Баллоны для хранения и перевозки газов под давлением

Хранение и транспортирование газов под давлением, наряду с уменьшением габаритов резервуаров, представляют еще удобства, связанные с использованием газа путем перепускания его простым открытием редукционного вентиля.

Применение сжатых газов, заключенных в баллоны, много­образно, начиная с лабораторий и ряда химических производств и кончая автодвигателями, работающими на горючих газах. ­

Рис. 57. Эмульгаторы для смешения плохо смешивающихся жидкостей.

Размеры резервуаров также различны — от малолитражных балло­нов до громадных многослойных резервуаров.

Газы под давлением могут находиться в баллонах сжатыми (водород, кислород, воздух), сжиженными (углекислота, аммиак, хлор) или растворенными, как, например, ацетилен, который под давлением очень неустойчив и, во избежание взрыва, хранится растворенным в ацетоне или других растворителях в баллонах, заполненных пористой массой.

Баллоны изготовляются бесшовными, сварными, однослой­ными и многослойными, обмотанными стальной лентой, а также выполненными из стали или легких сплавов с наружной оплет­кой стальной проволокой.

Стальные баллоны для газов под рабочим давлением 6, 30, 135, 150 ат, емкостью от 0,4 до 55 л, изготовляются из бесшовных труб углеродистой стали согласно ГОСТ 949-41 (рис. 58).

Kopnyc  баллона цилиндрический с выпуклым днищем и горловиной. На нижнюю часть баллона насаживается башмак, а на горловину кольцо. В горловину ввертывается вентиль, имеющий коническую резьбу с профилем по ОСТ/НКТП 266, конусностью 3 :25 и числом ниток 14 на 1". Наружный диа­метр резьбы в плоскости торца горловины делается в баллонах большого литража (емкостью более 12 л), — 27,8 мм и реже 30,3 мм.

При хранении баллона на боковой штуцер вентиля навинчи­вается колпачковая гайка, препятствующая утечке газа через неплотности, а на кольцо — колпак, предохраняющий вентиль от повреждения.

Баллоны малого литража изготовляются без колец, колпаков и башмаков.

Рис. 58. Стальной баллон для газов под давлением.

1 —корпус баллона; 2 —выпуклое дни­ще; 3—горловина; 4 —башмак; 5 — кольцо;6 —вен­тиль; 7 —колпачко­вая гайка; 8 —кол­пак.

Баллоны по ГОСТ 949-41 выполняются из углеродистой стали с минимальным пределом прочности от 32 до 65 кг/мм2 и имеют поэтому большой вес. Для облегчения их иногда применяют низколегированную сталь с пределом прочности 90—95 кг/мм2 и выше, что позволяет уменьшить вес баллона в 2—2,5 раза.

Снижения веса можно также достигнуть из­менением цилиндрической формы баллона на сферическую, укреплением тонкостенного кор­пуса кольцами или оплеткой его высокопрочной проволокой, а также применением легких спла­вов.

Для корпуса баллонов, укрепленных кольцами (бандажами), подбирают стали со сравнительно невысоким пределом прочности, но с высокими пластическими свойствами. Плотно надетые на корпус стальные кольца, наоборот, имеют высо­кую прочность. Баллон подвергают высокому гидравлическому давлению, при котором внутрен­няя труба получает остаточную деформацию, а кольца начинают воспринимать значительную часть нагрузки, создавая определенное противо­давление на стенку корпуса.

Малый вес имеют тонкостенные баллоны из углеродистой или легированной стали с оплеткой их высокоуглеродистой проволокой. Еще легче оплетенные баллоны со стенками из алюминиевых или алюминемагниевых сплавов (прим. 7% Mg). К ним относятся, например, транспортные бал­лоны на рабочее давление 200 ат, обмотанные рояльной проволокой диаметром 0,8 мм, имеющей предел прочности около 220 кг/мм2.

Кроме поперечной намотки баллон в продоль­ном направлении укрепляется тремя прядями из четырех проволок такого же диаметра. Оплетенный баллон, подобно укрепленному кольцами, дефор­мируют высоким гидравлическим давлением. Несмотря на не­большой вес, эти баллоны не нашли широкого промышленного применения, главным образом из-за высокой стоимости. Поль­зуются ими преимущественно в тех случаях, когда уменьшение веса имеет решающее значение (авиация, автотранспорт, инди­видуальные дыхательные аппараты).

Бесшовный баллон из углеродистой стали (ГОСТ 949-41) ем­костью 40 л вмещает при давлении 150 ат 6 м3 газа, приведен­ного к нормальным условиям. Вес баллона — 70 кг или на 1 м3 газа приходится 11,7 кг тары. Для сравнения приведем относи­тельный вес некоторых баллонов (табл. 3), отличающихся фор­мой или материалами, примененными для изготовления их сте­нок [143].

ТАБЛИЦА 3

ТАБЛИЦА 5

Сводная таблица газов, хранящихся в баллонах под давлением

Примечание. Допустимое давление в баллонах установлено для сжатых газов при температуре 20°, для сжиженных и растворенных газов — при температуре 50°.в 5 лет. Исключение представляют баллоны для ацетилена, с установленным сроком в 3 года, и баллоны, предназначенные для наполнения корродирующими газами (хлор, хлористый ме­тил,  фосген, сероводород, сернистый ангидрид, хлористый во­дород), которые подвергают освидетельствованию не реже одного раза в 2 года.

Во время эксплоатации запрещается выпускать весь газ из баллона.

Направляемые на завод-наполнитель баллоны должны иметь остаточное давление газа не менее 0,5 ат (для ацетилена не ме­нее 2 ат). Оставшийся в баллоне газ проверяется заводом перед его наполнением.

Наполнение баллонов сжиженными газами должно соответ­ствовать нормам, указанным в табл. 5.

В эксплоатационной практике необходимо соблюдать край­нюю осторожность с баллонами, наполненными газами, пред­охранять их от падения или удара какими-либо предме­тами.

Баллоны с газами должны находиться: от радиаторов отопле­ния и других нагревательных приборов на расстоянии не менее 1 м; от нагревательных печей и других источников тепла с от­крытым огнем — не менее 5 м. Баллоны с газами должны быть защищены от непосредственного действия солнечных лучей.

Баллоны с отравляющими газами должны храниться в спе­циальных закрытых помещениях; баллоны с сероводородом хра­нятся на открытом воздухе под навесом; баллоны с прочими газами могут храниться как в специальных помещениях, так и на открытом воздухе, имея навес или иную защиту от осадков и солнечных лучей.

Хранение в одном помещении баллонов с кислородом и бал­лонов с горючими газами запрещается.

Наполненные баллоны должны храниться в вертикальном по­ложении в специальных гнездах или за барьером, предохраняю­щим баллоны от падения.

Устройство складов и условия хранения в них баллонов ре­гламентируются специальными правилами Котлонадзора.

При перевозке баллоны должны быть надежно закреплены и между ними должны быть прокладки. Прокладки могут быть де­ревянные с вырезами гнезд для баллонов, веревочные, а также из резиновых колец. Минимальная толщина прокладок — 25 мм; каждый баллон должен иметь по две прокладки. Все баллоны должны укладываться вентилями в одну сторону.

В случае взрыва баллона предприятие обязано уведомить об этом местную инспекцию Котлонадзора, которая производит рас­следование обстоятельств взрыва.