В настоящее время существует несколько технологий производства чистого кислорода. Одной из самых распространенных является выделение этого газа из атмосферного воздуха. Однако данная методика считается рентабельной только в условиях массового и непрерывного производства. В противном случае затраты на производство единичных объемов кислорода будут несоразмерно большими. Гораздо выгоднее и проще приобрести готовый газ в специализированных организациях.
Таковыми являются, в основном, кислородные заводы, продуцирующие этот природный газ в объемах более 400-500 м3 ежесуточно. Но в случае отсутствия собственного источника производства появляется насущный вопрос — как хранить и транспортировать выделенный газ?
Хранение и перевозка чистого кислорода сегодня во многих случаях может обходиться конечному потребителю дороже стоимости его производства. Однако, как говорилось ранее, целесообразным синтез этого газа может быть только в случае постоянной необходимости в его потреблении либо при регулярном спросе.
Современные емкости под кислород позволяют минимизировать потери этого довольно дорогостоящего ресурса, но стоимость качественных резервуаров немалая. Классическим способом хранения и транспортировки кислорода является специализированный баллон, представляющий собой вытянутый цилиндр со сферическим основанием и зауженной горловиной, к которой посредством резьбового соединения прикрепляется запорная арматура и приборы учета — датчики давления газа в резервуаре. Нижняя округлая часть баллона обрамляется окантовкой из листового металла, что позволяет значительно повысить удобство эксплуатации, поскольку предоставляет возможность устанавливать баллон вертикально в устойчивом положении.
Горловина баллона с вентилем обычно защищается специальным металлическим колпаком, прикрепляемым к расширительному кольцу. Вентиль же присоединяется посредством другого резьбового соединения, находящегося на внутренней поверхности горловины. Данная внутренняя резьба выполняется согласно коническому стандарту.
Исходя из существующих регламентов емкости для кислорода должны производиться исключительно из высокоуглеродистых стальных сплавов, характеризующихся прочностными показателями, превышающими значение в шестьдесят пять килограмм на каждый квадратный миллиметр. Также должны соблюдаться следующие технические показатели материала изготовления:
В настоящее время емкости под кислород для конечных потребителей изготавливаются разных объемов. Можно приобрести емкость для кислорода объемом от 0.4 до 50 литров. Самыми распространенными считаются емкости под кислород, объем которых составляет сорок литров. Они широко применяются при технологических операциях газовой сварки. Характеристики такого баллона следующие:
Большинство современных потребительских емкостей для кислорода, рассчитанных на рабочее давление порядка ста пятидесяти атмосфер, должны иметь массу не менее, чем 0.6-0.7 килограмм на каждый литр емкости. Хотя в последнее время стали появляться и облегченные конструкции, выполненные на основе высоколегированных стальных сплавов, обладающих повышенным пределом прочности (до 100-120 килограмм на миллиметр квадратный). Такие емкости для кислорода при аналогичном объеме могут иметь вес «нетто» более чем в два раза меньший, нежели масса стандартных баллонов из углеродистой стали.
Запорная арматура для кислородного баллона — вентиль — изготавливается из латунного сплава. Присоединяется вентиль к горловине посредством правой резьбы стандартным размеров в три четверти дюйма. Во избежание утечки кислорода в результате нарушения целостности запорной арматуры либо герметичности присоединения ее к горловине на период хранения, транспортировки емкости для кислорода вентиль защищается специальным защитным колпаком.
Согласно действующим стандартам все емкости под кислород должны окрашиваться в голубые цвета и оборудоваться стандартизованной запорной арматурой со строго определенными присоединительными размерами. На внешней поверхности баллона должна присутствовать надпись крупными буквами черного оттенка «кислород».
По прошествии каждых пяти лет эксплуатации/хранения емкости под кислород обязаны подвергаться испытаниям. Данные проверки должны производиться либо в сертифицированных лабораториях, либо при условии присутствия действующего инспектора Котлонадзора. По результатам испытаний годные к использованию емкости для кислорода маркируются специальным клеймом с датой производства проверки. Располагается это клеймо на верхнем участке баллона в сферической части.
Данная информация свидетельствует о том, что были произведены испытания емкости под кислород при давлении, в полтора раза превышающем номинальное рабочее. То есть баллон должен сохранять герметичность при 225 атмосферах.
В любых взрывоопасных помещениях, производственных цехах даже кратковременное нахождение баллонов, не говоря уже об их эксплуатации, крайне нежелательно. Для осуществления операций с кислородом в подобных местах рекомендуется организовывать внешние пристройки, где и будут располагаться емкости под кислород. В случае необходимости использования этого газа баллоны подсоединяются посредством трубных коммуникаций, зачастую с использованием понижающего редуктора, к потребителю. Во взрывоопасные помещения согласно действующим нормам кислород должен подаваться под давлением, не превышающим значения в десять атмосфер.
Кроме того, действующими правилами запрещается одновременное нахождение в производственном цехе, определяемом как помещение с повышенной взрывоопасностью, более десяти отдельных емкостей под кислород. А во избежание вероятности падения, в результате которого может случиться взрыв баллона либо утечка газа, каждая емкость для кислорода должна быть прикреплена к стене либо любой вертикальной устойчивой конструкции посредством прочного металлического хомута соответствующего размера.
При погрузке/разгрузке емкостей под кислород следует соблюдать предельную осторожность, не допуская при этом никаких резких ударов, толчков. Транспортировать кислородные баллоны по территории предприятия следует в специально для этих целей предназначенных тележках. Хранить емкости для кислорода необходимо в изоляции от прямых солнечных лучей и не допускать высокотемпературных воздействий от других источников.