталкиваются постоянно, т.к. поставщики в накладных указывают количество то в литрах, то м3, то кг, а то и вообще в баллонах, при этом в смете как на зло стоит не та единица измерения, которая необходима. Поэтому я и решил показать Вам как это рассчитывать.

Кислород газообразный технический

Параметры и размеры кислородных баллонов можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров.

По ГОСТ 5583-78 «Кислород газообразный технический и медицинский» (приложение 2), объем газообразного кислорода в баллоне (V) в кубических метрах при нормальных условиях вычисляют по формуле:

Vб - вместимость баллона, дм3;
K1 - коэффициент для определения объема кислорода в баллоне при нормальных условиях, вычисляемый по формуле

Р - давление газа в баллоне, измеренное манометром, кгс/см2;
0,968 - коэффициент для пересчета технических атмосфер (кгс/см2) в физические;
t - температура газа в баллоне, °С;
Z - коэффициент сжигаемости кислорода при температуре t.
Значения коэффициента К1 приведены в таблице 4, ГОСТ 5583-78.

Посчитаем объем кислорода в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40л с рабочим давлением 14,7МПа (150кгс/см2). Коэффициент К1 определяем по таблице 4, ГОСТ 5583-78 при температуре 15°С:

V = 0,159 40 = 6,36м3

Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40л = 6,36м3

Пропан-бутан технический

Параметры и размеры кислородных баллонов для пропана, бутана и их смесей можно посмотреть по ГОСТ 15860-84. В настоящее время применяются четыре типа данных изделий, объемами 5, 12, 27 и 50 литров.

При нормальных атмосферных условиях и температуре 15°С плотность пропана в жидком состоянии составляет 510 кг/м3, а бутана 580 кг/м3. Пропана в газовом состоянии при атмосферном давлении и температуре 15°С равна 1,9 кг/м3, а бутана - 2,55 кг/м3. При нормальных атмосферных условиях и температуре 15°С из 1 кг жидкого бутана образуется 0,392 м3 газа, а из 1 кг пропана 0,526 м3.

Посчитаем вес пропанобутановой смеси в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 50 с максимальным давлением газа 1,6МПа. Доля пропана по ГОСТ 15860-84 должна быть не менее 60% (примечание 1 к табл.2):

50л = 50дм3 = 0,05м3;

0,05м3 (510 0,6 + 580 0,4) = 26,9кг

Но из-за ограничения давления газа 1,6МПа на стенки в баллон этого типа не заправляют более 21кг.

Посчитаем объем пропанобутановой смеси в газообразном состоянии:

21кг (0,526 0,6 + 0,392 0,4) = 9,93м3

Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 50л = 21кг = 9,93м3

Ацетилен

Параметры и размеры баллонов для ацетилена можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров. Корпус ацетиленового баллона отличается от корпуса кислородного баллона меньшим размером.

При давлении 1,0 МПа и температуре 20 °С в 40л баллоне вмещается 5 – 5,8 кг ацетилена по массе (4,6 – 5,3 м3 газа при температуре 20 °С и 760 мм.рт.ст.).

Приближенное количество ацетилена в баллоне (определяется взвешиванием) можно определить по формуле:

Va = 0,07 Е (Р – 0,1)

0,07– коэф., который учитывает количество ацетона в баллоне и растворимость ацетилена.
Е – водяной объем баллона в куб.дм;
Р – давление в баллоне, МПа (давлении 1,9 МПа (19,0 кгс/см2) при 20 °С по ГОСТ 5457-75 «Ацетилен растворенный и газообразный технический»);
0,1 – атмосферное давление в МПа;

Вес 1 м3 ацетилена при температуре 0°С и 760 мм.рт.ст. составляет – 1,17 кг.

Вес 1 куб.м ацетилена при температуре 20°С и 760 мм.рт.ст. составляет 1,09 кг.

Посчитаем объем ацетилена в баллоне объемом 40л с рабочим давлением 1,9МПа (19кгс/см2) при температуре 20°С:

Va = 0,07 40 (1,9 – 0,1) = 5,04м3

Вес ацетилена в баллоне объемом 40л с рабочим давлением 1,9МПа (19кгс/см2) при температуре 20°С:

5,04 1,09 = 5,5кг

Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40л = 5,5кг = 5,04м3

Двуокись углерода (углекислота)

Углекислота (по ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая») применяется как защитный газ для электросварочных работ. Состав смеси: СО2; Ar + CO2 ; Ar + CO2 + O2. Еще производители могут маркировать ее как смесь MIX1 – MIX5.

Параметры и размеры баллонов для ацетилена можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа» В компании ООО "ГазЗаЧас". У нас вы можете купить технический кислород в баллонах. - gazzachas.ru . Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров.

При рабочем давлении углекислоты в баллоне 14,7 МПа (150 кгс/см2) коэффициент заполнения: 0,60 кг/л; при 9,8 МПа (100 кгс/см2) – 0,29 кг/л; при 12,25 МПа (125кгс/см2) – 0,47 кг/л.

Объемный вес углекислоты в газообразном состоянии равен 1.98 кг/м³, при нормальных условиях.

Посчитаем вес углекислоты в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40л с рабочим давлением 14,7 МПа (150 кгс/см2).

40л 0,6 = 24кг

Посчитаем объем углекислоты в газообразном состоянии:

24кг / 1,98 кг / м3 = 12,12м3

Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40л = 24кг = 12,12м3

Напоминаю, я не обещаю, что мои материалы на 100% могут быть Вами использованы, но надеюсь, что сделают Вашу работу более эффективной. Желаю Вам удачи!

Баллоны для хранения различных газов, в том числе и углекислого, продаются пустые. Сам баллон представляет собой металлический резервуар, иногда пластиковый. Стоит заметить, что металлический материал для изготовления емкости предпочтительнее, чем пластиковый, так как на его стенках не образуется статическое напряжение.

Устройство баллонов

Баллон с углекислым газом представляет собой емкость, выполненную из металла в форме цилиндра, которая имеет резьбу с вкрученным запорным вентилем в верхней части устройства. Важно заметить, что тип запорного вентиля будет зависеть от газа, которым он наполняется. Отдельные высокие требования предъявляются к герметичности, а также надежности газовых баллонов, особенно с такими веществами, как углекислый газ.

Также можно добавить, что конструкция вентиля для баллона с углекислым газом имеет не одну, а три резьбы. Нижняя предназначается для закрепления его в самой емкости. К верхней резьбе крепят шток клапана, а боковая предназначается для заглушки.

Виды баллонов

Важно понимать, что одна из особенностей этих емкостей - это их разнообразие. Существуют металлические и а также газовые картриджи. Конечно, наиболее распространенным типом является металлический баллон. Его преимущество заключается в экономичности. Корпус же этого цилиндра состоит либо из малоуглеродистой, либо из легированной стали. Также привлекает большой выбор объема для хранения газа. Объем баллона с углекислым газом может быть 5, 10, 12, 20, 27, 40, 50 литров.

Важно отметить, что хранение пятидесятилитрового баллона разрешается лишь на улице в специальном шкафу, а также с нанесением специальной маркировки. Так как емкости выполнены из металла, то их масса довольно велика, даже если они пустые. Вес одного пустого баллона находится в пределах от 4 до 22 кг и зависит от литража.

Один важный момент - металлические резервуары чаще всего предназначаются для хранения или перевозки большого объема углекислого газа. Если количество вещества невелико, то лучше выбрать в качестве хранилища композитный баллон. Основное преимущество этого типа емкости заключается в меньшем весе самого резервуара. Вес композитного баллона с углекислым газом будет примерно на 70% меньше, чем металлического.

Емкости по ГОСТ

По ГОСТ 949-73 объемы для баллонов с СО2 - 5, 10 и 40 литров. Их используют для хранения, транспортировки и раздачи газа потребителям. В комплект этих устройств должны входить следующие детали:

кислородный вентиль ВК с массой 0,5 кг;
транспортировочное резиновое кольцо в количестве 2 штук;
опорный башмак весом 5,2 кг;
стальной или же переаттестованный колпак, вес которого 1,8 кг, либо эта же деталь, но из волокнита массой 0,5 кг;
кольцо, которое одевается на горловину весом 0,3 кг.

Производство металлических баллонов с углекислым газом должно осуществляться только из стали марки 45 Д или же из стали марки 40 Х ГСА, если это емкость объемом в 40 литров.

Особенности баллона с СО2

Баллон под углекислый газ должен быть полностью окрашен в черный цвет, а также иметь надпись "УГЛЕКИСЛОТА", выполненную из желтой эмали. Стоит отметить, что вес емкости устанавливается без учета таких деталей, как вентиль, кольца, колпаки, башмаки. В дополнении к окраске и надписи, на резервуаре должна находиться паспортная информация о нем.

Нанесение этих данных осуществляется ударным методом. Важно знать, что наносится информация в верхней части баллона, а место ее расположения полностью зачищается до металлического блеска и имеет выделяющую черту шириной 20-25 мм желтого цвета. Вот список тех сведений, которые должен содержать паспорт:

дата производства емкости и год последующей проверки;
какое давление углекислого газа в баллоне (указывается в МПа (кгс/см 2);
(указывается в литрах);
вес пустой емкости (указывается в килограммах);
порядковый номер резервуара и клеймо фирмы, которая изготовила его;
клеймо той компании, которая провела техническое освидетельствование;
последнее клеймо от подразделения технического контроля той компании, которая изготовила резервуар.

Технические параметры

В зависимости от вместительности емкости, к ней предъявляются различные технические требования. Если резервуар выпускается объемом 5 литров, то марка стали, которая должны быть использована для его производства - 45 Д. Давление углекислого газа в баллоне с таким литражом должно быть 14,7 МПа (кгс/см 2). Диаметр такой цилиндрической емкости - 140 мм, длина - 475 мм, а вес - 8,5 кг.

Изготовление баллонов вместительностью в 10 литров осуществляется из той же марки стали, что и 5-ти литровые. Давление в таких резервуарах, как и их диаметр также соответствует предыдущему типу. Длина же такого баллона должна быть 865 мм, а вес 8,5 кг.

40-ка литровый баллон с углекислым газом может изготавливаться из стали марки 45 Д или же из стали 40 Х ГСА. Если производство осуществляется из первой марки стали, то давление в нём также остается на уровне 14,7 МПа (кгс/см 2), а если из стали 40 Х ГСА, то рабочее давление увеличивается до 19,5 МПа (кгс/см 2). Диаметр обоих резервуаров с газом будет равен 219 мм. Длина же баллона из стали 45 Д будет равна 1370 мм, а из стали 40 Х ГСА 1350 мм. Масса емкости из первой марки стали - 58,5 кг, а из второй - 51,5 кг.

Применение баллонов

В медицине они используются во время заморозки в операционном блоке.
В пищевой индустрии применяются при производстве газированных напитков, а также некоторых коктейлей.
Используются и в парфюмерной индустрии для того, чтобы получить духи с насыщенным ароматом и без неприятного, специфического запаха.
Конечно же, применяются при проведении строительных или ремонтных работ во время сваривания конструкции, где нельзя допустить образование дополнительного нагара.

Также стоит отметить, что условно все баллоны с углекислым газом делят на три категории. К первой относят малые емкости - 2, 5, 10 литров. Ко второй относятся средние резервуары от 20 до 40 литров, а к третьей большие - от 40 литров и больше. Спрос на каждую категорию зависит от сферы их использования. К примеру, в промышленных отраслях используются средние и большие баллоны, так как их не нужно слишком часто заправлять. Важно отметить, что каждый резервуар должен проходить аттестацию раз в 5 лет.

Параметры давления

При эксплуатации этих емкостей важно знать, что у них есть два показателя давления. К первому показателю относится рабочее давление, которое при соблюдении всех правил эксплуатации и транспортировки резервуара, не должно выходить за пределы 150 Атм. Ко второму типу давления относится проверочное, которое приобретает большую значимость во время этапа подсоединения основной системы. Этот параметр не должен быть выше, чем 225 Атм. Также стоит отметить, что при заказе этих емкостей, необходимо удостовериться в наличии защитного колпака.

Можно добавить, что после проведения некоторых химических исследований, а также лабораторных наблюдений, было установлено, что СО2 в резервуаре является наиболее безопасным газом среди всех, а потому его можно использовать на открытых площадках.

Характеристика газа в баллоне

Можно начать с того, что стоимость данного вещества довольно мала. Этот продукт не имеет какого-либо цвета, а также не является ядовитым. Получают углекислый газ в процессе сжигания угольного топлива, газообразных отходов спиртовой и сахарной промышленности. При температуре углекислого газа в баллоне +31 градус по Цельсию и давлении в 75,3 Атм, происходит сжижение этого вещества. Со снижением температуры будет снижаться и давление сжижения.

Важно отметить, что при температурном показателе в -78,5 градусов по Цельсию, данное вещество начнет переходить из газообразного в жидкое состояние. Во время испарения 1 кг жидкости будет получено 505 л газа. Также важно отметить, что во время хранения и транспортировки этот продукт находится в жидком состоянии под давлением в 60-70 Атм. Еще один важный факт - в баллон объемом 40 литров вмещается всего 25 кг жидкой углекислоты. При испарении всего объема жидкости будет получено 12 600 литров газа.

Заправка баллонов углекислым газом

Для того чтобы заправить резервуар газом, может быть использовано несколько методов. Первый метод - это перелив вещества из одного баллона в другой. Для того чтобы осуществить данный процесс, необходимо использовать специализированное оборудование, а также переходники. Наиболее важным моментом при заправке является взвешивание емкости, так как это единственный способ, который позволит определить, сколько вещества оказалось внутри после заправки.

Возможно использование специализированных установок для нагнетания газа с помощью компрессора, чтобы заправить баллон с углекислым газом. Этот метод считается более актуальным, так как он обеспечивает более точную заправку баллона газом, а также минимизирует потери вещества при осуществлении этой операции. Для того чтобы понять насколько заправлен баллон, необходимо также использовать взвешивание тары.

Стоит отметить, что для осуществления процесса заправки, необходимо перевернуть емкость, которая является донором, вниз вентилем так, чтобы он оказался как можно ближе к полу. После этого к нему прикручивается шланг высокого давления, который и будет являться проводником вещества от одного резервуара к другому.

Кислород

Vб — вместимость баллона, дм3;

K1 - коэффициент для определения объема кислорода в баллоне при нормальных условиях, вычисляемый по формуле

К 1 = (0,968Р + 1) * *

Р - давление газа в баллоне, измеренное манометром, кгс/см2;

0,968 - коэффициент для пересчета технических атмосфер (кгс/см2) в физические;

t - температура газа в баллоне, °С;

Z - коэффициент сжигаемости кислорода при температуре t.

Значения коэффициента К1 приведены в таблице 4, ГОСТ 5583-78.