كيف يتم تحضير غاز الاستيلين في لحام السيارات
يمكن إنتاج غاز الأستيلين تجارياً بإحداث تفاعل كيميائي بين كربيد الكالسيوم والماء. كما يتم تحضيره في مرافق الصناعة وذلك بتحليل الميثان في درجات حرارة عالية. ويتم تخزين غاز الأسيتيلين في أسطوانات تحت ضغط عالٍ. ويمكن للغاز المضغوط إذا لم يعامل بحذر أن يتحلل كيميائياً وينفجر. وللحيطة من الانفجار فإن الأسيتيلين يذاب في الأسيتون في أسطوانات خاصة، ويمكن بهذه الطريقة شحنه وتخزينه في أمانٍ.
لحام الاستيلين
لحام الأسيتيلين
لحام الأوكسي-أستيلين والقطع به ليس أسلوبا صعبا في اللحام، لكن هناك بعض جوانب السلامة التي لا بد من مراعاتها عند أداء هذه العملية، مثل:
لا يجب استخدام أكثر من (1\7) (سُبع) ما تتسع له الاسطوانة من غاز في الساعة الواحدة، فإن الاستهلاك بأكثر من هذا المعدل قد يتسبب بخروج الأسيتون داخل الاسطوانة إلى الخرطوم، وقد يصل إلى بوري اللحام.
الأسيتلين خطر عند الضغط الذي يتجاوز 15 رطل لكل بوصة مربعة، فإنه يصبح غير مستقر، وقد يتحلل مع انفجار.
التهوية الملائمة عند اللحام تساعد على تجنّب التعرض للكيماويات الغازية.
أهمية حماية العينين:
يجب ارتداء ملابس وأدوات الحماية في كل الأوقات، بما فيها حماية العينين من الوهج والشرر المتطاير. ينبغي ارتداء نظارات حماية خاصة، لأداء وظيفتين هما: حماية عين اللحّام، وتوفير رؤية واضحة لا تتأثر بالأدخنة المتوهجة. في الأربعينات من القرن الماضي كان يتم ارتداء النظارات التي يستعملها مذيبو الكوبالت في معامل السبك واستمر استعمالها حتى الثمانينيات، لكنها لم توفر حماية من الأشعة الفجائية، والأشعة فوق البنفسجية وتحت الحمراء و”الضوء الأزرق”، مما تسبب في إصابات حادة وتضررت أعين الكثيرين. في الستينيات تم استعمال نظارات الديديميوم التي صنعت أساساً من أجل نافخي الزجاج، لكن الكثيرين اشتكوا من تضرر أعينهم من الأشعة تحت الحمراء و”الضوء الأزرق” وحدّة الضوء الناتج من اللحام على الأعين. أما اليوم فيمكنك أن تجد حماية ممتازة للأعين مصممة خصيصا للحام الألمونيوم بالغاز، توفر رؤية جيدة خلال أدخنة الصوديوم المتوهجة وتوفر حماية كاملة من الأشعة فوق البنفسجية وتحت الحمراء و”الضوء الأزرق” والأشعة الفجائية الصادمة للعين، بما يتوافق مع معيار ANSI Z87-1989 للسلامة للعدسات ذات الاستعمال الخاص.
تسرب الغاز:
غازات الوقود الأكثف من الهواء (كالبروبان والبروبيلين والبيوتان وغيرها) قد تتجمع في المناطق المنخفضة إذا سُمح لها بالتسرب. لذلك ولتجنب خطر الاشتعال يجب التزام الحذر عند استخدام هذه الغازات بالقرب من السراديب أو مصارف المجاري. وقد تتسبب الوصلات غير المحكمة بالتسرب ثم الاشتعال أثناء الاستخدام، مما يسبب خطراً للأفراد والممتلكات.
السلامة مع الاسطوانات:
عند استخدام اسطوانات أو حاويات الوقود والأكسجين يجب أن تكون مربوطة بإحكام إلى الحائط أو عمود رأسي أو عربة متنقلة. اسطوانات الأكسجين تستلزم مزيدا من العناية لأن الضغط فيها قد يصل إلى 21 ميجاباسكال (3000 رطل-قوة لكل بوصة مربعة = 200 درجة ضغط جوي) عند ملئها، فإن سقطت وارتطم صمامها بشيء وانكسر فإن الاسطوانة ستصبح كصاروخ مندفع بقوة مميتة بدفع الأكسجين المضغوط، مما يجعله قادراً على اختراق الجدران المبنية. لهذا السبب فمن الخطورة تحريك اسطوانة الأكسجين إلا إذا كان غطاء صمامها مركباً بإحكام في مكانه.
توجد ثلاثة صمامات في مجموعة اللحام بالغاز: صمام الاسطوانة، وصمام التحكم، وصمام البوري. ولكل غاز توجد هذه الصمامات الثلاثة. يوجد الغاز داخل الاسطوانات والحاويات بضغط عالٍ. ويتم عادةً ملء اسطوانات الأكسجين إلى 2200 رطل لكل بوصة مربعة. ووظيفة صمام التحكم تحويل الضغط العالي للغاز إلى تدفق بضغط منخفض مناسب لعملية اللحام. لذلك يجب أن لا يستخدم الغاز ذي الضغط العالي بصورة مباشرة للحام أبداً.
التأثر الكيميائي:
التعرض للمواد الكيميائية هو خطر – أقل وضوحا – من أخطار اللحام. فالتعرض لبعض المعادن أو أكاسيدها أو أول أكسيد الكربون قد يؤدي إلى أضرار صحية حادة. تنتج المواد الخطرة من الوقود أو من قطعة الشغل أو من طبقة حماية قد تكون موجودة على قطعة الشغل. يمكن تجنب الأضرار من التعرض للكيماويات الضارة عن طريق زيادة التهوية في مكان اللحام.
الوقود الأكثر استعمالاً في عمليات اللحام بالغاز هو غاز الأستيلين، وهو يتفاعل على مرحلتين. المرحلة الرئيسية عبارة عن تفكك الأستيلين بوجود الأكسجين لإنتاج الحرارة وأول أكسيد الكربون وغاز الهيدروجين
CH2 + O2 → 2CO + H2
أما المرحلة الثانوية من التفاعل فيتم فيها اتحاد الهيدروجين مع أول أكسيد الكربون مع المزيد من الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. وعندما لا تتمكن المرحلة الثانوية من حرق كل المواد الناتجة عن المرحلة الرئيسية فإن كميات كبيرة من أول أكسيد الكربون تنبعث من اللحام، وهذا غالبا هو الشائع في أكثر عمليات اللحام. غاز أول أكسيد الكربون هو أيضا ناتج رئيسي من نواتج العديد من عمليات الاحتراق الأخرى غير المكتملة.
في الغالب تكون القطع المعدنية عبارة عن سبائك من عدة معادن. وتكون معادن النحاس والألمونيوم وغيرها مختلطة عادةً بالبريليوم، وهو معدن سام للغاية. وعندما يتم لحام هذا المعدن أو قصه تنطلق أدخنة فيها تركيز عالٍ من هذا المعدن السام. وكثرة التعرض للبريليوم تسفر عن ضيق التنفس والسعال المزمن ونقصان في الوزن، مصحوباً بإرهاق وضعف عام. عناصر سبائكية أخرى كالزرنيخ والمنغنيز والفضة والألمونيوم تسبب الأمراض أيضا للذين يستنشقونها.
الطبقات التي تستعمل لتغطية المعادن هي أكثر شيوعا من ذلك أيضا. وتشمل الزنك والكادميوم والفلوريدات حيث تستخدم لحماية الحديد والفولاذ من الصدأ. المعادن المجلفنة أيضا عليها طبقة كبيرة من الزنك. والتعرض لأكسيد الزنك يؤدي للإصابة بمرض يسمى “حمّى أدخنة المعادن”، وتستمر المعاناة من أعراض هذا المرض 24 ساعة فقط لكنها تظل أمراً مؤذياً. والتعرض للزنك يشبه الانفلونزا العادية من حيث الأعراض مثل السخونة والشعور بالبرد والسعال والإرهاق.
هذه المعلومات وفرتها هيئة السلامة والصحة المهنية الأمريكية OSHA.
مواصفات اسطوانة الأسيتيلين
يجب تخزينها تحت ضغط وإضافة مادة كيميائية لحفظ خصائصها وذلك في مكان بارد وجيد التهوية بعيداً عن الحرارة أو الشرر أو اللهب. يحظر استخدام مصادر الإشعال في مكان استخدام الأستيلين أو حمل هذه المصادر أو تخزينها معها. يجب ربط نظام الأنابيب كهربائياً وتوصيله بالأرضي أينما تم استخدام غاز الأستيلين أو التعامل معه أو تخزينه أو استخدام معدات كهربائية وتجهيزات مقاومة للانفجار. لا تستخدم إلا الأدوات والمعدات غير المحدثة للشرر خاصة عند فتح أسطوانة غاز الأستيلين وإغلاقها. يحظر استخدام مصادر الإشعال في مكان استخدام الأستيلين أو حمل هذه المصادر أو تخزينها معها.
النقل: أسطوانات.
التسرب: قم بإخلاء المنطقة الخطرة! استشر خبير! التهوية (حماية شخصية إضافية: جهاز التنفس الذاتي)
التخلص منه: التهوية.
معدات الحماية الشخصية (المهمات): ارتدي قفازات وملابس وقائية. ارتدي ملابس الوقاية المصنوعة من مادة لا تولد تياراً كهربائياً. فقد يحل هذا الغاز محل الأكسجين ويؤدي للاختناق. استخدم جهاز التنفس الذاتي في حالة نقص الأكسجين من الهواء.
بلمرة الأستيلين
بإمرار غاز الإيثاين في أنابيب حديدية مسخنة لدرجة الإحمرار وخالية من الأكسجين، حيث تتبلمر كل ثلاثة جزيئات من الإيثاين لتكوين جزيء من البنزين .
وبذلك يمكن تحويل أحد مركبات الهيدروكربونات الأليفاتية وهو الإيثاين إلى مركب هيدروكربوني أروماتي وهو البنزين.
تفاعل الأستيلين مع برمنجنات البوتاسيوم
تحضير الإيثايـــن (الأسيتيلين)
تشاهد في ورش اللحام اسطوانات مدون عليها ” غاز الاستلين ” ، ان هذا الغاز يحترق بلهب درجة حرارته 3000 س عند خلطه بغاز الاكسجين ، حيث يستفاد من هذه الحرارة العالية في صهر ولحام المعادن .
تحضير الايثاين في المختبر ودراسة بعض خواصه :
يحضر غاز الايثاين من تفاعل الماء مع كربيد الكالسيوم كما في المعادلة التالية :
المواد والادوات المطلوبــــــة :
دورق ذو سدادة بها ثقبان يوصل كما في الشكل — دورق غسيل – حوض به ماء – مخابير لجمع الغاز – كربيد كالسيوم – محلول كبريتات نحاس – محلول برمنجنات بوتاسيوم قلوية – قعب خزفي – ماء –قمع فصل – أنابيب توصيل – رمل .
خطوات العمــــــــل :
ضع حوالي 15 جم من كربيد الكالسيوم في الدورق ( يجب ان يكون جافاً ويغطي بقطعة قماش مبللة )
املأ قمع الفصل بالماء .
يوضع في دورق الغسيل محلول كبريتات النحاس (الثنائية) .
ابدأ بتنقيط الماء ببطء على كبربيد الكالسيوم فيتفاعل معه ويخرج الأستيلين الذي يمرر في محلول كبريتات النحاس لامتصاص الشوائب الموجودة معه ( غاز الهيدروجين والفوسفين وغيرهما )
اجمع عدة مخابر من الغاز بازاحة الماء لدراسة خواصه .
اللحام بالغاز PDF
مولدات غاز الأستيلين