Jaké podmínky je nutné dodržet při použití karbidu vápníku při svařování?

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.