Газовые баллоны широко востребованы как в промышленности, так и в медицине, авиационной, космической отраслях, в быту, как автономный источник энергии. Их можно применить как для обогрева, так и для освещения, приготовления пищи.
Чтобы исключить всяческие неприятности, связанные с эксплуатацией, нужно правильно подобрать тип оборудования. Давайте вместе попробуем разобраться в видах газовых баллонов, особенностях их конструкции и подключения.
Устройство газового баллона
Как для хранения, так и транспортировки сжатого и сжиженного газа созданы газовые баллоны — специальные сосуды, в которых эти вещества находятся под высоким давлением. Первый вид газа под любым давлением пребывает в газообразном состоянии, а второй, при росте этого параметра, переходит в жидкую фазу.
В сжатом и сжиженном состоянии транспортируются и хранятся азот, фтор, кислород, метан, водород, а также хлор, углекислый газ, аммиак.
Сама емкость представляет собой цельносварную конструкцию со стенками толщиной минимум 2 мм с геометрией в виде цилиндра. Она изготовлена из стали или полимера.
Ее составляющие:
- обечайка;
- горловина;
- дно.
Горловина баллона имеет конусную резьбу под запорный вентиль, герметично перекрывающий выход. В случае, когда в силу каких-то причин произойдет расширение газа, под воздействием давления вентиль сорвется, и давление внутри сосуда придет в норму.
Газ внутри такого сосуда пребывает под давлением максимум 15 МПа. В корпусе баллона или обечайке имеется сварной одинарный шов.
Чтобы газ внутри сосуда оказывал одинаковое давление на его стенки, у каждого баллона есть выпуклое днище — верхнее и нижнее. Для большей устойчивости баллон снабжен кольцевой опорой — башмаком. Кроме того, газовый резервуар имеет в своем комплекте металлический или пластиковый колпак, предохраняющий вентиль во время эксплуатации и транспортировки.
Колпак навинчивают на кольцо горловины. Иногда баллон снабжают редуктором, предназначенным для уравновешивания давления. Вентиль представляет собой узел, в состав которого входит стальной корпус в виде тройника, маховик, запорный элемент.
Узел, состоящий из пропускного клапана и штока, называется запорным элементом. Каждая из деталей сборки выполняет свою функцию.
Клапан необходим для регулировки подачи газа через корпус, а шток — для взаимодействия маховика с клапаном через крутящий момент. Поворачивая маховик, можно закрывать или открывать поток газа.
Виды газовых баллонов
Газовые сосуды классифицируют по многим критериям: материалу корпуса, объему, назначению, названию наполнителя, способу подключения. Для изготовления корпуса применяют как металл, так и композитные материалы. Те и другие имеют свои плюсы и недостатки. Следует ознакомиться с ними для правильного выбора.
Классификация по материалу корпуса
Для изготовления корпуса металлического баллона применяют легированную или малоуглеродистую сталь. Вместимость металлических сосудов — от 5 до 50 л. Баллоны, емкостью менее 50 л разрешается устанавливать внутри дома, а 50 л — только снаружи.
Последним необходима защита от прямых лучей солнца. Для этого их помещают в запирающийся металлический шкаф с нанесенной на него маркировкой, соответствующей виду газа. Пустой металлический баллон весит от 4 до 22 кг.
Сосуд заполняют газом максимум на 85%. В зависимости от объема в баллон заправляют от 2 до 22 кг газа. Это газовое оборудование является взрыво и пожароопасным. Ему противопоказаны температуры свыше 50⁰. При резких скачках температуры и в случае пожара происходит мощный взрыв. Нельзя такой баллон и резко переворачивать, т.к. при это вызывает повышение давления.
Газовый баллон из композита — более новый вариант. Его основное достоинство — полная взрывобезопасность, даже если произойдет утечка газа. В таких емкостях транспортируют и хранят сжиженные газы. При воздействии на них открытого пламени, газ уходит через корпус постепенно и просто сгорает.
Они имеют небольшой вес — на 70% легче металлических аналогов, отличаются стильным дизайном. Благодаря прозрачному корпусу, всегда можно контролировать уровень газа. В противовес металлу, композитный материал не подвержен коррозии, следовательно, более долговечен.
Полимер обладает отличными диэлектрическими свойствами, на 100% исключающими искрообразование. Диапазон рабочих температур находится в пределах -40 – 50⁰. Баллоны рекомендуют эксплуатировать до 30 лет. Каждые 10 лет они должны проходить переаттестацию. Масса баллона — 8 кг максимум.
Композитные газовые баллоны бывают двух видов: изготовленные по технологии раздува и путем намотки стекловолокна на оправку. В первом случае колбу изготавливают из полиэтилентерефталата. Далее, производители покрывают сосуд, изготовленный из нитей со стекловолокна, эпоксидной смолой. Емкость вкладывают в полимерный корпус.
При производстве баллонов второго вида применяют специальную оправку. На нее наматывают стекловолокно, затем заготовку пропитывают смолами. Вначале получают две половинки сосуда. После отверждения их склеивают и помещают в плотный полиэтиленовый кожух.
Из-за наличия клапана избыточного давления и плавкой ставки, композитные баллоны обладают повышенной безопасностью. В случае пожара происходит срабатывание плавкой вставки. Расплавляясь, она постепенно выпускает газ, при полной управляемости процессом. После срабатывания вставки баллон не подлежит дальнейшей эксплуатации.
Разделение по месту монтажа и назначению
Все существующие газовые баллоны в зависимости от того, где они установлены и для чего предназначены, делят на следующие виды:
- Бытовые. Их используют для отопления, кухонных плит, котлов.
- Автомобильные. Применяют их на автомобилях, у которых двигатель работает на газообразном топливе.
- Туристические. Подходят для мобильных приборов, таких как паяльные лампы, горелки, шашлычницы, обогреватели.
- Промышленные. В эту категорию входят емкости, в которых хранят газы, Применяют такие баллоны в металлургии, химической промышленности, на фармацевтических предприятиях.
- Медицинские. Их наполняют дыхательными смесями и возят в машинах скорой помощи, используют в больничных палатах для интенсивной терапии и там, где готовят кислородные коктейли. Применяют такие баллоны и спасатели, пожарники.
Есть и универсальные баллоны, которые используют во многих отраслях.Для мобильных газовых приборов выпускают одноразовые картриджи, вмещающие 100 – 450 г газа. Визуально они напоминают аэрозольные спреи.
Особенности классификации по наполнителю
Исходя из состава смеси, баллоны называют пропановыми, бутановыми, водородными, азотными, ацетиленовыми, углекислотными, аргоновыми, кислородными, гелиевыми и т.д. Для каждого из составов свой температурный режим.
Для стандартных условий разница между ними небольшая. Когда же баллон необходим для использования в высокогорных районах или в условиях очень низких температур, этот параметр играет определяющую роль.
Изомер бутана — смесь изобутана с пропаном, хорошо подходит для низких температур. Она безопасна для озонового слоя. И пропан, и бутан для человека очень опасны. Если их вдыхать, неизбежны серьезные последствия для организма. Прямой контакт с жидким бутаном приводит к охлаждению тела до -20⁰.
Бутаном заряжают зажигалки, в кондиционерах и холодильных установках его иногда используют в качестве хладагента. Пропан необходим при производстве растворителей. Для работы с металлом, связанной с его сваркой и резкой, требуется ацетилен. Также его используют при получении взрывчатых веществ, кислоты уксусной, каучука, всевозможных пластмасс, для ракетных двигателей.
Азот использует электронная промышленность, химическая, нефтегазовая, фармацевтика, металлургия. Водород необходим пищевой промышленности, химической. Его используют и в качестве топлива для ракет, при сварке.
Колеса велосипедов, огнетушители накачивают оксидом углерода или углекислым газом. В пищевой промышленности с его применением производят газированные напитки. В виде сухого льда оксид углерода применяют, как хладагент.
В металлургической, металлообрабатывающей промышленности, в процессах, где недопустимо взаимодействие расплавленного потока с кислородом, используют аргон. Применяют его и в медицине для наркоза, с его помощью очищают воздух. Баллоны с гелием необходимы не только для заполнения воздушных шаров, но и для резки, сварки, плавки металла.
Этот газ входит в состав дыхательных смесей, используемых в дайвинге, он может являться хладагентом в научных опытах. Аммиак — сильный растворитель. Так как он очень ядовитый, баллоны с ним нужно транспортировать и хранить очень осторожно. То же самое касается и емкостей с хлором.
Емкости с кислородом можно встретить возле сварочных аппаратов, там, где производят взрывчатые вещества, кислоты, готовят кислородные коктейли. Сжатый воздух, транспортируемый в баллонах, чаще всего применяют в работе пневмоустройств.
Сжиженный природный газ метан применяют как снотворное в медицине, для производства удобрений, в виде топлива. Для человека этот газ безопасен.
Виды баллонов по способу подключения
Разные модели газовых баллонов подключают к приборам посредством четырех стандартов соединений. Самым популярным является резьбовой стандарт, соответствующий всем требованиям безопасности. Изделия имеют резьбу 7/16″. К таким баллонам шланг или горелку крепят путем накручивания.
Следующий стандарт баллона — цанговый. Такой тип подключения называют еще нажимным или зажимным. Баллон с таким типом соединения считается самым дешевым. Здесь роль зажима при подключении выполняет деталь цилиндрической формы. Цанговый баллон можно подключить к оборудованию с резьбой, но для этого понадобится переходник.
Прокалываемый тип баллонов во всем мире самый распространенный. Эти одноразовые баллоны имеют тот недостаток, что отсоединить емкость невозможно до тех пор, пока весь газ не будет использован. Последние модели прокалываемых баллонов с системой SGS этого недостатка лишены.
Здесь есть возможность блокировать утечку газа при отсоединении от горелки и отключить не полностью опустошенную емкость. Применяют их для паяльных, осветительных ламп, портативных плит.
Клапанное подключение — это тот вид, который используют в основном в Европе. Соединение простое и надежное с высокой степенью защиты от утечек.
Расшифровка маркировки баллонов
Правильно прочитав маркировку, можно получить полную информацию о газовом баллоне. Если это пропановый баллон, то его паспорт — в районе вентиля, на металлическом кружке.
В паспорте баллона с пропаном указано: рабочее давление в МПа, испытательное давление в тех же единицах, объем емкости по факту в л, заводской №, дата изготовления в виде «MM.ГГ.АА», где первые символы обозначают месяц, вторые — год, третьи — год предстоящей аттестации.
Далее следует вес пустого баллона в кг, масса заполненного баллона. Последней строкой идут буквенные обозначения «R-АА». «R» — клеймо участка переаттестации или завода. Сочетание символов «АА» раскрывает информацию о годе, до которого эта аттестация будет действительной.
Маркировка кислородного баллона имеет свой порядок и состоит из четырех строк. В первой есть данные о производителе, а также номер емкости. Во второй — дата выпуска и рекомендуемая дата проверки. В третьей — гидравлическое и рабочее давление. В четвертой — объем газа и масса баллона без вентиля и колпака.
Покупая баллон, следует обратить внимание, как на него нанесена информация. На корпусе ее не наносят краской, а выбивают, а затем покрывают специальным бесцветным лаком с целью защиты от коррозии. Часто последняя строка содержит клеймо предприятия-изготовителя.
Особенности окраски газовых баллонов
Баллоны со сжатым газом в России и за рубежом окрашивают по-разному. При этом каждому виду газа соответствует не только определенный цвет корпуса, но и окрас полосы, надписи.
В таблице указаны идентификационные цвета баллонов с некоторыми видами газов, а также цвет надписей и полосы.
| Газ | Окрас баллона | Надпись | Полоса |
| Аммиак | Желтый | Черный | Коричневый |
| Азот | Черный | Желтый | Коричневый |
| Аргон технический и чистый | Черный, серый соответственно | Синий/Зеленый | Синий/Зеленый |
| Ацетилен | Белый | Красный | Зеленый |
| Бутилен | Красный | Желтый | Черный |
| Бутан | Красный | Белый | Черный |
| Водород | Темно-зеленый | Красный | Черный |
| Воздух сжатый | Черный | Белый | Черный |
| Гелий | Коричневый | Белый | Черный |
| Кислород | Голубой | Черный | Черный |
| Сероводород | Белый | Красный | Красный |
| Углекислота | Черный | Желтый | Желтый |
Закись азота закачивают в серый баллон с черной надписью и такой же полосой. Защитного цвета баллон с фосгеном имеет желтую надпись и желтую полосу, а такого же цвета баллон, но с черной надписью и зеленой полосой содержит хлор. Алюминиевая окраска баллона, черная надпись на нем и две полосы желтого цвета указывают на то, что он наполнен фреоном-22.
Для сернистого ангидрида предназначен баллон черного цвета с белой полосой и желтой надписью. Этилен заключают в фиолетовый баллон с красной надписью и полосой зеленого цвета. Для остальных горючих газов предназначены красные сосуды с белой надписью, зеленой полосой. Негорючие газы обозначены желтой надписью на черном фоне корпуса и зеленой полосой.
Виды неисправностей баллонов и их устранение
Все существующие у газовых баллонов неисправности делят на два вида: подлежащие устранению и не подлежащие.
К первому виду относят:
- некорректную работу вентиля баллона и манометра;
- повреждение башмака или его смещение;
- повреждение резьбового соединения;
- утечка газа;
- во многих местах облупившаяся окраска корпуса.
Второй вид неисправностей — значительно поврежденная поверхность корпуса в виде вмятин, трещин, вздутия, отсутствие маркировки. В этом случае баллон отбраковывают. Решение о возможности или невозможности ремонта принимает специалист с соответствующей квалификацией.
При ремонте газовых баллонов часто производят простую замену дефектных элементов. Иногда требуется внутренняя промывка емкости и проверка на наличие коррозии изнутри. Периодическая проверка включает все эти работы, а по ее окончании выдают сертификат.
В домашних условиях этого делать не следует. Все, что можно сделать самому, — покрасить корпус баллона. Делать это нужно крайне осторожно, чтобы не закрасить надписи и не повредить маркировку. Все остальные неисправности может устранить только специализированная мастерская или завод-изготовитель.
Популярные производители газовых баллонов
Среди многих производителей баллонов следует выделить российскую марку «Sledopyt». Здесь предлагают два вида газовых баллонов с резьбовым и цанговым подключением — для всесезонной смеси и зимней. Американская фирма Jetboil поставляет на рынок картриджи, наполняемые пропаном и изобутаном, которые можно использовать зимой.
Французская компания Campingaz выпускает всевозможные приборы, укомплектованные газовыми баллонами. Тип соединения у них цанговый, клапанный или прокольный. Primus — выпускает газовые картриджи нескольких видов. Подключение во всех резьбовое.
Композитные сосуды хорошего качества поставляет чешская марка Research. В комплектацию входят специальные вентили, предохраняющие емкость от перенаполнения. Все эти баллоны взрывобезопасны.
Выводы и полезное видео по теме
Видео о правильном использовании и освидетельствовании газовых баллонов. Советы от специалиста:
О композитных баллонах со сжиженным газом:
Газовый баллон — вещь в хозяйстве полезная. Чтобы его эксплуатация не привела к нежелательным последствиям, нужно как следует изучить вопрос. А главное, придерживаться элементарных правил безопасности.
После прочтения материала появились вопросы? Вы можете задать их в расположенном ниже блоке. Там же можно поделиться опытом использования газовых баллонов, рассказать какое оборудование используете вы.