Вимоги безпеки при експлуатації кріогенної техніки

Технічне використання низьких температур тривалий час обмежувалось незначною кількістю технологічних процесів. Наприкінці ХХ ст. область використання кріогенної техніки, яка використовує температури нижче 800С значно розширилась.

При використанні кріогенних систем виникає небезпека спалахування кріогенних речовин і вибух кріогенного обладнання використання газів під високим тиском.

При дуже низьких температурах кріогенних систем характер небезпеки може бути різним і змінюватися в часі залежно від складу суміші пальне – окислювач – розбавлювач. Вибухонебезпека систем пальне – окислювач залежить від фазової рівноваги, відносної щільності і відносної летючості компонентів різних фаз.

Існує деяка критична концентрація горючого у рідкому кисні, аналогічна нижній концентраційній межі спалахування. Для добре розчинних речовин ця концентрація є межею спалахування в рідкій фазі, а для малорозчинних речовин небезпечною буде концентрація насиченого розчину.

Отже розчинність має важливе значення. Низька розчинність має більшу небезпеку. Так, ацетилен в рідкому кисні розчиняється у мізерній кількості, а тому при випаровуванні рідкого кисню легко випадає в розчин і спричиняє вибух кріогенної системи.

Отже перевищення ступеню розчинності або нижньої межі спалахування горючого в рідкому кисні створює вибухонебезпечну ситуацію.

Небезпеку чинить забруднення газів, що може призвести до горіння. Ініціювати горіння можуть непередбачені хімічні реакції, робота клапанів та інших технічних пристроїв, що створюють теплоту тертя або енергію удару, ерозія поверхонь обладнання та ін..

Потенційно небезпечними є стиснені до високого тиску гази внаслідок накопиченого в них великого запасу енергії стиснення. При високому ступеню стиснення гази нагріваються до високих температур.

Специфічною особливістю кріогенних процесів є те, що багато кріогенних речовин не може існувати у рідкому стані при кімнатній температурі у відкритій апаратурі. При нагріванні закритих посудин з кріогенними рідинами до температури навколишнього середовища, в них виникає дуже високий тиск пари.

Швидкий відбір стиснутого газу створює значну реактивну тягу, під дією якої трубопровід може прийти в рух і зруйнуватися.

Для забезпечення безпеки при протіканні кріогенних процесів велике значення мають конструкційні матеріали, що працюють в умовах низьких температур і високих тисків. При виборі конструкційних матеріалів враховують межу міцності, робоче напруження, межу текучості, ударну в’язкість, втомлювану міцність, хімічну стійкість або інертність і ін. Просочені рідким киснем асфальт або деревина вибухають при ударах.

Кріогенні рідинні гази чинять шкідливу дію на організм людини, особливо на її очі.

При контакті з кріогенними речовинами (киплячим метаном, азотом, киснем і ін.) шкіра стає крихкою (ламкою), руйнується шкіряний покрив, подібно до опіків від високої температури.

Працюючі з кріогенною технікою, повинні мати відповідний костюм, рукавиці і протигаз.

У збагаченій киснем атмосфері одяг просочується киснем і легко спалахує, через те, що жирові виділення людського організму збагачують одяг горючим матеріалом. У кисневій атмосфері фронт полум’я буде рухатися по одежі значно швидше, кількість тепла, що утворюється при цьому, приблизно у 5 разів буде більшою, а температура горіння значно вищою.

При проведенні кріогенних робіт виникають також інші небезпеки і шкідливості, пов’язані з використанням криогенного обладнання, токсичних газів і рідин, інертної атмосфери, зменшення кисню в оточуючому середовищі і ін..

Особливо небезпечним при експлуатації холодильних установок є витікання фреону, що виявляється галогенною лампою, полум’я якої забарвлюється в зелений колір, а при значному витіканні – у синій чи блакитний. Витікання аміаку визначається спеціальними паровими індикаторами. Відкривати фреонові апарати можна тільки у захисних окулярах, а аміачні – в протигазах і гумових рукавицях, після того як тиск в системі знижений до атмосферного і залишається постійним не менше як 30 хв.

Забороняється відкривати кріогенні апарати, якщо температура стінок їх нижча за -300С або користуватися біля них відкритим вогнем чи палити.

До обслуговування кріогенної техніки допускаються особи, які пройшли спеціальне навчання, інструктаж з техніки безпеки, ознайомилися з правилами пожежної безпеки в повному обсязі,що охоплює як нормальний процес експлуатації та можливі надзвичайні ситуації, склали іспит і отримали посвідчення на право обслуговування цих систем.

3.