Przedstawiamy podstawowe zagadnienia dotyczące tlenu. Z tego wpisu dowiesz się jakie jest bezpieczne stężenie tlenu, poznasz właściwości fizyczne i chemiczne, a także jego wybuchowość. Opisujemy również zasady bezpiecznej pracy z instalacjami tlenowymi.
Na wstępie poznać należy jaki ma wpływ stężenie tlenu na bezpieczeństwo przy napełnianiu butli gazami. Prace z tlenem można wykonywać przy stężeniu 18 do 22%.
Stężenie poniżej 18% zagraża objawami typowymi dla niedotlenienia organizmu, jak np. szybszy oddech, zmęczenie. W skrajnych przypadkach może dojść do utraty przytomności i zgonu z uduszenia. Do przypadku zbyt niskiego stężenia tlenu w powietrzu może dojść przez wyparcie tlenu przez ulatniający się inny gaz z instalacji przy nieskutecznej wentylacji lub przez zużycie tlenu w pomieszczeniu do reakcji chemicznej, np. spalania.
Stężenie powyżej 22% ma ujemny wpływ na organizm, ale w tym przypadku największym zagrożeniem jest możliwość samoistnego zainicjowania procesów spalania wielu substancji, nawet tych uważanych za niepalne. Spalanie to przebiega często gwałtownie i wybuchowo.
Przykładowo, pracownik przebywający w natlenionym miejscu po wyjściu z pomieszczenia na dwór odpala papierosa myśląc, że opuścił miejsce zagrożone. Tymczasem całe jego ubranie gwałtownie zapala się a pracownik jest narażony na olbrzymie poparzenia.
Przyczyną takiego stanu rzeczy jest nagromadzenie stężonego tlenu w ubraniu i pod nim. Do samorzutnego zapłonu może również dojść w przypadku kontaktu tlenu z zabrudzonym smarami lub tłuszczami ubraniem roboczym. Dlatego w instalacjach tlenowych nie stosuje się uszczelnień z wykorzystaniem smarów węglowodorowych lub z zawartością tłuszczów.
Czym jest tlen i jak jest on zaklasyfikowany wg stosowanych podziałów?
Tlen jest gazem niepalnym, lecz podtrzymującym palenie. Występuje w powietrzu w postaci cząstek składających się z dwóch atomów (O2). Tlen tworzy związki chemiczne ze wszystkimi pierwiastkami oprócz metali szlachetnych (złoto, platyna) i gazów obojętnych (hel, argon). Wywołuje reakcje zwane reakcjami utleniania i powoduje przy tym zjawisko wydzielania się ciepła (czyli reakcje egzotermiczne).
Tlen gazowy techniczny jest gazem bezbarwnym, bez smaku i bez zapachu. Jest nieco cięższy od powietrza, temp. skraplania tlenu wynosi 182, 9° C, temp. krytyczna – 118,8° C, temp. zamarzania – 218° C, ciśnienie krytyczne 51,85 bar.
Tlen – gaz sprężony.
Pierwiastek najbardziej rozpowszechniony w przyrodzie, występuje w stanie wolnym w atmosferze jako składnik powietrza (stanowi ok. 21% jego objętości) oraz w formie związanej w wodzie, w minerałach jako składnik litosfery (ok. 46% jej masy), w organizmach roślinnych i zwierzęcych.
Ponadto gwałtownie przyspiesza spalanie. Materiały używane przy pracach związanych z obsługą butli nie powinny być zaolejone lub zatłuszczone.
Fizyczne i chemiczne właściwości tlenu?
Postać fizyczna,
barwa, zapach: Gaz bezbarwny, bezzapachowy, bez właściwości ostrzegawczych
Masa cząsteczkowa: 32
Temperatura wrzenia: -183 °C
Temperatura topnienia: -219 °C
Temperatura krytyczna: -118 °C
Prężność par: nie ma zastosowania
Rozpuszczalność mg/l wody: W wodzie 39 mg/l
Gęstość względna: 1,1 (powietrze = 1)
Temperatura samozapłonu: nie ma zastosowania
Inne dane: Gaz/para cięższe od powietrza. Może koncentrować się w pomieszczeniach zamkniętych, w szczególności na/lub pod poziomem terenu.
Z jakimi materiałami lub substancjami tlen może tworzyć mieszanki wybuchowe?
Tlen sprężony powyżej 30 bar ma niebezpieczne własności, ponieważ przy zetknięciu ze związkami organicznymi, jak tłuszcze, oleje i inne węglowodory lub z ciałami palnymi, jak wełna, wata itp. utlenia się w sposób gwałtowny (wybuchowy) w normalnej temperaturze otocznia, pomimo że temp. zapłonu tych ciał jest wyższa (w granicach od 30°C do 400°C). Tlen w bezpośrednim zetknięciu z tłuszczami i smarami łączy się z nimi w sposób wybuchowy. Materiały używane przy pracach związanych z obsługą butli nie powinny być zaolejone lub zatłuszczone.
Jak otrzymujemy tlen?
Tlen do celów przemysłowych otrzymuje się głównie z powietrza, do celów laboratoryjnych potrzebnych w mniejszych ilościach może być otrzymywany przez elektrolizę wody. Tlen dla potrzeb przemysłowych otrzymuje się przez skroplenie powietrza (w temp. około -200°C) przy zwiększonym ciśnieniu i rektyfikacji, przy której następuje oddzielenie azotu od tlenu. Przy rektyfikacji wykorzystuje się różnice temp. parowania ciekłego azotu (-195,8°C) i ciekłego tlenu (-182,9“C), Tlen otrzymywany z powietrza droga u rektyfikacji jest tlenem technicznym używanym do celów spawalniczych i procesów pokrewnych oraz cięcia metali.
Jakość tlenu, którym napełniane są butle określony jest w normach:
– PN-C-84910 – tlen sprężony,
– PN-C-84911 – tlen skroplony.
Zasady bezpiecznej pracy przy instalacji tlenowej
- Zbiorniki przenośne i magazynowe oraz instalacje, w których może znajdować się tlen lub jego mieszanina z innymi gazami, powinny być chronione przed substancjami ropopochodnymi i tłuszczami.
- Materiały smarne, uszczelniające i czyszczące stosowane w instalacjach tlenowych, powinny posiadać świadectwo producenta zezwalające na ich użycie.
- Przeprowadzenie czyszczenia instalacji tlenowej powinno być potwierdzone na piśmie przez osobę wykonującą te prace.
- Pracownicy zatrudnieni przy instalacji tlenowej powinni posiadać odzież ochronną wolną od zabrudzeń olejami i smarami.
- W przypadku zanieczyszczenia olejami i smarami podłogi pomieszczenia, w którym znajduje się instalacja tlenowa, zanieczyszczone miejsce należy zmyć gorącą wodą z detergentami i wysuszyć.
Mamy nadzieję, iż powyższe informacje pomogą nam wstępnie zapoznać się z zagrożeniami występującymi podczas pracy z tlenem. Natomiast osoby pragnące zgłębić informacje dotyczące pracy z tlenem zapraszamy na kurs napełniania butli gazami sprężonymi i skroplonymi, gdzie postaramy się rozszerzyć i zgłębić niebezpieczeństwa związane podczas pracy z gazami technicznymi.
Zaprasza zespół wykładowców Ośrodka Szkolenia Zawodowego OMEGA.