Acetilene (C₂H₂): un gas fondamentale per diverse applicazioni industriali

Proprietà fisiche e chimiche

In condizioni normali, l'acetilene è un gas incolore leggermente più leggero dell'aria. Allo stato puro, l'acetilene è inodore, ma i prodotti commerciali hanno spesso un forte odore di aglio dovuto alle impurità.

Le sue principali caratteristiche fisiche e chimiche sono:

• Massa molare: 26,04 g/mol
• Punto di ebollizione: -84°C
• Punto di fusione: -80,8°C
• Densità: 1,177 kg/m³ (à 0°C)
• Solubilità in acqua: 1,2 g/L (à 20°C)
• Infiammabilità: altamente infiammabile.
• Tossicità: non tossico ma può agire come un semplice asfissiante.
• Temperatura di autoaccensione: 305°C.
• Energia di combustione: La rottura del triplo legame rilascia una grande quantità di energia (~1300 kJ/mol), generando temperature di fiamma elevatissime.

Una proprietà fondamentale dell'acetilene è la sua intrinseca instabilità quando viene compresso. Questa instabilità significa che la pressurizzazione di gas puro in una bombola standard, come azoto o ossigeno, può comportare rischi elevati. Per questo motivo viene disciolto in un solvente, che consente di conservare questo gas a una pressione inferiore e in modo sicuro.

A cosa serve l’acetilene?

Le proprietà dell'acetilene lo rendono un gas indispensabile in diversi settori industriali chiave. È conosciuto principalmente per il suo ruolo importante nei processi di saldatura, brasatura e taglio dei metalli, dove consente operazioni di taglio, assemblaggio e riparazione precise nella costruzione di metalli, nella manutenzione industriale e nella fabbricazione di strutture.

Acetilene nella saldatura e nel taglio dei metalli

L'applicazione più nota dell'acetilene è negli impianti ossiacetilenici. Combinato con l'ossigeno puro, genera una fiamma che supera i 3.000°C (fino a 3.100°C - 3.200°C), rendendolo l'unico gas combustibile capace di saldare l'acciaio per fusione in modo efficiente.

• Ossitaglio: il calore intenso preriscalda il metallo rapidamente, consentendo un taglio netto e preciso anche su spessori elevati.
• Controllo della fiamma: regolando il cannello, è possibile ottenere una fiamma neutra (ideale per acciaio, rame, alluminio), riducente/carburante (per rivestimenti duri) o ossidante (per l'ottone).

Acetilene vs. Propano (GPL): sebbene entrambi siano gas combustibili, le loro prestazioni sono molto diverse.

• Temperatura: l'acetilene raggiunge temperature superiori (~3.100°C) rispetto al propano (~2.800°C).
• Distribuzione del calore: l'acetilene concentra quasi tutta l'energia termica nel "cono primario" della fiamma, permettendo una fusione rapida e puntuale. Il propano ha una distribuzione di calore più diffusa; è ottimo per il taglio (ossitaglio) o il riscaldamento generale, ma non è adatto per la saldatura autogena dell'acciaio.
• Consumo di ossigeno: l'acetilene richiede meno ossigeno per il preriscaldamento rispetto al propano, offrendo una maggiore efficienza in determinati processi.

Utilizzi dell’acetilene nei processi chimici

Grazie alla sua elevata reattività, l'acetilene è un "mattone" fondamentale nella chimica di sintesi:

• Plastiche e polimeri: è utilizzato come monomero essenziale nella produzione di cloruro di vinile, la base per la fabbricazione del PVC (Polivinilcloruro).
• Solventi: serve come intermedio chimico per la sintesi di solventi clorurati industriali.
• Composti organici: storicamente utilizzato per sintetizzare acetaldeide e, tramite processi di polimerizzazione (ciclotrimerizzazione), per ottenere benzene.

Altri impieghi professionali dell’acetilene

Oltre alla metalmeccanica pesante, l'acetilene mantiene un ruolo essenziale in diversi settori moderni grazie alla sua combinazione unica di prestazioni energetiche e versatilità chimica:

• Laboratori e analisi: è il gas combustibile standard per la spettrometria di assorbimento atomico (AAS). Air Liquide propone Acetilene N26, un gas di alta purezza specifico per garantire risultati analitici stabili.
• Trattamenti termici: ampiamente utilizzato per il riscaldamento localizzato di pezzi, il preriscaldo prima della saldatura e la raddrizzatura alla fiamma.
• Cementazione: agisce come fonte ricca di carbonio in specifici processi di cementazione a bassa pressione (LPC), assicurando l'indurimento superficiale uniforme di componenti in acciaio complessi.
• Industria elettronica: utilizzato per la deposizione di rivestimenti in carbonio e per migliorare le proprietà superficiali di componenti tecnici.
• Industria del vetro: offre una soluzione ecologica per la lubrificazione degli stampi, depositando un sottile strato protettivo di carbonio attraverso la fiamma, che facilita il distacco del vetro.

I vantaggi dell’utilizzo dell’acetilene

L'utilizzo dell'acetilene offre vantaggi operativi unici rispetto ad altri gas combustibili, garantendo prestazioni superiori in termini di potenza termica e flessibilità di applicazione:

1. Alte temperature ed efficienza energetica: nessun altro gas industriale eguaglia la temperatura dell'acetilene. La sua combustione primaria rilascia una quantità di calore concentrata che permette di portare il metallo al punto di fusione quasi istantaneamente. Questo si traduce in tempi di avvio più rapidi e in un'alta densità energetica.
2. Precisione e controllo: la fiamma ossiacetilenica è altamente "modellabile" e versatile. L'operatore può controllare visivamente la chimica della fiamma (osservando il dardo interno) per evitare di ossidare il pezzo o per aggiungere carbonio superficiale. Questa precisione lo rende perfetto per riparazioni complesse, brasatura forte e lavori su tubazioni.

Stoccaggio e sicurezza dell'acetilene

L'acetilene è un gas incolore, instabile e altamente infiammabile, che può generare un'atmosfera esplosiva a concentrazioni superiori al 2,3% in aria. Di conseguenza, questo gas richiede modalità di stoccaggio e regole di sicurezza specifiche per garantirne la manipolazione e l'utilizzo in sicurezza.

Metodi di stoccaggio dell'acetilene

A causa della sua natura estremamente volatile, l'acetilene non viene mai immagazzinato come gas compresso puro, poiché rischierebbe di esplodere. Per evitare qualsiasi rischio di pericolosa decomposizione in carbonio e idrogeno — una reazione che rilascia rapidamente una grande quantità di energia e calore e che può essere esplosiva — l'acetilene deve essere stabilizzato conservandolo in bombole appositamente progettate. Queste bombole sono riempite con un materiale poroso (refrattario o monolitico) e contengono un solvente (il più delle volte acetone) in cui il gas è disciolto.

Norme di sicurezza durante la manipolazione dell'acetilene

Le bombole di acetilene richiedono precauzioni speciali e devono essere conservate e maneggiate con la massima cura e in condizioni di totale sicurezza:

• Posizionamento: fissare le bombole in posizione verticale in un luogo sicuro e ben ventilato.
• DPI: utilizzare dispositivi di protezione individuale idonei, tra cui occhiali di sicurezza, guanti e indumenti ignifughi. Tenere sempre a portata di mano un estintore adatto.
• Fonti di ignizione: tenere le bombole lontano da qualsiasi fonte di calore e scintille, nonché da materiali infiammabili o corrosivi. Le bombole non devono mai essere conservate in ambienti con temperature estreme.
• Valvole e chiusura: la valvola della bombola deve rimanere sempre chiusa quando non è utilizzata. Verificare che tutti i dispositivi di sicurezza siano ben fissati e non danneggiati.
• Stoccaggio separato: conservare separatamente le bombole vuote e quelle piene. Le bombole di acetilene devono essere conservate lontano dalle bombole contenenti altri gas (specialmente ossigeno).
• Protezione fisica: proteggere le bombole da qualsiasi impatto meccanico o fisico potenziale.
• Pressione: utilizzare sempre un regolatore approvato. Non impostare mai la pressione di prelievo dell'acetilene a un valore superiore a 1 bar, poiché l'acetilene libero può diventare instabile e decomporsi in modo esplosivo a pressioni più elevate.

Durante il trasporto, le bombole di acetilene devono essere spostate in un veicolo che sia ventilato. Non devono mai essere trasportate in spazi chiusi come il bagagliaio di un'auto o l'abitacolo dei passeggeri.

Assicurarsi che:

1. Le valvole delle bombole siano chiuse.
2. I regolatori siano scollegati.
3. I cappellotti di protezione (tulipe) siano al loro posto.
4. Le bombole siano adeguatamente fissate per evitare qualsiasi movimento e vengano scaricate immediatamente all'arrivo.

Modalità di fornitura dell'acetilene

Se desideri maggiori informazioni sulle modalità di fornitura, non esitare a contattare gli esperti di Air Liquide che sapranno consigliarti il metodo più sicuro e più adatto alle tue esigenze e al tuo profilo di consumo.

Fornitura di bombole e pacchi bombole

Air Liquide fornisce acetilene in tutta Europa in modo sicuro, utilizzando un metodo di fornitura personalizzato per ogni cliente.

• Bombole singole di varie dimensioni, ideali per esigenze di bassi volumi.
• Pacchi bombole per esigenze di volume più elevate.

A seconda delle tue esigenze, puoi optare per la consegna diretta oppure rivolgerti al distributore più vicino: rete di distribuzione in Italia.

Soluzioni di approvvigionamento personalizzate

Per ottimizzare le tue operazioni di saldatura e taglio, Air Liquide propone anche una gamma specifica di soluzioni incentrate sulla fiamma ossiacetilenica (ossigeno-acetilene):

• Bombole portatili ALbee™ Flame Ace: l'acetilene ALbee™ Flame Ace (C₂H₂ 99,5%) è perfettamente adatto per assemblaggi ad alte prestazioni e un taglio efficiente. Il formato della bombola è stato progettato appositamente per l'uso in mobilità; è leggera e disponibile in 3 formati: 2,5L, 5L e 11L.
• Tecnologia della valvola regolatrice di pressione integrata: per rendere la movimentazione più semplice e sicura, le nostre bombole di gas possono essere dotate di MINITOP™. Si tratta di una valvola con regolatore integrato, leva On/Off per lo spegnimento immediato e manometro continuo per visualizzare il livello di gas istantaneamente.

Contatta i nostri esperti e ricevi una consulenza personalizzata per scegliere la modalità di fornitura più adatta alle tue esigenze.

Domande frequenti su l'acetilene

Che cos’è l’acetilene?
È un gas idrocarburo (C₂H₂) incolore e altamente infiammabile, noto per produrre la fiamma più calda utilizzata nell'industria grazie al suo triplo legame carbonio-carbonio.

A cosa serve l’acetilene?
Serve principalmente per la saldatura ossiacetilenica, il taglio dei metalli, la brasatura, l'analisi chimica in laboratorio (spettrometria AAS) e come materia prima per la produzione di plastiche come il PVC.

Come viene conservato l’acetilene?
Viene conservato disciolto in un solvente (acetone) all'interno di bombole contenenti una massa porosa solida. Questo metodo ne garantisce la stabilità. Le bombole devono restare sempre in posizione verticale.

A che altezza posizionare sensori per acetilene?
Poiché l'acetilene è un gas più leggero dell'aria (densità relativa ~0,9), tende a salire e ad accumularsi verso l'alto. Pertanto, i sensori di rilevamento devono essere installati in alto, tipicamente a circa 30 cm dal soffitto, e mai in basso (al contrario di quelli per GPL o propano).