Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Аргон займає третє місце за змістом в повітрі (після азоту і кисню), на нього припадають приблизно 1,3% маси і 0,9% обсягу атмосфери Землі.
У промисловості основний спосіб одержання аргону - метод низькотемпературної ректифікації повітря з отриманням кисню та азоту і попутним витяганням аргону. Також аргон отримують як побічний продукт при отриманні аміаку.
Газоподібний аргон зберігається і транспортується в сталевих балонах (по ГОСТ 949-73). Балон з чистим аргоном забарвлений в сірий колір, з написом «Аргон чистий» зеленого кольору.
Як видобувають аргон
аргон газ зварювання ректифікація
Земна атмосфера містить 66 * 1013 тонн аргону. Це джерело газу невичерпний. Тим більше що практично весь аргон рано чи пізно повертається в атмосферу, оскільки при використанні він не зазнає ніяких фізичних або хімічних змін. Виняток становлять дуже незначні кількості ізотопів аргону, що витрачаються на отримання в ядерних реакціях нових елементів і ізотопів.
Отримують аргон як побічний продукт при розділенні повітря на кисень і азот. Зазвичай використовують повітророзподільну апарати дворазової ректифікації, що складаються з нижньої колони високого тиску (попереднє поділ), верхньої колони низького тиску і проміжного конденсатора-випарника. В кінцевому рахунку азот відводиться згори, а кисень - з простору над конденсатором.
Летючість аргону більше, ніж кисню, але менше, ніж азоту. Тому аргону фракцію відбирають в точці, що знаходиться приблизно на третині висоти верхньої колони, і відводять в спеціальну колону. Склад аргонной фракції: 10-12% аргону, до 0,5% азоту, решта - кисень. У «аргонной» колоні, приєднаної до основного апарату, отримують аргон з домішкою 3-10% кисню і 3-5% азоту. Далі слід очищення «сирого» аргону від кисню (хімічним шляхом або адсорбцією) і від азоту (ректифікацією). У промислових масштабах нині отримують аргон до 99,99% -ої чистоти. Аргон витягають також з відходів аміачного виробництва - з азоту, що залишився після того, як велику його частину зв'язали воднем.
Потрібний в господарстві «ледар»
Як найдоступніший і відносно дешевий інертний газ аргон став продуктом масового виробництва, особливо в останні десятиліття.
Спочатку головним споживачем елемента №18 була електровакуумна техніка. І зараз переважна більшість ламп розжарювання (мільярди штук на рік) заповнюють сумішшю аргону (86%) і азоту (14%). Перехід з чистого азоту на цю суміш підвищив світловіддачу ламп. Оскільки в аргоні вдало поєднуються значна щільність з малою теплопровідністю, метал нитки розжарювання випаровується в таких лампах повільніше, передача тепла від нитки до колби в них менше. Використовується аргон і в сучасних люмінесцентних лампах для полегшення запалювання, кращої передачі струму і запобігання катодів від руйнування.
Однак в останні десятиліття найбільша частина одержуваного аргону йде не в лампочки, а в металургію, металообробку і деякі суміжні з ними галузі промисловості. У середовищі аргону ведуть процеси, при яких потрібно виключити контакт розплавленого металу з киснем, азотом, вуглекислотою і вологою повітря. Аргонная середовище використовується при гарячій обробці титану, танталу, ніобію, берилію, цирконію, гафнію, вольфраму, урану, торію, а також лужних металів. В атмосфері аргону обробляють плутоній, отримують деякі сполуки хрому, титану, ванадію та інших елементів (сильні відновники).
Вже існують металургійні цехи об'ємом в кілька тисяч кубометрів з атмосферою, що складається з аргону високої чистоти. У цих цехах працюють в ізолюючих костюмах, а дихають подається через шланги повітрям (повітря, що видихається відводиться також через шланги); запасні дихальні апарати закріплені на спинах працюють.
Захисні функції виконує аргон і при вирощуванні монокристалів (напівпровідників, сегнетоелектриків), а також при виробництві твердосплавних інструментів. Продувкою аргону через рідку сталь з неї видаляють газові включення. Це покращує властивості металу.
Все ширше застосовується дугове електрозварювання в середовищі аргону. У аргонної струмені можна зварювати тонкостінні вироби і метали, які раніше вважалися важкозварювальних.
Не буде перебільшенням сказати, що електрична дуга в аргоновому атмосфері внесла переворот в техніку різання металів. Процес набагато прискорився, з'явилася можливість різати товсті листи самих тугоплавких металів. Продувається уздовж стовпа дуги аргон (в суміші з воднем) охороняє кромки розрізу і вольфрамовий електрод від освіти окисних, нітридних та інших плівок. Одночасно він стискає і концентрує дугу на малій поверхні, чому температура в зоні різання досягає 4000-6000 ° С. До того ж ця газова струмінь видуває продукти різання. При зварюванні в аргоновому струмені немає потреби у флюсах і електродних покриттях, а отже, і в зачистці шва від шлаку і залишків флюсу.
Прагнення використовувати властивості і можливості надчистих матеріалів - одна з тенденцій сучасної техніки. Для сверхчістоти потрібні інертні захисні середовища, зрозуміло, теж чисті; аргон - найдешевший і доступний з благородних газів. Тому його виробництво і споживання росло, зростає і буде зростати.
Зварювання неплавким електродом в захисних газах. (Аргонная сварка)
Принципи процесу, характеристики дуги
При зварюванні плавленням в захисних газах в якості основного інструменту применя ється потужна електрична дуга. У дузі електрична енергія перетворюється в теплову, щільність якої достатня для локального плавлення основного металу. В умовах атмосфери (21% О2 + 78% N2) зона зварювання має надійно захищатися від насичення металу шва киснем і азотом повітря, які, як правило, погіршують його властивості. За Щитно гази, що подаються через сопло, витісняють повітря і таким чином захищають сва Рочной ванну і електрод. Для заповнення зазору між сполучаються крайками деталей або оброблення крайок і регулювання складу металу шва в зону плавлення подають при садочної метал або електродний дріт. Принцип дугового зварювання неплавким вольфрамовим електродом в захисному газі показаний на (рис. 3).
Аргонная сварка переважно проводиться вольфрамовим електродом в інертному газі Ar (TIG) і рідше в Нє, в активних газах N2 і Н2 або в СО2 вугільним електродом. Сварка може виконуватися без присадки (ІН) або з присадкою (ІНП) з суцільною і несуцільний порошкової або активованої дротів. Залежно від роду струму, виду дуг, їх кількості і зовнішніх впливів на неї можна виділити способи зварювання: на постійному, імпульсному або змінному струмі, дугою прямої, непрямої і комбінованої дії; поверхневої, по завантаженій і проникаючої дугою; вільної і стислій; без впливу зовнішнього магнітного поля і в магнітному полі; з коливаннями дуги і без них; при зниженому тиску (в вакуумі) і при підвищеному; одно- і багатодугового і ін.
Основні типи, конструктивні елементи і розміри зварних з'єднань із сталей, а також сплавів на залізонікелевій і нікелевої основах, виконуваних дугового зварювання в захисному газі вказані в ГОСТ 14771
Залежно від рівня механізації і автоматизації процесу розрізняють зварювання:
- ручну, при якій всі переміщення пальника виконуються вручну;
- механізовану, при якій переміщення пальника виконуються вручну, а подача дроту механізована (обмежено для TIG);
- автоматизовану, при якій всі переміщення пальника і подача дроту механи зірованним, а управління процесом зварювання виконується оператором-зварювальником;
- автоматичну (роботизовану), при якій управління процесом зварювання справджується без безпосередньої участі оператора-зварювальника.
Аргоновий лазер - безперервний газовий лазер, який здатний випромінювати світло в різних довжинах хвиль синього і зеленого діапазонів. Є можливість перемикати довжини хвиль, всього їх близько 14.
Лампа розжарювання - це герметично запаяна скляна колба з металевим цоколем, в якій поміщена скляна ніжка із закріпленою на ній спіраллю з тугоплавкого металу, найчастіше вольфраму. Усередині колби знаходиться інертний газ, який має тиск більше атмосферного. Це робиться для того, щоб розпечений метал повільніше випаровувався з поверхні спіралі, і вона не перегорала занадто швидко. Крім цього, таким прийомом домагаються підвищення температури розжарення нитки, і більш яскравого світла.
Принцип роботи лампочки простий. Через контактні поверхні цоколя і провідники всередині ніжки на спіраль надходить електричний струм. Він нагріває спіраль до температури близько 3000 ° С, змушуючи її випускати світлові промені.
Плазмовий куля - один з винаходів Ніколи Тесла - найкрасивіше прояв плазми.
Плазмовий куля являє герметично запаяний посудину (бажано прозорий :)), наповнений вирядженим інертним газом і з поміщеним усередину електродом (іноді ізольованим). На електрод подається висока напруга при високій частоті. Типове напруга на електроді - близько 10 000 вольт. Існує два способи міняти колір отриманої плазми: або міняти напругу, або міняти тиск в кулі.
У харчовій промисловості аргон зареєстрований в якості харчової добавки E938, як палива і пакувального газу.
У медицині під час операцій для очищення повітря і розрізів, так як аргон майже не утворює хімічних сполук.
Розміщено на Allbest.ru