Přepouštění technických plynů na svařování.

Pro svařování se používá celá řada technických plynů a každá metoda svařování vyžaduje určitý druh plynů. Někdy je potřebné jednotlivé plyny přepustit do menších lahví. Například pro potřeby výjezdů a montáží, kam nelze brát velkou láhev. Jaké plyny je možné přepouštět a jak to provádět se dozvíte v tomto článku.

1. Plyny pro svařování plamenem.

Nejčastěji se při svařování plamenem a řezání kyslíkem setkáváme acetylenem a kyslíkem. Toto jsou základní plyny pro použití v autogenních soupravách. Z těchto dvou plynů je za určitých podmínek přepustitelný pouze kyslík. Těmi podmínkami jsou kyslíková čistota tlakové láhve a lahvového ventilu a přípustnost použití tlakové láhve na kyslík (materiál láhve, max. povolený přetlak, platná revizní tlaková zkouška). Kyslíková čistota znamená, že vnitřek tlakové lahve ani lahvový ventil neobsahují žádné stopy látek, které by mohly s kyslíkem reagovat.

Nejsnadnější je přepuštění z běžné kyslíkové láhve pro svařování, je možné použít i kyslík medicinální (pro lékařské účely). Na propojení lahví se obvykle používá originální přepouštěč - mosazná nebo měděná trubička se dvěma převlečnými maticemi (viz dále). To platí pro všechny přepouštěné plyny.

Acetylén přepustitelný není, protože základním parametrem pro uskladnění acetylénu v láhvi není přetlak. Acetylénová láhev je naplněná látkou velmi připomínající pemzu. Je to pórovitá hmota s množstvím pórů ve tvaru drobných kuliček. Někdy se také lidově říká, že v acetylenové láhvi je houba. Drobné kuličky mají obrovský povrch. Na tomto povrchu je v mikrovrstvě nanesen kapalný aceton a v něm se acetylen při plnění láhve rozpouští. Acetylen jako plyn není zcela stabilní a někdy může dojít k jeho rozkladu. Ten může být iniciován např. tlakovým rázem při zpětném šlehnutí plamene, nebo místním přehřátím povrchu láhve. Tato chemická reakce je exotermní, to znamená, že při ní vzniká teplo.

Staří praktici radili na ohřívající se láhvi na volném prostranství otevřít lahvový ventil a unikající plyn zapálit. To je z hlediska současných předpisů nepřípustné. Láhev je nutné chladit velkým množstvím vody. Pokud povrchová teplota láhve překročí 80°C blíží se velmi rychle její exploze a je nebezpečná jakákoliv manipulace s ní. Je potřeba láhev chladit masivním proudem vody ze zákrytu – to už se bez hasičů a následného vyšetřování oprávněnosti a způsobu manipulace neobejde. Navíc je takovou láhev nutné označit nápisem „Ohřátá“, papír se stejným nápisem se umístí pod klobouček. Neoznačená láhev může při plnění explodovat, protože v ní chybí po ohřátí část acetonu. To jen na okraj. O přepouštění acetylenu vůbec neuvažujte!

2. Plyny pro svařování MIG/MAG a TIG/WIG.

Pro svařování MAG je možné jako ochranný plyn použít čistý CO2 nebo jeho směs s Argonem s min. 5 % a max. 25 % CO2. Při množství CO2 pod 5 % ve směsi s Argonem se tato směs chová jako čistý Argon, při množství CO2 přes 25 % se již směs chová jako čistý CO2.

Pro svařování TIG a MIG se používají jako ochranné plyny Ar a He. Obvyklé je jejich použití v čisté podobě, ale použití je možné i v libovolném poměru ve směsi. Závisí na požadavku, který má být splněn. S rostoucím obsahem He ve směsi roste i teplota v oblouku. To umožňuje svařovat i větší tloušťky materiálů na jednu vrstvu.

Při přepouštění ochranných plynů pro MIG/MAG nejsou kladeny tak vysoké požadavky na čistotu náhradních tlakových nádob jako u kyslíku. U plynů pro TIG/WIG už ale na čistotě záleží více. Zejména pro TIG svařování hliníku nebo Titanu platí, že čím čistší Argon, tím lépe. Přesto jsou všechny výše citované ochranné plyny přepustitelné.

Jak přepouštět.

Takže si to shrňme. Z nejvíce používaných technických plynů pro svařování přepouštět můžeme: Kyslík, Argon, Helium, směsi Ar+He, směsi Ar+CO2, Ar+O2 a podobné. Je možné přepouštět i CO2, ale tam to není tak jednoduché. Jak jsme psali v článku hasící přístroj jako tlaková láhev na svařovací CO2, není CO2 v láhvi v plynné podobě ale v podobě kapalné. Ovšem odpařující se plyn se přepouštět dá, jen se to musí dělat velmi pomalu (z důvodu zamrzání) a není to tak efektivní. Je lepší si nechat naplnit nějakou malou láhev v plnírně CO2.

Pro přepouštění výše uvedených plynů potřebujeme přepouštěč. Je to mosazná nebo měděná trubka s přesuvnými maticemi na koncích. Matice a osazení konců musí vždy odpovídat příslušnému plynu. Nejjednodušší přepouštěč vypadá takto:

Jednoduchý přepouštěč technických plynů.

Tento velmi známý a na trhu rozšířený přepouštěč firmy GCE. Má ale několik nevýhod. Za prvé je velmi krátký a musíte lahve různě natáčet, abyste dostali jejich ventily k sobě na potřebnou malou vzdálenost. Další nevýhodou je to, že je dosti drahý na to, že je to jen ta trubka s maticemi...

Další možností jsou přepouštěče z následujícího obrázku. Jsou tvořeny ohebnou měděnou trubkou, kterou lze podle potřeby natáhnout a tvarovat. Odpadá tak pracná manipulace s lahvemi. Trubka je po natažení dlouhá cca 1 metr. Na koncích jsou připájené mosazné koncovky s maticemi. Vyrábí se provedení baz manometru nebo s manometrem. Provedení s manometrem je důležité, pokud si chcete za přepuštěný plyn něco naúčtovat (viz výpočty v další kapitole). Je jedno jestli manometr bude u zdrojové nebo cílové lahve.

Přepouštěče technických plynů - další varianty.

Rozhodně používejte jen přepouštěče tovární výroby a nezkoušejte si nic bastlit. Pracujete s velkými tlaky a tovární výrobky jsou na to odzkoušené a schválené.

Při vlastním přepouštění je důležité nespěchat a přepouštět plyny velmi pomalu. Pracujete s velkými tlaky! Nikdy nepřepouštějte plyny do lahví neznámého původu, lahví poškozených, zdeformovaných a pod! Vždy používejte přepouštěč s potřebnými převlečnými maticemi podle závitů na použitých lahvích.

Na nádobě DO které přepouštíme (cílová láhev) otevřeme lahvový ventil naplno, na lahvi ZE které přepouštíme (zdrojová láhev) otevřeme lahvový ventil jen velmi málo. Pak je nutné počkat na vyrovnání tlaků. K úplnému vyrovnání tlaků by mělo dojít po cca 15-ti minutách. Raději se to nesnažte nijak urychlovat (větším otevřením zdrojové lahve). Probíhající děje při přepouštění jsou kombinací expanzního ochlazování a kompresního ohřevu. Proto je potřeba nespěchat. Pokud máte přepouštěč bez manometru, počkejte minimálně 15 minut. Máte-li přepouštěč s manometrem, počkejte až se jeho údaj stabilizuje. Pak zavřete zdrojovou láhev a následně cílovou láhev. Přepouštěč odpojujte opatrně, aby unikl nahromaděný přetlak.

Praktické výpočty pro práci s plyny.

- platí stejně pro kyslík, Ar, He a směsi Ar + CO2, Ar + O2 apod.

Příklad č.1:
Kolik plynu o normálním tlaku 1 bar je v tlakové lahvi o obsahu 50 l při tlaku 200 barů?

Výpočet:
50 l x 200 barů = 10 000 l = 10 m3 V tlakové lahvi je 10 m3 stlačeného plynu. Při MIG/MAG nebo TIG/WIG svařování a při průtoku 10l/min taková láhev vystačí na 1000 minut, tedy 16,66 hodin svařování.

Příklad č.2:
Tlakoměr na lahvi 50 l ukazuje 150 barů. O kolik poklesne tlak v lahvi po připojení a naplnění původně prázdné tlakové nádoby o objemu 8 l? Kolik plynu se přemístí do připojené tlakové nádoby?

Výpočet:
V lahvi je před přepouštěním 50 l x 150 barů = 7 500 l stlačeného plynu. Při změně objemu na 50 + 8 = 58 l poklesne ve spojených tlakových nádobách tlak na 7 500 : 58 = 129,3 bary.

V připojené tlakové lahvi bude přepuštěno 8 x 129,3 = 1 034 l stlačeného plynu

Příklad č.3:
V tlakové lahvi se směsí 85% Ar + 15 % CO2 o objemu 6 l mám tlak 90 barů. Jak dlouho budu moci ještě svařovat metodou MAG drátem 0,8 mm?

Výpočet:
V lahvi je 6 x 90 = 540 l směsi. Pro drát 0,8 mm stačí průtok 8 l ochranného plynu za 1 min. Budu tedy moci svařovat 540 : 8 = 67,5 minut.

Podklady pro článek připravil: Ing. Jiří Tichý, EWE