Пришла зима, наступили морозы...
Использование газовых баллонов и газового оборудования в зимнее время требует особого подхода.
Низкие температуры значительно влияют на физические свойства газов и работу оборудования. Без правильной подготовки можно столкнуться с падением давления в баллоне, замедлением испарения сжиженного газа, обмерзание редукторов, перебои в подаче топлива и даже повышенный риск утечек или аварий.
Очень часто, особенно в зимнее время, мы слышим от наших клиентов вопросы по типу...
«А можно ли вообще использовать баллоны на морозе – газ внутри не замерзнет?»
«Почему на холоде давление в баллоне резко падает, хотя он вроде бы полный?»
«Нужно ли как-то специально готовить баллон или редуктор, если работать с ним на улице при -20?»
Подойдем к таким вопросам комплексно, рассмотрим, как подготовить газовые баллоны и оборудование к зиме, учитывая особенности самых популярных газов – углекислоты (CO2), кислорода, пропана (СУГ) и аргона.
Если кратко о содержании, то приведем конкретные рекомендации по хранению, подключению и транспортировке баллонов зимой, расскажем о рисках эксплуатации в морозы и дадим советы, как их минимизировать.
Отдельно разберем распространенные ошибки, связанные с использованием газов в холодное время года.
В результате вы узнаете, как обеспечить надежную и безопасную работу газового оборудования зимой.
Для более удобной навигации, будем отмечать практические советы таким знаком –🔹
Особенности некоторых газов в зимнее время
Разные газы проявляют себя по-разному при отрицательных температурах. Рассмотрим четыре наиболее часто используемых газа и их характерные свойства в условиях мороза.
Пропан (сжиженный углеводородный газ) и пропан-бутановые смеси
Пропан – это сжиженный газ, хранящийся в баллоне в жидком виде под давлением. Его температура кипения около -42 °C, поэтому при морозах ниже –40 °C пропан практически перестает испаряться – жидкая фракция не переходит в газ. В бытовых баллонах пропан часто смешан с бутаном (СУГ), летние смеси содержат до 60 % бутана, однако бутан гораздо менее летуч – кипит около 0 °C. При низких температурах бутан практически не испаряется, поэтому зимой применяют специальные "зимние" смеси с повышенным содержанием пропана (например, пропан 60 %, бутан 40 % вместо 40/60 летом). В сильные морозы целесообразно использовать чистый пропан или смеси с долей пропана до 80 %, хотя они дороже.
При эксплуатации пропановых баллонов зимой проявляется ряд физических эффектов. Давление насыщенных паров пропана сильно зависит от температуры, например, при ~0 °C давление в баллоне около 0,6 МПа (~6 атм), а при –20 °C падает до ~0,2–0,3 МПа. Это значит, что в морозе 20–30 градусов газ выходит намного медленнее, особенно если оборудование потребляет большое количество топлива. Интенсивный расход вызывает дополнительное охлаждение жидкого пропана за счет эффекта Джоуля–Томсона и отнимаемой теплоты парообразования. Баллон начинает покрываться инеем – верный признак, что жидкий газ внутри переохлаждается и испарение замедляется. В точке соприкосновения жидкого пропана со стенками баллона температура падает еще сильнее, газ "замерзает" локально, переходя в жидкость (а бутан – и вовсе в твердый конденсат). В итоге давление может упасть настолько, что подача топлива прекращается.
Выходит, что чем холоднее баллон и выше расход, тем быстрее он "задохнется" – газ перестанет поступать.
🔹При работе с пропаном на морозе обеспечьте минимальное охлаждение баллона. Пользуйтесь зимним составом СУГ с повышенным содержанием пропана. Избегайте чрезмерного отбора газа, если потребление большое, лучше объединить несколько баллонов параллельно через рампу, чтобы нагрузка разделилась. Следите за уровнем жидкости, потому что почти пустой баллон охлаждается быстрее оставшимся небольшим количеством сжиженного газа. Не допускайте полного обмерзания, при появлении инея на корпусе нужно принять меры (об этом – далее).
Углекислый газ (CO2, углекислота)
Углекислота в баллоне также находится в сжиженном виде под высоким давлением. Критическая точка CO2 – +31 °C, 7,38 МПа, а при комнатной температуре (~20 °C) давление обычно ~5-6 МПа (50-60 атм). Однако при охлаждении баланс жидкой и газовой фазы существенно смещается – давление внутри баллона резко падает. Например, около 0 °C давление может снизиться до ~3,5 МПа, а при -20 °C – до 1,5-2 МПа. Вблизи -56,6 °C углекислый газ достигает тройной точки и начинает превращаться в твердый "сухой лед" при давлении ~5,2 бар (то есть возможна частичная кристаллизация CO2 внутри при экстремальных морозах).
Практически это означает, что на морозе баллон CO2 может "потерять давление", даже если там еще достаточно жидкости. При -20 °C стрелка редуктора будет показывать всего порядка 15-20 атм, и оборудование (например, пневмосистема или сварочный полуавтомат) может работать нестабильно.
Очень часто потребители ошибочно принимают это за пустой баллон. На самом деле газ не исчез – он просто перестал достаточно испаряться из-за холода.
Вносить такой баллон в тепло опасно без контроля, потому что при нагреве давление быстро восстановится и может превысить рабочее. Никогда не заполняйте баллон углекислоты сверх нормы даже зимой, жидкого CO2 должно быть не больше ~0,6 кг на литр объема баллона. Иначе при переносе в теплое место остаток будет расширяться без свободного пространства, что чревато разрывом баллона.
Еще одна особенность CO2 – сильное охлаждение при дросселировании. Когда углекислота выходит через вентиль или редуктор, она поглощает значительное количество теплоты (вспомним, что сухой лед используется как охладитель).
Редукторы и сопла часто обмерзают при работе с CO2.
На них может появиться лед из влаги воздуха. Газ из баллона выходит очень холодным, что повышает риск обморожений при прямом контакте с кожей. Углекислый газ тяжелее воздуха (плотность CO2 ~1,5 раза выше плотности воздуха). В невентилируемых замкнутых помещениях утечка CO2 способна вытеснить кислород и привести к удушью. Газ без цвета и запаха, поэтому обнаружить такую утечку сложно. Это крайне важно зимой, когда помещения обычно герметично закрыты – даже небольшая утечка углекислоты может накопиться возле пола и создать опасную концентрацию.
🔹По возможности не держите баллоны с CO2 на открытом морозе, если это необходимо, утеплите их чехлом (лучше - брезентовым) и контролируйте давление. Используйте подогреватели испарения или держите баллон в помещении с плюсовой температурой перед использованием, чтобы обеспечить стабильную подачу газа. Проверяйте и прогревайте редуктор, его мембраны и каналы не должны обмерзать. Всегда работайте в проветриваемом помещении – особенно при использовании углекислоты для сварки, пайки, газированных напитков – и устанавливайте сигнализаторы CO2 там, где есть риск скопления газа.
Кислород
Технический кислород хранится в баллонах под высоким давлением (обычно 15-20 МПа). В отличие от пропана или CO2, кислород находится в газообразном состоянии, его содержимое – сжатый газ без жидкой фракции. Поэтому давление кислорода в баллоне примерно линейно зависит от температуры по закону "идеального газа". При понижении температуры с +20 °C до -20 °C давление в баллоне падает примерно на 10-15 % (например, с 150 атм до ~130 атм). Это не критично для емкости, но может влиять на работу приборов – манометры будут показывать меньше, чем ожидается, и если баллон на исходе, в мороз он "сядет" быстрее, точно также как и аккумулятор в вашем смартфоне.
Тем не менее, кислород не сконденсируется при обычных зимних температурах (точка кипения O2 ~-183 °C), так что полного прекращения подачи из-за холода не произойдет – до тех пор, пока давление не упадет ниже минимально необходимого. Важнее другое, низкие температуры влияют на материал баллона и арматуру. Сталь при -20…-30 °C становится более хрупкой. Вентиль и редуктор тоже испытывают температурное сжатие, уплотнения могут "дубеть". Резкий удар или падение баллона на морозе куда опаснее, чем в тепле, холодный металл может треснуть, что приведет к мгновенному выбросу кислорода. Такой выброс в присутствии искры или огня практически гарантирует сильнейший пожар. Учтите также риск конденсации влаги, если баллон занести с мороза в теплое помещение, на нем и внутри вентиля образуется конденсат, который может замерзнуть при последующем охлаждении или вызвать коррозию.
Кроме физических факторов, кислород чрезвычайно опасен в обращении из-за химической активности. В чистом кислороде многие материалы (масла, смазки, органика) самовоспламеняются. Зимой существует специфический риск, не пытайтесь "разморозить" кислородный вентиль горячей масляной жидкостью или смазать его – это способно вызвать мгновенное возгорание. Вообще запрещены любые смазки на кислородной арматуре, даже морозостойкие, если они не сертифицированы для O2. Мороз не уменьшает окислительной способности кислорода – наоборот, из-за сухости воздуха статическое электричество возникает чаще, а искры на фоне утечки кислорода крайне пожароопасны.
На сильном морозе эластичные прокладки (например, в редукторе или соединителях) могут потерять гибкость, что приводит к неплотности. Утечка кислорода в мороз легко остается незамеченной (газ не имеет цвета и запаха, на холоде, да еще и на улице шипение менее слышно). Но если утечка произойдет в замкнутом пространстве рядом с источником тепла, последствия могут быть тяжелыми...
🔹Храните кислородные баллоны, по возможности, при плюсовой температуре либо хотя бы не ниже -20 °C. Исключите удары по холодному баллону, не роняйте его. Перед подключением дайте баллону, перенесенному с мороза, постепенно прогреться, чтобы избежать перепада температур и образования конденсата. Всегда очищайте снег и лед с вентиля перед открытием. Используйте только сухие чистые перчатки – никаких жирных веществ рядом с кислородом! Проверяйте соединения на утечки (методом мыльной пены) в двух режимах: перед началом работ и сразу после открытия вентиля. Помните, что зимой люди часто используют обогреватели – держите кислородные баллоны не менее 1 метра от источников тепла и подальше от открытого огня. Соблюдая эти меры, вы избегаете и падения давления, и куда более глобальных последствий в виде пожара или взрыва.
Аргон
Аргон – инертный газ, широко применяемый в сварке (аргонодуговая сварка, смеси для MAG-сварки), лазерных технологиях и т.д. По поведению в баллоне аргон схож с кислородом, а значит он хранится как сжатый газ под давлением (обычно 150-200 атм в 40-литровом баллоне при 20 °C). При охлаждении давление аргона снижается примерно пропорционально абсолютной температуре. Например, с 200 атм при +20 °C до ~170 атм при -20 °C, да, ощутимо, но не критично. Аргон не конденсируется при обычных зимних морозах (точка кипения ~-186 °C), поэтому наличия газовой фазы можно не опасаться. Тем не менее, низкая температура сказывается на подаче аргона косвенно. Во-первых, редукторы и расходомеры могут работать менее точно, загустевшая от холода смазка в манометрах, задубевшие уплотнители – все это может приводить к неверным показаниям и колебаниям расхода. Во-вторых, если используется аргоновая сварочная смесь с углекислотой (например, Ar+20% CO2), то при сильном охлаждении баллона CO2 в составе может частично конденсироваться, изменяя соотношение газов. Сварочная дуга на морозе может вести себя нестабильно, если состав защитного газа изменился или давление упало. Поэтому мы рекомендуем стараться держать баллоны со сварочными смесями в условиях не ниже 0…-10 °C перед применением.
Как и углекислота, аргон тяжелее воздуха (в 1.38 раза плотнее). Он совершенно не поддерживает дыхание. Утечка аргона в закрытом помещении способна незаметно вытеснить кислород, создавая риск асфиксии. Поскольку аргон химически инертен, у него нет ни цвета, ни запаха, ни раздражающего действия – человек может потерять сознание без всяких предварительных симптомов. На практике известны несчастные случаи в сварочных цехах, когда при утечке инертного газа люди погибали от удушья. Зимой риск повышается, окна и вентиляция закрыты, плотные холодные слои аргона могут скапливаться в ямах, приямках, у пола. Также холодный аргон из шланга может обжечь кожу (эффект схож с обморожением).
🔹 Поддерживайте аргоновые баллоны перед работой хотя бы при комнатной температуре – так вы улучшите стабильность расхода и состава газа. Если баллон хранился на морозе, внесите его заранее и дайте прогреться. Следите за состоянием редуктора – при снижении температуры до -20 °C и ниже лучше использовать баллоны, рассчитанные на работу в таком диапазоне. Не допускайте утечек, проверяйте соединения, закрывайте вентиль после работы. Помещение, где ведется аргоновая сварка или резка, должно иметь приточно-вытяжную вентиляцию. Будьте особенно осторожны при работе в колодцах, замкнутых резервуарах и т.п. – в зимних условиях там может незаметно скопиться тяжелый инертный газ. При любых сомнениях используйте портативный газоанализатор кислорода – нормой считается не менее ~19 % O2 в воздухе.
Риски при работе с газом в мороз
Экстремальные температуры усиливают многие риски, связанные с хранением и использованием газов. Кратко пройдемся по главным опасным моментам, о которых необходимо помнить при эксплуатации газовых баллонов зимой:
Падение давления и перебои в подаче
В мороз снижается упругость пара сжиженных газов (пропан, CO2, и сжатые газы теряют давление из-за охлаждения. В результате аппаратура может работать нестабильно или перестать работать вовсе – пламя гаснет, горелка "чихает", давление на выходе редуктора недостаточное. Испарение замедляется пропорционально холоду, поэтому риск внезапной остановки процесса высок.
Обмерзание оборудования
При интенсивном расходе газа его давление падает еще сильнее за счет эффекта адиабатического охлаждения. Это приводит к обмерзанию редукторов, вентилей и шлангов. Лед и иней на арматуре нарушают работу клапанов, мембраны могут затвердеть, каналы сузиться. Особенно страдают редукторы пропана и углекислоты – на них образуется иней, снижается пропускная способность. В некоторых случаях редуктор полностью блокируется льдом и перестает выдавать газ. 🔹Выход – либо прекратить работу и отогреть оборудование, либо иметь запасной редуктор, рассчитанный на низкие температуры. Недопустимо бить по замерзшему вентилю или пытаться силой провернуть застывший маховик – можно сломать шток или уплотнение. Учтите, что прямое пламя для отогрева баллона категорически запрещено – нагрев открытым огнем чреват взрывом из-за резкого роста давления.
Утечки газа
На холоде уплотнители могут давать микротрещины, резьбовые соединения ослабевают из-за сжатия металла. В результате повышается риск утечки. В мороз утечку легче не заметить, например, запах одоранта пропана притупляется из-за холодного воздуха, а тонкой струйки газа вы можете не увидеть. Поэтому критически важно регулярно проверять герметичность оборудования. 🔹Используйте раствор мыльной пены, специальные анализаторы утечек или простейшие индикаторы. Контроль лучше проводить до выхода на мороз и повторно после того, как система постоит на холоде (когда металлы сожмутся). Не поленитесь лишний раз подтянуть хомут или заменить прокладку на морозостойкую.
Хрупкость баллонов
Как мы уже отмечали ранее, стальные баллоны при низких температурах становятся менее пластичными. Удар по промерзшему баллону, падение его с кузова или резкий толчок могут привести к механическому повреждению, это и трещины в корпусе и срезание вентиля. Риск аварий зимой выше, чем летом. 🔹Поэтому соблюдайте все меры предосторожности! Перемещайте баллоны только с помощью надежных тележек или вдвоем, не бросайте их на снег, ограждайте от падения. Каждый баллон, хранящийся на улице, должен быть защищен от падения наледи и сугробов. Не вносите замерзший баллон сразу к горячей печи, дайте полежать при ~0…+5 °C, чтобы металл постепенно "привык".
Травмы персонала
Работа с очень холодными газами несет риск обморожений кожи и слизистых. Струя пропана или CO2 при выходе может иметь температуру десятки градусов мороза – попадание на руки вызывает мгновенный "ожог" холодом. Баллон, покрытый инеем, при прикосновении голой кожей тоже вызовет прилипание и травму.🔹Поэтому зимой обязательно пользуйтесь средствами защиты, это утепленные перчатки, закрытая одежда, защитные очки при выпуске газа. Никогда не пытайтесь "понюхать" вентиль в мороз, чтобы проверить утечку (так можно обморозить носоглотку и получить отравление газом).
Правила хранения газовых баллонов зимой
Грамотное хранение баллонов в холодный период – залог их дальнейшей безопасной эксплуатации в будущем.
«Готовь сани летом, а телегу зимой»
Температурный режим хранения
Большинство технических газов допускается хранить при температуре от -40 до +50 °C. Это стандартный диапазон, в котором баллон не потеряет прочность, а давление внутри останется в допустимых пределах. Однако идеальной является умеренно положительная температура. По возможности держите баллоны в закрытом проветриваемом помещении при +5…+15 °C – особенно это важно для кислорода и для пропана/СУГ. В неотапливаемом складе на улице тоже можно хранить газовые баллоны, если температура не опускается ниже предела – обычно в наших широтах это приемлемо. Но учтите минимальную температуру, если ожидаются экстремальные морозы ниже -30 °C, следует перенести баллоны в укрытие или отапливаемый бокс. Зимой крайне нежелательно хранить баллон, лежащий на земле, лучше поставить его на деревянный настил или подставку, чтобы не было прямого контакта с промерзшим грунтом или ледяной коркой.
Защита от влаги и солнца
Храните баллоны в сухом месте – изоляция от осадков обязательна даже зимой. Снег, обледенение, мокрый дождь при оттепели могут привести к коррозии корпуса и особенно вентиля. Лед, намерзший на клапане, при потеплении может превратиться в воду и проникнуть внутрь клапана, а затем снова замерзнуть. Поэтому регулярно очищайте баллоны от снега, проверяйте нет ли наледи вокруг горловины. Избегайте прямого солнца или вращайте баллон разными сторонами, чтобы нагрев был равномерным. Зима вскоре закончится, вот весеннее солнце может неожиданно сильно разогреть окрашенную поверхность – не оставляйте баллоны на открытом солнце длительно, даже зимой, во избежание роста давления.
Положение баллонов при хранении
Принципы размещения не меняются с сезоном, баллоны с башмаками хранят только вертикально, без башмаков – в горизонтальных стеллажах. Вертикально стоящие баллоны закрепите в клетках или ремнями, чтобы их не опрокинул ветер или случайно не задели снеговой техникой. Горизонтально лежащие – располагайте так, чтобы вентили были однонаправленно (в одну сторону), и не кладите их прямо на землю. Зимой нужно еще учитывать, что пол или грунт могут быть неровными из-за льда – убедитесь, что баллон не может покатиться. Никогда не храните баллоны вперемешку, кислородные – отдельно от горючих (пропан, ацетилен и т.д.) во избежание взаимодействия при ЧП. Если в одном складе находятся и горючие, и окислители, держите между ними расстояние или противопожарную перегородку.
Транспортировка газовых баллонов в зимних условиях
Перевозка баллонов с газом зимой имеет свои отличительные особенности. Доставка на объект в мороз требует принять дополнительные меры предосторожности, связанные как с безопасностью, так и с сохранением работоспособности газа.
Если есть возможность, перевозите баллоны зимой на специально оборудованном транспорте – в закрытом кузове, фургоне или прицепе с термоизоляцией. Для сжиженных газов (пропан) утепленный кузов поможет сохранить давление до пункта назначения. Конечно, не у всех есть спецавтомобиль – альтернативой может быть укрытие баллонов одеялами, утеплителями на время пути. Главное – не возить баллоны открыто на морозном ветру, если температура ниже -20 °C и дорога не близкая. Даже временная упаковка в старое одеяло лучше, чем ничего (но убедитесь, что вентиль остается доступен и открыт для вентиляции, особенно у пропана!).
Зимние дороги – скользкие и неровные, поэтому риск уронить или встряхнуть баллон выше. Перед поездкой жестко закрепите баллон в вертикальном положении, используя специальные стойки, хомуты или хотя бы веревки. Горизонтально перевозят только при острой необходимости и в специальных ложементах – обычным грузовым транспортом лучше возить стоя. Не позволяйте баллону кататься в кузове! Любой удар о борт на морозе – потенциальная трещина корпуса или повреждение вентиля. Помните, холодный металл хрупкий, и то, что летом отделалось бы вмятиной, зимой может обернуться разрывом!
Нередко зимой баллоны везут на легковом транспорте (например, 5-литровый пропан в багажнике легкового авто к даче). Помните, что пропан тяжелее воздуха, и при утечке в замкнутом объеме автомобиля он скопится внизу, создавая взрывоопасную смесь. Ни в коем случае не перевозите газовые баллоны в салоне вместе с пассажирами, если нет абсолютной уверенности в герметичности. Лучше разместить баллон в багажнике любимой ласточки (отдельном от салона). Конечно, лучше вообще избегать личного легкового транспорта для газовых баллонов, а доверить доставку специалистам с лицензией на перевозку опасных грузов. Но если уж пришлось – проветривайте, утепляйте кузов и фиксируйте баллоны как следует!
Профессиональная поддержка в зимних условиях
Ну все, на этом можно и выдохнуть! Еще раз тезисно пройдемся по всему вышесказанному, чтобы все отложилось в памяти правильно!
Как видно, использование газовых баллонов зимой – задача не из самых простых, нужно учитывать и физические нюансы газов, и технические требования, и правила безопасности. Подготовка оборудования к морозам требует опыта и знаний. Чтобы не допустить ошибок, стоит привлекать надежных партнеров!
Мы предлагает комплексную поддержку для работы с газами в холодное время года.
Во-первых, «АльфаГаз» поставляет сертифицированные газы и проверенные баллоны – вы можете быть уверены в качестве и исправности тары. Перед зимним сезоном баллоны проходят контроль, редукторы и вентили проверяются на герметичность.
Во-вторых, специалисты компании помогут подобрать комплектацию, рассчитанную на морозы, от морозостойких редукторов до необходимых аксессуаров (термочехлы, обогреватели, утепленные шланги).
В-третьих, клиентам доступна бесплатная консультация по безопасной эксплуатации – наши специалисты разъяснят любые вопросы! Можно заранее обсудить режим доставки, оперативная доставка день-в-день позволяет не хранить лишние баллоны на морозе, а получать газ по мере необходимости даже в сильный холод. Такой сервис минимизирует риски, связанные с длительным хранением.
«АльфаГаз» берет на себя обеспечение бесперебойности процессов у клиента, даже когда на улице минусовая температура. Опыт компании (более 10 лет на рынке) и наличие всех необходимых сертификатов подтверждают нашу надежность. Многие предприятия уже доверили нам поставку технических газов зимой и отмечают стабильность и удобство сотрудничества!
Наши менеджеры оперативно ответят на запрос, рассчитают стоимость и организуют быструю поставку, чтобы вы могли без перерыва продолжать работу с нужными газами.
С полным товарным ассортиментом можно ознакомиться тут (клик).
Контакты для связи
+7 (903) 900-28-25 (+ WhatsApp / Telegram)
alfagaz54@yandex.ru
🎁 Для наших читателей с Яндекс Дзен мы подготовили особый подарок
Получить его можно тут (клик)
Если статья оказалась для вас полезной – будем рады вашему лайку! Это поможет продвижению нашего Дзен Канала.