Լցման անվտանգության ռիսկեր. Թթվածնի բալոնների ճիշտ լցում

Թթվածնի Սիլինդրի Լցման Հրդեհավտանգ Ռիսկերի Բացատրություն

Թթվածնի Սիլինդրի Լցման Եվ Կոմբուստիայի Հետևանքների Գիտական Բացատրություն

Թթվածնի բալոնների լցումը ստեղծում է պայմաններ արագ օքսիդացման ռեակցիաների համար: Սովորաբար, երբ խոսում ենք շրջակա միջավայրի օդի մասին՝ մոտ 20,9% թթվածնի պարունակությամբ, կրակի առաջացման համար անհրաժեշտ է վառելիքի, ջերմության և թթվածնի ճիշտ հարաբերակցություն: Սակայն ամեն ինչ ամբողջովին փոխվում է, երբ թթվածինը սեղմվում է գրեթե մաքուր ձևով լցման ընթացքում: Ignition կետը այնքան է իջնում, որ ռետինե փականների նստատեղերը կամ շրջակայքում լողում անհետացած փոշու մասնիկները հանկարծ վերածվում են հնարավոր հրդեհային վտանգի: Որոշ ուսումնասիրություններ ցույց են տալիս, որ այս բարձր ճնշման համակարգերում մետալակտրոնները իրականում կարող են տաքանալ մոտ 2500 Ֆարենհեյթի աստիճանների, երբ բախվում են ինչ-որ բանի, ինչը հանգեցնում է կրակի՝ առանց արտաքին կրակի անհրաժեշտության:

Կրակի եռանկյան դինամիկան թթվածնով հարուստ միջավայրում

Կրակի եռանկյունը՝ ջերմություն, վառելիք, թթվածին, զգալիորեն ավելի անկայուն է դառնում, երբ ավելանում է թթվածնի կոնցենտրացիան: Արդյունաբերական ուսումնասիրություններ ցույց են տալիս, որ թթվածնի մակարդակի 21%-ից 24% բարձրացումը նվազեցնում է բոցի առաջացման համար անհրաժեշտ էներգիան 76%(Parker Hannifin, 2023)։ Բալոնների լցման ընթացքում տաքացման հիմնական աղբյուրներն են՝

• Ծայրամասերի գործարկման ընթացքում շփման ուժը
• Արագ ճնշման դեպքում առաջացող ադիաբատային տաքացում
• Էլեկտրական սարքավորումներից առաջացող կայծեր

Նույնիսկ փոքր էներգիայի մուտքը կարող է հրդեհ առաջացնել այս թթվածին-հարուստ միջավայրում

Ինչպես թթվածնի բարձր պարունակությունը զգալիորեն մեծացնում է հրդեհի վտանգը

Լցման ընթացքում կարող են առաջանալ այնպիսի տարածքներ, որտեղ թթվածնի պարունակությունը գերազանցում է 30%-ը: Այդ մակարդակում՝
└ PTFE խցանները հալվում են, ոչ թե պարզապես հալվում, այլ պայթում են
└ Փայթյունային հրդեհները տարածվում են ութ անգամ ավելի արագ, քան շրջապատող օդում
└ Ստանդարտ հրդեհի մարման մեթոդները կորցնում են իրենց արդյունավետությունը՝ պայմանավորված անընդհատ այրմամբ

Այս պայմանները պահանջում են խիստ վերահսկողություն համակարգի ամբողջականության և շահագործման ընթացակարգերի նկատմամբ:

Կոնտամինացման ռիսկեր՝ համակարգերում յուղեր, ճրագներ և մասնիկային նյութեր

Հիդրոկարբոնների նույնիսկ հետային քանակը՝ ընդամենը 0,01 մկգ/սմ², կարող է բռնկվել 300 psi թթվածնի ճնշման տակ, ինչպես ցույց է տրված ASTM G128 համապատասխանության փորձարկումներում: Սովորական աղբավայրերի աղբի աղբավայրերը ներառում են.

Ռիսկի աղբյուր	Օրինակ նյութեր	Ignition Threshold
Լուսանկարներ	Սիլիկոնային գրեիզ	250 psi
Մասնիկներ	Բացասական պորտալի փոշի	150 psi
Մաքրման միջոցներ	Սպիրտի մնացորդներ	180 psi

Նույնիսկ անտեսանելի մնացորդները ճնշման տակ լուրջ բռնկման վտանգ են ներկայացնում:

Արդյունաբերական պարադոքս՝ բարձր պահանջարկ և թթվածնի սիլինդրերի վտանգների անտեսում

Չնայած 42%-ի աճին 2020 թվականից սկսած բժշկական և արդյունաբերական թթվածնի օգտագործման մեջ (GIA, 2023), հաստատությունների 58%-ը չի իրականացնում պարտադիր աղտոտվածության ստուգումները լցնելուց առաջ: Այս թերությունը պահպանվում է, քանի որ.

1. Սիլինդրերի կրկնօրինակ օգտագործման դրույքները գերազանցում են ստուգման հնարավորությունները
2. Անձնակազմի վերապատրաստումը հաճախ արագությունն է առաջնորդում, ոչ թե թթվածնին հատուկ անվտանգության կանոնները
3. Տարածված են սխալ պատկերացումներ, թե թե թե «իներտ» գազերը հրդեհի փոքր վտանգ են ներկայացնում

Այս անհամապատասխանությունը ընդգծում է լավագույն պրակտիկաների ավելի խիստ կատարման անհրաժեշտությունը:

Թթվածնի սիլինդրերի լցման ընթացքում անհրաժեշտ անվտանգության կանոններ

Կենտրոնացված թթվածնի գազային բալոնների (GOX) ճիշտ օգտագործումը բռնկման կանխարգելման համար

Գազային թթվածնի (GOX) բալոններով աշխատելիս պետք է հետևել որոշ հիմնարար, սակայն կարևոր կանոնների՝ հրդեհավտանգությունից խուսափելու համար: Այս փականները բացելիս պետք է շատ զգույշ լինել: Այս քայլը շտապելը կարող է ստեղծել շփման ջերմություն, որը կարող է առաջացնել կրակ, հատկապես քանի որ մենք գործ ունենք մաքուր թթվածնի հետ: Համոզվեք, որ այս անոթները ամրացված են իրենց նախատեսված առանցքներին՝ այն ժամանակ, երբ դրանք տեղաշարժվում են, կամ նույնիսկ երբ դրանք դադարի վիճակում են: Պարզ ընկնելը կարող է ճեղքել փականը կամ, ավելի վատ, ստեղծել վտանգավոր կրակոցներ: Արդյունաբերության 2024 թվականի վերջին զեկույցը նաև ցույց է տալիս շատ վախեցնող ցուցանիշներ. GOX-ի հրդեհների գրեթե երկու երրորդը տեղի են ունենում այն պատճառով, որ մարդիկ կա՛մ սխալ են վարվում փականներով, կա՛մ սխալ են պահում բալոնները: Ուստի ճիշտ վարպետությունը ոչ միայն խորհուրդ է տրվում, այլ անհրաժեշտ է բոլոր այն անձանց համար, ովքեր աշխատում են այս նյութերի հետ:

Անհամատեղելի նյութերի հետ շփման վերացումը, ինչպիսիք են յուղը և ճրագը

Օդածնի հետ աշխատանքի ժամանակ անվտանգությունը մեծ մասամբ կախված է մարդկանց գիտակցողականությունից: Երբեք չթույլատրեք, որ ձեռնոցները կամ կեղտոտ ձեռքերը դիպչեն օդածնի բալոններին, եթե դրանք յուղի կամ ճարպի հետքեր ունեն: Բոլոր գործիքները պետք է հատուկ հաստատված լինեն GOX ծառայության համար՝ համաձայն ASTM G128 հղումների: Կարևոր է նաև փոքր մասնիկների ֆիլտրերը (մոտ 10 միկրոն կամ պակաս) տեղադրել կարգավորիչների մուտքի մոտ, որպեսզի կանխեն անցնեն այդ անցակեղտերը: Հավատալիք չէ, սակայն նույնիսկ մեկ մատնահետքից մնացած յուղը կարող է բռնկվել, երբ ճնշումը հասնի մոտ 2,000 ֆունտ քառակուսի դյույմի վրա: Այդ իսկ պատճառով խելամիտ գործողությունները միշտ այս հատուկ ստուգումներն են իրականացնում անոթները լցնելուց առաջ՝ օգտագործելով UV լույսեր այն թաքնված աղտոտությունները հայտնաբերելու համար, որոնք սովորական լույսի տակ տեսանելի չեն:

Սկզբնական միացում և ճնշման վտանգներ. Ջերմային անկառավարելիությունից խուսափում

Վերահսկվող ճնշման բարձրացումը կարևոր է՝ ադիաբատային տաքացումը խուսափելու համար, որտեղ գազի արագ սեղմումը բարձրացնում է ջերմաստիճանը համակարգի նյութերի ինքնաբռնկման կետերից վեր։ WHA International-ի Թթվածնային համակարգերի անվտանգության ձեռնարկը խորհուրդ է տալիս.

1. Լցման ընթացքում մեղմ բարձրացնել ճնշումը՝ ℃50 psi/վայրկյան
2. Տեղադրել ջերմային հանգույցներ, որոնք անջատում են համակարգերը 150°F (65°C)-ի դեպքում
3. Օգտագործել պայթման սկավառակներ՝ աշխատանքային ճնշումից 10% բարձր դասակարգմամբ

Գործարկման ընթացքում օպերատորները պետք է կանգնած լինեն հնարավոր բռնկման ուղղությանը ուղղահայաց և իրական ժամանակում հսկեն ինֆրակարմիր թերմոգրաֆիան՝ անսովոր տաքացման առկայությունը հայտնաբերելու համար:

Մարդկային սխալների կանխում փականների կառավարման և սպասարկման ընթացքում

Թթվածնային ամրակների փականների կառավարման ճիշտ ընթադարձներ

Թթվածնի համակարգերի հետ աշխատելիս ամեն ինչ ճիշտ կատարելը շատ կարևոր է: Այս փականները բացելիս գործողությունները դանդաղ կատարեք և հետևեք արտադրողի գործիքների վերաբերյալ խորհուրդներին: Շատերի համար ճշգրիտ կարգավորումների համար մոտ քառորդ պտույտ կատարելն է ամենաարդյունավետը: Անցյալ տարի հրապարակված վերջերս հետազոտության համաձայն՝ թթվածնի հետ կապված դեպքերի մոտ յոթից տասը-ն այն պատճառով են, որ մարդիկ շտկում են փականի աշխատանքը: Այս հանկարծակի շարժումները երբեմն ստեղծում են լուրջ տաքացման խնդիրներ՝ հասնելով 1200 ֆարենհեյթի վրա ջերմաստիճանի: Անվտանգությունը պահպանելու համար սարքեք ճնշման հսկման համակարգեր, որոնք աշխատում են գործողությունների ընթացքում: Նաև համոզվեք, որ սարքավորումների հետ աշխատող բոլորը կրում են հատուկ ձեռնոցներ, որոնք նախատեսված են ստատիկ լիցքի կուտակումը կանխելու համար, քանի որ կրակի առաջացումը ամեն գնով պետք է խուսափենք:

Փականների հետ աշխատելիս հաճախ հանդիպող սխալները և դրանցից խուսափելու եղանակները

Երեք սխալ է հաշվարկվում փականների հետ կապված ամենաշատ անհաջողությունների համար.

1. Գանգների խաչաձև միացում , որը ներում է կապարների 42%-ը
2. Ստիպել փականները փակվել երբ առաջանում է դիմադրություն, հաճախ վնասվում են կնիքերը
3. Խողովակների օգտագործում չի միացվում թթվածնի սպասարկմանը, նույնիսկ փոքր քանակներով

Բարձր ճնշման համակարգի վերլուծությունները ցույց են տալիս, որ մարդկային սխալները 81%-ով նվազում են, երբ միայն մոմենտի սահմանափակմամբ բանալիներն ու գույնային նշումներով գործիքների հավաքածուներն են օգտագործվում թթվածնի հետ աշխատանքների համար

Ստուգում օգտագործման առաջ. Ապահովել, որ փականներն ու կարգավորիչները մաքուր լինեն թթվածնի համար

Յուրաքանչյուր փական և կարգավորիչ պետք է ենթարկվի երեք փուլային ստուգման՝ լցման նախապես.

1. Վիզուալ ստուգում մասնիկների համար՝ օգտագործելով մանրադիտակային սկոպներ
2. Լուծիչով սրբման փորձարկում aSTM G93 ստանդարտներին համապատասխան՝ հիդրոկարբոնային մնացորդները նույնականացնելու համար
3. Ֆունկցիոնալ ստուգում իներտ գազի միջավայրում թթվածնին ենթարկվելուց առաջ

Դեկոնստրուկցված բաղադրիչները պետք է մշակվեն վերահսկվող «մաքուր սենյակի» միջավայրում՝ օգտագործելով ֆտորպոլիմերով պատված սայլակներ, որոնք 94 %-ով կրճատում են աղտոտման ռիսկը համեմատած ստանդարտ ստալինե մակերեսների հետ:

Ստուգման, սպասարկման և կաթիլներից կեղծ կանխարգելման լավագույն պրակտիկաներ

Բալոնների պարբերական ստուգման և սպասարկման լավագույն պրակտիկաներ

Շաբաթը մեկ սովորական հսկողական ստուգումները, ինչպես նաև եռամսյակը մեկ ավելի խորքային զննումները կարևոր են անվտանգ շահագործման համար: Տեխնիկները պետք է համոզվեն, որ փականների խողովակները չեն վնասվել, ստուգեն ամրակների պատերը՝ ցանկացած փոսիկի կամ ժանգի հետքերի առկայության դեպքում, և կրկնակի ստուգեն, որ պիտակների վրա նշված բոլոր փորձարկումների ամսաթվերը չեն истекել: Մեծամասնությունը սեղմված գազ օգտագործող կազմակերպությունները պահանջում են հիդրավլիկական փորձարկումներ կատարել մոտավորապես յուրաքանչյուր հինգ տարին մեկ, սակայն գործնականում այն հայտնի է, որ ամսեկան մեկ անգամ կատարվող ճնշման արագ ստուգումները կարող են զգալիորեն կրճատել սարքավորումների անսարքությունները այն տեղերում, որտեղ ամրակներն օգտագործվում են ինտենսիվ ռեժիմով: Որոշ ուսումնասիրություններ ցույց են տալիս, որ այս ռեժիմը համաստեղ կիրառելու դեպքում խնդիրների քանակը կրճատվում է մոտ 40%:

Խցանման փոքրագույն արտահոսքերի և նյութի վատթարացման հայտնաբերումը լցնելուց առաջ

Գերազանց հայտնաբերման մեթոդներ՝ ինչպիսիք են ուլտրաձայնային ստուգումը (0.0001 SCCM կորուստների նկատմամբ զգայուն) և հելիումի զանգվածային սպեկտրոմետրիան, հնարավորություն են տալիս վաղ նախազգուշացնել համակարգի խախտման մասին: Տվյալները ցույց են տալիս, որ միկրոկորուստների 68%-ը սկիզբ են առնում փականի փողիկի հանգույցներից, հատկապես 10 տարիից ավելի հին ամրակներում: Օպերատորները պետք է կատարեն երեք քայլանի ստուգում.

• Ճնշման նվազման ստուգում (առնվազն 30 րոպե պահել)
• Բոլոր միացման կետերում օճառաջրի կիրառում
• Ջերմային տեսաբանալիզ՝ գազի արտահոսքը ցույց տվող սառը հատվածները հայտնաբերելու համար

Տվյալների վերլուծություն. ամրակների դեպքերի 73%-ը կապված է վատ սպասարկման հետ (NFPA, 2022)

Ըստ 2022 թվականի ՆՊՌԾ-ի վերջին հայտնաբերումների, օդածին սարքավորումների անվտանգության հարցում համակարգում առկա են լուրջ խնդիրներ: Նրանք հիմնականում հայտնաբերել են ամանների ներսում աղտոտվածություն, որը լցման ընթացքում օդածնի հետ կապված հրդեհների 100-ից մոտ 58-ի պատճառ է դառնում: Ողողների կորուստը կանխելու համար փորձագետները խորհուրդ են տալիս O-օղակները փոխարինել մոտ 500 անգամ լցվելուց հետո: Կարևոր է նաև օգտագործել ճիշտ տեսակի ճոխացուցիչ, որը համատեղելի է տարբեր համակարգերի հետ և հատուկ նախատեսված է օդածնի ծառայության համար, արդյունաբերական շրջանակներում հայտնի որպես ASTM G93 տիպ I: Եվ ահա մի բան, որն անհրաժեշտ է սպասարկման անձնակազմի համար. եթե ամանը ցուցադրում է փոսերի առկայություն, որտեղ վնասվածքը պատի ներսում գերազանցում է 10%-ը, ապա ըստ DOT 3AL կանոնների, ամանը պետք է անմիջապես հանվի շահագործումից՝ մինչև որևէ մեկի վնասվածք հասցնելը:

Անվտանգ պահեստավորում, վերապատրաստում և օդածնի անվտանգության մշակույթի ստեղծում

Լցվելուց հետո անվտանգ կերպով կրելու և պահեստավորելու հանձնարարականներ

Լրիվ թթվածնային ամանները պահելու ժամանակ դրանք պետք է ուղղահայաց պահվեն ամուր ռեշտակներում՝ փականներին դրված պաշտպանիչ ծածկիկներով: Պահեստավորման վայրը պետք է նաև սառը լինի՝ մոտավորապես 125 Ֆարենհայթի աստիճանի կամ մոտ 52 Ցելսիուսի աստիճանի տակ, հրդեհվող նյութերից հեռու: Ըստ 2024 թվականի NFPA-ի վերջերս հրապարակված տվյալների՝ թթվածնի հետ կապված խնդիրների գրեթե մեկ երրորդը առաջանում է այն պատճառով, որ մարդիկ ճիշտ ձևով չեն պահեստավորում դրանք: Այս ամանները նաև մի դնեք ելքի դռների կամ բազմացանկային անցուղիների մոտ, քանի որ պատահական հարվածները կարող են լուրջ վնաս հասցնել փականներին և ստեղծել վտանգավոր իրավիճակներ:

Հրդեհվող նյութերից անջատում և ճիշտ օդափոխման պահանջներ

Թթվածնի ամրակների պահեստավորման վայրը պետք է գտնվի նավթամթնոլորտային նյութերից, օրինակ՝ բենզինից կամ յուղանյութերից, առնվազն 6 մետր (20 ֆուտ) հեռավորության վրա: Ներքին պահեստավորման համար անհրաժեշտ է ապահովել ճիշտ օդի շրջանառություն՝ օգտագործելով մեխանիկական վենտիլյացիոն համակարգեր, որոնք կարող են մշակել մոտ 1 խորանարդ ոտը րոպեում յուրաքանչյուր քառակուսի ոտը տարածքի համար՝ ըստ արդյունաբերական հանձնարարականների, ինչպիսիք են CGA G-4.1 ստանդարտներում նշվածները: Կարևոր է նաև, որ աշխատելիս գազային ամրակների մոտակայքում՝ մոտավորապես 4,5 մետր (15 ֆուտ) շառավիղում, օգտագործել միայն այն գործիքները, որոնք կրակ չեն առաջացնում, քանի որ նույնիսկ փոքր բոցերը կարող են հանգեցնել լուրջ հետևանքների՝ հրդեհի վտանգի առկայությամբ:

Թթվածնի ամրակների անվտանգության վերաբերյալ վերապատրաստման ծրագրերի հիմնական բաղադրիչներ

Լավ վարպետության ծրագրերը համատեղում են փականների իրական շահագործման վարժությունները սիմուլյացված արտակարգ դադարեցման սցենարների հետ: Դրանք պետք է ներառեն թթվածնային համակարգերին առնչվող հրդեհների կանխարգելման հատուկ մեթոդներ, ինչպես նաև նյութեր, որոնք աշխատակիցների մոտ ձևավորում են իրական անվտանգության գիտակցություն: Ամսական վերապատրաստումները կարևոր են, քանի որ ժամանակի ընթացքում մարդիկ հակված են անտարբերացման: Ըստ ASTM-ի 2023 թվականի տվյալների՝ այն հաստատությունները, որտեղ աշխատողներին տարեկան երկու անգամ են վերապատրաստում, 61 տոկոսով պակաս թթվածնի հետ կապված դեպքեր են արձանագրում, քան այն վայրերը, որտեղ տարեկան մեկ անգամ են վերապատրաստում: Այս տեսակի կանոնավանդ ամրապնդումն է ապահովում անվտանգ շահագործման հիմնարար տարբերությունը:

FAQ բաժին

Ինչն է պատճառ դառնում թթվածնի անոթների լցման ընթացքում հրդեհների՞

Թթվածնի անոթների լցման ընթացքում հրդեհները տեղի են ունենում արագ օքսիդացման ռեակցիաների պատճառով, որոնք հաճախ առաջանում են շփման, ադիաբատիկ տաքացման կամ կրակի առաջացման հետևանքով թթվածնով հարուստ միջավայրում:

Ինչպե՞ս է թթվածնով հարստացումը մեծացնում հրդեհի վտանգը

Օքսիգենով հարստացումը նվազեցնում է նյութերի բռնկման շեմը, ինչը նրանց առաջացնում է պայթյունային այրում եւ նվազեցնում է հրդեհի կանխման արդյունավետությունը:

Ի՞նչ անվտանգության միջոցներ պետք է ձեռնարկվեն բալոնների լցնելու ժամանակ:

Անվտանգության միջոցառումները ներառում են աստիճանաբար ճնշում, աղտոտվածության ստուգումներ, հաստատված գործիքների օգտագործումը եւ ուժեղ ուսումնական ծրագրերի իրականացում: