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Gás Industrial

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Oxigênio, nitrogênio e argônio são obtidos do ar pelo processo de separação. Trata-se de um método criogênico desenvolvido há mais de cem anos. O ar é comprimido e dele são removidos vapor, poeira e dióxido de carbono. Em seguida, o ar é refrigerado até atingir temperaturas extremamente baixas, comprimido para seu estado líquido e separado por destilação obtendo-se oxigênio, nitrogênio, argônio e outros gases nobres.

Atualmente, também são utilizados outros processos físicos para separar e purificar os componentes do ar:

  • Separação: por meio de membranas.
  • Adsorção: vários componentes do ar são adsorvidos por um material especial, enquanto outros fluem sem restrição.

Aplicações:

  • Mistura MIG/ATAL
    • O ar atmosférico é expulso da região de soldagem por um gás de proteção com o objetivo de evitar a contaminação da poça de fusão. A contaminação é causada principalmente pelo nitrogênio (N2), oxigênio (O2) e vapor d'água (H2O) presentes na atmosfera. Como exemplo, o nitrogênio no aço solidificado reduz a ductilidade (capacidade de um material sofrer deformação plástica ou permanente sem se romper (carregamentos estáticos) e a tenacidade (energia absorvida pelo material a uma determinada temperatura, a solda pode causar fissuração). Em grandes quantidades o nitrogênio pode causar também porosidade.

      O oxigênio em excesso no aço combina-se com o carbono e forma o monóxido de carbono (CO2), que pode ser aprisionado no metal, causando porosidade. Além disso, o oxigênio em excesso pode se combinar com outros elementos no aço e formar compostos que produzem inclusões no metal de solda - o manganês (Mn) e o silício (Si) por exemplo.

      Quando o hidrogênio (H), presente no vapor d'água e no óleo, combina-se com o ferro (Fe) ou com o alumínio (Al), resultará em porosidade e pode ocorrer fissuração sob cordão no metal de solda.

      Para evitar esses problemas associados com a contaminação da poça de fusão, dois gases principais são utilizados como proteção: argônio (Ar) e dióxido de carbono (Co2).

  • Argônio
    • Gás nobre que pertence à classe dos gases raros e inertes que não participam de reações químicas. A maior quantidade de gás Argônio se encontra na mistura gasosa do ar atmosférico, constitui 0,93% do volume do ar.

      APLICAÇÃO - Este gás tem uma vasta utilização no que diz respeito à conservação de materiais oxidáveis, isto se explica pela propriedade inerte deste gás nobre.

      - É aplicado em lâmpadas incandescentes para evitar a corrosão do filamento de tungstênio presente neste tipo de lâmpada.

      - É considerado protetor para soldas, pois evita oxidação, protegendo-as das substâncias ativas do ar, esta é a chamada soldagem especial com atmosfera protetora. O argônio é empregado puro em materiais não ferrosos como o alumínio, ligas de níquel, ligas de cobre e materiais reativos que incluem o zircônio, titânio e tântalo.

      Proporciona excelente estabilidade ao arco no modo de transferência por aerossol, boa penetração e ótimo perfil do cordão na soldagem desses metais. Algumas soldas em curto-circuito de materiais de pequena espessura são também viáveis. O argônio é usado tanto puro quanto em combinações com outros gases para alcançar o arco desejado na soldagem de metais ferrosos e não ferrosos. Quando usado dessa forma, o argônio é normalmente misturado com outros gases como o oxigênio, hélio, hidrogênio, dióxido de carbono e/ou nitrogênio.

  • Nitrogênio
    • O nitrogênio é um gás presente na atmosfera na proporção de 78% do seu volume total. Como o oxigênio, é fabricado baixando a temperatura até seu ponto de ebulição. Sendo um gás inerte, tem utilização garantida na fabricação de aço e semicondutores, na industria química e de análise.

      APLICAÇÃO - No processo criogênico de fabricação de embalagens plásticas para alimentos. Produção de amônia, matéria prima na produção de fertilizantes e ácido nítrico na indústria eletrônica.

      Agente refrigerante, para armazenamento e transporte de produtos em baixa temperatura; Fabricação de lâmpadas elétricas.

      Também é utilizado como fonte de energia para o funcionamento de equipamentos pneumáticos. É fornecido em cilindros com pressão variando entre 120 e 190 kgf/cm², e também em forma líquida.

      Qualidade Puro, limpo, perfeitamente seco e inerte, o nitrogênio protege seus produtos:

      • Sem oxigênio: seu produto não oxida
      • Sem umidade: seu produto não se altera quimicamente e os pós não aglomeram
      • Não poluente

      Redução no desenvolvimento do risco microbiano

  • Dióxido de Carbono
    • O dióxido de carbono é um gás ligeiramente tóxico, inodoro, incolor e de sabor ácido. O CO2 não é combustível nem alimenta a combustão. É 1,4 vezes mais pesado que o ar. O dióxido de carbono evapora a pressão atmosférica de -78°C. O dióxido de carbono pode interagir de forma violenta com bases fortes, especialmente em altas temperaturas; é obtido como subproduto de algumas combustões. Entretanto, deve passar por um processo de purificação no qual são extraídos os restos de água, oxigênio, nitrogênio, argônio, metano e etileno, entre outros.

      APLICAÇÃO - A espuma de poliuretano está presente em inúmeros produtos que são utilizados no dia-a-dia das pessoas. Nessa aplicação, é utilizado o dióxido de carbono sob alta pressão para formar a espuma. O gás é injetado em conjunto com os produtos químicos, permitindo melhor distribuição do material na forma e facilidade do ajuste da densidade desejada.

      A lavagem da polpa de papel com CO2 é uma tecnologia patenteada, introduzida pela Linde no inicio dos anos 90. Atualmente, é utilizada em mais de 40 linhas de fibras - Kraft e linhas de sulfite. Esta tecnologia oferece melhorias consideráveis na qualidade da lavagem e diminui o impacto sobre o meio ambiente.

      Para que as plantas cresçam e floresçam são necessários água, nutrientes, calor, luz e dióxido de carbono. Existe uma forte correlação entre estes fatores e todos são aplicados dentro de certos limites para garantir os melhores resultados. Os vegetais, as plantas e as árvores de estufas florescem em uma atmosfera ligeiramente enriquecida com dióxido de carbono.

  • Acetileno
    • O Acetileno é um gás incolor e inodoro quando puro. Entretanto, tem na sua forma comercial um cheiro característico, por ser um gás mais leve do que o ar, quando há vazamentos, procura as partes mais altas. Tem seu emprego em combinação com o Oxigênio para: Solda e corte - Tratamento pelo calor - Escarfagem - Desempeno, Têmpera e limpeza por chama - Brasagem - Revestimento de peças metálicas. O acetileno é um hidrocarboneto de fórmula química C2H2.

      É produzido pela reação do carbureto de cálcio com água em geradores especiais, obtendo-se também o hidróxido de cálcio como sub-produto; assim gerado contém água e algumas impurezas em pequenas quantidades que entram no processo junto com as matérias primas, como o ar, ou são formadas em reações paralelas, como fosfina, a amônia, o sulfeto de hidrogênio. Para remoção destas impurezas o acetileno é resfriado, lavado, purificado, comprimido e finalmente acondicionado em cilindros apropriados. Para acondicionamento seguro do acetileno, evitando-se riscos de explosões, os cilindros de estocagem de acetileno contêm um material poroso saturado com um solvente, como a acetona.

  • Hidrogênio
    • Empregado como gás redutor em processos metalúrgicos e cerâmicos, misturas para solda, em tratamento de metais e hidrogenação de gorduras vegetais (margarina). Como gás de arraste e / ou queima, em cromatografia gasosa.

      Componente principal na fabricação de produtos químicos, especialmente amônia (NH3) e metanol (CH3OH). É usado em grandes quantidades nas refinarias para produção de gasolina e lubrificantes, na indústria de fertilizantes, no processo de fabricação de vidros.

      Também é utilizado como célula combustível para gerar potência elétrica e está sendo estudado de modo a movimentar veículos. As células combustíveis não poluem o ambiente e são uma boa alternativa para substituir o óleo combustível. Pode ser utilizado na produção de sabão, margarina e manteiga de amendoim, como combustível para foguetes e, na indústria farmacêutica, para produção de vitaminas e cosméticos.

  • Oxigênio
    • O oxigênio é um gás incolor, inodoro e insípido. É aproximadamente 1,1 mais pesado que o ar e é levemente solúvel em água e álcool. O oxigênio é um líquido de cor azul pálido, ligeiramente mais pesado que a água, quando submetido à pressão atmosférica ou temperaturas inferiores a -183ºC. Sozinho o oxigênio não é inflamável, mas ajuda na combustão. É altamente oxidante, reagindo fortemente quando em contato com materiais combustíveis, podendo provocar incêndio ou explosão. O oxigênio forma compostos com todos os gases, exceto com os gases nobres.

      A produção industrial de oxigênio é feita por meio de um processo de destilação que retira o ar da atmosfera, que é então filtrado, comprimido e resfriado. Por meio destes processos são extraídos os teores de água, gases indesejados e impurezas. O ar purificado passa então por uma coluna onde são separados oxigênio, nitrogênio e argônio, no estado líquido.

  • Hélio
    • Hélio é um gás monoatômico, incolor, insípido, inodoro, e não inflamável. Está presente no ar atmosférico a uma concentração de 5,24 ppm em volume. Faz parte do grupo denominado de "Gases Nobres" e até onde se sabe não forma nenhum composto estável com outros elementos. Sua densidade é muito inferior que o ar atmosférico e sua solubilidade em água muito pequena.

      O hélio é usado na área de soldagem com gás de proteção para o arco de solda, evitando porosidade e oxidação excessiva. É usado em misturas com neônio e argônio para tubos eletrônicos e fabricação de lâmpadas especiais. O hélio tem sido usado para enchimento de balões publicitários e também "bexigas" de látex e alumínio muito utilizadas em festas; na indústria bélica é usado especificamente na área de produção de mísseis para pressurizar o combustível e injetá-lo nas turbinas. É muito usado na pressurização de tubulações e equipamentos especiais para, com o auxílio de um espectrômetro de massa, possibilitar a detecção de micro vazamentos. Em laboratórios tem sido usado como gás de arraste em cromatografia gasosa.

      Misturas de hélio com oxigênio são muito usadas como gás respirável para que mergulhadores, trabalhando em mergulho profundo, possam respirar de forma segura, diminuindo o tempo de despressurização no retorno à pressão atmosférica e diminuindo os riscos de embolia.

      Hélio gasoso sob altíssima pressão, é utilizado no sistema direcional de satélites, para pequenos ajustes de órbita. Hélio líquido refrigerado é utilizado para resfriar os eletroímãs dos equipamentos de ressonância magnética nuclear.

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