基本简介
二氧化碳(英文名称:Carbon dioxide)是空气中常见的化合物,其分子式为CO₂,由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。空气中有微量的二氧化碳,约占空气总体积的0.03%。二氧化碳能溶于水中,形成碳酸,碳酸是一种弱酸。由于空气中含有二氧化碳,所以通常情况下雨水的PH值大于等于5.6[1](CO₂本身没有毒性,但当空气中的CO₂超过正常含量时,会对人体产生有害的影响。)
性质
碳氧化物之一,是一种无机物,常温下是一种无色无味气体,且。密度比空气略大,能溶于水,并生成碳酸。(碳酸饮料基本原理)使紫色石蕊溶液变红,一定量的CO₂可以使澄清的石灰水(Ca(OH)₂)变浑浊,在做关于呼吸作用的产物等产生二氧化碳的试验都可以用到,还可以支持镁带燃烧。
本段构成原理
C原子以sp杂化轨道形成δ键。分子形状为直线形。非性分子。在CO₂分子中,碳原子采用sp杂化轨道与氧原子成键。C原子的两个sp杂化轨道分别与两个O原子生成两个σ键。C原子上两个未参加杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角,并且从侧面同氧原子的p轨道分别肩并肩地发生重叠,生成两个∏三中心四电子的离域键。因此,缩短了碳—氧原子间地距离,使CO2中碳氧键具有一定程度的叁键特征。决定分子形状的是sp杂化轨道,CO₂为直线型分子式。二氧化碳密度较空气大,当二氧化碳少时对人体无危害,但其超过一定量时会影响人(其他生物也是)的呼吸,原因是血液中的碳酸浓度,酸性增强,并产生酸中毒。空气中二氧化碳的体积分数为1%时,感到气闷,头昏,心悸;4%-5%时感到眩晕。6%以上时使人神志不清、呼吸逐渐停止以致
空气中有微量的二氧化碳,约占0.039%。二氧化碳能溶于水中,形成碳酸,碳酸是一种弱酸。
二氧化碳平均约占大气体积的387ppm。大气中的二氧化碳含量随季节变化,这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时,植物由于光合作用消耗二氧化碳,其含量随之减少;反之,当秋冬季来临时,植物不但不进行光合作用,反而制造二氧化碳,其含量随之上升。二氧化碳常压下为无色、无臭、不助燃[1]、不可燃的气体。二氧化碳是一种温室气体因为它发送可见光,但在强烈吸收红外线。二氧化碳的浓度于2009年增长了约二百万分之一。
CO2气体保护焊的工艺参数
CO2气体保护焊时,由于熔滴过渡的不同形式,需采用不同的焊接工艺参数
(1)短路过渡时的工艺参数 短路过渡焊接采用细丝焊,常用焊丝直径为Φ0.6~1.2,随着焊丝直径,飞溅颗粒都相应。短路过渡焊接时,主要的焊接工艺参数有电弧电压、焊接电流、焊接速度,气体流量及纯度,焊丝深出长度。
1) 电弧电压及焊接电流 电弧电压是短路过渡时的关键参数,短路过渡的特点是采用低电压。电弧电压与焊接电流相匹配,可以获得飞溅小,焊缝成形良好的稳定焊接过程。Φ1.2的一般参数为 电压 19伏;电流120~135。
2) 焊接速度 随着焊接速度的增加,焊缝熔宽、熔深和余高均减小。焊速过高,容易产生咬边和未焊透等缺陷,同时气体保护效果变坏,易产生气孔。焊接速度过低,易产生烧穿,组织粗大等缺陷,并且变形,生产效率降低。因此,应根据生产实践对焊接速度进行正确的选择。通常半自动焊的速度不超过0.5m/min,自动焊的速度不超过1.5m/min。
3) 气体的流量及纯度 气体流量过小时,保护气体的挺度不足,焊缝容易产生气孔等缺陷;气体流量过大时,不仅浪费气体,而且氧化性增强,焊缝表面上会形成一层暗灰色的氧化皮,使焊缝质量下降。为保证焊接区免受空气的污染,当焊接电流大或焊接速度快,焊丝伸出长度较长以及室外焊接时,应气体流量。通常细丝焊接时,气体流量在15~25L/min之间。CO2气体的纯度不得低于99.5%。同时,当气瓶内的压力低于1Mpa,应停止使用,以免产生气孔。这是因为气瓶内压力降低时,溶于液态CO2中的水分汽化量也随之,从而混入CO2气体中的水蒸气越多。
4) 焊丝伸出长度 由于短路过渡均采用细焊丝,所以焊丝伸出长度上所产生的电阻热影响很大。伸出长度增加,焊丝上的电阻热增加,焊丝熔化加快,生产率提高。但伸出长度过大时,焊丝容易发生过热而成段熔断,飞溅严重,焊接过程不稳定。同时伸出后,喷嘴与焊件间的距离亦,因此气体保护效果变差。但伸出长度过小势必缩短喷嘴与焊件间的距离,飞溅金属容易堵塞喷嘴。合适的伸出长度应为焊丝直径的10~12倍,细丝焊时以8~15mm为宜。
二氧化碳潴留的影响
酸碱平衡失调及电解质紊乱
正常人每日由肾排出固定酸的量有一定限度,而经肺排出的H2CO3(挥发酸)则相当大,所以,呼吸衰竭时会严重影响酸碱平衡的调节和体液电解质含量。
1、酸碱平衡失调由于通气障碍所致呼吸衰竭,因大量CO2潴留,PaCO2升高,而引起呼吸性酸中毒;同时因严重缺氧,氧化过程障碍,酸性代谢产物又增多,常可并发代谢性酸中毒。如果患者合并肾功能不全或感染、休克等,则因肾排酸保碱功能障碍或体内固定酸产生增多而加重代谢性酸中毒。换气障碍引起的呼吸衰竭,因缺氧可出现代偿性通气过度,使CO2排出过多,所以在发生代谢性酸中毒的同时可并发呼吸性碱中毒。某些呼吸衰竭患者发生的代谢性碱中毒多为医源性的,常出现在后,如在慢性呼吸性酸中毒中人工呼吸机使用不当,CO2排出过快过多,使血中H2CO3 明显减少,而此时通过代偿调节所增加的HCO3又不能迅速随尿排出,故可发生代谢性碱中毒;在纠正酸中毒时补碱过量亦可引起代谢性碱中毒,如钾摄入不足又应用大量排钾性剂和肾上腺皮质,均可导致低钾血症性碱中毒。
2、电解质紊乱呼吸性酸中毒时,常引起血Cl降低和HCO3增多,这是由于:①肾小管泌氢增加, NaHCO3重吸收增多,同时有较多的Cl以NH4Cl的形式随尿排出;②长期使用剂或颅内压升高发生呕吐亦可丢失过多的Cl③当血液中CO2蓄积,红细胞内的HCO3与血浆Cl交换引起血Cl降低。血钾、血钠、血钙的变化,受酸碱平衡紊乱、措施及肾功能的影响,其浓度可正常,亦可升高或降低
啤酒中二氧化碳的主要作用
1)赋予啤酒杀口性,有开胃、通气、清凉、消暑的作用;
2)有利于啤酒泡沫的形成,有利于泡沫的均匀性、稳定性和持久性;
3)可有效隔氧,提高啤酒的抗氧化能力;
4)啤酒中溢出的二氧化碳有利于啤酒芳香气味的散发;
5)溶解在啤酒内的二氧化碳可抑制杂菌污染,增强啤酒防腐能力,延长啤酒保存期;
6)能降低啤酒的PH值,促进酒花树脂析出,使啤酒苦味更加柔和,口感更好。
高纯二氧化碳(CO2)
又称碳酸气、碳酸酐,无色、无味、无臭的无性气体。固体状态时被称作干冰。
分子量44.01 气体密度1.977g/L 熔点56.6(5270帕) 沸点-78.48(升华)
相对密度(空气=1)1.53 蒸汽压1013.25kPa/-39℃
高纯二氧化碳纯度:99.999% 包装:40L钢瓶包装压力:23KG/瓶
二氧化碳的用途:
化工原料中用二氧化碳来合成化工产品,液体二氧化碳和干冰作为致冷剂用来的冷冻冷藏和人工降雨,也用二氧化碳气体来保存和粮食,另外二氧化碳在饮料添加剂和消防方面也有大量的应用,二氧化碳气体在焊接中也被大量使用。高纯二氧化碳气体:在半导体制造中氧化、扩散、化学气相淀积;某些反应的惰性介质,石墨反应器的热载体;蔬菜保鲜;输送易燃液体的压入气体;标准气,校正气,在线仪表标准气,特种混合气。高纯液体二氧化碳:冷却剂、焊接保护气、铸造工业、灭火剂,联酸盐类的制造。
二氧化碳的危害性:
环境方面大量的二氧化碳排放是造成全球气候变暧的主要原因,二氧化碳本身是无毒的但高浓度的二氧化碳(大于3%)时,呼吸会加快,有气闷和感。大于5%时,会导致缺氧性窒息。固态(干冰)和液态二氧化碳在常压下迅速汽化,能造成-80~-43℃低温,引起皮肤和眼睛严重的冻伤。
安全防护:
储存室要求阴凉通风,温度不宜超过30℃.远离热源和火源。搬运时轻拿轻放,防止倾倒,接触液态二氧化碳时要防止冻伤。
固体二氧化碳
产品名称:干冰、固体二氧化碳
干冰就是固态的二氧化碳,在常温和6079.8千帕压力下,把二氧化碳凝成为无色的液体,再在低压下迅速蒸发,便凝结成一块块压紧的冰雪状固体的物质,其温度是零下78.5℃。这便是干冰。它受热后不经液体,而直接气化。干冰因能直接蒸发成温度很低的、干燥的二氧化碳气体,因此它的冷藏效果特别好,常用于保藏容易腐烂的中、 密度高、保冷持久、无污染。
包装:一般用泡沫箱或客户自带保温箱包装。
二氧化碳用途:
二氧化碳在舞台上用来制造烟雾效果,天旱时用作人工增雨。二氧化碳也可用在消防上,上,用干冰作冷冻,血液冷藏运输等。机械零件的冷装配工艺中,常常采用干冰做冷源。 在混凝土中混入干冰,可控制混凝土的热裂解; 在冶炼金属的出炉或运输过程中,压入干冰来遮蔽热金属,可使灰尘的放逸量减少87左右; 利用干冰做、、航空、电力、石化、汽车内饰件生产等多个领域。干冰清洗的优点是:可实现不停车清洗、对设备无损、保持受洗表面干燥、对环境友好。冷铸,利用它的渗透作用,可以驱出铸件里的气体,使铸件不出砂眼,保证铸件的质量; 通过核反应堆中的干冰制造装置,来轰击核反应堆,可脱除其放射物质;通过化学方法,还可以制出碱和阿斯匹林来。 另外干冰清洗广泛应用在轮胎、铸造、模具、橡胶、烘焙、航空、电力、石化、汽车内饰件生产等多个领域。干冰清洗的优点是:可实现不停车清洗、对设备无损、保持受洗表面干燥、对环境友好。
二氧化碳泄漏应急方法
如果呼吸了大量二氧化碳,会形成碳氧血红蛋白,人体红细胞将失去携带氧气的能力,患者会出现头昏、呕吐等脑细胞缺氧引发的。
如果发生二氧化碳泄露的情况,首先要,接着应立刻通风,打开门、窗等,或站到楼道通风位置,另外由于二氧化碳比氧气重,它会往底处弥漫,所以可以往高的地方去。在撤离泄露区域时,要有次序地逃跑,然后应立刻拨打急救电话,以得到急救帮助。
由于二氧化碳不溶于水,即使用弄湿的毛巾捂住口、鼻,对二氧化碳气体泄露也没有作用,湿毛巾只能对一氧化碳等溶解于水的有毒气体有作用
二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种,是以二氧化碳气为保护气体,进行焊接的方法。在应用方面操作简单,适合自动焊和焊接。在焊接时不能有风,适合室内作业。
方法介绍
二氧化碳气体保护电弧焊(简称CO2焊)是以二氧化碳气为保护气体,
进行焊接的方法。(有时采用CO2+Ar的混合气体)。在应用方面操作简单,适合自动焊和焊接。焊接时抗风能力差,适合室内作业。由于它成本低,二氧化碳气体易生产,广泛应用于各大小企业。由于二氧化碳气体的0热物理性能的影响,使用常规焊接电源时,焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡,通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此,与MIG焊自由过渡相比,飞溅较多。但如采用焊机,参数选择合适,可以得到很稳定的焊接过程,使飞溅降低到小的程度。由于所用保护气体价格低廉,采用短路过渡时焊缝成形良好,加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的高质量焊接接头。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料重要焊接方法之一。
1)焊丝直径
焊丝的直径通常是根据焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求选择。焊接薄板或中厚板的全位置焊缝时,多采用1.6mm以下的焊丝(称为细丝CO2气保焊)。
2)焊接电流
焊接电流的大小主要取决于送丝速度。送丝的速度越快,则焊接的电流越大。焊接电流对焊缝的熔深的影响大。当焊接电流为60~250A,即以短路过渡形式焊接时,焊缝熔深一般为1mm~2mm;只有在300A以上时,熔深才明显的。
(3)电弧电压
短路过渡时,则电弧电压可用下式计算:
U=0.04I+16±2(V)
此时,焊接电流一般在200A以下,焊接电流和电弧电压的佳配合值见表2。当电流在200A以上时,则电弧电压的计算公式如下。
U=0.04I+20±2(V)
4)焊接速度
半自动焊接时,熟练的焊工的焊接速度为18m/h~36m/h;自动焊时,焊接速度可高达150m/h。
(5)焊丝的伸出长度
一般情况下焊丝的伸出长度约为焊丝直径的10倍左右,并随焊接电流的增加而增加。
(6)气体的流量
正常焊接时,200A以下薄板焊接,CO2的流量为10L/min~25L/min;200A以上厚板焊接,CO2的流量为15L/min~25L/min;粗丝大规范自动焊为25L/min~50L/min。
具体工艺参数
电流:一般为:150-350安培,常用规范为200-300安培。
电压:一般范围值:22-40伏特,常用规范为26-32伏特。
干伸长度:焊丝从导电嘴前端伸出的长度,一般为焊丝直径的10-15倍,即10-15毫米长。
焊接速度:每分钟焊接的焊缝长度,单焊道按时每分钟300-500毫米,个别达到25000毫米/分钟(比如截齿的焊丝用的LQ605),摆动焊接时,120-200毫米/分钟。
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