Объем, размеры и устройство газового баллона
Версия для печатиГазовый баллон - стальная емкость, предназначенная для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением.
Газовые баллоны изготовляют из бесшовных труб углеродистой и легированной стали. Для сжиженных газов допускается применение сварных корпусов при рабочем давлении менее 3 МПа.
Некоторые стандарты допускают изготовление корпуса из алюминия или композитных материалов, например ISO 11439. В качестве композитного материала применяют полимер, армированный углеродным волокном, который имеет очень высокие прочностные показатели. Газовые баллоны из композитных материалов сложнее в изготовлении, но у них есть главное преимущество - малый вес.
Содержание
Газовые баллоны используются для хранения не только пропана, который чаще всего применяется в быту, но и для других газов, например, кислород, который применяют в медицине, также для хранения водорода, азота, аргона, гелия, сварочных смесей и многих других газов.
Существует множество разновидностей газовых баллонов, которые характеризуются:
- Материал корпуса
- стальные
- алюминиевые
- композитные
- Назначение
- бытовые
- промышленные
- автомобильные
- туристические
- медицинские
- Газ-наполнитель
- аргон
- азот
- ацетилен
- водород
- гелий
- кислород
- пропан
- сварочные смеси
- и т.д.
- Способ подключения к вентилю
- хомут
- резьба
- Тип резьбы на вентиле
- Правая 3/4" трубная
- Левая 21,8 мм, 14 ниток на 1"
В данной статье будут рассмотрены газовые баллоны изготавливаемые по ГОСТ 949 и ГОСТ 15860, поскольку они повсеместно используются в производстве и в быту.
Устройство газового баллона
Прежде чем перейти к рассмотрению размера и объема газового баллона необходимо сказать несколько слов об его устройстве. Все они имеют схожую конструкцию - стальной цилиндрический сосуд, который имеет выпуклое днище, на которое напрессовывается или приваривается башмак, а вверху заканчивается горловиной. В горловине имеется конусное отверстие, куда ввертывается запорный вентиль, соответствующий определенному газу. С целью защиты вентиля от повреждений на горловину навертывается предохранительный колпак.
Корпус баллона для пропана изготавливается сварным и состоит из верхнего и нижнего днища, которые свариваются вместе или привариваются к обечайке.
Сварное соединение выполняется на подкладном кольце, но допускается производить внутреннюю обжимку одной из деталей.
Баллоны для пропана емкостью до 50 л допускается изготавливать путем приварки верхнего и нижнего днища между собой, без использование обечайки. Преимущества данной конструкции – это уменьшение количества сварных швов и трудоемкости изготовления.
При этом существуют модификации с приварным воротником на верхнее днище, что предохраняет вентиль от повреждений и дополнительно обеспечивает удобство в переноске.
Объем газового баллона
Объем газового баллона зависит от многих факторов, но главными являются – где он будет использоваться и вида газа, который в нем находится. В соответствии с требованиями ГОСТ 949 изготавливают стандартные газовые баллоны объемом от 0,4 до 50 литров с рабочим давлением до 19,6 МПа, предназначенные для хранения и перевозки сжиженных, сжатых и растворённых газов при температуре от -50 до +60ºС. Ну а ГОСТ 15860 содержит требования для газовых баллонов емкостью 5, 12, 27 и 50 л для транспортировки и хранения сжиженных углеводородных газов (пропан, бутан и их смеси) при давлении до 1,6 МПа.
Основные типы и объем газовых баллонов, применяемых в производстве для хранения и транспортировки газов представлены в таблице ниже:
Объем баллона, л |
Вид газа |
Стандарт на технические требования |
|---|---|---|
| 0,4 | азот аммиак аргон бутан бутилен водород воздух гелий кислород ксенон метан пропан и другие горючие газы сернистый ангидрид углекислота фосген хладон хлор хлорметил хлорэтил этилен сварочные смеси |
ГОСТ 949 |
| 0,7 | ||
| 1,0 | ||
| 1,3 | ||
| 2,0 | ||
| 2,0 | ||
| 3,0 | ||
| 3,0 | ||
| 4,0 | ||
| 5,0 | ||
| 6,0 | ||
| 7,0 | ||
| 8,0 | ||
| 10,0 | ||
| 12,0 | ||
| 20,0 | ||
| 25,0 | ||
| 32,0 | ||
| 40,0 | ||
| 50,0 | ||
| 5 | пропан бутан смесь пропана и бутана |
ГОСТ 15860 |
| 12 | ||
| 27 | ||
| 50 |
Для хранения и транспортировки аргона, гелия, углекислого газа в сварочном производстве наибольшее распространение получили баллоны емкостью 40 литров, которые производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 949. А для пропана и бутана чаще всего применяют газовые баллоны объемо 50 литров изготавливаемые по ГОСТ 15860.
Размеры газовых баллонов
Размеры газовых баллонов (диаметр, высота, толщина стенки), как об этом не трудно догадаться, зависят от необходимого объема. Поэтому в разделах ниже мы более детально рассмотрим все эти параметры в отдельности и в конце объединим габариты в одну общую таблицу.
Диаметр газового баллона
Диаметр газового баллона стандартизирован и зависит от его объема. К примеру, по ГОСТ 949 они могут быть диаметром от 70 мм до 219 мм, а для пропана и бутана от 222 мм до 299 мм.
Чтобы не писать кучу лишнего текста мы собрали эти данные в таблицу.
| Объем, л | Диаметр газового баллона, мм | Вид газа (стандарт на технические требования) |
|---|---|---|
| 0,4 | 70 | азот аммиак аргон бутан бутилен водород воздух гелий кислород ксенон метан пропан и другие горючие газы сернистый ангидрид углекислота фосген хладон хлор хлорметил хлорэтил этилен сварочные смеси (ГОСТ 949) |
| 0,7 | ||
| 1,0 | 89 | |
| 1,3 | ||
| 2,0 | ||
| 2,0 | 108 | |
| 3,0 | ||
| 3,0 | 140 | |
| 4,0 | ||
| 5,0 | ||
| 6,0 | ||
| 7,0 | ||
| 8,0 | 140 | |
| 10,0 | ||
| 12,0 | ||
| 20,0 | 219 | |
| 25,0 | ||
| 32,0 | ||
| 40,0 | ||
| 50,0 | ||
| 5 | 222 | пропан бутан смесь пропана и бутана (ГОСТ 15860) |
| 12 | 222 или 250 | |
| 27 | 292 или 299 | |
| 50 |
Толщина газового баллона
Толщина газового баллона зависит не только от объема и рабочего давления, но и от марки стали из которой он изготавливается.
| Объем, л | Минимальная толщина стенки в мм на давление, МПа (кгс/см2) | Вид газа (стандарт на технические требования) |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| из углеродистой стали | из легированной стали | |||||
| 9,8 (100) | 14,7 (150) | 19,6 (200) | 14,7 (150) | 19,6 (200) | ||
| 0,4 | 1,6 | 2,2 | 2,9 | 1,6 | 1,9 | азот аммиак аргон бутан бутилен водород воздух гелий кислород ксенон метан пропан и другие горючие газы сернистый ангидрид углекислота фосген хладон хлор хлорметил хлорэтил этилен сварочные смеси (ГОСТ 949) |
| 0,7 | ||||||
| 1,0 | 1,9 | 2,8 | 3,6 | 1,9 | 2,5 | |
| 1,3 | ||||||
| 2,0 | ||||||
| 2,0 | 2,4 | 3,4 | 4,4 | 2,4 | 3,0 | |
| 3,0 | ||||||
| 3,0 | 3,1 | 4,4 | 5,7 | 3,1 | 3,9 | |
| 4,0 | ||||||
| 5,0 | ||||||
| 6,0 | ||||||
| 7,0 | ||||||
| 8,0 | 3,1 | 4,4 | 5,7 | 3,1 | 3,9 | |
| 10,0 | ||||||
| 12,0 | ||||||
| 20,0 | 5,2 | 6,8 | 8,9 | 5,2 | 6,0 | |
| 25,0 | ||||||
| 32,0 | ||||||
| 40,0 | ||||||
| 50,0 | ||||||
Для транспортировки пропана применяют баллоны с толщиной от 2,0 мм до 3,0 мм поскольку он хранится при давлении 1,6 МПа.
| Объем, л | Минимальная толщина стенки в мм на давление, 1,6 МПа (16 кгс/см2) | Вид газа (стандарт на технические требования) |
|---|---|---|
| 5 | 2,0 | пропан бутан смесь пропана и бутана (ГОСТ 15860) |
| 12 | ||
| 27 | 2,5 | |
| 50 |
Высота газового баллона
Высота газового баллона зависит от вида газа, который в нем храниться и транспортируется. Наверно многие замечали, что баллоны для активных и инертных газов имеют маленький диаметр, но более высокие, а для пропана наоборот – более низкие, но их диаметр больше.
В целях обеспечения безопасной работы и применение вспомогательного оборудования предназначенного только для этого вида газа, используют специальные вентили, которые исключают возможность применения редуктора, не предназначенного для этого газа. Стандартные газовые баллоны по ГОСТ 949 объемом до 12,0 литров преимущественно изготавливается без башмаков. В таблице ниже предоставлена высота корпуса без учета высоты газового вентиля, защитного колпака и башмака.
Следовательно, к высоте корпуса необходимо прибавить:
- 130-150 мм – длина вентиля и/или защитного колпака
- 10-20 мм – зазор между днищем и опорной плоскостью башмака (если он используется)
| Объем, л | Высота корпуса в мм на давление, МПа (кгс/см2) | Вид газа (стандарт на технические требования) |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| из углеродистой стали | из легированной стали | |||||
| 9,8 (100) | 14,7 (150) | 19,6 (200) | 14,7 (150) | 19,6 (200) | ||
| 0,4 | 165 | 170 | 175 | 165 | 165 | азот аммиак аргон бутан бутилен водород воздух гелий кислород ксенон метан пропан и другие горючие газы сернистый ангидрид углекислота фосген хладон хлор хлорметил хлорэтил этилен сварочные смеси (ГОСТ 949) |
| 0,7 | 255 | 260 | 270 | 255 | 255 | |
| 1,0 | 240 | 250 | 255 | 240 | 245 | |
| 1,3 | 295 | 305 | 315 | 295 | 300 | |
| 2,0 | 425 | 440 | 455 | 425 | 435 | |
| 2,0 | 320 | 330 | 340 | 320 | 325 | |
| 3,0 | 445 | 460 | 480 | 445 | 455 | |
| 3,0 | 310 | 325 | 335 | 310 | 320 | |
| 4,0 | 385 | 400 | 415 | 385 | 395 | |
| 5,0 | 460 | 475 | 495 | 460 | 470 | |
| 6,0 | 535 | 555 | 575 | 535 | 550 | |
| 7,0 | 610 | 630 | 660 | 610 | 625 | |
| 8,0 | 680 | 710 | 740 | 680 | 700 | |
| 10,0 | 830 | 865 | 900 | 830 | 850 | |
| 12,0 | 975 | 1020 | 1060 | 975 | 1005 | |
| 20,0 | 730 | 740 | 770 | 730 | ||
| 25,0 | 890 | 900 | 935 | 890 | ||
| 32,0 | 1105 | 1120 | 1165 | 1105 | ||
| 40,0 | 1350 | 1370 | 1430 | 1350 | ||
| 50,0 | 1660 | 1685 | 1755 | 1660 | ||
Поскольку вентили и клапаны для пропана и бутана имеют стандартное устройство и их размеры заранее известны, то в таблице ниже указана длина не только корпуса, но и высота газового баллона в целом. Мы еще раз напомним о том, что вентили для данных видов горючих газов имеют левую резьбу и требуют применения редукторов, предназначенных только для этих газов.
| Объем, л | Высота в мм на давление, 1,6 МПа (16 кгс/см2) | Вид газа (стандарт на технические требования) |
|
|---|---|---|---|
| корпуса | баллона | ||
| 5 | 206 | 295 | пропан бутан смесь пропана и бутана (ГОСТ 15860) |
| 12 | 397 | 485 | |
| 336 | 425 | ||
| 27 | 487 | 590 | |
| 506 | |||
| 50 | 840 | 1015 | |
| 876 | |||
Масса газового баллона
Масса газового баллона или как её неправильно называют «вес газового баллона» является также важным показателем поскольку позволяет установить сколько еще осталось газа.
Напоминаем, что вес – это векторная величина и измеряется в ньютонах, а масса – скалярная величина и измеряется в килограммах.
Особенно это актуально для пропана поскольку известно, что в баллон объемом 50 литров помещается 21,2 кг пропана, а масса пустого составляет 19 кг (при толщине стенки 2,5 мм). Таким образом взвесив баллон, можно точно установить количество газа в нем.
В таблице ниже указана масса корпуса баллона без учета колпака, вентиля, башмака и кольца. Во всех случаях массу кольца принимают приблизительно равной 0,3 кг.
| Объем, л | Масса корпуса в кг на давление МПа (кгс/см2) | Вид газа (стандарт на технические требования) |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| из углеродистой стали | из легированной стали | |||||
| 9,8 (100) | 14,7 (150) | 19,6 (200) | 14,7 (150) | 19,6 (200) | ||
| 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 0,6 | 0,7 | азот аммиак аргон бутан бутилен водород воздух гелий кислород ксенон метан пропан и другие горючие газы сернистый ангидрид углекислота фосген хладон хлор хлорметил хлорэтил этилен сварочные смеси (ГОСТ 949) |
| 0,7 | 0,9 | 1,2 | 1,5 | 0,9 | 1,0 | |
| 1,0 | 1,2 | 1,8 | 2,3 | 1,2 | 1,6 | |
| 1,3 | 1,5 | 2,2 | 2,8 | 1,5 | 1,9 | |
| 2,0 | 2,1 | 3,1 | 4,0 | 2,1 | 2,7 | |
| 2,0 | 2,5 | 3,7 | 4,7 | 2,5 | 3,1 | |
| 3,0 | 3,4 | 5,0 | 6,4 | 3,4 | 4,3 | |
| 3,0 | 4,1 | 6,0 | 7,9 | 4,1 | 5,3 | |
| 4,0 | 5,0 | 7,3 | 9,6 | 5,0 | 6,5 | |
| 5,0 | 5,8 | 8,5 | 11,4 | 5,8 | 7,6 | |
| 6,0 | 6,7 | 9,8 | 13,1 | 6,7 | 8,8 | |
| 7,0 | 7,6 | 11,1 | 14,9 | 7,6 | 9,9 | |
| 8,0 | 8,5 | 12,4 | 16,6 | 8,5 | 11,1 | |
| 10,0 | 10,2 | 15,0 | 20,1 | 10,2 | 13,4 | |
| 12,0 | 11,9 | 17,6 | 23,5 | 11,9 | 15,6 | |
| 20,0 | 28,5 | 32,3 | 42,0 | 28,5 | ||
| 25,0 | 34,0 | 38,7 | 50,5 | 34,0 | ||
| 32,0 | 42,0 | 47,7 | 62,5 | 42,0 | ||
| 40,0 | 51,5 | 58,5 | 76,5 | 51,5 | ||
| 50,0 | 62,5 | 71,3 | 93,0 | 62,5 | ||
Масса вентиля
| Вид газа | Масса вентиля, кг |
|---|---|
| азот, аргон, воздух, гелий, кислород, углекислота, сварочные смеси | 0,55 |
| аммиак, хлор | 0,52 |
| ацетилен | 0,6 |
| пропан, бутан | 0,32 |
Масса колпака
| Тип материала | Масса колпака, кг |
|---|---|
| Сталь | 1,8 |
| Волокнит | 0,5 |
| Силумин | 0,37 |
| Пластик | 0,1 |
Масса башмака
Как было написано ранее, газовые баллоны объемом до 12,0 литров обычно изготавливают без башмаков.
| Объем, л | Масса башмака, кг |
|---|---|
| 20,0 | 5,2 |
| 25,0 | |
| 32,0 | |
| 40,0 | |
| 50,0 |
Теперь, когда у нас есть понимание про массу каждого элемента в отдельности, можно рассчитать вес пустого баллона.
Пример 1: Сколько весит кислородный баллон объемом 40 литров изготовленный из легированной стали с пластиковым колпаком, на давление 19,6 МПа:
- 51,5 кг – масса корпуса
- 0,55 кг - масса вентиля
- 0,1 кг - масса колпака
- 5,2 кг - масса башмака
- 0,3 кг - масса кольца
Итого: 51,5 + 0,55 + 0,1 + 5,2 + 0,3 = 57,65 кг
Пример 2:Сколько весит ацетиленовый баллон объемом 40 литров изготовленный из углеродистой стали на давление 19,6 МПа с колпаком из силумина:
- 76,5 кг – масса корпуса
- 0,6 кг – масса вентиля
- 0,37 – масса колпака
- 5,2 кг – масса башмака
- 0,3 кг – масса кольца
Итого: 76,5 + 0,6 + 0,37 + 5,2 + 0,3 = 82,97 кг
Пример 3:Сколько весит баллон с углекислотой объемом 40 литров изготовленный из легированной стали на давление 19,6 МПа с колпаком из стали:
51,5 кг – масса корпуса
0,55 кг - масса вентиля
1,8 кг - масса колпака
5,2 кг - масса башмака
0,3 кг - масса кольца
Итого: 51,5 + 0,55 + 1,8 + 5,2 + 0,3 = 59,35 кг
Настало время поиска ответа на вопрос о том, сколько весит баллон пропана. Таблице ниже в колонке масса корпуса указан вес без учета вентиля, колпака и кольца. А в предпоследнем правом столбце - вес газового баллона в полной комплектации.
| Объем, л | Толщина стенки, мм | Масса корпуса в кг на давление, 1,6 МПа (16 кгс/см2) | Масса баллона в кг с учетом вентиля, колпака и кольца | Вид газа (стандарт на технические требования) |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 2,0 | 4,0 | 4,2 | пропан бутан смесь пропана и бутана (ГОСТ 15860) |
| 12 | 2,0 | 6,0 | 6,3 | |
| 2,2 | 6,5 | 6,8 | ||
| 27 | 2,5 | 13,0 | 13,3 | |
| 3,0 | 14,5 | 14,8 | ||
| 50 | 2,5 | 19,0 | 19,4 | |
| 3,0 | 22,0 | 22,4 |
В таблицах ниже мы собрали воедино всю представленную выше информацию о размерах газовых баллонов в том числе об объеме, массе, диаметре и толщине, которую можно сохранить себе и пользоваться в случае необходимости.
В качестве небольшого заключения хочется сказать, что в данной статье предоставлена информация об основной части всего разнообразия емкостей для хранения газов. Ввиду поставки баллонов из-за границы на прилавках магазинов появляются различные их модификации, которые изготавливаются не по отечественным стандартам и иногда имеют совершенно другую конфигурацию, размеры и объемы. Также свою долю в увеличение номенклатуры вносят автомобилисты, так как в машинах применяются другие виды баллонов и кулибины, которые переделывают углекислотные огнетушители в емкости для хранения сварочных газов.