Постоянное производство горячего ацетилена необходимо не только для газокислородной сварки и резки. Ацетиленовый генератор требуется для работы автономных светильников и обогревателей, для производства в больших количествах различных растворителей и органических кислот. Вместе с тем химическая реакция образования ацетилена из карбида кальция и воды достаточно опасна, а потому требует тщательного соблюдения жёстких мер безопасности.

Доступные технологии и оборудование для получения ацетилена

В бытовых и полупрофессиональных условиях ацетилен можно получать тремя способами:

1. При добавлении карбида кальция СаС2 в воду: в ходе реакции уменьшается количество кускового карбида, а производительность зависит от его качества и влажности. Способ иногда называют «сухим».
2. При воздействии воды на кусковой карбид, когда производительность получения ацетилена определяется расходом воды. Это – так называемый «мокрый» способ.
3. Вытеснением образующегося газа, который сам пропускает в реакционную камеру требуемое количество воды. Способ называется комбинированным.

Хотя и считается, что более современным способом получения ацетилена является совместное использование при сварке и резке автогеном двух баллонов – с ацетиленом и кислородом, ацетиленовые генераторы достаточно востребованы. Особенно там, где пункты заправки или обмена баллонов встречаются редко.

Классификация известных конструкций ацетиленовых генераторов может быть следующей:

• По производительности, которая может начинаться от 1 м3/ч для малогабаритных передвижных устройств и заканчиваться установками промышленного типа, выдающими до 650 м3 ацетилена в час.
• По давлению ацетилена на выходе. Оно может составлять до 10 кПа для генераторов низкого давления и до 150 кПа – для генераторов среднего давления. Более высокого давления для работы горелки не требуется.
• По мобильности. Ацетиленовый генератор может быть стационарным и передвижным. В последнем случае из-за габаритов устройства производство ацетилена будет не более 2,5…3 м3/ч.

Существенное ограничение всех способов химической генерации ацетилена являются высокие требования к состоянию карбида, в частности, к размерам его гранул, которые должны находиться в пределах 25…80 мм. В противном случае реакция идёт неравномерно, и давление образующегося ацетилена не отличается стабильностью. Поэтому современные конструкции генераторов снабжаются газовыми редукторами.

Устройство ацетиленового генератора

Технически более простыми считаются устройства «сухого» типа, в которых к воде добавляется карбид кальция. Такой ацетиленовый генератор состоит из следующих частей:

1. Герметично закрываемого бункера с карбидом.
2. Баллона, нижняя часть которого заполняется наполовину водой, а пространство вверху предназначено для образования ацетилена.
3. Дозатора-питателя, которым производится периодическая подача карбида в баллон.
4. Решётки из нержавеющей стали, находящейся в нижней части баллона, на поверхности которой и происходит химическая реакция образования горючего газа.
5. Шламосборника в днище баллона.
6. Обратного клапана для отбора ацетилена к месту его потребления.
7. Манометра, по показаниям которого открывается заслонка, управляющая подачей карбида в баллон.

Компоновка ацетиленового генератора, производящего газ «мокрым» способом, несколько иная. В нижней части баллона размещается ёмкость с карбидом, куда периодически через реторту подаётся вода. Верхняя часть баллона, как и в предыдущей конструкции, предназначена для сбора выделяющегося при реакции ацетилена. Газ по вертикальной трубе выходит из ёмкости и, проходя через водный слой, направляется к отбирающему узлу, одновременно вытесняя воду вниз. Этим обеспечивается непрерывность подачи воды, что положительно отличает этот способ от «сухого», где подача карбида носит дискретный характер.

В ацетиленовых генераторах комбинированного типа к устройству «мокрого» типа добавляется ещё один узел – вытеснитель, который позволяет управлять интенсивностью реакции карбида с водой. Если давление газа в баллоне возрастает, то вытеснитель понижает уровень воды, необходимый для продолжения реакции ацетиленообразования. При снижении давления ацетилена в баллоне (что свидетельствует о прекращении химической реакции), уровень воды повышается, и доступ её к карбиду восстанавливается.

Достоинства и ограничения конструкций ацетиленовых генераторов

Наиболее популярными у пользователей являются ацетиленовые генераторы типа АСП-1,25, АСП-10, АСП-15, БАКС-1 и БАКС-1М «Малыш». Выбор определяется конечными целями использования.

Из переносных устройств наиболее благоприятные отзывы собирает БАКС-1М «Малыш». Аппарат компактен, надёжен, отличается стабильностью поддержания заданного давления газа, что особенно важно при резке автогеном. «Малыш» обеспечивает наиболее точный (а, следовательно, и экономичный) расход горючего газа, однако требователен к качеству регламентных работ, особенно с запорно-регулирующей арматурой. Как и для большинства передвижных устройств, исходный уровень давления задаётся вручную, что потребует некоторых навыков.

При всех достоинствах аппаратов комбинированного типа (к которым относятся АСП-1,25, АСП-10 и АСП-15) они страдают общим недостатком: зашлаковыванием вытеснительной камеры продуктами химической реакции. При несвоевременном обнаружении это приводит к смещению перегородки между камерами газообразования и промывки в сторону вытеснителя. Восстановить такое смещение бывает невозможным. Производители ацетиленовых генераторов АСП-15 комплектуют устройства не всегда качественными редукторами, что приводит к потерям давления газа на выходе. В результате аппараты приходится периодически встряхивать.

Опыт эксплуатации ацетиленовых генераторов показывает, что модели АСП-15 и БАКС-1М «Малыш» целесообразнее всего применять при больших объёмах газосварочных работ.

Требования к размещению ацетиленовых генераторов

Газогенераторы отличаются повышенной взрывоопасностью. Чтобы свести риск взрыва генератора к минимуму, необходимо соблюдать следующие простые правила:

1. Использовать агрегат только при тех температурах, которые указаны в инструкции по эксплуатации.
2. Периодически проверять эффективность работы редуктора, которая при разных давлениях ацетилена на выходе может срабатывать с разной точностью.
3. Проверять агрегат на искрение, особенно, если ряд деталей изготовлен из стали, а не из искробезопасной бронзы.
4. Контролировать и своевременно предупреждать возможность подсоса воздуха из атмосферы внутрь ацетиленового генератора.
5. При регламентных работах устройство должно стабильно функционировать в диапазоне давлений 20…110% от номинального.
6. Ни при каких обстоятельствах не снимать предохранительный клапан.

Генераторы переносного типа эксплуатируются только на открытых строительных площадках, либо – кратковременно — в хорошо проветриваемых помещениях. Расстояние от источника сварки не должно быть менее 10 метров. Не допускается размещение передвижных устройств вблизи источников открытого пламени, а также непрерывно работающей техники – вентиляторов, насосов, компрессоров.