مقدمهای بر ماهیت فنی آرگون
گاز آرگون (Argon) یکی از مهمترین گازهای نجیب و بیاثر است که سهمی حدود ۰٫۹۳ درصد از حجم هوای خشک را تشکیل میدهد و به دلیل خاصیت شیمیایی غیرفعال، رسانایی حرارتی پایین و عدم واکنشپذیری، بهطور گسترده در صنعت، جوشکاری، فولادسازی، لیزر، تحقیقات آزمایشگاهی و بسیاری از فرایندهای حساس مورد استفاده قرار میگیرد.
ماهیت «بیاثر» بودن آرگون باعث شده است که این گاز نقش یک لایه محافظ را در برابر واکنشهای ناخواسته با اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن و سایر گازهای فعال ایفا کند. اما همین ویژگیهای سادهٔ ظاهری میتواند اگر اصول فنی و ایمنی رعایت نشود، زمینهساز حوادث خطرناک از جمله خفگی، انفجار سیلندر، یخزدگی بافتها، یا رفتارهای ناخواسته در سیستمهای تحت فشار شود. بنابراین آشنایی با نکات فنی و ایمنی گاز آرگون برای تمام کاربران از تکنسینهای صنعتی تا پژوهشگران و اپراتورهای دستگاهها ضروری است.
ویژگیهای فنی مهم که کاربرد و ایمنی آرگون را تعیین میکنند
از منظر فنی، آرگون گازی بیرنگ، بیبو، بیمزه و از نظر شیمیایی کاملاً خنثی است. این گاز نقطه جوش −۱۸۵٫۸ درجه سانتیگراد دارد و در فشارهای بالا به راحتی مایع یا فشرده میشود. چگالی آن از هوا بیشتر است و همین موضوع باعث میشود که در صورت نشت در محیطهای بسته، تهنشین شده و خطر خفگی ایجاد کند. هدایت حرارتی پایین آرگون، آن را برای مصارف عایقکاری حرارتی و همچنین فرآیندهای که نیاز به کنترل دقیق دما دارند، مناسب ساخته است.
از نظر فنی، بخش مهمی از استفاده امنیتی و صنعتی آرگون به «خلوص» آن وابسته است. گاز آرگون در گریدهای مختلف صنعتی، جوشکاری، آزمایشگاهی، خلوص 99.999% (۵۹) و همچنین مخلوطهای آرگون با اکسیژن یا CO₂ قابل تأمین است. هر گرید کاربرد و محدودیتهای فنی خود را دارد. بهعنوان نمونه، آرگون با خلوص بالا در کروماتوگرافی گازی (GC) و تحلیلهای حساس مورد استفاده قرار میگیرد، درحالیکه گرید صنعتی عموماً برای جوشکاری MIG و TIG مناسب است. انتخاب اشتباه نوع گاز، میتواند عملکرد دستگاه را مختل کرده یا کیفیت جوش و تحلیل آزمایشگاهی را کاهش دهد.
رفتار سیلندر آرگون، فشار بالا و اصول فنی ذخیرهسازی
سیلندرهای آرگون معمولاً با فشار 150 تا 200 بار شارژ میشوند و این مقدار فشار بهتنهایی یک خطر بالقوه جدی است. مهمترین نکات فنی مربوط به سیلندر آرگون شامل موارد زیر است:
۱. رنگ، برچسبگذاری و کدگذاری
در اکثر استانداردها، رنگ اختصاصی سیلندر آرگون خاکستری یا طوسی روشن است. برچسبهای سبز یا سفید نیز ممکن است برای نشاندادن بیاثر بودن گاز استفاده شوند. این برچسبگذاری برای جلوگیری از اشتباه گرفتن سیلندرها روی دپوهای صنعتی حیاتی است.
۲. شیر سیلندر و اتصالات
سیلندرهای آرگون غالباً با شیر DIN یا BS عرضه میشوند و انتخاب رگلاتور سازگار با آن یکی از نکات فنی بسیار مهم است. استفاده از رگلاتور نامناسب میتواند باعث نشتی، خروج ناگهانی گاز و حتی آسیب به اپراتور شود. در کاربردهایی مانند جوشکاری، فشار خروجی باید کاملاً تنظیم شود تا کیفیت جوش و پایداری قوس الکتریکی حفظ شود.
۳. بررسی دورهای سیلندر
سیلندرها باید هر ۳ تا ۵ سال یک بار تحت آزمون هیدرواستاتیک قرار گیرند تا از سلامت بدنه و مقاومت آنها در برابر فشار مطمئن شد. سیلندرهای بدون تست معتبر، استفادهشان ممنوع است و میتوانند منجر به ترکیدگی مخزن شوند.
۴. نگهداری در محیط مناسب
دمای نگهداری سیلندر نباید از ۵۲ درجه سانتیگراد بیشتر شود. قرارگیری در معرض نور مستقیم خورشید، مجاورت با شعله یا قرارگیری در خودروهای خاموش در تابستان میتواند باعث افزایش فشار داخلی و پاره شدن دیسک اطمینان شود.
مخاطرات سلامتی و ایمنی فردی هنگام کار با آرگون
آرگون سمی نیست اما خفهکننده است؛ یعنی جایگزین اکسیژن در هوای محل میشود. وقتی غلظت اکسیژن محیط به کمتر از ۱۹٫۵% برسد علائم اولیه شامل سرگیجه، خستگی، گیجی و در نهایت بیهوشی بروز میکند. چون آرگون بیبو و بیمزۀ است، هیچ شخصی متوجه نشت آن نمیشود. خطر خفگی در فضاهای بسته مانند مخازن، چالهها، اتاقهای کوچک یا اتاقکهای جوشکاری بسیار جدی است.
در حالت مایع نیز این گاز میتواند باعث سوختگی سرد و یخزدگی پوست شود. تماس مستقیم با آرگون مایع (به علت دمای بسیار پایین) موجب نکروز بافت، بیحسی عمیق و آسیب دائمی میشود. بنابراین استفاده از دستکشها و محافظهای مناسب ضروری است.
نکات ضروری هنگام جابهجایی، حمل و نقل و نصب سیلندر آرگون
برای پیشگیری از حادثه، جابهجایی سیلندر باید توسط ترولی حمل کپسول یا گاری مخصوص انجام شود. غلطاندن سیلندر روی زمین یا پرتاب آن، از رایجترین دلایل شکستگی شیر و انفجار سیلندر است.
نکات مهم شامل:
همیشه در زمان حمل، کاور یا درپوش شیر بسته باشد.
سیلندر باید در زوایه کمتر از ۳۰ درجه قرار گیرد؛ خواباندن سیلندر ممنوع است.
در هنگام نصب، سیلندر را با زنجیر یا بست محکم به دیوار یا شاسی ببندید.
از چرب یا روغنی کردن شیر سیلندر یا رگلاتور خودداری کنید، زیرا چربی و فشار بالا میتواند باعث آتشسوزی شود.
مدیریت نشت گاز آرگون؛ روشهای تشخیص و واکنش سریع
تشخیص نشت آرگون دشوار است زیرا نشانهای ندارد. تنها روشهای معتبر تشخیص نشت عبارتند از:
استفاده از کف صابون
استفاده از دتکتورهای نشتی گاز
پایش فشار خروجی رگلاتور
بررسی بصری صداهای نامعمول در شیر
در صورت مشاهده نشتی:
۱. به هیچوجه شیر را با دست خیس یا چرب سفت نکنید.
۲. افراد را از محیط های بسته خارج کنید.
۳. تهویه فضا را بهسرعت افزایش دهید.
۴. اگر نشتی از محل اتصال است، رگلاتور را تعویض کنید.
۵. از جرقه، سیگار، یا دستگاههای تولید الکتریسیته ساکن دوری کنید.
نکات فنی استفاده از آرگون در فرآیندهای صنعتی
جوشکاری TIG و MIG
آرگون بهترین گاز محافظ برای جوشکاری TIG و بسیاری از کاربردهای MIG است. برای عملکرد مناسب:
فشار خروجی باید بین ۸ تا ۱۵ لیتر بر دقیقه تنظیم شود.
خلوص گاز باید با نوع جوشکاری متناسب باشد.
رطوبت، اکسیژن و نیتروژن باید کمتر از حد استاندارد باشند تا قوس پایدار بماند.
استفاده در لیزرها
آرگون در لیزرهای یونآرگون بهعنوان محیط تقویتکننده نوری استفاده میشود. برای جلوگیری از تخریب آینهها و آلودگی لیزر، خلوص بالای 99.999% ضرورت دارد.
فولادسازی و متالورژی
در فولادسازی، آرگون برای همگنسازی مذاب، کاهش آخالها و جلوگیری از اکسیداسیون استفاده میشود. در این صنعت، نکات فنی مهم شامل کنترل دبی تزریق، فشار خط و استفاده از لنس مقاوم در برابر حرارت است.
تهویه، سنسورها و طراحی ایمن محیط
سالنهای صنعتی که در آنها از آرگون استفاده میشود باید دارای تهویه استاندارد باشند. نصب سنسورهای اکسیژن نسبت به سنسورهای تشخیص آرگون موثرتر است زیرا کاهش اکسیژن نشانه قطعی نشتی است. حد هشدار معمولاً روی غلظت اکسیژن ۱۹٫۵% تنظیم میشود.
در محیطهای بسته، وجود هود تهویه، سیستم خروج اضطراری، فنهای مناسب و حتی در برخی موارد سیستمهای تخلیه اجباری ضروری است. تمام اپراتورها باید آموزش استفاده از تجهیزات ایمنی و واکنش در شرایط اضطراری را ببینند.
نکات فنی انتخاب رگلاتور، اتصالات و لوازم جانبی
رگلاتور آرگون باید مخصوص این گاز بوده و از جنس برنج یا فولاد مقاوم باشد. استفاده از رگلاتور نیتروژن، اکسیژن یا CO₂ روی سیلندر آرگون کاملاً خطرناک است. همچنین شیلنگهای انتقال باید:
دارای تحمل فشار مناسب
بدون ترکخوردگی
و دارای بستهای استاندارد باشند
تمیز بودن اتصالات و خشک بودن آنها نیز یک نکته ایمنی کلیدی است.
دستورالعملهای کلی ایمنی شخصی
هنگام کار با آرگون مایع، از دستکش کرایوجنیک، پیشبند، عینک و شیلد محافظ استفاده کنید.
در محیطهای بسته، هرگز تنها کار نکنید.
از ماسک یا سیستم تهویه PAPR در محیطهای کمتهویه یا جوشکاری طولانی استفاده کنید.
همیشه مسیر خروج اضطراری را آزاد نگه دارید.
سیلندر را دور از مواد قابل اشتعال نگهداری کنید.
روشهای استاندارد خاموشسازی، توقف اضطراری و کمکهای اولیه
در صورت بروز نشتی شدید، ابتدا افراد را خارج کنید و سپس جریان گاز را از شیر اصلی قطع کنید. در مواردی مانند آتشسوزی، خود آرگون شعلهزا نیست اما فشار سیلندر میتواند آن را به یک موشک تبدیل کند؛ بنابراین سرد کردن سیلندر با آب و فاصله گرفتن از محل ضروری است.
در صورت خفگی ناشی از آرگون:
فرد را فوری به هوای آزاد منتقل کنید.
تنفس مصنوعی در صورت قطع تنفس ارائه شود.
با مرکز فوریتهای پزشکی تماس گرفته شود.
بدون دیدگاه