Processo De Soldagem Oxi-combustível

Processo De Soldagem Oxi-combustível

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O acetileno (C2 H2) é um composto gasoso de Carbono e Hidrogênio, é um gás incolor e sem cheiro quando puro. Entretanto, tem na sua forma comercial um cheiro característico, semelhante ao alho, devido as impurezas tais como: fosfina, arsina, sulfeto de Hidrogênio e amônia.

Sua composição química, C2 H2, é a mais simples dos compostos orgânicos sendo 7,47% de Hidrogênio e 92,24% de Carbono, em peso.

O peso molecular do acetileno é 26,038 g/mol, enquanto que a massa específica nas Condições Normais de Temperatura e Pressão - CNTP é de 1,1747 Kg/m3.

Levando-se em consideração que a massa específica do ar nas CNTP é 1,2928 Kg/m3, a densidade do acetileno em relação ao ar é 1,1747/1,2928 = 0,908. Assim, por se tratar de um gás mais leve que o ar, o mesmo se elevará na atmosfera, obrigando-nos a uma primeira preocupação que é a necessidade de se construir nos locais onde o acetileno irá ser utilizado, sistemas de exaustão nos tetos que evitarão o acúmulo de gás que tenderá a situar-se na parte superior destes recintos.

Como outros materiais, o acetileno também tem o seu ponto triplo, onde o acetileno coexistira nos estados sólidos, líquido e gasoso. Isto ocorrerá nas seguintes condições:

· Pressão absoluta: 1,25 bar · Temperatura: -82,4°C

12.3.1.1.1 PROCESSO DE OBTENÇÃO DO ACETILENO

A produção do acetileno para fins industriais se processa a partir do carbureto de Cálcio.

O carbureto de Cálcio cuja fórmula química é CaC2, por sua vez é produzido em fornos apropriados (fornos elétricos) pela reação entre o Carbono

(C) e o cal (CAO) conforme a reação descrita a seguir:

CaO + 3C CaC2 + CO - 108 Kcal g/mol

O produto final da reação é uma massa pastosa de carbeto de Cálcio, tanto mais puro quanto maior e bem feito for o selecionamento e dosagem da matéria prima alem do tempo de operação.

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Terminada a reação para uma determinada carga, a massa pastosa em alta temperatura é derramada em formas, onde se esfria, formando blocos grandes de carbureto de Cálcio. Estes blocos são levados a um equipamento que os tritura, jogando o produto da trituração em peneiras para o selecionamento de acordo com o tamanho dos pedaços. Assim, as peneiras superiores tem furos maiores e a medida destes furos irá progressivamente reduzindo até que na última, passe somente o que é considerado pó.

É importante destacar que quanto menor o tamanho dos pedaços, menor será a pureza e consequentemente o poder calorífico do gás.

O carbureto após o selecionamento, é acondicionado em tambores ou latas e fechados de forma a não permitir a entrada de ar ou umidade. As fábricas modernas de produção do acetileno, o carbureto de Cálcio é acondicionado em containers com capacidades variando entre 1800 a 2000 Kg.

12.3.1.1.2 SOLUBILIDADE

A solubilidade pode ser defenida como sendo a propriedade de uma substância ser absorvida pela outra sem perda de suas propriedades. O acetileno é muito solúvel em certos líquidos. Sua solubilidade nos solventes aumenta com o aumento da temperatura e o aumento da pressão. Porém, para a água há uma certa particularidade, pois dentro de certos limites de pressão baixa, ela reduz-se com o aumento da temperatura. Na acetona, a solubilidade é proporcional à pressão de 300 vol. a 1,2 MPa (12 bar).

A solubilidade é muito interessante porque, para minimizar seu volume, o acetileno deve ser armazenado e transportado como solução sobre pressão.

Como a solubilidade do acetileno na água à pressão atmosférica é limitada, esta pode ser usada para lavagem do gás e como selo de estanqueidade em geradores e balões.

12.3.1.1.3 CHAMA

A oxidação do acetileno, ou seja, a sua combinação com o Oxigênio, pode produzir chama com temperatura na ordem de 3100°C. O acetileno é um gás cuja combinação, facilmente controlável com o Oxigênio, produz chamas de variadas temperaturas. Estas temperaturas dependem, além da relação combustível/comburente, da pressão dos gases, conteúdo de vapor dágua no acetileno e ainda da temperatura ambiente.

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12.3.1.1.4 INSTABILIDADE

Embora o acetileno não seja produzido pela simples combinação do

Carbono com o Hidrogênio, a cadeia de reações químicas necessária à sua formação mostra que para sua obtenção o conteúdo calorífico final é maior do que o inicial. Ao decompor-se nos seus elementos, o acetileno libera calor . Assim, quando submetido à pressões acima de 2 atm, o acetileno explode com violência o que acontece também quando submetido a choques, centelha ou calor súbito. Em temperaturas acima de 780°C, mesmo à pressão normal, o acetileno é igualmente instável.

12.3.1.1.5 LIMITES DE FLAMABILIDADE

À pressão e temperaturas normais, são os seguintes os limites de explosividade do acetileno nas misturas:

· Com o ar:2,5% para 82% de acetileno em volume.

· Com o Oxigênio: 2,0% para 93% de acetileno em volume

A máxima explosividade com o ar ocorre quando se tem 7,7% de acetileno e 92,3% de ar em volume.

12.3.1.1.6 PROCESSO DE OBTENÇÃO INDUSTRIAL

A forma mais usual de obtenção do acetileno é pela reação química do carbureto de Cálcio (CaC2) com a água:

64g36g 26g 74g

CaC2 + H2O => C2H2 + Ca(OH)2

Desta maneira, teoricamente 1 Kg de carbureto produziria 0,406 Kg de acetileno (C2H2), ou seja, 350 litros nas CNPT. Comercialmente porém, 1 Kg de carbureto de Cálcio produz em laboratório 280 litros de acetileno à 15°C e 760 m/Hg.

A diferença entre a produção teórica e a comercial deve-se ao fato das impurezas, principalmente no carbureto utilizado para a fabricação do acetileno. Além disto, o acetileno obtido contém: água em suspensão, 0,2 a 0,4% de ar, e algumas outras impurezas tais como: PH3 (Fosfina), H2S (Sulfeto de Hidrogênio), NH3 (Amônia), e algumas vezes Hidrogênio, Metano, Monóxido de Carbono, etc.

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A produção do acetileno se faz em geradores, onde o carbureto de Cálcio e a água reagem, produzindo o gás úmido e impuro. A purificação é feita em torres de purificação de Ácido Sulfúrico e, em seguida, em Soda Cáustica.

Há outros processos de purificação tanto mais como menos eficazes, porém este é considerado o de melhor relação custo x benefício para as tecnologias disponíveis atualmente.

O fluxograma da produção de acetileno pode ser visto na figura 1.

FIGURA 1 FLUXOGRAMA DE OTEÇÃO DO ACETILENO

12.3.1.1.7 APLICAÇÕES

Aproximadamente 70% da produção mundial de acetileno é utilizada para a síntese química. O acetileno é matéria prima para uma série de compostos orgânicos, entre os quais o etanol, ácido acético, anídrico acético, acetona, etc. Estes compostos são aplicados nas indústrias de plásticos, borracha sintética, corantes solventes e produtos farmacêuticos.

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