基本用途
二氧化碳
固态二氧化碳俗称干冰,升华时可吸收大量热,因而用作制冷剂,如人工降雨,也常在舞台中用于制造烟雾。二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧,常温下密度比空气略大,受热膨胀后则会聚集于上方。也常被用作灭火剂但Mg、Na、K等燃烧时不能用CO₂来灭火,因为:2Mg+CO₂==点燃==2MgO+C、4Na+CO₂==点燃==2Na₂O+C、4K+CO₂==点燃==2K₂O+C。
二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料,温室中常用二氧化碳作肥料。光合作用总反应:CO2+H2O —叶绿体、光照→ C6H12O6 + O2注意:光合作用释放的氧气全部来自水,光合作用的产物不仅是糖类,还有(无蛋白质)、脂肪,因此光合作用产物应当是有机物。
各步分反应:2H₂O —光照→ 2H₂↑+ O₂↑(水的光解) NADP+ + 2e- + H+ → NADPH(递氢) ADP + Pi —→ ATP (递能) CO?+C5化合物→C6化合物(二氧化碳的固定) C6化合物 —ATP、NADPH→(CH₂O)n + C5化合物(有机物的生成)
二氧化碳还可用于制取金刚石,反应的化学方程式为4Na+CO₂=2Na₂O+C,反应的条件为440℃及800个大气压,在这样的条件下,二氧化碳会形成超流体,能够吸附在钠的表面,加速电子从钠传递至二氧化碳的过程。当温度降低至400℃时,没有金刚石的产生了,当压力下降时,生成物也主要以石墨为主。
液体二氧化碳密度1.1克/升。液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳,俗称干冰,是一种低温致冷剂,密度为1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水,20℃时每100体积水可溶88体积二氧化碳,一部分跟水反应生成碳酸。化学性质稳定,没有可燃性,一般不支持燃烧,但活泼金属可在二氧化碳中燃烧,如点燃的镁条可在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。二氧化碳是酸性氧化物,可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。,但空气中二氧化碳含量过高时,也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将二氧化碳跟水在光合作用下合成有机物。二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火。二氧化碳在大气中约占总体积的0.03%,人呼出的气体中二氧化碳约占4%。实验室中常用盐酸跟大理石反应制取二氧化碳,工业上用煅烧石灰石或酿酒的发酵气中来获得二氧化碳。
二氧化碳对农业的影响
实验在CO2高浓度的环境下,植物会生长得更快速和高大。但是,‘全球变暖’的结果可会影响大气环流,继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全球变暖’对各地区性气候的影响,以致对植物生态所 产生的转变亦未能确定。
以CO2作保护气体,依靠焊丝与焊件之间的电弧来熔化金属的气体保护焊的方法称CO2焊。这种焊接法采用焊丝自动送丝,敷化金属量大、生产效率高、质量稳定。因此,在国内外获得广泛应用。
特点
1)采用明弧焊接,熔池可见度好,操作方便,适宜于全位置焊接。并且有利于焊接过程中的机械化和自动化,特别是空间位置的机械化焊接。
2)电弧在保护气体的压缩下热量集中,焊接速度较快,熔池小,热影响区窄,焊件焊后的变形小,抗裂性能好,尤其适合薄板焊接。
3)用氩、氦等惰性气体焊接化学性质较活泼的金属和合金时,具有较好的焊接质量。
4)在室外作业时,必须设挡风装置才能施焊,电弧的光较强,焊接设备比较复杂。
工艺及设备
特点:
(1)焊接成本低 CO₂气体是酿造厂和化工厂的副产品,来源广,价格低,其综合成本大概是手工电弧焊的1/2。
(2)生产效率高 CO₂气体保护焊使用较大的电流密度(200A/mm2左右),比手工电弧焊(10-20A/mm2左右)高得多,因此熔深比手弧焊高2.2-3.8倍,对10mm以下的钢板可以不开坡口,对于厚板可以减少坡口加大钝边进行焊接,同时具有焊丝熔化快,不用清理熔渣等特点,效率可比手弧焊提高2.5-4倍。
(3)焊后变形小CO2气体保护焊的电弧热量集中,加热面积小,CO2气流有冷却作用,因此焊件焊后变形小,特别是薄板的焊接更为突出。
(4)抗锈能力强 CO2气体保护和埋弧焊相比,具有较高的抗锈能力,所以焊前对焊件表面的清洁工作要求不高,可以节省生产中大量的时间。缺点:由于CO2气体本身具有较强的氧化性,因此在焊接过程中会引起合金元素烧损,产生气孔和引起较强的飞溅,特别是飞溅问题,虽然从焊接电源、焊丝材料和焊接工艺上采取了一定的措施,但至今未能完全,这是CO2焊的明显不足之处。
CO₂气体保护焊的分类
CO2气体保护焊按操作方法,可分为自动焊及半自动焊两种。对于较长的直线焊缝和规则的曲线焊缝,可采用自动焊;对于不规则的或较短的焊缝,则采用半自动焊,目前生产上应用多的是半自动焊。CO2气体保护焊按照焊丝直径可分为细丝焊和粗丝焊两种。细丝焊采用直径小于1.6mm,工艺上比较成熟,适宜于薄板焊接;粗丝焊采用的直径大于或等于1.6mm,适用于中厚板的焊接。
CO₂气体保护焊的熔滴过渡
在常用的焊接工艺参数内,CO2气体保护焊的熔滴过渡形式有两种,即细颗粒过渡和短路过渡。
(1)细颗粒状过渡 CO2气体保护焊采用大电流,高电压进行焊接时,熔滴呈颗粒状过渡。当颗粒尺寸增加时,会使焊缝成型恶化,飞溅加大,并使电弧不稳定。因此常用的是细颗粒状过渡,此时熔滴直径约比焊丝直径小2-3倍。特点,电流大、直流反接。
(2)短路过渡 CO2气体保护焊采用小电流,低电压焊接时,熔滴呈短路过渡。短路过渡时,熔滴细小而过渡频率高(一般在250-300l/s),此时焊缝成形美观,适宜于焊接薄件。
CO2气体保护焊的冶金特点
(1)CO2气体的氧化性CO2气体是氧化性气体,在电弧高温作用下会发生分解:CO2=CO+0 在电弧区中,约有40-60%的CO2气体被分解,分解出来的原子态氧具有强烈的氧化性。使碳和其它合金元素如Mn、Si被大量氧化,结果使焊缝金属的机械性能大大下降。CO2焊常用的脱氧措施是在焊丝中加入脱氧剂,常用的脱氧剂是Al、Ti、Si、Mn,而其中尤以Si、Mn用得多。在上述脱氧剂中单使用任一种脱氧剂效果均不理想,所以通常采用Si、Mn联合脱氧。2)气孔 CO2气体保护焊时,如果使用化学成份不合要求的焊丝、纯度不合要求的CO2气体及不正确的焊接工艺,由于CO2气流有一定的冷却作用,熔池凝固较快,很容易在焊缝中产生气孔。……实践表明,在CO2气体保护焊中,采用ER50-6(原为H08Mn2SiA)等含有脱氧剂的焊丝焊接低碳钢、低合金钢时,如果焊前对焊丝和钢板表面的油污、铁锈作了适当的清理,CO2气体中的水分也比较少的情况下,焊缝金属中产生的气孔主要是氮气孔。而氮来自空气的侵入,因此在焊接过程中保护气层稳定可靠是防止焊缝中产生氮气孔的关键。
肾功能的变化
轻度CO2潴留会扩张肾血管,增加肾血流量,尿量增加;当PaCO2超过8.64kPa,血pH明显下降,则肾血管,血流减少,HCO3-和Na+再吸收增加,尿量减少。 呼吸衰竭由于缺氧和CO2蓄积可引起肾小动脉持续性,使肾血流量减少,肾小:球滤过率降低,轻者尿中出现蛋白、红细胞、白细胞及管型等。严重者可发生急性肾功能衰竭,出现少尿、氮质血症和代谢性酸中毒等变化。
(六)胃肠变化
CO2潴留可使胃酸分泌增多,故呼吸衰竭时可出现胃粘膜糜烂、坏死和溃疡形成。导致消化管。
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。
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
优点介绍
1.焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊条电弧焊的40~50%。
2.生产效率高。其生产率是焊条电弧焊的1~4倍。
3.操作简便。明弧,对工件厚度不限,可进行全位置焊接而且可以向下焊接。
4.焊缝抗裂性能高。焊缝低氢且含氮量也较少。
5.焊后变形较小。角变形为千分之五,不平度只有千分之三。
6.焊接飞溅小。当采用碳合金焊丝或药芯焊丝,或在CO2中加入Ar,都可以降低焊接飞溅。
焊接烟尘防治
焊接烟尘成分及特点
焊接烟尘是由金属及非金属物质在过热条件下产生的蒸气经氧化和冷凝而形成的。因此电焊烟尘的化学成分,取决于焊接材料(焊丝、焊条、焊剂等)和被焊接材料成分及其蒸发的难易。不同成分的焊接材料和被焊接材料,在施焊时将产生不同成分的焊接烟尘。
焊接烟尘的特点有:
(1) 焊接烟尘粒子小,烟尘呈碎片状,粒径为1µm左右。 (2) 焊接烟尘的粘性大。
(3) 焊接烟尘的温度较高。在排风管道和滤芯内,空气温度为60~80℃。
(4) 焊接过程的发尘量较大。一般来说,1个焊工操作1d所产生的烟尘量约60~150g。几种焊接(切割)方法施焊时(切割时)每分钟的发尘量和熔化每千克焊接材料的发尘量
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