Co je karbid vápníku: vlastnosti látky a její použití při svařování

Mnoho lidí ví z první ruky, co je karbid sodíku nebo vápníku. V 80. letech byl i nepatrný kousek této tvrdé nahnědlé nebo šedé hmoty považován za velké bohatství, zvláště pro malé děti, které si s ní rády hrály. Jde o to, že při kontaktu s vodou látka vstoupí do tepelné reakce a uvolňuje kouř. Vůně karbidu připomíná česnek.

Karbid vápníku při svařování

Pro svářečské práce je karbid téměř ideální látkou, protože při interakci s vodou uvolňuje do okolního prostoru těkavý plyn acetylen, který slouží jako základ pro pokovování, pájení, svařování kyslíkem a mnoho dalších procesů souvisejících se zpracováním kovu. slitiny.

Tato kompozice vzniká při velmi vysokých teplotách (až 2400 stupňů) tavením nehašeného vápna a koksu v elektrické obloukové peci. Poté se horká tekutá hmota vloží do speciálních forem (formy), kde zmrzne a vytvrdne. Poté se karbid rozdělí na kousky ne větší než 8 cm látka se bude skládat přibližně 78 % karbidu vápníku a zbývajících 22 % jsou oxidy vápna, nečistoty a další látky.

Vzhledem k tomu, že karbid při vystavení vodě uvolňuje velké množství plynného acetylenu a tepelné energie, značně to ztěžuje jeho skladování. Aby nedošlo ke zkažení látky, je často umístěn v uzavřených ocelových nádržích. Při otevírání těchto kovových nádob je nutné se vyvarovat otevřeného ohně a jisker, jinak může dojít k strašným následkům.

Karbidový prach (částice do 2 mm) je nevhodný pro použití, protože se téměř okamžitě rozpouští ve vodě. Při skladování velkého množství prachu se navíc zvyšuje riziko, že použití kompozice nakonec povede k explozi nádrže. Odborníci poznamenávají, že kilogram dotyčné látky může při interakci s vodou uvolnit více než 260 krychlových palců acetylenu.

Karbid se často používá pro řezání a svařování plynem. Při hoření se acetylen dostává do styku s kyslíkem a dosahuje teploty 3150, což činí tento plyn naprosto nepostradatelným při zpracování žáruvzdorných kovových slitin. Z bezpečnostních důvodů se acetylen vyrábí ve speciálních generátorech na bázi uhlí, ropy, zemního plynu nebo karbidu vápníku.

Funkce aplikace

Tato látka se používá všude při svařování. To se provádí podle následujícího schématu:

1. Kousky karbidu jsou umístěny v koši. Optimální velikost prvků je 8 cm Tyto „oblázky“ mohou zajistit optimální produkci acetylenu. Odborníci nedoporučují nalévat karbidový prach do generátoru. Částice o průměru menším než 2 mm uvolňují acetylen téměř okamžitě, což může vést k explozi zařízení.
2. Koš je umístěn ve speciální nádrži s vodou. Jeho hrdlo musí být uzavřeno těsným víkem se šroubovým uzávěrem.
3. Otáčením šnekového setrvačníku se koš s kousky látky ponoří do vody a začne vznikat plynný acetylen. Snížením/zvýšením hloubky ponoření koše můžete regulovat intenzitu produkce acetylenu a udržovat optimální intenzitu v hořáku svařovacího zařízení.

Během svařovacích operací působí karbid jako palivo, které nasycuje generátor plynu. A bez jeho použití bude obtížné použít acetylenový hořák. Koneckonců, s plynovou lahví je velmi obtížné pohybovat. A karbidové kusy stačí umístit do uzavřené nádoby a přepravit na absolutně libovolnou vzdálenost, aby se zabránilo vzniku vlhkosti.

Bezpečnostní požadavky

Vzhledem k tomu, že se jedná o nebezpečný materiál, je nutné s ním pracovat přísně za dodržení bezpečnostních pravidel. Základní pravidla, že musí být provedeny při svařování karbidem:

1. Nezapomeňte, že karbid reaguje velmi aktivně na působení vody a vzduchu.
2. Látka musí být skladována výhradně na uzavřeném a suchém místě.
3. Látka je velmi výbušná, proto jsou v její blízkosti přísně zakázány otevřené plameny a jiskry.
4. Karbidový prach může způsobit podráždění sliznic a pokožky, proto při práci s ním musíte používat ochranné brýle, rukavice a respirátor.
5. Instalace generátorů acetylenu ve sklepech je zakázána.
6. Po dokončení svařování karbidovými kusy je třeba zbývající látku „upravit“ do generátorů. Výsledné strusky by měly být umístěny ve speciálním bunkru nebo jámě.
7. Při práci s tímto materiálem je také zakázáno kouřit.
8. Body a nárazy při přepravě plynových lahví jsou extrémně nebezpečné a mohou vést k tragickým následkům.

Při dodržení těchto pokynů můžete bezpečně používat karbid pro svařování. Kromě toho vám tato látka umožňuje ušetřit a snížit spotřebu acetylenu.

Plynové svařování se provádí pomocí hořlavých plynů, z nichž hlavním je acetylen. Plyn ve směsi s kyslíkem vytváří nejvyšší teplotu svařovacího plamene – až 3200 stupňů. Získává se v továrně a balený ve speciálních lahvích se dodává na místo, kde se provádějí svářečské práce. Dalším způsobem výroby acetylenu je použití generátoru, který produkuje plyn přímo tam, kde je potřeba svařování. Hlavní součástí pro provoz generátoru je karbid.

Materiál je tmavě šedá nebo nahnědlá látka s chemickým vzorcem CaC2. Při interakci s vodou se dělí na acetylen a hašené vápno. Podle teoretických výpočtů lze z jednoho kilogramu čistého karbidu vápníku vytěžit 370 dm³ plynu, ale ve skutečnosti na to má vliv přítomnost nečistot a výsledek je poněkud jiný – jen asi 280 dm³.

Kromě toho skutečný výtěžek acetylenu závisí na velikosti kousků karbidu a jeho rovnoměrnosti. Doba trvání reakce je ovlivněna stupněm granulace karbidu a teplotou rozkladu. Proces hydrolýzy karbidu vápníku je následující: CaC2 + H2O = C2H2 + Ca(OH). Skutečná potřeba vody na 1 kg sušiny se pohybuje od 5 do 20 dm³.

Jak vypadá karbid?

Abyste zjistili, kde na ulici najít karbid, musíte znát jeho fyzikální vlastnosti. Fyzikálně je látka pevná, její barva může být tmavá, s šedavým nebo hnědým odstínem. Barva závisí na množství uhlíku. Tato látka má také specifický zápach.

Čtěte také: Pro jaký tlak je určena plynová láhev pro domácnost?

Má pevnou konzistenci, ale snadno se drolí a mění se na prášek. Pokud k němu přiložíte zápalku, začne hořet s uvolňováním uhlíku a rozkladem vápníku. Toho lze však dosáhnout při vysokých teplotách, například loveckou zápalkou.

Způsob výroby

Karbid se vyrábí v elektrických pecích tavením (kalcinací) směsi koksu a oxidu vápenatého (pálené vápno) při teplotách v rozmezí 1900°C až 2300°C. Ostrý a nepříjemný česnekový zápach karbidu a vyrobeného acetylenu je způsoben obsahem nečistot fosfidů a síranů vápenatých v karbidové směsi.

Proces se provádí v několika fázích:

1. Vápenec se pálí.
2. Ze zpracovaného vápna a koksu vzniká prášková směs – směs.
3. Výsledná směs se kalcinuje v elektrické obloukové peci, dokud se neroztaví.
4. Výsledné karbidové tyče se drtí, aby se získala požadovaná frakce.

Průměrná hustota karbidové látky je 2,2 g/cm3. V závislosti na obsahu nečistot může být barva karbidu tmavě hnědá nebo tmavě šedá.

Konečný produkt se skládá ze 75–78 % CaC2, zbytek tvoří vápno a nečistoty. Karbidové granule se dodávají v různých velikostech: 2×8; 8×15; 15×25; 25×80 mm. Větší granule poskytují více acetylenu, ale prodlužují reakční dobu. Pokud se granule 8×15 a 15×25 mm rozloží za 5–6 minut, pak je pro rozklad granulí 25×80 mm zapotřebí více než 10 minut.

Kvalitativní reakce

Nestačí vědět, kde karbid najít, je nutné ověřit pravost látky. Pro kvalitní reakci vám stačí trocha vody (venku můžete použít i vlastní sliny). Při interakci CaC2 se uvolňuje metan a hydroxid vápenatý. Můžete pozorovat charakteristický syčivý zvuk, a pokud k němu v tuto chvíli přinesete zápalku, vzplane.

Díky prudké reakci s vodou se karbid rozkládá ze vzdušné vlhkosti. Proto je otázka, kde najít karbid vápníku na ulici, docela kontroverzní. Je známo, že ve své čisté formě neexistuje, tato sloučenina je spíše umělá než přírodní.

Průmyslové aplikace

Karbid vápníku je důležitou sloučeninou pro výrobu acetylenu, plynu používaného v svařování kyslíkem a obrábění kovůPři hoření s kyslíkem může acetylen dosáhnout teploty 3150 stupňů Celsia. To umožňuje práci s žáruvzdornými kovy, které vyžadují teplotu dvakrát vyšší než je bod tání samotného kovu.

Karbid boru se používá jako nehořlavý materiál, protože bod tání takové sloučeniny je nad 2400 stupňů. Zároveň se nachází v neprůstřelných vestách, protože dokáže chránit nejen před kulkami a šrapnely, ale také před zářením. Karbid titanu se používá k potahování průmyslových a stavebních nástrojů. Jeho pevnost umožňuje zvýšit odolnost dílů proti opotřebení a zpracovat i ty nejodolnější materiály.

Použití látky

Karbid vápníku se v průmyslu široce používá. Je katalyzátorem v oblasti syntézy organických sloučenin. S jeho pomocí bylo možné syntetizovat kaučuk za nižší cenu. K tomu je však nejprve nutné provést potřebné chemické reakce k syntéze vlastního karbidu a teprve poté – kaučuku. Stále více chemiků se zajímá, kde v přírodě karbid najít, aby si usnadnili práci.

Karbid našel své uplatnění v zahradničení. Na jeho základě zemědělci získávají hnojivo zvané kyanid vápenatý. Používá se ke zlepšení růstu kořenového systému sazenic i dospělých rostlin.

Čtěte také: Rozdíl mezi poloautomatickým svařovacím strojem a invertorem

Aplikace

Karbid vápenatý (karbid vápenatý) se používá k výrobě kyanamidu vápenatého (reakcí s dusíkem), ze kterého se syntetizují kyanidové sloučeniny a hnojiva, k výrobě karbid-močovinových regulátorů růstu rostlin a karbidového práškového činidla.

Bez této látky se neobejdou autogenní práce a osvětlení, výroba acetylenové černě a dalších materiálů: syntetický kaučuk, alkonitril, styren, vinylchlorid, kyselina octová, deriváty acetylenchloridu, umělé pryskyřice, etylen, aceton atd používá se také při procesu svařování plynem, výrobě karbidových lamp.

Ze speciální frakce karbidu vápníku (zpracovaného za použití odpadních a nekvalitních surovin) reakcí s vodou se získává plynný acetylén a vedlejší produkt – hašené vápno. Tento postup je doprovázen uvolněním značného množství tepla. Objem vyrobeného plynu závisí na čistotě karbidu vápníku (čím čistší materiál, tím více acetylenu se uvolní) a pohybuje se mezi 235-285 litry z 1 kg karbidu.

K rozkladu 1 kg karbidu vápníku je teoreticky potřeba 0,56 litru vody, ale v praxi se pro lepší chlazení acetylenu a zajištění bezpečnosti procesu spotřebuje 5 až 26 litrů kapaliny. Rychlost rozkladu bude záviset na granulaci a čistotě výchozího materiálu, stejně jako na teplotě a čistotě vody (čím čistší a menší velikost, tím vyšší teplota, tím rychlejší reakční rychlost).

Bezpečnostní opatření

CaC2 je nestabilní sloučenina, která je náchylná k výbuchu. Faktem je, že vápník může reagovat i se vzduchem a při této reakci vznikají těkavé plyny. Sebemenší jiskra může způsobit okamžitý požár s uvolněním obrovského množství tepla a metanu, což bude mít katastrofální následky. Proto musí být látka přepravována v uzavřených nádobách.

Fanoušci triků a „horkých experimentů“ s karbidem by se měli starat o svou vlastní bezpečnost. Při práci s látkou byste měli nosit speciální rukavice; pokud budete karbid brát holýma rukama, nebude možné je umýt. Reakce s vodou způsobuje nejen uvolňování metanu a tepla, takže je zaručeno popálení kůže.

Bezpečnostní opatření při práci s karbidem vápníku.

Jak již víte, karbid vápníku je výbušná látka a pro zajištění bezpečné práce s ním je nutné při použití karbidu pro svařování dodržovat několik závazných pravidel. Hlavní ustanovení, která je třeba dodržovat při svařování na bázi karbidu vápníku:

• Mějte na paměti, že karbid vápníku aktivně interaguje se vzduchem a vodou a uvolňuje hořlavý acetylen
• Místo, kde je karbid skladován pro svařování, musí být suché a utěsněné.
• Karbid vápníku je také výbušný, takže jiskry a otevřený oheň v blízkosti látky jsou přísně zakázány.
• Karbidový prach (kousky menší než 2 mm) způsobují podráždění při kontaktu s kůží, očima a sliznicemi úst a nosu.
• Pravidelné svářečské práce s použitím karbidu vápníku by měly být prováděny v místnosti speciálně vybavené pro svařování, ve které nejsou žádné hořlavé látky a jsou přítomny pouze nehořlavé materiály. Je životně důležité, aby všechna zařízení spojená se skladováním a výrobou acetylenu byla izolována v oddělených odděleních svařovny a samotná generátorová místnost musí být snadno větratelná a v případě potřeby deaktivovaná.
• Instalace generátorů acetylenu v suterénních místnostech je přísně zakázána.
• Po dokončení svařovacích prací s použitím karbidu vápníku jako „paliva“ se veškerá zbývající látka zpracuje v generátorech a výsledná struska ve formě vápenného kalu se z generátoru odstraní do speciální jámy nebo bunkru.
• Připomeňme, že karbid a acetylen jsou výbušné látky. Proto je přísně zakázáno kouření a otevřený oheň ve vzdálenosti do 10 metrů od skladu karbidů odpadu.
• Při přepravě a skladování acetylenových lahví musí být na konstrukci ventilu našroubovány bezpečnostní uzávěry. Otřesy a nárazy při přepravě více lahví jsou smrtící. Skladování a přeprava acetylenových lahví s jinými látkami není povolena.

A konečně poznamenáváme, že karbid vápníku je vysoce intenzivní látka pro výrobu plynného acetylenu, která minimalizuje jeho spotřebu. Jeden kilogram acetylenu získaného z karbidu vápníku navíc vydá asi 8 tisíc kJ tepla.

Zajímavá fakta

Karbid vápníku poprvé získal slavný chemik Edmund Davy. Vědec ho získal zahříváním kyseliny octové. Výsledkem byl karbid vápníku, ale to není vše. Slavný chemik si všiml, že při reakci s vodou se uvolňuje bezbarvý výbušný plyn bez zápachu. Tak byl objeven známý acetylen (neboli metan nebo dvojuhlíkatý vodík). To byl jeden z velkých objevů v oblasti organické chemie a později vedl k výrobě organických sloučenin, jako je kaučuk, pryskyřice a styren.

Výroba karbidů

Co je karbid vápníku? Je to produkt získaný tepelnou reakcí oxidu vápenatého a koksu. Hlavní surovinou pro jeho výrobu je vápenec, který má speciální požadavky. Surovina musí být homogenní, takže karbidové závody obvykle pracují na vápenci z dobře prozkoumaných ložisek. Technologický proces se skládá z několika fází:

• pálení vápence ve speciálních pecích;
• příprava vsázky;
• výroba karbidové slitiny;
• drcení a frakcionace konečného produktu.

Samotný materiál a jeho výroba jsou klasifikovány jako výbušné a hořlavé. Proto státní předpisy vyžadují nejpřísnější uplatňování pravidel pro bezpečné skladování karbidu vápníku a manipulaci s ním. Základní požadavky jsou:

• karbid vápníku se prodává balený v hermeticky uzavřených ocelových sudech nebo nádobách;
• sklad je postaven z nehořlavých materiálů; musí být suché, uzavřené, s vyloučením pronikání vlhkosti a mít možnost větrání;
• ve skladu není povolena tekoucí voda, kanalizace nebo ohřev vody;
• úroveň povrchu podlahy musí být nad nulovou značkou nejméně o 20 cm;
• otvírání bubnu je povoleno pouze ručně (kladivo, dláto) nebo speciálním řezným nástrojem (ne elektrickým);
• Najednou může být otevřen pouze jeden buben;
• v případě neúplného použití se nádoba uzavře dočasným vodotěsným víkem;
• povinná dostupnost zařízení požární ochrany a drobné mechanizace pro přesun výrobku.

Nádoby s karbidem vápníku lze skladovat horizontálně i vertikálně. Volné nádoby musí být skladovány ve speciálně určených prostorách.

Kde koupit?

Nabízíme vysoce kvalitní chemikálie za nejlepší ceny. Pro objednání takových produktů u nás stačí kliknout na příslušné tlačítko u obrázku produktu a zadat své kontakty. Brzy vás budeme kontaktovat.

Karbid vápníku se používá k výrobě acetylenu. Je to kombinace vápníku a uhlíku. Materiál se vytváří v elektrické obloukové peci při teplotách až 2300 stupňů Celsia. Pro výrobu se taví koks a pálené vápno. V kapalném stavu se nalévá do speciálních zařízení, ve kterých tvrdne. Výsledný materiál se poté dělí na mnoho kusů o velikosti až osmi centimetrů.

Jeho barva je šedá nebo nahnědlá, vůně je podobná aroma česneku. Asi dvacet pět procent složení tvoří nečistoty, oxidy vápna a další prvky. Pokud se karbid hodí do vody, uvolní se velké množství tepla.

Čtěte také: Charakteristické rysy metalurgických procesů při svařování

Pro skladování karbidu je nutné dodržovat bezpečnostní opatření. Kontakt s vodou je nepřijatelný. Obvykle se tato surovina skladuje v uzavřených nádobách vyrobených ze střešní oceli. Pro svařování se nepoužívá prach – částice o velikosti až dvou milimetrů. Okamžitě se rozpouštějí ve vodě a mohou vést k výbuchu.

Při kontaktu s kapalinou uvolňuje karbid acetylen, těkavý plyn, který je vysoce hořlavý. Tato vlastnost umožňuje použití této chemické sloučeniny při svařování.