Acetilene (C2H2)
L’acetilene è un gas incolore e insapore con un odore simile all’aglio. È infiammabile e può essere asfissiante.
È uno dei gas combustibili usati nella saldatura a gas ossicombustibile, che è qualsiasi procedura di saldatura che combina un gas combustibile con l’ossigeno per produrre una fiamma.
Il calore e la temperatura prodotti da una fiamma di acetilene dipendono dalla quantità di ossigeno usato per bruciarlo. L’aria-acetilene produce una temperatura di fiamma di circa 4000° F (2200° C). Questo è abbastanza caldo per saldare il vetro da lavoro in alluminio, riparare i radiatori e brasare gli impianti idraulici. Non è abbastanza caldo per saldare l’acciaio.
Quando l’acetilene viene bruciato in ossigeno puro, la temperatura della fiamma può raggiungere i 5730° F (3166° C). Tuttavia, la temperatura della fiamma e la quantità di calore generato (misurata come BTU o chilogrammi-calorie) dipendono dal rapporto tra ossigeno e acetilene utilizzato. L’acetilene può produrre fiamme carbonizzanti, riducenti, neutre e ossidanti.
Le specifiche dell’acetilene si trovano nel Compressed Gas Association (CGA) Pamphlet G-1.1. Il grado D (98,0%) è considerato acetilene “commerciale”. Il grado usuale è circa il 98,8% di acetilene. Questo è il grado standard di acetilene per la saldatura. È disponibile anche acetilene purificato (99,6 per cento).
Attenzione: Non usare mai l’acetilene ad una pressione del regolatore superiore a 15 psig. Questo gas combustibile è sensibile agli urti e può esplodere a pressioni di regolazione più elevate. L’acetilene non è fornito come liquido per ragioni di sicurezza simili. Il gas è dissolto in acetone e fornito in cilindri dalle pareti pesanti riempiti con materiale di imballaggio di massa poroso.
L’acetilene purificato (grado 26) è preparato per l’uso in spettrofotometri ad assorbimento atomico.
Sicurezza
L’acetilene mescolato con aria o ossigeno in uno spazio confinato esploderà quando viene acceso. L’acetilene si decompone in modo esplosivo se trasportato a pressioni superiori a 15 psig ed esposto a urti meccanici o a fonti di accensione. L’acetilene forma composti esplosivi con rame, argento e mercurio. Utilizzare tubi e raccordi in acciaio e manometri con tubi bourdon in acciaio o acciaio inossidabile. Le leghe di rame, se usate, devono contenere meno del 65% di rame. L’acetilene ha una gamma di infiammabilità molto ampia in aria dal 2,5% all’81% in volume. Anche le scintille di energia molto bassa come l’elettricità statica possono causare l’accensione e l’esplosione.
Conserva le bombole di acetilene all’aperto o in aree ben ventilate lontano da superfici calde o materiali infiammabili e fonti di accensione come fiamme o qualsiasi attrezzatura che possa generare una scintilla. Le bombole devono essere conservate in posizione verticale. Le bombole di acetilene non devono essere lasciate cadere o maneggiate in modo tale da danneggiare il filtro. Usare solo bombole e attrezzature appositamente designate per l’acetilene. Non tentare mai di mettere l’acetilene in qualsiasi altro contenitore, attrezzatura o tubazione a pressioni superiori a 15 psig. Questo può essere fatto solo in impianti di riempimento con collettori adeguati, arrestatori di fiamma e bombole con solvente di acetone. Assicurarsi che tutto l’hardware sia in acciaio o in ottone con un contenuto di rame inferiore al 65%. Inoltre non possono essere presenti argento o mercurio dove l’acetilene può reagire con essi.
Correggere qualsiasi situazione di perdita. Le bombole che perdono e che non possono essere fermate devono essere messe all’aperto e restituite per la riparazione.
Tutto il materiale elettrico deve essere a prova di esplosione. Gli strumenti usati intorno all’acetilene devono essere non scintillanti (è richiesto l’ottone o il bronzo di alluminio). Gli articoli di abbigliamento che sviluppano cariche statiche non devono essere indossati dove l’acetilene viene maneggiato in volume e possono essere presenti perdite.
Lavorare in aree ben ventilate. L’acetilene non è tossico, ma se sposta l’ossigeno nell’aria a livelli inferiori al 19,5% circa, può causare danni al cervello e persino la morte. Tuttavia, l’acetilene ha un odore caratteristico che è prontamente rilevato in basse concentrazioni in modo che sia dato un avvertimento del possibile pericolo.
Proprietà dei gas combustibili | |||||
Sicurezza | Acetilene | Gas naturale | Propano | Propilene | |
Sensibilità agli urti | Non stabile | Non stabile | Stabile | Stabile | |
Limiti esplosivi in ossigeno, % | 3.0-93 | 5.0-59 | 2.4-57 | 2.3-55 | |
Limiti esplosivi in aria, % | 2.5-80 | 5-15 | 2.2-9.5 | 1.9-11 | |
Pressione massima ammissibile del regolatore, psi (kPa) | 15 (103) |
Line | Cilindro | Cilindro | |
Velocità di combustione in ossigeno ft/sec (mm/sec) | 22.7 (6097) |
15.2 (4633) |
12.2 (3718) |
15.4 | |
Tendenza al ritorno di fiamma | Lieve | Considerevole | Lieve | Luce | |
Tossicità | Bassa | Bassa | Bassa | Bassa | |
Reazioni con materiali comuni | Evitare leghe con più di 67% Cu |
Poche restrizioni | Poche restrizioni | Poche restrizioni | |
Gravità specifica del liquido, (60/60° F) | – | – | 0.507 | 0.5220 | |
Lb/gal liquido a 60° F (kg/m3 @ 15.6° C) | – | – | 4.22 (506) |
5.0 (600) |
|
Ft3/lb gas a 70° F (m3/kg @ 21.1° C) | 14.7 (0.92) |
23.6 (1.4) |
8.6 (0.54) |
9.05 (0.57) |
|
Proprietà fisiche | |||||
Gravità specifica (aria = 1) @ 60° F (15.6° C) | 0.906 | 0.554 | 1.55 | 1.476 | |
Pressione del vapore a 70° F psig (20° C, kPa) | 635 (4378) |
– | 120 (757) |
133 (916) |
|
Bollitura °F (°C) 1 atm | -84 | -259 | -44 BP | -54 BP | |
Temperatura della fiamma in O2 °F (°C) | 5589 (3087) |
4600 (2538) |
4579 (2526) |
5193 (2867) |
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Calore latente di vaporizzazione a 25° C, Btu/lb, (kJ/kg) | – | – | 184 (428) |
188 (437) |
|
Riscaldamento totale (dopo la vaporizzazione) 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) |