Acetylen (C2H2)
Acetylen ist ein farbloses und geschmackloses Gas mit einem knoblauchähnlichen Geruch. Es ist brennbar und kann erstickend wirken.
Es ist eines der Brenngase, die beim Autogenschweißen verwendet werden, d.h. bei allen Schweißverfahren, bei denen ein Brenngas mit Sauerstoff kombiniert wird, um eine Flamme zu erzeugen.
Die von einer Acetylenflamme erzeugte Hitze und Temperatur hängen von der Menge des zur Verbrennung verwendeten Sauerstoffs ab. Luft-Acetylen erzeugt eine Flammentemperatur von etwa 2200° C (4000° F). Das ist heiß genug, um Aluminiumglas zu löten, Heizkörper zu reparieren und Sanitärarmaturen zu verlöten. Sie ist nicht heiß genug, um Stahl zu schweißen.
Wenn Acetylen in reinem Sauerstoff verbrannt wird, kann die Flammentemperatur bis zu 5730° F (3166° C) betragen. Die Flammentemperatur und die erzeugte Wärmemenge (gemessen in BTU oder Kilokalorien) hängen jedoch vom Verhältnis von Sauerstoff zu Acetylen ab. Acetylen kann aufkohlende, reduzierende, neutrale und oxidierende Flammen erzeugen.
Die Spezifikationen für Acetylen finden sich im Pamphlet G-1.1 der Compressed Gas Association (CGA). Grad D (98,0 Prozent) wird als „kommerzielles“ Acetylen angesehen. Die übliche Qualität ist etwa 98,8 Prozent Acetylen. Dies ist die Standardqualität für das Schweißen mit Acetylen. Gereinigtes Acetylen (99,6 Prozent) ist ebenfalls erhältlich.
Vorsicht: Verwenden Sie Acetylen niemals bei einem Reglerdruck von mehr als 15 psig. Dieses Brenngas ist stoßempfindlich und kann bei höheren Reglerdrücken explodieren. Acetylen wird aus ähnlichen Sicherheitsgründen nicht in flüssiger Form geliefert. Das Gas wird in Aceton gelöst und in dickwandigen Flaschen geliefert, die mit porösem Füllmaterial gefüllt sind.
Gereinigtes Acetylen (Grad 26) wird für die Verwendung in Atomabsorptionsspektrophotometern hergestellt.
Sicherheit
Acetylen, das in einem geschlossenen Raum mit Luft oder Sauerstoff gemischt wird, explodiert, wenn es entzündet wird. Acetylen zersetzt sich explosionsartig, wenn es bei einem Druck von mehr als 15 psig durch die Rohrleitungen geleitet und mechanischen Stößen oder einer Zündquelle ausgesetzt wird. Acetylen bildet mit Kupfer, Silber und Quecksilber explosive Verbindungen. Verwenden Sie Stahlrohre und -fittings sowie Manometer mit Rohrfedern aus Stahl oder Edelstahl. Verwendete Kupferlegierungen müssen weniger als 65 Prozent Kupfer enthalten. Acetylen hat in Luft einen sehr breiten Entflammbarkeitsbereich von 2,5 bis 81 Volumenprozent. Auch Funken mit sehr geringer Energie, wie z. B. statische Elektrizität, können eine Entzündung und Explosion verursachen.
Acetylenflaschen im Freien oder in gut belüfteten Bereichen lagern, entfernt von heißen Oberflächen oder brennbaren Materialien und Zündquellen wie Flammen oder Geräten, die einen Funken erzeugen können. Die Flaschen müssen aufrecht gelagert werden. Acetylenflaschen dürfen nicht fallen gelassen oder so gehandhabt werden, dass der Filter beschädigt wird. Verwenden Sie nur Flaschen und Geräte, die speziell für Acetylen vorgesehen sind. Versuchen Sie niemals, Acetylen in andere Behälter, Geräte oder Rohrleitungen mit einem Druck von mehr als 15 psig zu füllen. Dies kann nur in Abfüllanlagen mit geeigneten Verteilern, Flammensperren und Flaschen mit Aceton-Lösungsmittel erfolgen. Vergewissern Sie sich, dass alle Beschläge aus Stahl oder Messing mit einem Kupfergehalt von unter 65 Prozent bestehen. Es darf auch kein Silber oder Quecksilber vorhanden sein, mit dem Acetylen reagieren kann.
Beseitigen Sie alle undichten Stellen. Undichte Flaschen, die nicht gestoppt werden können, sollten im Freien aufgestellt und zur Reparatur zurückgebracht werden.
Alle elektrischen Geräte müssen explosionsgeschützt sein. Werkzeuge, die in der Nähe von Acetylen verwendet werden, müssen funkenfrei sein (Messing oder Aluminiumbronze ist erforderlich). Kleidungsstücke, die statische Aufladungen entwickeln, sollten nicht dort getragen werden, wo Acetylen in großen Mengen gehandhabt wird und Leckagen vorhanden sein können.
Arbeiten Sie in gut belüfteten Bereichen. Acetylen ist ungiftig, aber wenn es den Sauerstoff in der Luft auf Werte unter 19,5 Prozent verdrängt, kann es zu Gehirnschäden und sogar zum Tod führen. Acetylen hat jedoch einen charakteristischen Geruch, der in geringen Konzentrationen leicht wahrgenommen werden kann, so dass vor der möglichen Gefahr gewarnt wird.
Brenngaseigenschaften | |||||
Sicherheit | Acetylen | Erdgas | Propan | Propylen | |
Schockempfindlichkeit | Instabil | Instabil | Stabil | Stabil | |
Explosionsgrenzen in Sauerstoff, % | 3.0-93 | 5,0-59 | 2,4-57 | 2,3-55 | |
Explosionsgrenzen in Luft, % | 2,5-80 | 5-15 | 2,2-9,5 | 1.9-11 | |
Maximal zulässiger Reglerdruck, psi (kPa) | 15 (103) |
Leitung | Zylinder | Zylinder | |
Verbrennungsgeschwindigkeit in Sauerstoff ft/sec (mm/sec) | 22.7 (6097) |
15.2 (4633) |
12.2 (3718) |
15.4 | |
Neigung zum Rückschlag | Leicht | Beträchtlich | Leicht | Leicht | |
Giftigkeit | Niedrig | Niedrig | Niedrig | Niedrig | |
Reaktionen mit üblichen Werkstoffen | Legierungen mit mehr als 67% Cu |
wenige Einschränkungen | wenige Einschränkungen | wenige Einschränkungen | |
Spezifisches Gewicht der Flüssigkeit, (60/60° F) | – | – | 0.507 | 0.5220 | |
Lb/Gal Flüssigkeit bei 60° F(kg/m3 @ 15.6° C) | – | – | 4.22 (506) |
5.0 (600) |
|
Ft3/lb Gas bei 70° F (m3/kg @ 21.1° C) | 14.7 (0.92) |
23.6 (1.4) |
8.6 (0.54) |
9.05 (0.57) |
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Physikalische Eigenschaften | |||||
Spezifische Schwerkraft (Luft = 1) @ 60° F (15.6° C) | 0.906 | 0.554 | 1.55 | 1.476 | |
Dampfdruck bei 70° F psig (20° C, kPa) | 635 (4378) |
– | 120 (757) |
133 (916) |
|
Siedebereich °F (°C) 1 atm | -84 | -259 | -44 BP | -54 BP | |
Flammtemperatur in O2 °F (°C) | 5589 (3087) |
4600 (2538) |
4579 (2526) |
5193 (2867) |
|
Latente Verdampfungswärme bei 25° C, Btu/lb, (kJ/kg) | – | – | 184 (428) |
188 (437) |
|
Gesamtheizwert (nach Verdampfung) Btu/lb (kJ/kg) | 21,500 (50,000) |
23,900 (56,000) |
21,800 (51,000) |
21,100 (49,000) |
|
Btu/ft3 (MJ/m3) | 2404 (90) |
1470 (55) |
900-1000 (34-37) |
2498 (93) |
2371 (88) |