متطلبات السلامة للنيتروجين السائل

تعد سلامة النيتروجين السائل أمرًا بالغ الأهمية عند استخدام أو تخزين النيتروجين السائل (LN2). نظرًا لدرجة حرارته المنخفضة، يعد LN2 خطيرًا للغاية إذا لم يتم التعامل معه بشكل صحيح. ولهذا السبب قامت إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) بوضع قائمة بمتطلبات سلامة النيتروجين عند العمل مع هذا الغاز في حالته السائلة.

ما هو النيتروجين السائل؟

غاز النيتروجين خامل، أي أنه لا يشكل مركبات كيميائية مع جزيئات أخرى. إنه عديم الرائحة، عديم اللون، ولا طعم له. وهذا يجعل من الآمن إضافة النيتروجين إلى الطعام أو للعمليات الصناعية. بالإضافة إلى ذلك، يسهل نقل النيتروجين في شكله السائل في صهاريج أو أسطوانات.

لكن الخاصية الأكثر فائدة هي أن النيتروجين السائل بارد. درجة غليان النيتروجين السائل هي -320 درجة فهرنهايت (-196 درجة ). وعند أي درجة حرارة أعلى من هذه الدرجة يتحول إلى غاز. ومن خلال ضخ LN (النيتروجين السائل) حول أو داخل غازات أو أجسام أخرى، يمكن استخدامه لتبريدها. وهذا يجعله مفيدًا كمبرد ولتجميد المواد.

ما هي المخاطر الرئيسية عند العمل مع النيتروجين السائل؟

على الرغم من أن النيتروجين السائل ليس سامًا، إلا أنه يحتوي على خاصيتين خطيرتين تهددان الحياة. ولأن النيتروجين السائل يمكن أن يتبخر بسرعة، فإنه يمكن أن يحل محل الهواء بشكل فعال لخلق جو غير قادر على دعم الحياة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يسبب أيضًا إصابة خطيرة بسبب البرودة الشديدة للسائل.

تشمل المخاطر عند العمل بالنيتروجين السائل ما يلي:

• البرد الشديد
• الاختناق
• تخصيب الأوكسجين
• تراكم الضغط
• انسكابات سائلة
• تغيير المرحلة السريعة
• انفجار

ما هو معدل توسع LN إلى الغاز؟

يتوسع حجم النيتروجين السائل 696 مرة عندما يتبخر. ليس له خصائص تحذيرية مثل الرائحة أو اللون. وبالتالي، فإن الكميات الصغيرة جدًا من النيتروجين السائل يمكن أن تخلق بيئة تعاني من نقص الأكسجين وتدفع مستوى O2 إلى ما دون المعيار الآمن الخاص بإدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) وهو 19.5%. قد يسبب نقص الأكسجين مخاطر صحية شديدة بما في ذلك الغثيان، والدوخة، وفقدان الوعي، وربما الاختناق.

يعد فهم المخاطر المرتبطة بمعدل توسع النيتروجين أمرًا بالغ الأهمية لمنع وقوع الحوادث وضمان سلامة العمال. يرتبط الخطر الأساسي المتعلق بمعدل تمدد النيتروجين بتغيرات الضغط السريعة التي يمكن أن تحدث عندما يتم إطلاق النيتروجين من وعاء عالي الضغط أو عندما يكون هناك إطلاق مفاجئ لغاز النيتروجين المضغوط.

ومن خلال اتباع بروتوكولات سلامة النيتروجين المناسبة وإدراك المخاطر المرتبطة بمعدل توسع النيتروجين، يمكن للعمال تقليل المخاطر المرتبطة بالتعامل مع هذا الغاز في البيئات الصناعية المختلفة.

هل النيتروجين السائل قابل للاشتعال؟

النيتروجين السائل – مثل غاز النيتروجين – غير قابل للاشتعال. ومع ذلك، عندما يتعرض النيتروجين السائل لدرجات الحرارة العادية ويتحول إلى غاز فإنه يتمدد بمعدل 1:696. وقد أدى هذا إلى ظهور فكرة أن LN يمكن أن يسبب انفجارًا. على الرغم من أن ذلك غير صحيح من الناحية الفنية، إلا أن التمدد السريع للسائل إلى غاز نتيجة للتسرب أو الحريق المحيط بحاوية LN أو أنابيب النقل يمكن أن يخلق ضغوطًا خطيرة للغاية تؤدي إلى انفجار الحاوية غير القابل للاشتعال.

هل النيتروجين السائل خطير؟

من الناحية الفنية، لا. النيتروجين هو غاز شائع موجود في الطبيعة. ومع ذلك، عند تخزينها تحت الضغط في حاويات مغلقة أو في حالتها السائلة هناك خطران رئيسيان. الأول هو الاختناق. بسبب توسعه السريع، يمكنه أن يحل محل الأكسجين بسرعة في منطقة مغلقة. والثاني هو نتيجة درجات الحرارة الباردة. سوف يقوم على الفور بتجميد الجلد المكشوف.

هل يمكنك غمس يديك العاريتين في وعاء يحتوي على النيتروجين السائل؟

الإجابة المختصرة هي لا، لا يجب أن تغمس يديك في أي حاوية تحتوي على النيتروجين السائل. النيتروجين السائل بارد للغاية، مع نقطة غليان تبلغ -196 درجة (-321 درجة فهرنهايت) عند الضغط الجوي. أي ملامسة للجلد مع النيتروجين السائل يمكن أن يسبب قضمة صقيع شديدة أو حروق حرارية بسبب التجميد السريع للأنسجة. بالنسبة لأولئك الذين يتعرضون لفترة قصيرة للنيتروجين السائل، فقد يؤدي ذلك إلى إصابة خطيرة.

عندما يتلامس النيتروجين السائل مع الجلد، فإنه يتبخر على الفور، مما يخلق طبقة من الغاز حول الجلد. ومع ذلك، يمكن أن تتبدد طبقة الغاز هذه بسرعة، مما يسمح بالاتصال المباشر بين النيتروجين السائل والجلد، مما يؤدي إلى التجميد السريع والتلف.

ولهذا السبب، يجب ارتداء معدات الحماية الشخصية (PPE) مثل القفازات والنظارات الواقية المعزولة عند التعامل مع النيتروجين السائل. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري اتباع بروتوكولات السلامة المناسبة والحصول على التدريب المناسب قبل العمل مع المواد المبردة وفهم أجهزة مراقبة سلامة الكشف عن الغاز لمنع وقوع الحوادث.

ما هي المدة التي يستغرقها النيتروجين السائل حتى يتبخر؟

يتميز النيتروجين السائل بنقطة غليان منخفضة جدًا ويمكن أن يتبخر بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى تمدده. عندما يتعلق الأمر بمعدل التبخر، فإنه يعتمد على عدة عوامل:

درجة الحرارة والضغط

في درجة حرارة الغرفة (20 درجة)، يبلغ معدل تبخر النيتروجين السائل حوالي 0.2 لتر في الساعة لأي حاوية مفتوحة.

عزل الحاويات

يمكن أن تستغرق أسطوانة النيتروجين السائل المعزولة جيدًا عدة أيام حتى تتبخر إذا كانت مفتوحة للهواء.

نسبة مساحة السطح إلى الحجم

يتم تحديد معدل انخفاض مستويات النيتروجين السائل من خلال نسبة مساحة السطح المكشوف إلى الحجم.

الموصلية الحرارية للركيزة والحرارة النوعية

يستغرق النيتروجين السائل وقتًا أطول ليتبخر على سطح البوليسترين منه على السطح المعدني.

سطح الركيزة

يتأثر معدل التبخر أيضًا بكمية النيتروجين السائل المسموح لها بالانتشار على الركيزة.

ما هي متطلبات التهوية للنيتروجين السائل؟

من أجل منع حدوث نقص الأكسجين، تتطلب المناطق التي يتم فيها استخدام النيتروجين أو تخزينه تهوية كافية. عادةً ما يتم تحديد متطلبات التهوية هذه من قبل الهيئات التنظيمية ومنظمات الصناعة والسلطات ذات الصلة. يمكن أن تشمل هذه، على سبيل المثال لا الحصر، إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA)، والجمعية الوطنية للحماية من الحرائق (NFPA)، والمعهد الوطني الأمريكي للمعايير (ANSI) على سبيل المثال لا الحصر.

ينص إجماع متطلبات التهوية عادة على أن هناك حاجة إلى ما لا يقل عن أربعة إلى ستة تغييرات للهواء النقي في الساعة ويجب توفيرها. ومع ذلك، يعتمد هذا على حجم الغرفة وكمية النيتروجين المستخدمة ووجود نظام مراقبة للكشف عن غاز الأكسجين.

ما هي قواعد السلامة للنيتروجين السائل؟

1. لا تستنشق النيتروجين السائل

الاختناق هو الخطر الرئيسي. يجب إبعاد الشخص الذي يتعرض لمستويات عالية من غاز النيتروجين عن مصدر الغاز وإجراء التنفس الاصطناعي إذا لزم الأمر. يجب على رجال الإنقاذ أو الأشخاص الذين يعملون في المناطق المغلقة التي يحتمل أن يتعرضوا فيها للغاز الطبيعي المسال أن يرتدوا جهاز تنفس مستقلاً.

2. ارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة

التعامل السليم. يعد تخزين واستخدام LN أمرًا بالغ الأهمية لسلامة العمال. يمكن أن يسبب النيتروجين السائل حروقًا تعادل قضمة الصقيع. ولذلك، يجب استخدام جهاز التنفس المزود بالهواء المضغوط والوجه بالكامل عند العمل مع LN في الأماكن الضيقة. يجب استخدام درع الوجه الذي يحمي العينين والوجه للحماية من البقع. يجب ارتداء القفازات والمآزر وأغطية الأحذية العازلة المصممة للتعامل مع الغازات المبردة لتقليل ملامستها للرذاذ العرضي.

3. لا تستهلك النيتروجين السائل مباشرة

يحتوي النيتروجين السائل كسائل على نقطة غليان منخفضة جدًا تبلغ -196 درجة وقد يؤدي ابتلاعه عن طريق الخطأ إلى الاختناق وثقوب مجرى الهواء أو المعدة بسبب درجة الحرارة شديدة البرودة. يمكنك أيضًا المخاطرة بحرق فمك ومريئك بشدة.

4. استخدم النتروجين السائل في المناطق جيدة التهوية

يجب عليك التأكد دائمًا من استخدام النيتروجين السائل في مناطق جيدة التهوية وعدم التخلص منه مطلقًا عن طريق سكبه على الأرض أو الرصيف. باستخدام النيتروجين السائل في مكان محصور أو مغلق، يمكنك إزاحة كمية كافية من الأكسجين لتسبب الاختناق.

5. استخدم فقط الحاويات والمعدات المصممة للخدمة المبردة

باستخدام حاويات مثل ديوار، يمكنك التأكد من بقاء المحتويات في حالة التبريد وضمان السلامة في عمليات مثل تخزين الغازات أو نقلها.

ما فئة المواد الخطرة هو النيتروجين السائل؟

في الواقع لم يتم تعيين النيتروجين السائل ضمن فئة المواد الخطرة (Hazmat) وفقًا لأنظمة التصنيف التقليدية مثل تلك المستخدمة من قبل وزارة النقل الأمريكية (DOT) أو الأمم المتحدة. بدلا من ذلك، يتم تصنيفه عادة على أنه سائل مبرد.

ومع ذلك، على الرغم من عدم تعيينه ضمن فئة المواد الخطرة، لا يزال النيتروجين السائل يعتبر خطيرًا بسبب درجة حرارته المنخفضة للغاية وإمكانية التسبب في قضمة الصقيع أو الحروق الشديدة عند ملامسته للجلد أو المواد الأخرى. ويمكنه أيضًا أن يحل محل الأكسجين في الأماكن الضيقة، مما يعرضك لخطر الوفاة أو الاختناق.

من الضروري اتباع بروتوكولات السلامة والمبادئ التوجيهية الخاصة بالسوائل المبردة للتخفيف من المخاطر وضمان ممارسات التعامل الآمن. ويشمل ذلك استخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة، وتنفيذ التهوية المناسبة، والالتزام بإجراءات التخزين والمناولة المصممة لمنع الإصابة في مكان العمل.