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Manual de seguridad
Gases Industriales
Gases Especiales
Mezclas para soldar
Gases Medicinales
1. Introducción
El Folleto de Información Sobre Gases y Equipo de Infracontiene información abundante sobre gases indus-triales, especiales y médicos; cómo se abastecen; seguri-dad e información técnica; y otros datos útiles tales como:propiedades fisicoquímicas de productos, definiciones,especificaciones de equipo y factores de conversión.
Está diseñado para que sirva como una referencia útilpara quienes habitualmente usan gases industriales ensus operaciones, así como para quienes están involucra-dos con gases en formas menos directas.
El uso seguro y satisfactorio de gases es un objetivo yuna preocupación principal de INFRA y refleja nuestrocompromiso con nuestros clientes y usuarios de gases engeneral.
Si usted necesita respuesta inmediata a un problema téc-nico o de seguridad, por favor comuníquese con nosotrosa uno de los siguientes números telefónicos
Para consultas técnicas, aclaraciones y sugerencias:
01-800-712-2525
Para asistencia en emergencias relacionadas con gases o equipo de Infra
01-55-5310-67-99 y 01-800 22-19-844
Fuentes de InformaciónLos datos en este folleto han sido compilados de diversas fuentesincluyendo el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NationalInstitute of Standards and Technology), el Instituto Estadounidense deEstándares Nacionales (American National Standards Institute) yotras referencias de estándares, así como de folletos informativos deAir Products sobre el producto y sobre seguridad. La Asociación deGases Comprimido (CGA/Compressed Gas Association) es tambiénuna de las fuentes.
Para mayor referencia puede consultar nuestra página de Internet
www.infra.com.mx
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2. Información sobre Gases
Perspectiva General
INFRA fabrica y abastece una gran variedad de gases,los cuales están clasificados como gases industriales,gases especiales, y gases medicinales.
Los gases industriales, que son abastecidos general-mente en grandes volúmenes, se utilizan paranumerosas aplicaciones, incluyendo congelación de ali-mentos; fabricación de aparatos electrónicos, acero yvidrio; procesamiento de metales; producción de pulpa yde papel; procesamiento químico; y soldadura. Los gasesen esta categoría incluyen gases extraídos de la atmós-fera (gases “atmosféricos” ) (argón, nitrógeno, y oxígeno),bióxido de carbono, helio e hidrógeno.
Los gases especiales son gases puros o mezclas degases que tienen diferentes purezas y purezas contro-ladas que se requieren para variadas aplicaciones,incluyendo la calibración analítica, el control de las emi-siones ambientales, entre otras.
Los gases médicos son todos los gases con especifica-ciones USP que se utilizan para terapia de inhalación,oxigenoterapia, anestesia, aparatos médicos, etc.
Las tablas en esta sección proporcionan las propiedadesfísicas, los equivalentes de peso y volumen, de las faseslíquidas y gaseosos y la compatibilidad con materiales decada una de las tres categorías de gases. Además, estecapítulo incluye las descripciones de cada gas industrialasí como guías de selección de gases protectores utiliza-dos para soldar.
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Descripciones de Gases Industriales
Acetileno
El acetileno (C2H2) es un producto químico compuestode carbón e hidrógeno. No tiene color, es más ligero queel aire y es un gas altamente inflamable. En estado co-mercial tiene un olor característico similar al del ajo.Los cilindros o acumuladores, son llenados con un mate-rial poroso que contiene acetona, en la cual se disuelveel acetileno. De esta forma, el acetileno es almacenado abaja presión en condiciones seguras. A menos que estédisuelto en acetona, el acetileno se disocia a presionesarriba de 1 kg/cm2., formando gas hidrógeno, se generacalor, lo cual significa riesgo de explosión.El acetileno se produce por la reacción química del aguacon el carburo de calcio. También se obtiene mediante elcracking de hidrocarburos o por la combustión parcial delmetano con el oxígeno. En México, el 35% del acetileno producido es utilizadopara síntesis química y el 65% restante en procesos desoldadura, corte oxiacetilénico y tratamientos térmicos.
Argón
El argón (Ar) es un gas monoatómico, químicamenteinerte que compone poco menos del 1% del aire. Su den-sidad relativa es de 1.38 (Aire=1) y su punto de ebulliciónes de –302.6°F (–185.9°C). El argón es incoloro, inodoro,insípido, no corrosivo, no inflamable, y no tóxico. El argóncomercial es producto de la separación criogénica deaire, en donde los procesos de licuefacción y de desti-lación se utilizan para producir un producto de argón“crudo” de baja pureza que después se purifica para elproducto comercial.
El argón se utiliza principalmente por sus propiedades de
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gas inerte en aplicaciones tales como la soldadura alarco, la producción de acero, tratamientos térmicos, y lafabricación de aparatos electrónicos.
Bióxido de Carbono
El bióxido de carbono (CO2) es un gas no inflamable,incoloro, e inodoro. Se encuentra en el aire en concentra-ciones de aproximadamente 0.03%. El bióxido de car-bono puede existir simultáneamente como un sólido,líquido, y gas a una temperatura de –69.9°F (–5 6.6°C)y una presión de 60.4 psig (416 kPa). A una temperaturade –110°F (–79°C) y presión atmosférica, el bióxido decarbono se solidifica formando “hielo seco” a una densi-dad de 1560 kilogramos por metro cúbico. Debido a subaja concentración en la atmósfera, el aire no es fuenteviable para la producción de bióxido de carbono. En lugarde esto, el CO2 se obtiene de corrientes derivadas devarios procesos de fabricación. Las cantidades en volu-men de bióxido de carbono por lo general se almacenany se transportan como líquido bajo presión y refrigeraciónelevadas.
Aunque no es verdaderamente inerte, el bióxido de car-bono no es reactivo con muchos materiales y es comun-mente utilizado para propósitos inertes tales como cubriry purgar tanques y reactores. Se utiliza también como ungas protector en el proceso de soldadura de arco. Es lafuente de las burbujas en las bebidas gaseosas y enotras bebidas carbonatadas. Se emplea para llenar cier-tos tipos de extintores de incendio que dependen de suspropiedades inertes, densidad y baja temperatura cuandose libera de almacenaje de alta presión. Además de suspropiedades “inertes”, el bióxido de carbono, como hieloseco, se usa para congelación de alimentos y limpieza desuperficies.
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Helio
El helio (He) es el segundo elemento más ligero en la na-turaleza (el hidrógeno es el más ligero) con una densidadrelativa gaseosa de 0.138.(Aire=1) Es un gas inerte inco-loro, inodoro, insípido, a temperatura ambiente y presiónatmosférica. Su punto de ebullición es de –452.1°F(–268.9°C) a presión atmosférica. El helio está presenteen el aire seco a una concentración de 0.0005%. Su fuente principal son los yacimientos de gas natural dedonde se extrae el helio de la corriente de gas naturalcrudo y se purifica. El helio puede ser almacenado ytransportado ya sea como un gas o como un líquidocriogénico.
El helio se usa mucho como un gas inerte en el procesode soldadura de arco. Además, su gravedad específicabaja y su no-inflamabilidad permiten su uso en aplica-ciones como gas más ligero que el aire, como lo son elllenado de globos y dirigibles. Las mezclas de helio y deoxígeno se emplean como un gas para respiración enbuceo marítimo profundo. El helio líquido se usa en apli-caciones magnéticas superconductoras, incluyendo laformación de imagen con resonancia magnética(MRI/Magnetic Resonance Imaging).
Hidrógeno
El hidrógeno (H2), el elemento más ligero en la natu-raleza, tiene una densidad relativa gaseosa de 0.0695(Aire=1) y un punto de ebullición de –423°F (–252.8°C) apresión atmosférica. Es un gas incoloro, inodoro, insípi-do, inflamable que se encuentra en concentraciones deaproximadamente 0.0001% en el aire. El hidrógeno esproducido por varios métodos, incluyendo la reformaciónde metano, disociación de amoníaco, y recuperación decorrientes de subproductos derivados de la fabricaciónquímica y la reformación del petróleo. El hidrógeno puede
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ser almacenado y transportado ya sea como un gas ocomo un líquido criogénico.
El hidrógeno se utiliza en procesos de refinación depetróleo tales como hidrotratamiento, reformacióncatalítica, hidrocraking (este término significa rompimien-to por medio del hidrógeno). Es una materia prima parainnumerables procesos químicos que van desde la fabri-cación de resinas de polietileno y polipropileno de altadensidad hasta la hidrogenación de aceites comestibles.El hidrógeno se emplea también como un gas reductor enoperaciones de procesamiento de metales. Las aplica-ciones en la industria de aparatos eléctricos se encuen-tran en la fabricación de discos de silicio y chips de com-putadora. El combustible para motor de cohetes es otrouso importante del hidrógeno.
Oxígeno
El oxígeno (02) constituye aproximadamente 21% delaire, tiene una densidad relativa gaseosa de 1.1 (Aire=1),y tiene un punto de ebullición de –297.3°F (–183°C).El oxígeno es producido por procesos de separación delaire que emplean tecnología ya sea de licuefacción y dedestilación criogénica o de adsorción. El oxígeno puedeser almacenado y transportado ya sea como un gas ocomo un líquido criogénico.
Los principales usos del oxígeno provienen de susgrandes propiedades para oxidar y para preservar la vida.Se emplea en medicina para fines terapéuticos y en laindustria de metales para la producción de acero y paraaplicaciones de corte. En la industria química y petrolera,el oxígeno se usa en la producción de una gran variedadde combustibles y de químicos. El O2 se utiliza en laindustria de pulpa y de papel para varias aplicaciones,incluyendo la decoloración de pulpa, la oxidación de licornegro, y el enriquecimiento de hornos de cal.
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En la industria del vidrio, la combustión se utiliza para reducirpartículas y emisiones de N0x en operaciones de fundición.
Nitrógeno
El nitrógeno (N2) constituye el 78.03% del aire, tiene unadensidad relativa gaseosa de 0.967 (Aire=1), y tiene unpunto de ebullición de –320.5°F (–195.8°C) a presiónatmosférica. Es incoloro, inodoro, e insípido. El nitrógenose usa con frecuencia como un gas “inerte” debido a sunaturaleza no reactiva con muchos materiales. Sinembargo, el nitrógeno puede formar ciertos compuestosbajo la influencia de químicos, catalizadores, o alta tem-peratura. El nitrógeno comercial es producido por variosprocesos de separación de aire, incluyendo la licue-facción y la destilación criogénica, la separación poradsorción y la separación por membranas.
El nitrógeno gaseoso se utiliza en las industrias química ypetrolera para el inertizado de contenedores. Se utilizaampliamente en las industrias electrónica y de metales porsus propiedades inertes. El nitrógeno líquido, producido porel proceso criogénico de separación de aire, se empleacomo refrigerante y en aplicaciones tales como la pulve-rización criogénica de plásticos y la congelación de alimentos.
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Gases y Mezclas Protectoras para soldar
GASES PARA SOLDADURA PROCESOSEMIAUTOMÁTICO (MIG/TIG)
DIVISIÓN MEZCLAS PARA SOLDAR
INFRA, presente en el país desde 1919 como productory proveedor de gases para la industria, es una empresainnovadora y dinámica que dentro de su objetivo decumplir con calidad las expectativas de sus clientes paraestar siempre a la vanguardia en el desarrollo de México,presenta su línea de gases y mezclas de protección parasoldadura en procesos MIG y TIG, con la alta calidad ytecnología que siempre la han distinguido, para optimizarsus procesos y aplicaciones.
El gran desarrollo de los procesos de soldadura ha lleva-do al uso de gases y mezclas de alta tecnología que per-mite mejoras considerables en este campo como:
• Mejor calidad mecánica y metalúrgica de la soldadura,ya que la atmósfera gaseosa permite una mejor unión delos metales, lográndose una estructura metalúrgica ópti-ma y de altas propiedades mecánicas.
• Mejor terminado y presentación de los cordones, yaque con el gas o mezcla adecuada se puede controlar enel proceso parámetros como:
- Menor Chisporroteo- Altura de la corona- Penetración- Temperatura de arco- Limpieza de la superficie
• Ahorro, al lograrse mayor velocidad de avance conarcos eléctricos más energéticos y concentrados, se evi-tan retrabajos y daños al material base.
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• Control sobre la emisión de gases contaminantes en laatmósfera, haciéndola más respirable para el personal, ycontribuyendo a conservar el medio ambiente.
El objetivo fundamental de mezclas y gases es protegeral metal fundido de los contaminantes del medio am-biente, combinando las ventajas propias de cada gaspara lograr óptimas condiciones de penetración, avancey terminado en los diversos procesos. Los gases usadoscomúnmente son:
ArgónComo gas protector, el argón proporciona el arco másestable combinado con la acción de limpieza más eficaz.El argón brinda a los soldadores excelente control de lasoldadura de arco y del terminado.
Bióxido de CarbonoEl bióxido de carbono es valioso en los procesos de sol-dadura de arco debido a su alta conductividad térmica y a su capacidad de oxidar metales ferrosos. Las mezclasde bióxido de carbono se recomiendan por lo generalpara aumentar la penetración de la soldadura.
HelioEl helio tiene gradiente de alto voltaje y proporciona máscalor que el argón puro a longitudes de arco equiva-lentes. Usar helio puro resulta excelente cuando se nece-sita la mayor entrada posible de calor. Debido a que elhelio es más ligero y menos denso que el argón, se nece-sita lo doble o lo triple para obtener la misma protección.
HidrógenoEl hidrógeno tiene las propiedades de alta conductividadtérmica y de reducción que lo convierten en un valiosogas protector para el acero inoxidable. Se emplea tam-bién para aumentar la velocidad de soldadura.
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Generalmente, las mezclas de hidrógeno son recomendablespara aumentar la compatibilidad con ciertos materiales.
OxígenoLas características de oxidación y de conductividad delcalor que tiene el oxígeno son útiles para aumentar lavelocidad de soldadura y para mejorar la resistencia delmaterial, la penetración y forma de cordón. El oxígeno semezcla con otros gases protectores para conseguir oxi-dación sin afectar la estabilidad del arco.
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Características yacabado
Forma detransferenciade metal en
el arco
Corto circuito
Rocío
Pulsado
Salpicadurasy chisporro-
teo
Ninguna
Mínima
Media
Velocidadde avance
Alta
Media
Baja
Acabado y/otextura finaldel cordón
Lisa
Buena
Regular
Penetración
Alta
Media
Baja
Altura de la corona
Baja
Media
Alta
Propiedadesmecánicas
Mejores
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Alto
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Bajo
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Tabla selectora de mezclas para soldar
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1.83
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1.55
537
.3
FÓRMULA
PESO MOLECULAR(g/mol)
TEMPERATURACRÍTICA(˚C)
PRESIÓNCRÍTICA(psia)
PRESIÓNCRÍTICA(kPa)
PUNTO DEEBULLICIÓN (˚C)
PUNTO DEFUSIÓN (˚C)
PSAT@70˚F (psia)
PSAT@21˚C (kPa)
PR
OP
IED
AD
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LG
AS
DENSIDADLÍQUIDA@21˚C (kg/m_)
DENSIDADDELGAS@21˚C 1 atm(kg/m_)
VOLUMENESPECÍFICO@21˚C1atm(m_/kg)
GRAVEDADESPECÍFICA(Aire=1)
CalorEspecífico @21°C(kJ/kmol-°C)
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Mon
óxid
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0.2740.6040.8413.1842.8321.000
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0.1480.3270.2641.0001.0740.379
13.7930.4324.6093.11100.0035.31
0.3910.8620.6972.6372.8321.000
1.0002.2050.2751.0421.0340.365
0.4541.0000.1250.4730.4690.166
3.6318.0061.0003.7853.7541.326
0.9592.1150.2641.0000.9920.350
96.71213.2326.63100.82100.0035.31
2.7396.0380.7542.8552.8321.000
1.0002.2050.1560.5910.5210.184
0.4541.0000.0710.2680.2360.083
6.40914.1301.0003.7853.3391.179
1.6933.7330.2641.0000.8820.311
192.00423.2029.95113.4100.0035.31
5.43611.9840.8483.2102.8321.000
1.0002.2052.2388.47011.4404.039
0.4541.0001.0153.8425.1891.832
0.447.98521.0003.7855.1131.805
0.1180.2610.2641.0001.3510.447
8.74119.26919.55974.039100.00035.31
0.2480.54580.5542.0972.8321.000
* Basado en la Oficina Nacional de Estándares Nota 1025(National Bureau ofStandards Note 1025), octubre de 1980.
** El CO2 no tiene un punto normal de ebullición. Se sublima a presión atmosférica:esto quiere decir que pasa directamente de sólido a vapor como se ve con el hieloseco. Por lo tanto, el volumen dado aquí se refiere al líquido saturado a 300 Kpa.
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