Oksijen uyumluluğu - Oxygen compatibility

Oksijen uyumluluğu yüksek hizmet için malzemelerin uyumluluk sorunudur konsantrasyonlar nın-nin oksijen. Uzay, uçak, tıp, su altı dalışı ve endüstriyel uygulamalarda kritik bir konudur. Yönler, artan oksijen konsantrasyonunun ateşleme ve yanan bu konsantrasyonlara maruz kalan malzeme ve bileşenlerin kullanımı.

Anlayışı yangın tehlikeleri Yangınların önlenmesi için oksijen sistemlerini tasarlarken, çalıştırırken ve bakımını yaparken gereklidir. Isı kaynakları kontrol edilerek ve uygun ortamda tutuşmayacak veya yanmayı desteklemeyecek malzemeler kullanılarak tutuşma riskleri en aza indirilebilir. Oksijen açısından zengin ortamlarda bazı malzemeler tutuşmaya daha duyarlıdır ve uyumluluk, bir bileşen oksijen sistemine sokulmadan önce değerlendirilmelidir.[1] Hem pertiyal basınç hem de oksijen konsantrasyonu yangın tehlikesini etkiler.

Temizlik ve tasarım konuları, oksijen hizmetinde güvenlik ve dayanıklılık için malzemelerin uyumluluğu ile yakından ilgilidir.

Yangının önlenmesi

Yangınlar, oksijen, yakıt ve ısı enerjisi kendi kendini sürdüren bir kimyasal reaksiyonda birleştiğinde meydana gelir. Bir oksijen sisteminde oksijenin varlığı ima edilir ve yeterince yüksek kısmi oksijen basıncında çoğu malzeme yakıt olarak kabul edilebilir. Potansiyel tutuşma kaynakları hemen hemen tüm oksijen sistemlerinde mevcuttur, ancak yangın tehlikeleri oksijen, yakıt veya ısı ile ilişkili risk faktörlerini kontrol ederek azaltılabilir ve bu da bir kimyasal reaksiyonun oluşma eğilimini sınırlayabilir.

Oksijen basıncı veya konsantrasyonu arttıkça malzemelerin tutuşması ve daha kolay yanması daha kolaydır. bu nedenle oksijen sistemlerinin uygulanabilir en düşük basınç ve konsantrasyonda çalıştırılması tutuşma ve yanmayı önlemek için yeterli olabilir.

Doğal olarak tutuşması daha zor olan veya sürekli yanmaya dirençli olan veya yandığında daha az enerji açığa çıkaran malzemelerin kullanımı bazı durumlarda yangın olasılığını ortadan kaldırabilir veya yangının neden olduğu hasarı en aza indirebilir.

Isı kaynakları, bir oksijen sisteminin işleyişinde içsel olabilmesine rağmen, sistem malzemeleri ile oksijen arasındaki kimyasal reaksiyonun başlaması, bu ısı kaynaklarının tutuşmaya neden olma kabiliyetini kontrol ederek sınırlandırılabilir. Sistem malzemelerinin tutuşma sıcaklıklarının altında tutmak için üretilen ısıyı sınırlayabilen veya dağıtabilen tasarım özellikleri tutuşmayı önleyecektir.

Bir oksijen sistemi ayrıca harici ısı kaynaklarından korunmalıdır.[1]

Oksijen uyumluluğunun değerlendirilmesi

Oksijen uyumluluğunu değerlendirme süreci genellikle aşağıdaki aşamaları içerir:[1]

  • En kötü durum çalışma koşullarının tanımlanması.
  • Sistem malzemelerinin tutuşabilirliğinin değerlendirilmesi. Geometri, çoğu malzeme küçük kesitlere sahip olduklarında veya ince bir şekilde bölündüklerinde daha yanıcı olduğundan düşünülmelidir.
  • Ateşleme mekanizmalarının varlığı ve olasılığının değerlendirilmesi. Bunlar şunları içerebilir:
    • Kimyasal reaksiyon: Etraftaki malzemeleri tutuşturmak için yeterli ısı açığa çıkarabilen kimyasallar arasındaki ekzotermik reaksiyon.
    • Elektrik arkı: Arkı alan malzemeyi tutuşturmak için yeterli enerjiye sahip elektrik akımı arkı.
    • Motor egzozu
    • Patlayıcı şarjlar
    • Akış sürtünmesi: Metal olmayan bir malzeme üzerinde yüksek hızlı oksijen akışı tarafından üretilen ısı
      • Not:Akış sürtünmesi bir hipotezdir. Akış sürtünmesi deneysel olarak doğrulanmamıştır ve yalnızca doğrulanmış ateşleme mekanizmalarıyla birlikte düşünülmelidir.
    • Nispeten hareketli parçalar arasındaki sürtünme
    • Patlayan damarlardan parçalar
    • Taze metal maruziyeti: Okside olmayan metal, oksitleyici bir atmosfere maruz kaldığında açığa çıkan oksidasyon ısısı. Genellikle kırılma, darbe veya sürtünme ile ilişkilidir.
    • Galling ve sürtünme: Bileşenlerin birbirine sürtünmesiyle oluşan ısı.
    • Yıldırım ve diğer elektrik ark deşarjı
    • Mekanik etki: Bir malzemeyi tutuşturmak için yeterli enerjiye sahip bir malzeme üzerindeki darbeyle üretilen ısı.
    • Alev alev
    • Parçacık etkisi: Küçük parçacıklar, parçacığı veya malzemeyi tutuşturmak için yeterli hızda bir malzemeye çarptığında üretilen ısı.
    • Personel sigara içiyor
    • Hızlı basınçlandırma: Tekli veya çoklu olarak üretilen ısı adyabatik sıkıştırma Etkinlikler.
    • Rezonans: Hızlı sıcaklık artışına neden olan rezonant boşluklardaki akustik titreşimler.
    • Statik deşarj: Yükü alan malzemeyi tutuşturmaya yetecek kadar enerji ile birikmiş statik elektrik yükünün boşalması.
    • Termal kaçak: Dağıtılabileceğinden daha hızlı ısı üreten bir süreç.
    • Kaynak
  • Tutuşma riskinin ve tutuşmanın sonuçlarının tahmini. Yangının daha da gelişmesi veya dağılması.
  • Bir yangının sonuçlarının analizi

Uyumluluk analizi, bileşenin veya malzemenin benzer koşullarda veya benzer bir bileşenin kullanım geçmişini de dikkate alacaktır.

Oksijen servisi

Oksijen hizmeti, yüksek kısmi oksijen basınçlarıyla temas halinde kullanım anlamına gelir. Genellikle bu, sıkıştırılmış havadan mümkün olandan daha yüksek bir kısmi basınç anlamına gelir, ancak konsantrasyon yüksek olduğunda daha düşük basınçlarda da meydana gelebilir.

Oksijen temizleme

Oksijen temizliği, kullanım sırasında yüksek kısmi oksijen basınçlarıyla temas edebilecek yüzeylerin tutuşma riskini artıran kirleticiler içermemesini sağlayarak oksijen hizmetine hazırlıktır.[2]

Oksijenle temizleme gereklidir, ancak yüksek kısmi basınç veya yüksek konsantrasyonlu oksijen hizmeti için her zaman yeterli bir koşul değildir. Kullanılan malzemeler de tüm beklenen hizmet koşullarında oksijen uyumlu olmalıdır. Alüminyum ve titanyum bileşenler, oksijen servisi için özellikle uygun değildir. [2]

Dalış ekipmanı durumunda, oksijen temizliği genellikle ekipmanın ayrı bileşenlere ayrılmasını ve daha sonra yanıcı olmayan, toksik olmayan temizleyiciler kullanılarak hidrokarbon ve diğer yanıcı kirleticilerden iyice temizlenmesini içerir. Kuruduktan sonra ekipman temiz koşullar altında yeniden birleştirilir. Yağlayıcılar, yeniden montaj sırasında özellikle oksijen uyumlu yedek maddelerle değiştirilir.[2]

Dalış aparatlarının oksijen temizliği için standart ve gereklilikler, uygulamaya ve ilgili mevzuata ve uygulama kurallarına bağlı olarak değişir. Tüplü ekipman için, endüstri standardı, hacimce% 40'ı aşan konsantrasyonlara maruz kalacak solunum cihazının bu hizmete sokulmadan önce oksijen temizlenir.[2] Dalgıç bir kaza sırasında ekipmanı çıkaramayabileceğinden, yüzeyden temin edilen ekipman daha katı gerekliliklere tabi olabilir. % 23 gibi düşük konsantrasyonlar için oksijenle temizleme gerekebilir[3] Oksijen temizleme için diğer genel özellikler arasında ASTM G93 ve CGA G-4.1 bulunur.[4]

Kullanılan temizlik maddeleri, ağır iş endüstriyel çözücüler ve sıvı gibi deterjanlar arasında değişir. Freon, trikloretilen ve susuz trisodyum fosfat ardından durulama Deiyonize su. Bu malzemeler artık genellikle çevresel olarak sağlıksız ve gereksiz bir sağlık tehlikesi olarak kabul edilmiyor. Bazı güçlü, çok amaçlı ev deterjanlarının işi yeterince yaptığı görülmüştür. Kullanmadan önce su ile seyreltilir ve maksimum etkinlik için sıcak kullanılır. Cam veya paslanmaz çelik boncuklar veya yumuşak seramik aşındırıcılar kullanılarak ultrasonik çalkalama, çalkalama, basınçlı püskürtme ve yuvarlama, uygun yerlerde işlemi hızlandırmak için etkili bir şekilde kullanılır. Ekipmanın temizlik maddesi ile kirlenmemesini sağlamak için iyice durulama ve kurutma gereklidir. Durulama suyu berraklaşana ve çalkalandığında kalıcı bir köpük oluşturmayana kadar durulama devam etmelidir. Isıtılmış gaz (genellikle sıcak hava) kullanarak kurutma yaygındır ve süreci hızlandırır. Düşük oksijen oranı kuruyan bir gazın kullanılması, çelik silindirlerin iç kısmındaki ani paslanmayı azaltabilir.[2]

Temizleme ve kurutmadan sonra ve yeniden birleştirmeden önce, temizlenen yüzeyler incelenir ve uygun olan yerlerde kirletici maddelerin varlığı açısından test edilir. Ultraviyole aydınlatma altında inceleme, flüoresan kirletici maddelerin varlığını gösterebilir ancak tüm kirleticileri göstermesi garanti edilmez.[2]

Oksijen servis tasarımı

Oksijen servisi tasarımı birkaç yönü içerir:

  • Açıkta kalan bileşenler için oksijen uyumlu malzeme seçimi.[5]
  • İşlevsel nedenlerle gerekli olan ancak daha az uyumlu olan açıkta kalan malzeme alanını en aza indirmek ve bu malzemelerle temas halinde yüksek akış hızlarından kaçınmak.[5]
  • Bileşenlerin yüksek sıcaklıklarını önlemek için etkili ısı transferi sağlar.[5]
  • Ani basınç artışları ile adyabatik ısınma olasılığını en aza indirme - örneğin aniden tam deliğe açılamayan vanalar kullanarak veya bir basınç regülatörüne karşı açarak.[5]
  • Mümkün olan yerlerde akışla temas eden pürüzsüz yüzeyler sağlamak ve akış yönündeki ani değişiklikleri en aza indirmek.
  • Kullanımı alev tutucular /Geri tepme tutucular /Oksijen ateş kırıcılar esnek hortumda

Oksijen uyumlu malzemeler

Genel bir kural olarak, oksijen uyumluluğu, yüksek bir tutuşma sıcaklığı ve tutuşturulduktan sonra düşük bir reaksiyon hızı ile ilişkilidir.[6]

Organik malzemeler genellikle oksijen hizmeti için uygun olduğu düşünülen metallerden daha düşük tutuşma sıcaklıklarına sahiptir. Bu nedenle, özellikle malzeme doğrudan gaz akışına maruz kaldığında, oksijenle temas halinde olan organik malzemelerin kullanımından kaçınılmalı veya en aza indirilmelidir. Diyaframlar, contalar, salmastra veya valf yuvaları gibi parçalar için organik bir malzeme kullanılması gerektiğinde, genellikle gerekli mekanik özellikler için en yüksek ateşleme sıcaklığına sahip malzeme seçilir. Floroelastomerler, geniş alanların oksijen akışı ile doğrudan temas halinde olduğu yerlerde tercih edilir. Akışın bileşenle doğrudan temas etmediği durumlarda statik contalar için diğer malzemeler kabul edilebilir.[6]

Yalnızca test edilmiş ve onaylanmış oksijenle uyumlu yağlayıcılar ve sızdırmazlık malzemeleri, etkili işlev için makul ölçüde uygulanabilir olduğu kadar küçük miktarlarda kullanılmalıdır. Fazla sızdırmazlık maddesinin veya yağlayıcı tarafından kirlenmenin akış bölgelerine projeksiyonundan kaçınılmalıdır.[5]

Oksijende tutuşmaya karşı yüksek dirençli yaygın olarak kullanılan mühendislik metalleri arasında bakır, bakır alaşımları ve nikel-bakır alaşımları bulunur ve bu metaller de normalde yanmayı yaymaz, bu da onları genellikle oksijen servisi için uygun hale getirir. Ayrıca, serbest kesim, dökülebilir veya yüksek derecede sünek alaşımlarda da mevcutturlar ve oldukça güçlüdürler, bu nedenle oksijen servisi için çok çeşitli bileşenler için kullanışlıdırlar.[6]

Alüminyum alaşımları nispeten düşük bir tutuşma sıcaklığına sahiptir ve yanma sırasında büyük miktarda ısı açığa çıkarır ve doğrudan akışa maruz kalacakları oksijen hizmeti için uygun görülmezler, ancak akış hızı ve sıcaklıkların düşük olduğu depolama silindirleri için kabul edilebilir.[5]

Başvurular

  • Havacılık
  • Tıbbi - Fiziksel ve ruhsal hastalıkların teşhisi, tedavisi ve önlenmesine ilişkin bilim ve uygulama
  • İmalat - İşçilik ve makine kullanarak satış için mal üreten endüstriyel faaliyet
  • Sualtı dalışı - Çevre ile etkileşime geçmek için su yüzeyinin altına inmek

Araştırma

Malzemeler, bileşenler ve sistemler üzerinde tehlike analizleri yapılır; ve arıza analizleri yangınların nedenini belirler. Sonuçlar, güvenli oksijen sistemlerinin tasarımında ve çalıştırılmasında kullanılır.

Referanslar

  1. ^ a b c Rosales, K. R .; Shoffstall, M. S .; Stoltzfus, J.M. (2007). Oksijen Bileşenleri ve Sistemlerinde Oksijen Uyumluluk Değerlendirmeleri Kılavuzu. NASA / TM-2007-213740 (Bildiri). Johnson Uzay Merkezi; White Sands Test Tesisi: NASA. Alındı 4 Haziran 2013.
  2. ^ a b c d e f Harlow, Vance (2001). Oksijen Hacker'ın Arkadaşı (4. baskı). Warner, New Hampshire: Airspeed Press.
  3. ^ Dalış Danışma Kurulu. Uygulama Kuralları Deniz Dalışı (PDF). Pretoria: Güney Afrika Çalışma Bakanlığı. Arşivlenen orijinal (PDF) 9 Kasım 2016'da. Alındı 16 Eylül 2016.
  4. ^ "Oksijen Temizleme Özellikleri". Harrison Elektro-parlatma. Alındı 28 Temmuz 2020.
  5. ^ a b c d e f Güvenlik Danışma Grubu (2008). "Yüksek basınçlı oksijen sistemlerinin güvenlik ilkeleri". Brüksel: Avrupa Endüstriyel Gazlar Birliği. Alındı 18 Haziran 2018.
  6. ^ a b c "Ürün bülteni 59: 045 - Gazlı Oksijen Hizmeti için Malzeme Yönergeleri" (PDF). www.Fisher.com. Ekim 2006. Alındı 18 Haziran 2018.