МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ МЕТАЛЛОВ
КИСЛОРОД, ЕГО СВОЙСТВА И ПОЛУЧЕНИЕ
Кислород является наиболее распространенным элементом на земле. Газообразный кислород бесцветен, прозрачен, не имеет запаха и вкуса, не горючий, но способен активно поддерживать процесс горения.
Кислород обладает высокой химической активностью и способен образовывать химические соединения (оксиды) со всеми элементами, кроме инертных газов и благородных металлов. Скорость реакции окисления возрастает при повышении температуры или применения катализаторов. Реакции окисления органических веществ в кислороде протекают с выделением большого количества тепловой энергии. Повышение давления и температуры туры кислорода в зоне реакции значительно ускоряет ее протекание.
При соприкосновении сжатого газообразного кислорода с органическими веществами (пленкой масел или жиров, угольной пылью) может происходить их самовоспламенение. Поэтому при использовании кислорода необходимо всегда тщательно следить за тем, чтобы он не находился в контакте с легко воспламеняющимися горючими веществами, способными гореть в кислороде.
В процессе эксплуатации необходимо строго следить за тем, чтобы была исключена возможность попадания и накопления масел и жиров на поверхности деталей, работающих в среде кислорода.
Горючие газы и пары образуют с кислородом взрывчатые смеси, обладающие весьма широкими пределами взрываемости при воспламенении. Распространение взрывной волны в таких смесях протекает с очень большой скоростью (3000 м/с и выше).
Отмеченные выше свойства кислорода следует всегда иметь в виду при его использовании в процессах газопламенной обработки, транспортировании и хранении.
Технический кислород является основой для осуществления процессов газовой сварки, кислородной резки, поверхностной закалки и других процессов газопламенной обработки.
Кислород можно получать химическим способом, электролизом воды и разделением воздуха методом глубокого охлаждения. Химические способы малопроизводительны и неэкономичны.
Электролиз воды, т. е. разложение ее на составляющие (водород, кислород), осуществляют в электролизерах. Через воду, в которую для повышения электропроводимости добавляют едкий натр, пропускают постоянный ток; кислород собирается на аноде, а водород на катоде. Недостатком способа является большой расход электроэнергии, применение его рационально при использовании одновременно обоих газов.
Основной способ промышленного получения кислорода во всем мире — извлечение его из атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения и ректификации воздуха. В установках для получения кислорода и азота воздух подвергается очистке от вредных примесей, сжатию в компрессоре до соответствующего давления (0,6—20 МПа), охлаждению в теплообменниках до температуры сжижения и затем в жидком виде разделению (низкотемпературной ректификации) на кислород и азот.
Разность температур сжижения кислорода и азота составляет около 13°, что достаточно для их полного разделения в жидкой фазе. На крупных воздухоразделительных установках попутно с получением кислорода или азота из воздуха извлекают также инертные газы: аргон, криптон, ксенон, неоногелиевую смесь, имеющие широкое применение в технике.
