Войти
Промышленные баллоны со сжатым газом, используемые для газокислородной сварки и резки Газовый баллон из стали.A представляет собой сосуд высокого давления для хранения и удержания газов при давлении выше атмосферного. Газовые баллоны высокого давления также называют баллонами. Внутри цилиндра хранимое содержимое может находиться в состоянии сжатого газа, пара над жидкостью, сверхкритической жидкости или растворенного в материале подложки, в зависимости от физических характеристик содержимого. Типичная конструкция газового баллона имеет удлиненную форму, стоит вертикально на плоском нижнем конце, с клапаном и фитингом наверху для подсоединения к принимающему устройству.
Термин «цилиндр» в этом контексте не следует путать с резервуаром, последний является контейнером с открытым верхом или вентилируемым резервуаром, в котором хранятся жидкости под действием силы тяжести.
В США термин «баллонный газ» обычно относится к сжиженному углеводородному газу. «Газ в баллонах» иногда используется в медицинских целях, особенно для переносных кислородных баллонов. Упакованные промышленные газы часто называют «баллонным газом», хотя иногда используется и «баллонный газ».
Соединенное Королевство и другие части Европы чаще называют «баллонный газ» при обсуждении любого использования, будь то промышленная, медицинская или сжиженная нефть. Напротив, то, что называется сжиженным нефтяным газом в Соединенных Штатах, в Соединенном Королевстве обычно известно как «СНГ», и его можно заказать, используя одно из нескольких торговых наименований или, в частности, бутан. или пропан, в зависимости от требуемой тепловой мощности.
Конструктивные нормы и стандарты применения, а также стоимость материалов диктовали выбор стали без сварных швов для большинства газовых баллонов; сталь обработана, чтобы противостоять коррозии. Некоторые недавно разработанные легкие газовые баллоны изготовлены из нержавеющей стали и композитных материалов. Из-за очень высокой прочности на разрыв полимера, армированного углеродным волокном, эти сосуды могут быть очень легкими, но их труднее производить.
Цилиндры, армированные или изготовленные из волокнистого материала, обычно должны проверяться чаще, чем металлические цилиндры, например, каждые 5, а не 10 лет, и должны проверяться более тщательно, чем металлические цилиндры.
Интервал проверки стальных баллонов увеличился с 5-6 лет до 10 лет. Водолазные баллоны, которые используются в воде, необходимо чаще проверять. Когда выяснилось, что они стали менее безопасными, некоторые стали и алюминиевые сплавы были изъяты из эксплуатации.
Сначала баллоны из волокнистого композитного материала указаны на ограниченный срок службы 15, 20 или 30 лет, тогда как стальные баллоны в настоящее время обычно снимаются через 70 лет. Уже несколько лет существуют композитные цилиндры, которые номинированы на неограниченный срок службы (NLL), пока не будет обнаружено никаких повреждений.
Поскольку для усиления баллонов использовались стекловолоконные композитные материалы, существуют различные типы конструкции сосудов высокого давления:
Сосуды высокого давления для хранения газа также можно классифицировать по объему. В ЮАР под баллоном для хранения газа понимается многоразовый передвижной контейнер с объемом воды до 150 литров. Многоразовые передвижные цилиндрические емкости объемом от 15 до 3000 литров называются трубками.
Транспортировка баллонов высокого давления регулируется правительствами многих стран мира. Орган управления страны, в которую он должен транспортироваться, обычно требует различных уровней тестирования. В США этим органом является Министерство транспорта США (DOT). Аналогичным образом в Великобритании европейские правила перевозки (ADR) реализуются Министерством транспорта (DfT). Для Канады это право доступа Transport Canada (TC). К баллонам могут предъявляться дополнительные требования к конструкции и / или характеристикам от независимых испытательных агентств, таких как Underwriters Laboratories (UL). Каждый производитель баллонов высокого давления должен иметь независимого агента по качеству, который будет проверять качество и безопасность продукта.
В Великобритании «компетентный орган » - Департамент транспорта (DfT) - реализует правила и назначает уполномоченных испытателей баллонов. проводится (UKAS), который дает рекомендации Агентству по сертификации транспортных средств (VCA) для утверждения отдельными органами.
Существует множество тестов, которые могут выполняться на различных цилиндрах. Некоторые из наиболее распространенных типов испытаний - это гидростатическое испытание, испытание на разрыв, предел прочности на разрыв, испытание на удар по Шарпи и циклическое изменение давления.
Во время производственного процесса важная информация обычно штампуется или постоянно наносится на баллон. Эта информация обычно включает тип баллона, рабочее или рабочее давление, серийный номер, дату изготовления, регистрационный код производителя, а иногда и испытательное давление. Другая информация также может быть проштампована в зависимости от нормативных требований.
Баллоны высокого давления, которые используются многократно, как и большинство из них, могут подвергаться гидростатическим или ультразвуковым испытаниям и визуальному осмотру каждые несколько лет. В Соединенных Штатах гидростатические / ультразвуковые испытания требуются либо каждые пять, либо каждые десять лет, в зависимости от цилиндра и его срока службы.
Регулятор газа, прикрепленный к баллону с азотом. Справа - клапан баллона, манометр баллона, клапан регулирования давления (желтый), манометр на выходе, трехходовой выпуск, ограниченный игольчатыми клапанами. Газовые баллоны имеют запорный угол клапан на конце. верхняя. Во время хранения, транспортировки и обращения, когда газ не используется, на выступающий клапан может быть навинчена крышка, чтобы защитить его от повреждения или разрушения в случае падения баллона. Вместо крышки цилиндры обычно имеют защитную манжету или горловину вокруг узла рабочего клапана.
Когда газ в цилиндре должен использоваться при низком давлении, крышка снимается и регулирование давления в сборе прикреплено к запорному клапану. Это приспособление обычно имеет регулятор давления с входом (вход) и выходом (выход) манометрами и дополнительным выходным игольчатым клапаном и выходным патрубком. Для газов, которые остаются газообразными в условиях хранения окружающей среды, датчик давления на входе можно использовать для оценки количества газа, оставшегося в баллоне в зависимости от давления. Для газов, которые находятся в жидком состоянии при хранении, например пропана, выходное давление зависит от давления пара газа и не падает до тех пор, пока цилиндр не будет почти исчерпан, хотя оно будет варьироваться в зависимости от температуры содержимое баллона. Регулятор настроен на управление давлением на выходе, которое ограничивает максимальный поток газа из цилиндра при давлении, показываемом манометром на выходе. Выходной патрубок присоединяется к тому, что требует подачи газа, например, к баллону. Для некоторых целей, таких как сварка, регулятор также имеет расходомер на стороне выхода.
Клапаны на промышленных, медицинских и водолазных баллонах обычно бывают разных размеров и типов, как и клапаны для разных категорий газов, что затрудняет неправильное использование газа. Например, водородный баллон не подходит для линии подачи кислорода, что приведет к катастрофическому отказу. В одних фитингах используется правая резьба, в других - левая резьба ; Фитинги с левой резьбой обычно идентифицируются по прорезанным в них пазам или канавкам.
В США соединения клапана иногда называют «соединениями CGA», поскольку Ассоциация сжатого газа (CGA) публикует инструкции о том, какие соединения использовать для каких продуктов; Например, в США баллон с аргоном будет иметь соединение CGA 580 на клапане.
Для газов высокой чистоты иногда используются соединения CGA-DISS («Система безопасности индекса диаметра»).
В медицинских газах может использоваться система безопасности со штырьками для предотвращения неправильного подключения газов к услугам.
В Европейском Союзе соединения DIN встречаются чаще, чем в США.
В Великобритании стандарты устанавливает Британский институт стандартов. В стандарты входит использование клапанов с левой резьбой для баллонов с горючими газами (чаще всего из латуни, BS4, клапанов для некоррозийного содержимого баллона или нержавеющей стали, BS15, клапанов для коррозионного содержимого). Баллоны для негорючего газа оснащены клапанами с правой резьбой (чаще всего латунь, BS3, клапаны для некоррозионных компонентов или нержавеющей стали, BS14, клапаны для коррозионных компонентов).
| Тип газа | Выход клапана CGA (США) | Выход клапана BS (Великобритания) |
|---|---|---|
| Ацетилен | 510 | 2, 4 |
| Воздух для дыхания | 346, 347 | 3 |
| Воздух, промышленный | 590 | 3 |
| Аргон | 580, 718, 680 (3500 фунтов на квадратный дюйм), 677 (6000 фунтов на квадратный дюйм) | 3 |
| Бутан | 510 | 4 |
| Двуокись углерода | 320, 716 | 8 |
| Окись углерода | 350, 724 | 4 |
| Хлор | 660, 728 | 6 |
| Гелий | 580, 718, 680 (3500 фунтов на квадратный дюйм) | 3 |
| Водород | 350, 724, 695 (3500 фунтов на квадратный дюйм) | 4 |
| Метан | 350 | 4 |
| Неон | 580, 718 | 3 |
| Азот | 580, 718, 680 (3500 фунтов на кв. Дюйм), 677 (6000 фунтов на квадратный дюйм) | 3 |
| Закись азота | 326, 712 | 13 |
| Кислород | 540, 714 | 3 |
| Кислородные смеси (>23,5%) | 296 | Применяются другие руководства |
| Пропан | 510 | 4 |
| Ксенон | 5 80, 718 | 3 |
Было бы безопаснее закрепить баллоны по отдельности в прохладном месте, чем скреплять цепью на солнце, как показано здесь. Поскольку содержимое находится под давлением и иногда опасные материалы, обращение с баллонными газами регулируется. Правила могут включать в себя соединение баллонов цепью для предотвращения падения и повреждения клапана, надлежащую вентиляцию для предотвращения травм или смерти в случае утечек и указателей, указывающих на потенциальную опасность. Если баллон со сжатым газом опрокинется, что приведет к срезанию клапанного блока, быстрое выпуск газа под высоким давлением может вызвать резкое ускорение цилиндра, что может привести к материальному ущербу, травмам или смерти. Чтобы предотвратить это, баллоны обычно прикрепляют к неподвижному объекту или транспортной тележке с помощью ремня или цепи.
При пожаре давление в газовом баллоне повышается прямо пропорционально его температуре. Если внутреннее давление превышает механические ограничения цилиндра и нет средств для безопасного выпуска сжатого газа в атмосферу, сосуд выйдет из строя механически. Если содержимое емкости воспламеняется, это может привести к возникновению «огненного шара». Окислители, такие как кислород и фтор, будут производить аналогичный эффект, ускоряя горение в пораженной области. Если содержимое баллона жидкое, но становится газом в условиях окружающей среды, это обычно называется взрывом паров при расширении кипящей жидкости (BLEVE).
Медицинские газовые баллоны в Великобритании и некоторых других странах имеют плавкую заглушку из металла Вуда в клапанном блоке между седлом клапана и цилиндром. Эта заглушка плавится при сравнительно низкой температуре (70 ° C) и позволяет содержимому цилиндра уйти в окружающую среду до того, как цилиндр будет значительно ослаблен теплом, что снижает риск взрыва.
Более распространенные устройства сброса давления представляют собой простую разрывную мембрану, устанавливаемую в основании клапана между цилиндром и седлом клапана. Разрывная мембрана - это небольшая металлическая прокладка , сконструированная для разрыва при заданном давлении. Некоторые разрывные мембраны имеют основу из металла с низкой температурой плавления, поэтому клапан должен подвергаться чрезмерному нагреву, прежде чем разрывная мембрана может разорваться.
Ассоциация сжатых газов публикует ряд буклетов и брошюр по безопасному обращению и использованию баллонных газов.
Существует широкий спектр стандартов, касающихся производства, использования и испытаний газовых баллонов под давлением и связанных с ними компонентов. Здесь приведены некоторые примеры.
Газовые баллоны часто имеют цветовую кодировку, но коды не являются стандартными для разных юрисдикций, а иногда и не регулируются. Цвет баллона нельзя использовать для точной идентификации продукта; на баллонах есть ярлыки, на которых указано, какой в них газ.
В подводном плавании с аквалангом в США объем баллона измеряется количеством свободного воздуха (при стандартном давлении около 1 бар), который может быть сжат. в цилиндр; Европа и большая часть остального мира измеряют объем цилиндра как внутренний объем (= вместимость воды) и указывают рабочее давление в цилиндре: например, США 19 кубических футов = Международный 3 литр при 180 бар.
Ниже приведены примерные размеры цилиндров, которые не являются отраслевым стандартом.
| Цилиндр. размер | Диаметр × высота,. включая 5,5 дюйма для клапана и крышки (дюймы) | Номинальный вес тары,. включая 4,5 фунта для клапана и крышка (фунты) | Вода. емкость. (фунты) | Внутренний объем,. 70 ° F (21 ° C), 1 атм | США Характеристики DOT | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (литры) | (куб. Фут) | |||||
| 2HP | 9 × 51 | 187 | 43,3 | 1,53 | 3AA3500 | |
| K | 9,25 × 60 | 135 | 110 | 49.9 | 1,76 | 3AA2400 |
| A | 9 × 51 | 115 | 96 | 43,8 | 1,55 | 3AA2015 |
| B | 8,5 × 31 | 60 | 37,9 | 17,2 | 0,61 | 3AA2015 |
| C | 6 × 24 | 27 | 15,2 | 6,88 | 0,24 | 3AA2015 |
| D | 4 × 18 | 12 | 4,9 | 2,24 | 0,08 | 3AA2015 |
| AL | 8 × 53 | 52 | 64,8 | 29,5 | 1,04 | 3AL2015 |
| BL | 7,25 × 39 | 33 | 34,6 | 15,7 | 0,55 | 3AL2216 |
| CL | 6,9 × 21 | 19 | 13 | 5,9 | 0,21 | 3AL2216 |
| XL | 14,5 × 50 | 75 | 238 | 108 | 3,83 | 4BA240 |
| SSB | 8 × 37 | 95 | 41,6 | 18.9 | 0,67 | 3A1800 |
| 10S | 4 × 31 | 21 | 8,3 | 3,8 | 0,13 | 3A1800 |
| LB | 2 × 15 | 4 | 1 | 0,44 | 0,016 | 3E1800 |
| XF | 12 × 46 | 180 | 60,9 | 2,15 | 8AL | |
| XG | 15 × 56 | 149 | 278 | 126,3 | 4,46 | 4AA480 |
| XM | 10 × 49 | 90 | 120 | 54,3 | 1,92 | 3A480 |
| XP | 10 × 55 | 55 | 124 | 55,7 | 1,98 | 4BA300 |
| QT | 3 × 14 (включая 4,5 дюйма для клапана) | 2,5 (включая 1,5 фунта для клапана) | 2,0 | 0,900 | 0,0318 | 4B-240ET |
| LP5 | 12,25 × 18,25 | 18,5 | 47,7 | 21,68 | 0,76 | 4BW240 |
| Medical E | 4 × 26 (без клапана и крышки) | 14 (без клапана и крышки) | 4,5 | 0,16 | 3AA2015 | |
Для больших объемов доступны блоки для хранения газа под высоким давлением, известные как трубки. Обычно они имеют больший диаметр и длину, чем цилиндры высокого давления, и обычно имеют горловину с резьбой на обоих концах. Они могут быть установлены отдельно или группами на трейлерах, постоянных основаниях или интермодальных транспортных рамах. Благодаря своей длине они устанавливаются на мобильные конструкции горизонтально. В общем случае они часто объединяются и управляются как единое целое.
Баллоны для хранения водорода в системе каскадного наполнения Группы баллонов одинакового размера могут быть смонтированы вместе и подключены к общей системе коллектора для обеспечения большей емкости, чем один стандартный баллон. Это обычно называется блоком цилиндров или блоком хранения газа. Коллектор может быть устроен так, чтобы обеспечивать одновременный поток из всех цилиндров или, для системы каскадного наполнения, где газ отводится из цилиндров в соответствии с наименьшей разницей положительного давления между накопительным и целевым цилиндром, что является более эффективное использование сжатого газа.
Гелиевый квадрокоптер для подводного газа с поверхности Газовый квадроцикл - это группа баллонов высокого давления, установленных на раме для транспортировки и хранения. Обычно имеется 16 цилиндров, каждый объемом около 50 литров, установленных вертикально в четыре ряда по четыре, на квадратном основании с квадратной рамой с точками подъема наверху и могут иметь прорези для вилочного погрузчика в основании. Цилиндры обычно соединяются между собой в виде коллектора для использования в качестве блока, но возможны многие варианты компоновки и конструкции.
 | На Викискладе есть материалы, относящиеся к Газовые баллоны. |
