Ацетилен (С₂Н₂).

Ацетилен является одним из лучших, но не основных газов, применяемых для газовой сварки, пайки, резки металлов. Вообще, для газовой сварки температура пламени горелки должна быть примерно в два раза выше температуры плавления металла. Температура ацетиленового пламени в технически чистом кислороде при смеси стехиометрического состава - до 3200ºС. Стехиометрической называют смесь, имеющую состав, обеспечивающий полное сгорание до С0₂ и Н₂0;

Для ацетилена:

С₂Н₂ + 2,5O2 = 2СO₂ + Н₂O.

Ацетилен - это химическое соединение углерода и водорода. Технический ацетилен - бесцветный газ с резким специфическим чесночным запахом из-за примесей сероводорода, аммиака и др. Длительное вдыхание его вызывает тошноту, головокружение и даже отравление. Плотность ацетилена равна 1,09 кг/м³, т. е. он в 1,1 раза легче воздуха. При атмосферном давлении ацетилен сжижается при температуре (-82º С), а при (-85ºС) переходит в твердое состояние.

Теплотворная способность ацетилена, т. е. количество теплоты, получаемое при полном сгорании 1 кг, или 1 м³ газа, составляет 11900 ккал на 1 кг, или 13700 ккал на 1 м³ ацетилена. Для нормального пламени в горелку на 1 м³ ацетилена должно подаваться 1,15м³ кислорода.

Ацетилен для сварки получают из карбида кальция в спецгенераторах. В последние годы чаще используют баллонный ацетилен, т. е. от специальных ацетиленовых баллонов.

Осуществляется также промышленное производство ацетилена из природного газа. Из общего объема производимого ацетилена лишь до 3% идет на нужды сварки. Из ацетилена получают этиловый (винный) спирт, волокна для тканей, уксусную кислоту, синтетический каучук и многие другие ценные продукты.

Нестойкость молекул ацетилена обусловливает повышенную способность ацетилена к химическим реакциям, делает его необходимым ценным продуктом для химической промышленности.

При атмосферном давлении и медленном нагревании до 700ºС происходит полимеризация ацетилена, т. е. процесс соединения нескольких молекул С₂Н₂ в одну, более сложную молекулу с образованием высокомолекулярных органических соединений (полимеров) из низкомолекулярных соединений (мономеров). Также идет спокойное разложение ацетилена на углерод и водород с последующим образованием других углеводородов с общей формулой nС₂Н₂ = С₂nН₂n, например, бензол С₆Н₆, стирол С₈Н₈ и другие жидкие смолообразные продукты сложного состава. При быстром нагревании со скоростью от 100 до 400ºС в секунду полимеризация переходит в самовоспламенение или взрыв ацетилена Практически допускается нагрев ацетилена до следующих температур: при давлении 1,5 кг/см² - от 150 до 180ºС, при большем давлении - до 100ºС.

В условиях работы ацетиленовых генераторов полимеризация может начинаться в заметных размерах при температуре от 150 до 180ºС. На ее наличие указывают желтоватая окраска карбидного ила, удаляемого из генератора, а также наличие смолистых продуктов в каналах горелки, резака (особенно в инжекторе). Это связано с сильным перегревом ацетилена при ненормальной работе генератора. В правильно работающих ацетиленовых генераторах полимеризация газа практически отсутствует.

Ацетилен взрывоопаснее водорода, пропана, метана из-за более низкой температуры вспышки. Он взрывоопасен при давлении 1,5 кг/см² и температуре свыше 580ºС, при давлении 2,0 кг/ см² и при температуре от 350ºС, т. е. чем выше давление, тем более низкая требуется температура для взрывоопасного состояния.

Ацетилено-воздушная смесь взрывается при содержании в ней ацетилена 2,2-81%, наиболее взрывоопасной является смесь с содержанием 7-13% ацетилена. Ацетиленокислородная смесь имеет пределы взрываемости с 2,3 до 93% ацетилена. Взрыв смеси может произойти от сильного нагрева (более 430ºС) или от искры. Допустимый нагрев ацетилена при атмосферном давлении - до 300ºС. Присутствие окиси меди снижает температуру самовоспламенения ацетилена до 240ºС. При определенных условиях ацетилен реагирует с медью, образуя взрывоопасные соединения, поэтому категорически запрещается применение сплавов меди с содержанием более 70% меди при изготовлении аппаратуры и оборудования для ацетилена.

Взрываемость ацетилена понижается при растворении его в жидкостях. Особенно хорошо он растворяется в ацетоне. Растворимость ацетилена зависит от его температуры: чем она выше, тем хуже растворимость. Например, в 1 л ацетона растворяется ацетилена: 20 л при 20ºС; 33 л при 0ºС; 52 л при -20ºС.

Ацетилен в баллонах находится растворенным в ацетоне.

Материалы для газосварки и резки Сварочные работы Карбид кальция