Wat is carbid?

Carbid is een witgeel tot grijsblauw, kristallijn poeder of steenachtig materiaal dat bestaat uit een anorganische verbinding van calcium en koolstof en heeft een molecuulformule van CaC2. Carbid is een product dat wordt vervaardigd door mensen en kan dus niet als gereed product worden gewonnen uit de natuur. Carbid komt dus niet uit een mijn maar wordt gemaakt. Formeel is calciumcarbide het calciumzout van ethyn. Voor carbid worden ook wel andere benamingen gebruikt zoals karbiet of carbuur.

Hoe wordt carbid gemaakt?
Het produceren van carbid gebeurd door steenkool met een hoog gasgehalte gezamenlijk met ongebluste kalk (calciumoxide) te verhitten. Dit gebeurd met een temperatuur tot wel 2000 graden Celsius. De steenkoolcokes worden in een vlamboogoven in verschillende lagen opgestapeld met daartussen de ongebluste kalk. Vervolgens worden deze lagen verhit door gebruik te maken van een elektrische vlamboog die gecreëerd wordt met grafietelektroden. Na het verhitten koelt het mengsel af en is carbid ontstaan. De hiervoor genoemde methode is in 1888 uitgevonden door Thomas Leopold Willson, hij was een Canadese uitvinder.

Ethyn en acetyleen
Door carbid in contact te brengen met een bepaalde hoeveelheid water ontstaat er een reactie waarbij gas vrijkomt. Dit proces wordt ook wel hydrolyse genoemd. Hydrolyse is de splitsing van een chemische verbinding onder opname van water. Tijdens de hydrolyse tussen carbid en water komt het gas ethyn vrij. Dit gas wordt ook wel acetyleen genoemd en is een brandbaar en explosief gas. Ethyn heeft verschillende toepassingen (gehad) in de techniek. Hieronder lees je in een aantal alinea’s een aantal voorbeelden van de toepassing van carbid en het daaruit geproduceerde acetyleen.

Toepassing calciumcarbide in carbidlampen
Calciumcarbide werd tussen 1900 en 1945 onder andere gebruikt voor een carbidlamp. Vroeger werden carbidlampen geplaatst op voertuigen zoals auto’s en vrachtauto’s. Ook werden speciale carbidlampen gemaakt voor fietsen. Een carbidlamp bevat een waterreservoir. Daaruit druppelt water dat op het carbid. Dit gebeurd met een nauwkeurige afstelling. Voor het contact tussen het water en het carbid ontstaat ethyn. Dit is een brandbaar gas. Wanneer het ethyngas met een vlam ontstoken wordt ontstaat er een wit licht. Carbidlampen moeten nauwkeurig worden afgestemd en zijn niet heel erg praktisch. Toen elektrische verlichting in opkomst kwam verdween de carbidlamp uit de voertuigentechniek.

Carbid en autogeen lassen
Carbid werd vroeger ook in smederijen gebruikt om ethyn oftewel acetyleen te maken als brandstof voor lasbranders. Het acethyleengas wordt gebruikt voor het zogenaamde autogeen lassen. Daarbij wordt acetyleen in een gasmengsel gebracht met zuivere zuurstof. Tegenwoordig wordt ethyn of acetyleen echter in gasflessen geleverd waardoor ethyn door de smid of lasser niet meer uit carbid hoeft te worden vervaardigd. Autogeen lassen wordt ook wel zuurstof-acetyleenlassen lassen genoemd en wordt tegenwoordig nog steeds gedaan. Het autogeenlassen wordt bijvoorbeeld nog gedaan in de installatietechniek. Daarbij worden dikwandige leidingen doormiddel van een autogeenbrander aan elkaar gelast door een autogeen lasser of een dikwandige cv-monteur. Het autogeen lassen verdwijnt echter langzaam uit de installatietechniek. Dit komt omdat het autogeenlassen wordt vervangen door het zogenaamde TIG lassen.

Carbidschieten
Bij veel mensen is carbid vooral bekend vanwege het carbidschieten. Hierbij wordt carbid in combinatie met water gebruikt om een explosie te creëren. Carbidschieten wordt in verschillende delen van Nederland nog jaarlijs gedaan, dit gebeurd meestal rond de jaarwisseling. In Nederland is deze traditie onder de naam carbidschieten bekend maar ook in België kent men deze traditie en noemt men het carbuurschieten. In sommige streken van Nederland heeft men het over pullenschieten, losschieten of melkbusschieten. De laatste benaming is best logisch want vaak wordt voor carbidschieten een melkbus gebruikt. Maar naast een melkbus kan men ook gebruik maken van een aangepaste gasfles of een verfbus.

De melkbus, of andere metalen behuizing, wordt voorzien van een bepaalde hoeveelheid carbid dat met water wordt natgemaakt. Vervolgens wordt de bus afgesloten. Dit gebeurde vroeger vaak met een deksel maar tegenwoordig gebruikt men uit veiligheidsoverwegingen steeds vaker een plastic bal. Door de reactie tussen water en carbid ontstaat het eerder genoemde ethyn. Dit brandbare gas wordt door een klein zundgat ontstoken of men gebruikt een bougie. Het ontstoken gas ontploft met een harde doffe dreun. Door de explosie wordt het deksel of de bal weggeschoten. Een knal met een melkbus kan erg luid zijn. Het EO-programma Checkpoint had in seizoen 7 aangetoond dat men met carbidschieten een geluid van 110 dB kan produceren. Daarom is gehoorbescherming bij carbidschieten zeker belangrijk als persoonlijk beschermingsmiddel. 

Wat is autogeen lassen en waar wordt autogeen lassen toegepast?

Autogeen lassen is een lasproces waarbij gelast wordt met een zeer hete vlam. Voor het creëren van deze hete vlam wordt meestal gebruik gemaakt van acetyleen in combinatie met zuivere zuurstof. Door deze combinatie wordt autogeen lassen ook wel zuurstof-acetyleenlassen of gassmeltlassen genoemd. Er wordt gebruik gemaakt van een speciale brander. De brander wordt bij het autogeen lassen met één hand vast gehouden. Met  de andere hand wordt vulmiddel aangebracht.

Het is erg belangrijk dat de lasvlam goed wordt afgeregeld. Wanneer er teveel zuurstof wordt toegevoegd kan het werkstuk worden beschadigd. Daarnaast kan een overschot aan acetyleen niet tijdig worden verband en geeft daardoor nauwelijks hitte. De vlam kan tijdens autogeen lassen op drie verschillende manieren worden geregeld. Dit heeft te maken met de toevoeging van acetyleen en zuurstof.

Neutrale lasvlam
Er kan gelast worden met een neutrale lasvlam. In deze vlam wordt alle toegevoegde zuurstof gebonden aan acetyleen. Hierdoor blijft er in de lasvlam geen zuurstof over zodat het werkstuk niet kan worden verbrand. Een neutrale lasvlam heeft geen pluim maar een zo groot mogelijke kegel. Aan het uiteinde van de kegel zit een afgeronde punt.

Carburerende lasvlam
Een andere soort lasvlam is de carburerende lasvlam. Deze vlam bevat teveel acetyleen ten opzichte van de toegevoegde zuurtstof. De lasvlam heeft hierdoor een lange gele pluim in plaats van een scherpe kegel.

Oxiderende lasvlam
Naast de hiervoor genoemde lasvlammen kan ook een oxiderende lasvlam ontstaan bij autogeen lassen. Deze lasvlam ontstaat wanneer er weinig acetyleen is toegevoegd. Dit zorgt voor een vlam in de vorm van een kleine kegel. De kegel bevat een scherpe punt. Er is in de vlam teveel zuurstof aanwezig ten opzichte van acetyleen. Door het overschot aan zuurstof wordt het smeltbad gedurende het lasproces beschadigd. Gedeeltes van het smeltbad worden door de lasvlam verbrand.

Stekende en slepende lasmethode
Bij autogeen lassen kan gebruik worden gemaakt van twee verschillende lastechnieken. De eerste techniek is de stekende lasmethode. Deze methode wordt gebruikt bij wanddiktes tot maximaal 4 millimeter. Stekend lassen wordt ook wel duwend lassen genoemd. Hierbij wordt de lasbrander naar voren gebracht terwijl het lastoevoegmateriaal  door de lasvlam heen in het smeltbad wordt aangebracht.

De andere lasmethode die bij autogeen lassen wordt toegepast is de slepende lasmethode. Deze methode wordt ook wel trekkend lassen genoemd en wordt toegepast bij materialen met een wanddikte van 6 millimeter of meer. Hierbij wordt de lasvlam tegen het smeltbad in gehouden. De lasvlam brand hierbij tegen het smeltbad aan en de toorts wordt steeds verder naar achteren getrokken. Het lastoevoegmateriaal wordt met draaiende bewegingen in het smeltbad aangebracht. Door het wegtrekken van de lastoorts stolt het smeltbad en ontstaat de lasverbinding.

Waar wordt autogeen lassen toegepast?
Autogeen lassen wordt tegenwoordig voornamelijk toegepast bij dikwandig installatiewerk. Hierbij wordt autogeen lassen gebruikt voor het aan elkaar lassen van onderdelen van dikwandige installaties ten behoeve van centrale verwarming. Deze dikwandige installaties worden vaak aangelegd in grote utiliteit en industriële gebouwen. De leidingen die daar aan elkaar gelast worden zijn dikwandig. Dit houdt in dat wanddikte van leidingen dikker is dan 3 millimeter. Het autogeen lasproces wordt gebruikt voor het aan elkaar lassen van deze leidingen.  Tegenwoordig wordt autogeen lassen ook wel vervangen door TIG lassen. Autogeen kan ook worden gebruikt om leidingen en buizen te snijden.  Hierbij wordt gebruik gemaakt van een oxiderende lasvlam. Dit wordt ook wel snijbranden genoemd.