INFORMATOR
Bezpieczne postępowanie
z cieczami kriogenicznymi
Linde Gaz Polska Sp. z o.o.
Tłumaczył i uzupełniał : mgr inż. Robert Stefaniak.............................
Sprawdził : ........................................................................................
Autor: Ostatnio zmieniane: Wydanie: BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNY-
01-10-11 9.0 MI
Robert Stefaniak
INFORMATOR
Strona 1
BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNYMI
Spis treści :
1. CIECZE KRIOGENICZNE W OGÓLNOŚCI 2
2. ZAGROŻENIA DLA ZDROWIA 3
2.1 ZRANIENIA WYWOA
ANE PRZEZ ZIMNO 3
2.2 DZIAA
ANIE DUSZ
CE 4
2.3 ROZERWANIE RUR 5
2.4 ZATKANIA PRZEZ KORKI LODOWE 5
3. UBIORY OCHRONNE 6
4. POŻARY I GROy
BA WYBUCHU 6
Autor: Ostatnio zmieniane: Wydanie: BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNY-
01-10-11 3.0 MI
Robert Stefaniak
INFORMATOR
Strona 2
BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNYMI
1. CIECZE KRIOGENICZNE W OGÓLNOŚCI
Ciecz kriogeniczna jest tutaj definiowana jako gaz, który został skroplony poprzez obniżenie
temperatury. Gaz jest technicznie definiowany jako kriogeniczny, kiedy zostanie schłodzony do
temperatury poniżej -160°C pod normalnym ciÅ›nieniem atmosferycznym i przejdzie w stan ciekÅ‚y.
Gazami, o które tutaj chodzi, na ogół są tlen, azot i argon (gazy atmosferyczne) oraz gazy ziemne
(które zawierają głównie metan), dwutlenek węgla (CO2) i w pewnym zakresie podtlenek azotu
(N2O) są również traktowane w handlu jako gazy kriogeniczne, chociaż nie mają tak niskich tempe-
ratur jak gazy atmosferyczne. Jednakże, te instrukcje bezpieczeństwa odnoszą się również do tych
gazów.
Ciecze kriogeniczne są klasyfikowane jako substancje niebezpieczne i należy postępować z nimi
według ściśle określonych reguł. Wielkie znaczenie ma również to aby każdy pracownik otrzymał
odpowiednie przeszkolenie, mające zagwarantować bezpieczne postępowanie z cieczami krioge-
nicznymi.
Fizyczne właściwości najpopularniejszych cieczy kriogenicznych są zawarte w poniższej tabeli:
Dwutlenek Podtlenek
Tlen Azot Argon
węgla azotu
Wzór chemiczny O2 N2 Ar CO2 N2O
DuszÄ…cy
Właściwości Utleniający* Duszący Duszący Utleniający
Åšrednio trujÄ…cy
Masa
32 28 40 44 44
czÄ…steczkowa
Kolor gazu Bezbarwny Bezbarwny Bezbarwny Bezbarwny Bezbarwny
Jasno
Kolor cieczy Bezbarwna Bezbarwna Bezbarwna Bezbarwna
niebieska
Lekko kwaśny
Smak gazu Bez smaku Bez smaku Bez smaku Lekko słodki
Ostry
Lekko kwaśny
Smak cieczy Żaden Żaden Żaden Lekko słodki
Ostry
Punkt wrzenia [°C]
-183 -196 -186 -79 -89
Temperatura krytyczna
-119 -147 -122 31 37
[°C]
Punkt zamarzania [°C]
-219 -210 -189 -56,6** -91
Ciśnienie krytyczne [ba-
50,4 33,8 48,5 74 73
ry (g)]
Tam gdzie ma to zastosowanie, wartości są dla ciśnienia 1 atm (a).
* Wspomaga spalanie
** Punkt potrójny przy 4,2 bar (g) i -56,6°C.
Autor: Ostatnio zmieniane: Wydanie: BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNY-
01-10-11 3.0 MI
Robert Stefaniak
INFORMATOR
Strona 3
BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNYMI
2. ZAGROŻENIA DLA ZDROWIA
Brak ostrożności przy postępowaniu z cieczami kriogenicznymi może doprowadzić do zra-
nień. Można temu zapobiec przez ścisłe przestrzeganie naszych instrukcji ! Cieczami kriogenicz-
nymi może zajmować się tylko specjalnie przeszkolony personel, obeznany z właściwościami tych
produktów i zagrożeniami związanymi z nimi.
2.1 ZRANIENIA WYWOA
ANE PRZEZ ZIMNO
Unikać bezpośredniego kontaktu z cieczami kriogenicznymi, ponieważ mogą one wywoły-
wać zranienia podobne do oparzeń. Jeżeli wystąpią takie zranienia należy:
Ostrożnie zdjąć ubranie ze zranionej części ciała. Nigdy nie należy rozcierać ani masować oparze-
nia zimnem. Może to tylko pogorszyć stan rany. Jeżeli ciecze kriogeniczne zostaną rozlane na
skórę albo dostaną się do oczu - przepłukiwać dużymi ilościami wody. Ogrzać zranioną część ciała
przez owinięcie jej w temperaturze pokojowej ( nie używać z
ródeł ciepła takich jak lampy nagrze-
wajÄ…ce ).
Nigdy nie dopuszczać do tego aby nieosłonięta skóra wchodziła w kontakt z zimnymi ele-
mentami takimi jak rury lub obudowy zaworów ! Skóra może przymarznąć do przedmiotu !
Ze względu na niską temperaturę cieczy kriogenicznych, temperatura środowiska otaczającego
instalacje kriogeniczne jest często niska. Ważne jest noszenie ciepłych ubiorów ochronnych, ażeby
zapobiegać utracie ciepłoty ciała.
2.2 DZIAA
ANIE DUSZ
CE
Niekontrolowane uwalnianie cieczy kriogenicznych prowadzi, w miarÄ™ parowania cieczy, do
powstawania dużych objętości gazu. Taki gaz nie miesza się łatwo z powietrzem ze względu na
niską temperaturę. Zimny gaz obniża temperaturę powietrza, prowadząc do powstawania mgły.
Obszary wolne od mgły powstają w pobliżu miejsca uwalniania się gazu. Występuje to ze względu
na całkowite wyparcie powietrza przez uwalniany gaz.
Jeżeli N2, Ar lub CO2 jest uwalniany w dużych ilościach w zamkniętej przestrzeni, zawartość tlenu w
powietrzu może radykalnie obniżyć się, powodując ostre zagrożenie uduszeniem się. Zwiększona
zawartość CO2 wpływa na układ oddechowy. Objawami tego jest krótki oddech, uczucie duszności
i ból głowy.
Zwiększona zawartość N2 lub Ar nie wpływa na układ oddechowy, co oznacza, że utrata przytom-
ności i uduszenie mogą nastąpić bez ostrzeżenia.
Im mniejsza jest zawartość tlenu we wdychanym powietrzu, tym szybciej następuje uduszenie.
Po uwolnieniu gazu do zamkniętej przestrzeni, bardzo ważne jest skuteczne przedmuchanie tego
rejonu powietrzem i zmierzenie zawartości tlenu zanim personel wkroczy do tego miejsca. Ściany
dookoła zbiornika mogą być traktowane jako tworzące obszar zamknięty, jeżeli istnieje tam nie-
wielki naturalny ruch powietrza.
Autor: Ostatnio zmieniane: Wydanie: BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNY-
01-10-11 3.0 MI
Robert Stefaniak
INFORMATOR
Strona 4
BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNYMI
2.3 ROZERWANIE RUR
Ciecz kriogeniczna zawarta w układzie rurowym pomiędzy dwoma zaworami będzie rozprę-
żać się bardzo gwałtownie, kiedy zostanie ogrzana i przejdzie w postać gazową. Wzrost ciśnienia
jest tak wielki, iż występuje niebezpieczeństwo rozerwania rur, o ile dany odcinek rur nie ma zain-
stalowanego zaworu bezpieczeństwa. Dlatego też jest ważne, ażeby personel projektujący i insta-
lujący układy rurowe był świadomy właściwości fizycznych cieczy kriogenicznych. Rozrywająca się
rura może spowodować poważne zranienia personelu i zniszczenia sprzętu w sąsiedztwie instala-
cji.
Ważne jest również stosowanie w instalacjach kriogenicznych odpowiednich materiałów.
Niektóre materiały, z których mogą być wykonane rury są kruche w temperaturach kriogenicznych i
nie można ich używać w takich instalacjach. Należy zachować ostrożność przy wybieraniu mate-
riałów do wykorzystania w temperaturach bliskich T= -196°C
2.4 ZATKANIA PRZEZ KORKI LODOWE
Ciekły CO2 tworzy suchy lód i gaz, kiedy ciśnienie spadnie poniżej 4,2 bar. Ciśnienie po-
wstałe przy podgrzaniu tego suchego lodu może spowodować powstawanie korków lodowych w
rurach i wężach elastycznych, a to z kolei stwarza groz
bę rozerwania rur. Dodatkowe węże mogą
gwałtownie poruszyć się, kiedy taki korek lodowy zostanie nagle zwolniony. Wyrzucone z dużą
prędkością korki lodowe mogą powodować poważne zranienia. Nigdy nie należy uwalniać ciśnie-
nia w wężach z ciekłym CO2 bez uprzedniego opróżnienia całej cieczy z gazem albo odczekania
aż cała ciecz odparuje z węża.
3. UBIORY OCHRONNE
Personel zajmujący się cieczami kriogenicznymi musi używać ubrania ochronne, które za-
pewniajÄ… mu ochronÄ™ przed kontaktem z cieczami kriogenicznymi i z zimnymi elementami.
Podczas zajmowania się cieczami kriogenicznymi, zawsze muszą być noszone następujące za-
bezpieczenia:
1. KOMBINEZON Unikać kombinezonów z otwartymi kieszeniami.
2. BUTY Najlepiej zrobione ze skóry.
Nogawki spodni winny być wypuszczone na
zewnątrz butów.
Buty nie mogą zawierać metalowych mocowań,
mogących wywołać iskrzenie.
3. HEA
M Powinien zawierać przezroczystą osłonę
chroniÄ…cÄ… twarz i oczy przed rozbryzgami.
4. OCHRONA USZU podczas przedmuchiwania rur może występować
hałasy o wysokim natężeniu.
5. R
KAWICE Rękawy kombinezonu powinny być naciągnięte
na rękawice. Rękawice skórzane nie mogą -
być wilgotne.
Zanim przystąpi się do prac przy cieczach kriogenicznych, sprawdzić czy ubranie jest czyste i wol-
ne od oleju.
Nie nosić w kieszeniach zapałek, zapalniczek lub podobnych przedmiotów.
Autor: Ostatnio zmieniane: Wydanie: BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNY-
01-10-11 3.0 MI
Robert Stefaniak
INFORMATOR
Strona 5
BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNYMI
4. POŻARY I GROy
BA WYBUCHU
Kiedy występuje uwalnianie tlenu lub N2O, ogień może rozprzestrzeniać się bardzo gwał-
townie. W środowisku czystego tlenu, wiele substancji organicznych może nawet eksplodować.
Nie magazynować łatwopalnych materiałów w bezpośrednim sąsiedztwie instalacji zbiornika.
Zbiorniki zawierające tlen lub N2O muszą być montowane na betonowych fundamentach.
Instalacje zawierające zbiorniki z izolacją próżniową różnią się znacznie od instalacji z butlami
gazowymi:
" Gaz jest przechowywany w postaci ciekłej a nie gazowej,
" Konstrukcja zbiornika o podwójnych ściankach składa się ze zbiornika wewnętrznego
(zbiornika ciśnieniowego) oraz zbiornika zewnętrznego. Przestrzeń między nimi jest wypeł-
niona materiałem izolacyjnym (perlitem), a następnie, w celu polepszenia izolacyjności, od-
pompowane jest pozostałe tam powietrze. Zbiornik zewnętrzny jest wykonany 5-8 mm bla-
chy stalowej o klasie odpowiedniej dla zbiorników ciśnieniowych.
Ciśnienie w zbiorniku jest regulowane przez regulator ciśnienia PER, zawory bezpieczeństwa
upuszczają nadmiar ciśnienia ze zbiornika przy nieprawidłowej eksploatacji. Gaz jest magazyno-
wany w zbiorniku jako ciecz kriogeniczna a zbiornik jest bardzo dobrze izolowany, do zwiększenia
ciśnienia w zbiorniku potrzebne jest bardzo intensywne grzanie. Każdy z dwóch zaworów bezpie-
czeństwa zainstalowanych w zbiorniku ma wydajność wystarczającą do wypuszczenia gazu, który
mógłby odparować w możliwych do zaistnienia warunkach roboczych, włącznie z pożarem w bez-
pośredniej bliskości zbiornika.
Objętość gazu, która mogłaby odparować przy założeniu najgorszego scenariusza ( utrata próżni i
zbiornik otoczony przez pożar) jest szacowana na około 200 Nm3/godz. dla zbiornika o objętości w
przybliżeniu 25 m3. Ta objętość w żadnym razie nie stanowi problemu. Dużo większa objętość
gazu odparowuje, kiedy zbiornik jest ochładzany podczas napełniania go po raz pierwszy.
Uwalniany gaz natychmiast miesza się z otaczającym powietrzem. Dlatego też w wypadku pożaru nie
ma żadnej potrzeby przedsiębrania specjalnych działań (poza typowym działaniem p.poż. ) w od-
niesieniu do zbiornika w jego bezpośrednim sąsiedztwie, za wyjątkiem, gdzie to jest możliwe, za-
mknięcia zaworu oznaczonego czerpalnego oznaczonego V9. Zapobiegnie to, na przykład, ucieczce
gazu przez uszkodzoną rurę w płonącym budynku. Jest to ważne, jeżeli zbiornik zawiera tlen lub
podtlenek azotu, ponieważ te gazy znacznie wspomagają proces palenia się, z uwagi na ich wła-
ściwości utleniające.
Przy zaworach zamkniętych ciecz kriogeniczna wewnątrz zbiornika jest dobrze chroniona przez
dobrą izolację zbiornika. Zbiornik może wytrzymywać wysokotemperaturowy pożar przez wiele
godzin zanim zajdzie potrzeba podjęcia działań ( innych niż opisane powyżej ).
Autor: Ostatnio zmieniane: Wydanie: BEZPIECZNE POSA
UGIWANIE SI
CIECZAMI KRIOGENICZNY-
01-10-11 3.0 MI
Robert Stefaniak