Газ кислород
Кислород – один из важнейших элементов на планете. Он участвует в процессе дыхания, в метаболизме живых организмов, а также в круговороте веществ в биосфере. Кроме того, он способствует гниению и разложению органических остатков.
В нормальных условиях он является бесцветным газом, который не имеет вкуса и запаха. Он тяжелее воздуха и с трудом растворяется в воде. В химическом плане он очень активен и способен образовывать соединения практически со всеми элементами.
В свободном состоянии в виде молекул О2, состоящих из двух атомов оксигена, он находится в атмосфере. Благодаря такому строению элемент также называется «дикислородом», но он может существовать и в других вариациях. При определенных условиях его атомы могут образовывать «трикислород» с молекулой О3, которая представляет собой голубой газ озон со специфическим запахом.
В атмосфере содержание кислорода составляет примерно 21 % по массе, в земной коре его доля значительно выше и составляет около 47 % по массе. Элемент входит в состав более полутора тысяч разнообразных пород и минералов, большая часть из которых являются силикатами.
Гост 6331-78 кислород жидкий технический и медицинский. технические условия (с изменениями n 1, 2, 3) от 26 мая 1978 —
ГОСТ 6331-78
Группа Л11
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
КИСЛОРОД ЖИДКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ И МЕДИЦИНСКИЙ
Технические условия
Liquid technical and medical oxygen. Specifications
ОКП 21 1411
Дата введения 1980-01-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической промышленности СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
П.А.Иванов, Л.К.Холопов, Н.М.Дыхно, канд. хим. наук
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 26.05.78 N 1418
Изменение N 3 принято Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 8 от 12.10.95)
За принятие проголосовали:
3. Срок проверки — 1994 г.
Периодичность проверки — 5 лет
4. ВЗАМЕН ГОСТ 6331-68
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (август 1998 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, утвержденными в мае 1984 г., марте 1989 г., марте 1996 г. (ИУС 8-84, 6-89, 7-96)
Настоящий стандарт распространяется на жидкий технический и медицинский кислород, получаемый из атмосферного воздуха способом низкотемпературной ректификации.
Жидкий технический кислород применяется после его газификации для газопламенной обработки металлов и других технических целей.
Жидкий медицинский кислород применяется после его газификации для дыхания и лечебных целей.
Формула: О.
Молекулярная масса (по международным атомным массам 1985 г.) — 31,9988.
Обязательные требования к медицинскому жидкому кислороду, направленные на обеспечение его безопасности для жизни и здоровья населения, изложены в табл.1, пп.1-9 для медицинского кислорода.
(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).
1.1. Жидкий технический и медицинский кислород должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.2. По физико-химическим показателям жидкий технический и медицинский кислород должен соответствовать нормам, указанным в табл.1.
Таблица 1
Норма для марок | |||
Наименование показателя | Технический кислород | Медицинский кислород | |
Первый сорт | Второй сорт | ||
ОКП 21 1411 0330 | ОКП 21 1411 0340 | ОКП 21 1411 0400 | |
1. Объемная доля кислорода,%, не менее | 99,7 | 99,5 | 99,5 |
2. Содержание ацетилена | Отсутствие | ||
3. Объем двуокиси углерода в 1 дм жидкого кислорода, см, при 20 °С и 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), не более | 2,0 | 3,0 | 3,0 |
4. Содержание масла | Отсутствие | ||
5. Содержание окиси углерода | Не нормируется | Должен выдерживать испытание по п.3.6 | |
6. Содержание газообразных кислот и оснований | Не нормируется | Должен выдерживать испытание по п.3.7 | |
7. Содержание озона и других газов-окислителей | Не нормируется | Должен выдерживать испытание по п.3.8 | |
8. Содержание влаги и механических примесей | Должен выдерживать испытание по п.3.9 | ||
9. Запах | Не нормируется | Отсутствие | |
История открытия
Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы).
Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье.
Несколькими годами ранее (возможно, в 1770-м) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, последний и считается первооткрывателем кислорода). Шееле также сообщил о своём опыте Лавуазье.
Важным этапом, который способствовал открытию кислорода, были работы французского химика Петра Байена, который опубликовал работы по окислению ртути и последующему разложению её оксида.
Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле. Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория.
[Лавуазье провел опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожженных элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теории флогистона.]
Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье.
Применение
Способность жидкого кислорода окислять другие вещества и усиливать горение ценятся во многих сферах производства. В конце XIX – середине XX века из него изготавливали взрывчатку «Оксиликвит», которую использовали в горной промышленности для подрыва породы, а также в качестве оружия во Второй мировой войне.
Сегодня его чаще применяют в медицине, фармацевтике, в металлургии, стекольной, химической, бумажной и других видах промышленности. С его помощью получают различные полезные соединения, например окись титана, которая участвует в производстве лакокрасочных изделий, бумаги и пластмасс.
При изготовлении стекла он нужен для поддержания жара в печах, а также для уменьшения количества окиси азота, попадающей в атмосферу. В космической авиации жидкий кислород является одним из компонентов ракетного топлива, где он используется в качестве окислителя, а в роли самого топлива выступает водород или керосин.
В медицине и фармацевтике без него тоже не обходится. Жидкий кислород входит в состав биореакторов, а также используется в качестве добавки к ферментам. В медицине он необходим для анестезии, приготовления кислородных ванн и коктейлей, лечения или облегчения состояния при интоксикации, астме и других недугах. Здесь он чаще всего не используется напрямую в виде жидкости, а является источником газообразного кислорода.
Результаты конвертации:
При составлении бюджета на выполнение различных работ с техническими смесями газов необходимо рассчитать их точный объем. В оценочной документации содержание газа обычно рассчитывается в таких единицах измерения, как литры, кубические метры, килограммы и даже количество баллонов.
Задача специалистов — унифицировать единицы измерения, указав размеры, вместимость и другие параметры газовых баллонов. Для расчета в кубических метрах можно воспользоваться государственными стандартами и по определенной формуле рассчитать объем газа. Но есть способ облегчить расчеты — использовать онлайн-калькулятор для расчета объема газа в баллоне.
С его помощью можно вычислить объем таких находящихся под давлением газов как:
При расчете учитывается также температура и давление, разные для каждого типа газовой смеси.При пересчете количеств газа также нужен онлайн-калькулятор газа: с его помощью рассчитывается стоимость одной единицы газа в зависимости от агрегатного состояния.
Способы получения кислорода.
Существует несколько способов получения кислорода. Наиболее распространенным и дешевым является способ получения кислорода из атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения. Атмосферный воздух служит основным источником получения технического кислорода.
Воздух содержит 78% азота, 21 % кислорода и 1 % аргона и других примесей.
Согласно ГОСТ 5583—58 газообразный технический кислород, применяемый для газопламенной обработки металлов и для медицинских целей, должен иметь чистоту: 99,5% (высший сорт), 99,2% (1-й сорт) и 98,5% (2-й сорт). Примесь в количестве 0,5—1,5% в основном состоит из азота и аргона.
Для получения кислорода существуют специальные установки, в которых очищенный и осушенный воздух путем сжатия и охлаждения превращается в жидкость.
Жидкий воздух разделяется на кислород и азот. Способ разделения основан на том, что жидкие азот и кислород кипят и испаряются при различной температуре: азот при температуре —196°С, а кислород при температуре —183°С. При превращении воздуха в жидкость и последующем испарении первым начинает испаряться азот, имеющий более низкую температуру кипения, чем кислород.
При кислородной резке используется газообразный кислород. Поэтому жидкий кислород при помощи специальных аппаратов — газификаторов — превращается в газообразное состояние и в таком виде поступает к месту потребления по газопроводу или в специальных баллонах.
Кислород может подаваться к потребителям и в жидком состоянии. Транспортирование жидкого кислорода намного дешевле и безопаснее по сравнению с газообразным. Жидкий кислород хранится и транспортируется в специальных сосудах – танках.
Статья оказалась Вам полезной?! Не забудь поделится с друзьями в социальных сетях!!!
Технический кислород — расходные материалы
Транспортирование и хранение кислорода
Кислород из воздуха получают на специальных кислородных заводах. Поэтому существенное значение приобретает транспортирование и хранение кислорода. Кислород обычно хранится и транспортируется в газообразном виде в стальных баллонах под давлением 150 ат.
(1- колпак; 2- вентиль; 3- кольцо; 4- горловина; 5- башмак)
Кислородный баллон (см рис.) представляет собой стальной цилиндр со сферическим днищем и горловиной для крепления запорного вентиля. На нижнюю часть баллона насаживают башмак, позволяющий ставить баллон вертикально. На горловине имеется кольцо с резьбой для навертывания защитного колпака. Внутренняя коническая резьба горловины необходима для ввертывания вентиля. Баллоны изготовляют из стальных цельнотянутых труб углеродистой стали с пределом прочности не ниже 65 кГ/мм2, пределом текучести не ниже 38 кГ/мм2 и относительным удлинением не ниже 15%. Кислородные баллоны изготовляют для разных целей, емкостью 0,4-50 л. В сварочной технике применяются главным образом баллоны емкостью 40 л. Такой баллон имеет наружный диаметр 219 мм, длину корпуса 1390 мм, толщину стенки 7 мм; весит баллон без кислорода около 60 кг. Вес баллона из углеродистой стали для рабочего давления 150 ат на 1 л емкости составляет 1,6-1,7 кг.
В последнее время начато освоение производства баллонов из легированных сталей, что дает возможность повысить рабочее давление баллонов и снизить их вес для той же емкости и рабочего давления. Чтобы избежать опасных ошибок при наполнении и использовании баллонов, их для разных газов окрашивают в различные цвета; кроме того, присоединительный штуцер запорного вентиля имеет различные размеры и устройство. Кислородные баллоны окрашивают снаружи в голубой цвет и делают па них надпись черными буквами «Кислород». Через каждые пять лет кислородный баллон подвергают обязательному испытанию, что отмечается клеймом, насекаемым на верхней’ сферической части баллона. Производится также гидравлическое испытание на полуторное рабочее давление, т. е. на 225 ат
При нарушении правил обращения с баллоном, заполненным кислородом под давлением 150 ат, может произойти взрыв значительной разрушительной силы. Поэтому при обращении с кислородными баллонами необходимо строго соблюдать Установленные правила безопасности. В особо ответственные или опасные цехи рекомендуется вообще не вносить кислородные баллоны, а располагать их вне цеха, в отдельной пристройке, подавать в цех по трубопроводу редуцированный кислород пониженного давления, обычно 10 ат.
Обычно в цехе не должно находиться одновременно более десяти баллонов. В цехе баллоны должны прикрепляться хомутом или цепью к стене, колонне стойке и т. п. для устранения возможности падения. На территории завода баллоны нужно переносить на носилках или, лучше, перевозить на специальных тележках; переносить баллоны на руках запрещается. При перевозке рекомендуется применять деревянные подкладки, устраняющие перекатывание и соударения баллонов, или веревочные кольца, надеваемые на баллоны. Погрузка и выгрузка баллонов должны производиться осторожно без толчков и ударов.
Баллоны необходимо защищать от нагревания, например от печей, вызывающего опасное повышение давления газа в баллонах. При работах летом на открытом воздухе в солнечную погоду следует прикрывать кислородные баллоны мокрым брезентом. Нельзя допускать загрязнения баллона, в особенности его вентиля, маслами и жирами, которые самовозгораются в кислороде, что может привести к взрыву баллона. Баллоны с кислородом должны храниться в специально отведенных отдельных складах. Транспортирование газообразного кислорода в баллонах обходится дорого. Нормальный баллон емкостью 40 л, весящий около 60 кг, вмещает 6000 л = 6 м3 кислорода, весящего всего 6 −1,3 = 7,8 кг, так что на вес полезного груза 7,8 кг приходится перевозить тару 60 кг, т. е. вес тары составляет 88 %, а полезного груза 12%. Если учесть еще содержание, ремонт и амортизацию баллонов, то часто стоимость кислорода на месте у потребителя значительно превышает отпускную его стоимость на кислородном заводе.
Обращение с кислородом требует строгого соблюдения правил техники безопасности. Масла и жиры самовоспламеняются при взаимодействии с газообразным кислородом, который дает также взрывчатые смеси с горючими газами и парами. Пористые органические материалы — торф, дерево, ткани и пр., смоченные жидким кислородом образуют сильные взрывчатые вещества — оксиликвиты, специально применяемые для взрывных работ.
Вентиль кислородного баллона изготовляют из латуни. Присоединительный штуцер вентиля имеет правую трубную резьбу 3/4″. При хранении вентиль защищается предохранительным колпаком, который навертывают на наружное кольцо горловины.
Значение кислорода для газовой сварки
К газовой сварке относятся способы, при которых нагрев металла производится высокотемпературным газовым пламенем посредством специальных сварочных горелок. Для сварки многих металлов практически пригодно пламя с температурой не ниже 3000° С. В настоящее время для получения газосварочного пламени практически исключительно сжигают различные горючие в технически чистом кислороде. Сжигание различных горючих в воздухе дает пламя со слишком низкой температурой (не выше 1800-2000° С), пригодное для сварки лишь самых легкоплавких металлов, например свинца. Низкая температура газовоздушного пламени и малая пригодность его для газовой сварки металлов объясняется большим содержанием в воздухе инертных газов, главным образом азота, не участвующих в процессе- горения и резко снижающих пирометрический эффект и температуру пламени. При сжигании одного и того же горючего в воздухе и кислороде общий тепловой или калориметрический эффект реакции горения в обоих случаях практически одинаков, но температура пламени резко различна. Для обычных случаев сварки в промышленности применяется лишь пламя, получаемое сжиганием горючего в технически чистом кислороде. Газовоздушное пламя может иметь в сварочной технике очень ограниченное применение.
Технически чистый кислород является важнейшим газом в сварочной технике, для процессов газовой сварки и кислородной резки. Необходим он также и для других процессов, например в химической, металлургической и других отраслях промышленности и т. п. Для многих из этих производств не требуется высокая чистота применяемого кислорода и достаточен дешевый газ, с содержанием в нем кислорода только 50-90%. В сварочной технике применяется кислород высокой степени чистоты, во всяком случае не ниже 98,5%,
Способы производства технически чистого кислорода могут быть различны; промышленное значение имеют два способа получения: а) из воздуха — методом глубокого охлаждения; б) из воды — путем электролиза. В нашей промышленности применяется почти исключительно способ производства кислорода из воздуха, как более экономичный, при котором расходуется 0,5 — 1,6 кВт/ч электроэнергии на 1 м3 кислорода; на получение 1 м3 кислорода путем электролиза воды с одновременным получением 2 м3 водорода требуется 10-12 кВт/ч. Получение кислорода способом электролиза воды может быть рентабельно лишь при одновременном использовании получаемого водорода.
Производство кислорода из воздуха
Атмосферный осушенный воздух представляет собой смесь, содержащую по объему кислорода 20,93 % и азота 78,03 %, остальное — аргон и другие инертные газы, углекислый газ и пр. Содержание водяных паров в воздухе может меняться в широких пределах в зависимости от температуры и степени насыщения. Для получения технически чистого кислорода воздух подвергают глубокому охлаждению и сжижают (температура кипения жидкого воздуха при атмосферном давлении −194,5° С.) Полученный жидкий воздух подвергают дробной перегонке или ректификации в ректификационных колоннах. Возможность успешной ректификации основывается на довольно значительной разности (около 13°) температур кипения жидких азота (-196° С) и кислорода (-183° С).
Воздух, засасываемый многоступенчатым компрессором, проходит сначала через воздушный фильтр, где очищается от пыли, затем проходит последовательно ступени компрессора. За каждой ступенью компрессора давление воздуха возрастает и доводится до 50-220 ат, в зависимости от системы установки и стадии производства. После каждой ступени компрессора воздух проходит влагоотделитель, где отделяется вода, конденсирующаяся при сжатии воздуха, и: водяной холодильник, охлаждающий воздух и отнимающий тепло, образующееся при сжатии. Для поглощения углекислоты из воздуха включается аппарат — декарбонизатор, заполняемый водным раствором едкого натра. Сжатый воздух из компрессора проходит осушительную батарею из баллонов, заполненных кусковым едким натром, поглощающим влагу и остатки углекислоты. Полное удаление влаги и углекислоты из воздуха имеет существенное значение, так как замерзающие при низких температурах вода и углекислота забивают трубки кислородного аппарата и приходится останавливать установку для оттаивания и продувки.
Пройдя осушительную батарею, сжатый воздух поступает в так называемый кислородный аппарат, где происходит охлаждение и сжижение воздуха и его ректификация с разделением на кислород и азот. Газообразный азот чистотой 96-98% обычно не используется и из теплообменника выпускается в атмосферу. Кислород направляется в газгольдер и подается для наполнения кислородных баллонов под давлением до 165 ат; 1 м3 кислорода при 760 мм рт. ст. и 0° С весит 1,43 кг, и при 20° С 1,31 кг; 1 л жидкого кислорода весит 1,13 кг и, испаряясь, образует 0,79 м3 газообразного кислорода при 0° С и 760 мм рт.ст.; 1 кг жидкого кислорода занимает объем 0,885 л и, испаряясь, образует 0,70 м3 газообразного кислорода при 0° С и 760 мм рт,.ст.
По ГОСТу 5583-58 технический кислород для газопламенной обработки металлов выпускается трех сортов; высший сорт, с чистотой не ниже 99,5%; 1-й сорт, не ниже 99,2% и 2-й сорт, не ниже 98,5 % кислорода по объему.
Значительный экономический интерес представляет доставка кислорода с кислородного завода потребителям в жидком виде, при котором вес тары составляет около 50% общего веса груза; при том же весе перевозимого груза доставляется жидкого кислорода в 5 раз больше, чем при перевозке его в газообразном виде. Для возможности использования жидкого кислорода необходимы: 1) транспортный танк для перевозки жидкого кислорода, установленный на автомашине, обычно принадлежащий кислородному заводу; 2) газификатор, служащий для превращения жидкого кислорода в газообразный и устанавливаемый обычно у потребителя кислорода. Транспортный танк для перевозки жидкого кислорода в основном представляет собой шар из листовой латуни, заключенный в стальной кожух; пространство между шаром и кожухом заполнено теплоизоляционным материалом — порошкообразной углекислой магнезией. Жидкий кислород заливают в танк через приемно-спускной вентиль, заполняя латунный шар. Отбор кислорода из него производится через гибкий шланг, присоединенный к вентилю. Так как окружающая температура воздуха всегда выше критической температуры кислорода, то жидкий кислород неизбежно испаряется в окружающую атмосферу. При хорошем состоянии теплоизоляции танка эта потеря может составлять до 0,5% в час. На случай повышения давления танк снабжен предохранительным клапаном.
Потребители жидкого кислорода должны иметь газификаторы. Кислородные газификаторы разделяются на стационарные и переносные, а также: а) низкого давления, или холодные, подающие кислород в распределительную трубопроводную сеть при давлении до 15 am, и б) высокого давления, или теплые, дающие кислород для наполнения баллонов под давлением 150-165 am.
Наиболее распространен на наших заводах стандартный стационарный холодный газификатор емкостью 1000 л жидкого или 800 м3 газообразного кислорода. Газификатор устанавливают в отдельном помещении. Он состоит из толстостенного стального шара, внутри которого помещен тонкостенный латунный шар для жидкого кислорода. Шар газификатора находится в кожухе; пространство между кожухом и шаром заполняют магнезией, как в кислородных танках. Наполняется газификатор жидким кислородом из транспортного танка через вентиль и гибкий шланг. Из газификатора жидкий кислород поступает в змеевик испарителя, и оттуда газообразный кислород направляется в сеть кислородных трубопроводов. Для выравнивания колебаний давления приключают ресивер (реципиент) емкостью около 10 м3.
Дополнительная информация:
§
а не выше процент кислорода
ESAB совершенно четко сказал, что важно не количество примесей, а количество кислорода. Если оно приближается к 100, то это лучше всего. Меня самого поначалу забавляла эта ситуация, но как-то так. Будем считать, что так.
Просто в россии, как всегда, плевать хотели на ГОСТы и стандарты (бумажкам от которых вы так безоглядно доверяете 
), и режете вы формально 99.7%, а на деле там намного меньше. Когда переходят на мед кислород, разницу замечают.
Если никто не сочиняет, а то как-то разные люди рассказывают совершенно одинаковые истории:
мастер договорился с главрачём и мы взяли баллон у них … а рез получился гораздо чище
Механик привёз баллон из больнички -медкислород,так вот резать им было заметно лучше и наплывов с обратной стороны не было.
Насколько я понял, больницы у нас только и имеют нормальный кислород для резки, и там его надо брать.
Народ, качайте статью ESABa по кислородной резке
«Ну, совершенно бесплатно!» (С) Там картинки есть полезные.
Описано много чего (кроме кислорода), что влияет на качество и процесс реза. Чего можно резать, как настраивать резку и т.д. Гугл поможет перевести интересные фрагменты. Несмотря на кажущуюся простоту процесса, резчик должен обладать приличной квалификацией.
Лучше щас читать на английском, чтоб потом не пришлось на китайском.
§
Хранение и меры предосторожности
Жидкий кислород не возгорается и не взрывается сам по себе, он не токсичен для человека и не вреден для окружающей среды. Однако активная реакция в химических процессах, а также криогенный эффект делают его не совсем безопасным веществом.
При работе с ним нужно держать подальше смазочные, горючие и легковоспламеняющиеся материалы, а также всегда использовать перчатки и спецодежду. Кислород очень низкой температуры легко повреждает кожу и может привести к обморожению, травмам и отмиранию живых клеток. Если жидкость покрывает значительную часть тела, все может закончиться даже летальным исходом.
Технический и медицинский жидкий кислород хранят сосудах Дьюара, которые делают преимущественно из стали или алюминия. Это цилиндрические контейнеры с двойными стенками, между стенками которых располагается вакуумная полость, а также теплоизоляционные материалы. Они работают по принципу термосов, хорошо сохраняя жидкости внутри.