Proč potřebujete karbid na staveništi?

Plynové svařování se provádí pomocí hořlavých plynů, z nichž hlavním je acetylen. Plyn ve směsi s kyslíkem vytváří nejvyšší teplotu svařovacího plamene – až 3200 stupňů. Získává se v továrně a balený ve speciálních lahvích se dodává na místo, kde se provádějí svářečské práce. Dalším způsobem výroby acetylenu je použití generátoru, který produkuje plyn přímo tam, kde je potřeba svařování. Hlavní součástí pro provoz generátoru je karbid.

Materiál je tmavě šedá nebo nahnědlá látka s chemickým vzorcem CaC2. Při interakci s vodou se dělí na acetylen a hašené vápno. Podle teoretických výpočtů lze z jednoho kilogramu čistého karbidu vápníku vytěžit 370 dm³ plynu, ale ve skutečnosti na to má vliv přítomnost nečistot a výsledek je poněkud jiný – jen asi 280 dm³.

Kromě toho skutečný výtěžek acetylenu závisí na velikosti kousků karbidu a jeho rovnoměrnosti. Doba trvání reakce je ovlivněna stupněm granulace karbidu a teplotou rozkladu. Proces hydrolýzy karbidu vápníku je následující: CaC2 + H2O = C2H2 + Ca(OH). Skutečná potřeba vody na 1 kg sušiny se pohybuje od 5 do 20 dm³.

Výroba karbidů

Co je karbid vápníku? Je to produkt získaný tepelnou reakcí oxidu vápenatého a koksu. Hlavní surovinou pro jeho výrobu je vápenec, který má speciální požadavky. Surovina musí být homogenní, takže karbidové závody obvykle pracují na vápenci z dobře prozkoumaných ložisek. Technologický proces se skládá z několika fází:

• pálení vápence ve speciálních pecích;
• příprava vsázky;
• výroba karbidové slitiny;
• drcení a frakcionace konečného produktu.

Samotný materiál a jeho výroba jsou klasifikovány jako výbušné a hořlavé. Proto státní předpisy vyžadují nejpřísnější uplatňování pravidel pro bezpečné skladování karbidu vápníku a manipulaci s ním. Základní požadavky jsou:

• karbid vápníku se prodává balený v hermeticky uzavřených ocelových sudech nebo nádobách;
• sklad je postaven z nehořlavých materiálů; musí být suché, uzavřené, s vyloučením pronikání vlhkosti a mít možnost větrání;
• ve skladu není povolena tekoucí voda, kanalizace nebo ohřev vody;
• úroveň povrchu podlahy musí být nad nulovou značkou nejméně o 20 cm;
• otvírání bubnu je povoleno pouze ručně (kladivo, dláto) nebo speciálním řezným nástrojem (ne elektrickým);
• Najednou může být otevřen pouze jeden buben;
• v případě neúplného použití se nádoba uzavře dočasným vodotěsným víkem;
• povinná dostupnost zařízení požární ochrany a drobné mechanizace pro přesun výrobku.

Nádoby s karbidem vápníku lze skladovat horizontálně i vertikálně. Volné nádoby musí být skladovány ve speciálně určených prostorách.

Proces výroby acetylenu z karbidu

Zařízení na výrobu acetylenu z karbidu vápníku se nazývá generátor acetylenu. Zařízení může být mobilní nebo stacionární. Mobilní generátory se používají především při opravách, stacionární na místech s velkým objemem svařovacích procesů. Jak se acetylen získává z karbidu vápníku? Princip činnosti generátoru je následující:

• Komora určená pro tvorbu plynu je naplněna vodou ve vypočteném objemu.
• Potřebné množství karbidu vápníku se naplní do plynotvorné komory speciální násypkou. Je zakázáno používat karbidový prach, protože může vést k okamžitému uvolnění plynu a odtlakování zařízení.
• Karbid pro svařování je dodáván z násypky do komory v automatických dávkách.
• Jak je každá část přiváděna, tlak uvnitř komory se zvyšuje. Jeho zmenšení slouží jako příkaz k zatížení následné části karbidu.
• Při interakci karbidu vápníku s vodou se uvolňuje acetylen, který je přiváděn přes selektor do hadice vedoucí ke svařovacímu hořáku.

Sekundární produkt ve formě hašeného vápna se z generátoru odstraňuje pomocí speciální násypky. Při práci s generátorem acetylenu si musíte pamatovat, že v jeho bezprostřední blízkosti je přísně zakázáno kouřit nebo používat elektrické nářadí. Plynový hořák by neměl být blíže než 10 metrů. Toto je velikost, která by měla být minimální délkou svařovací hadice.

Pokud potřebujete svářečské práce a potřebujete se rozhodnout, kde získat karbid, pak je nejbezpečnější kontaktovat přímé dodavatele nebo nakupovat v internetových obchodech, které organizují dodávku přepravní společností.

Karbid vápníku CaC₂– jeden ze symbolů dětství sovětských chuligánů. Tato látka se používá při svařování plynem, protože uvolňuje obrovské množství hořlavého acetylenu.

Při ponoření do vody karbid uvolňuje acetylen, který je hořlavou složkou při svařování plynem. Acetylen smíchaný s kyslíkem hoří při teplotě 3150 °C, což je vyšší teplota, než je teplota tání většiny kovů a slitin. Použití této technologie umožňuje svařovat hladké i nerezové oceli, neželezné kovy, jejichž svařování elektrickým obloukem by vyžadovalo speciální drahé elektrody. Acetylen umožňuje řezání kovu, zejména silnostěnných plechů a tvarové oceli, které nelze řezat bruskou.

Karbid vápníku poprvé vyrobil německý chemik Friedrich Wöhler v roce 1862 zahříváním slitiny vápníku a zinku v uhlíkovém prostředí.

Když se karbid vloží do vody, vytvoří se hašené vápno a plynný acetylen. Reakce 1 kg čistého karbidu s 0,56 l. vody, vznikne 1,16 kg vápna a 372 litrů. acetylén.

Ve formě chemického vzorce je reakce zapsána takto: CaC₂ + N₂O = C₂Н₂ + Ca(OH).

Teoreticky se karbid ředí vodou v poměru 2:1, ale v praxi se používá 1 kg karbidu a zalije se 2-4 litry vody, aby nedošlo k výbuchu.

Způsob výroby

Karbid se vyrábí v elektrických pecích tavením (kalcinací) směsi koksu a oxidu vápenatého (pálené vápno) při teplotách v rozmezí 1900°C až 2300°C. Ostrý a nepříjemný česnekový zápach karbidu a vyrobeného acetylenu je způsoben obsahem nečistot fosfidů a síranů vápenatých v karbidové směsi.

Proces se provádí v několika fázích:

1. Vápenec se pálí.
2. Ze zpracovaného vápna a koksu vzniká prášková směs – směs.
3. Výsledná směs se kalcinuje v elektrické obloukové peci, dokud se neroztaví.
4. Výsledné karbidové tyče se drtí, aby se získala požadovaná frakce.

Průměrná hustota karbidové látky je 2,2 g/cm3. V závislosti na obsahu nečistot může být barva karbidu tmavě hnědá nebo tmavě šedá.

Konečný produkt obsahuje 75-78 % CaC₂, zbytek je vápno a nečistoty. Karbidové granule se dodávají v různých velikostech: 2×8; 8×15; 15×25; 25×80 mm. Větší granule produkují více acetylenu, ale prodlužují reakční dobu. Pokud se granule 8×15 a 15×25 mm rozloží za 5-6 minut, pak granule 25×80 mm vyžadují více než 10 minut na rozklad.

Svařovací aplikace

Karbid je skladován ve speciálních ocelových nádržích o objemu 100 nebo 130 litrů. Tyto nádrže by měly být otevřeny pouze tehdy, když v blízkosti není žádný oheň nebo jiskry, pomocí dřevěného kladiva a mosazného dláta. Nepoužitý karbid v dóze je uzavřen vodotěsným víčkem.

Acetylen pro svařování se vyrábí z karbidu v generátoru stacionárního nebo mobilního typu a různých objemů. Průměrný objem generátorů acetylenu je navržen tak, aby přijal 5 až 15 litrů vody, a tedy 2 až 5 kilogramů karbidu. Výtěžek acetylenu je považován za mírně nižší než teoretický a předpokládá se, že je 260-280 litrů na kilogram CaC₂. Doporučuje se použít hrubý tvrdokov – 80 mm

Princip použití acetylenu pro svářečské práce je následující:

• Z jednoho kilogramu karbidu se uvolní asi 250 litrů acetylenu a k rozkladu kilogramu karbidu jsou potřeba 3-4 litry vody. Při znalosti těchto poměrů se vypočítá požadovaný objem vody a látkové množství.
• V průmyslových generátorech, navržených pro dlouhý a rovnoměrný proces použití, je karbid dávkován do plynotvorné komory speciální násypkou v automatickém režimu. U generátorů, které se používají pro nestandardizované objemy práce, je karbid ponořen do vody ve speciálním koši. Objem vyrobeného acetylenu se reguluje ponořením nebo zvednutím koše.
• Když je dodávána další část karbidu a začíná reakce, tlak v komoře se zvyšuje, který se snižuje aktivním uvolňováním acetylenu do hořáku.
• Acetylen je přiváděn hadicí do plynového hořáku. Hořák musí být umístěn minimálně 10 metrů od generátoru.
• Hašené vápno vzniklé během reakce (asi 1,2 kg na kilogram karbidu) se odstraňuje z generátoru přes samostatnou násypku.

Při svařování plynem je hlavní výhodou použití tvrdokovu jeho nízká hmotnost a nízká hmotnost použitého zařízení. Plynové lahve na acetylen jsou velmi těžké, musí se pohybovat na speciálním vozíku nebo 2-3 páry rukou. Průměrný generátor váží 15-20 kg, což vám umožňuje pohybovat s ním bez velkého úsilí sami nebo s jedním asistentem. Při přemísťování suchého karbidu stačí dodržovat základní pravidla skladování – zabraňte vniknutí vlhkosti na hmotu a zanesení jemného karbidového prachu na kůži a oči.

Bezpečnostní opatření

Karbid pro svařování patří do třídy výbušných látek. Bezpečné použití karbidu je zajištěno zohledněním řady podmínek:

• Acetylen je hořlavý plyn a samotný suchý karbid je také výbušný, takže v blízkosti pracoviště by neměly být žádné otevřené plameny, a to ani malé, jako jsou zapalovače a zapálené cigarety.
• Je zakázáno používat karbid v granulích do 2 mm nebo karbidový prach, protože se velmi rychle rozpouští, což vede k uvolňování velkého množství plynu. Z tohoto důvodu se v generátoru tvoří ultravysoký tlak a může dojít k explozi.
• Je zakázáno pracovat s úhlovou bruskou nebo elektrickým svařovacím strojem v blízkosti provozů plynového svařování a míst, kde jsou instalovány karbidové bubny.
• Látka musí být skladována na suchém a uzavřeném místě, ve kterém se nenachází vodovodní potrubí, kanalizační potrubí a zejména plynová zařízení.
• Karbidový prach při kontaktu způsobuje podráždění kůže, očí a sliznic. Práce s touto látkou musí být prováděna s použitím osobních ochranných prostředků – brýlí, rukavic a respirátoru.
• Pokud se vám karbid dostane na kůži nebo oči, opláchněte je velkým množstvím teplé vody a poté opatrně odstraňte veškerý zbývající karbid pomocí pinzety nebo vlhkého tamponu.
• Při práci s tvrdokovem v dílně musí být veškerá svářecí zařízení umístěna v oddělených částech místnosti, ventilační systém místnosti musí zajistit odvod hořlavých plynů a místnost musí být vyčištěna od hořlavých materiálů.

• Instalace generátorů acetylenu ve sklepech a obytných budovách je zakázána.
• Před spuštěním by měl být generátor zkontrolován, zda na něm nejsou viditelné praskliny nebo promáčkliny.
• Při práci musí generátor zůstat ve svislé poloze, manometr musí být v provozuschopném stavu a dobře viditelný pro svářeče nebo jeho asistenta.
• Na konci práce musí být roztok karbidu zbývající v generátoru zcela vyčerpán a vzniklé vápno musí být zlikvidováno.
• Opětovné použití mokrých karbidových kusů není povoleno;
• Neotevírejte generátor pod tlakem (během probíhající reakce).
• Acetylenové lahve jsou skladovány a přepravovány se speciálními bezpečnostními uzávěry na ventilech.

Dodržování těchto jednoduchých pravidel zajistí vaši vlastní bezpečnost a bezpečnost osob v blízkosti pracoviště.

Karbid by měl být nakupován v renomovaných prodejnách svařovací techniky, protože nákup nekvalitního karbidu může zkomplikovat svářečské práce. Můžete si ho objednat i v internetových obchodech. Cena karbidu se v závislosti na výrobci pohybuje od 75 do 190 rublů za kilogram.

Pokud je potřeba pravidelně používat zařízení pro svařování a řezání plynem, je lepší koupit profesionální zařízení vyrobené v průmyslovém podniku. Používání podomácku vyrobených generátorů může mít za následek vážná zranění a ohrožení života.