Ipari gázok alkalmazásának biztonsági kérdései a hegesztés és rokon eljárások során Halász Gábor hegesztés-vágás szaktanácsadó

Átírás

1 Ipari gázok alkalmazásának biztonsági kérdései a hegesztés és rokon eljárások során Halász Gábor hegesztés-vágás szaktanácsadó

2 Tartalom A hegesztés veszélyei összefoglalás Autogén technikához használatos égőgázok tulajdonságai Acetilén tulajdonságai Biztonsági eszközök, tömlők, nyomáscsökkentők. Esettanulmányok, balesetek tanulságai Hegesztő berendezések ellenőrzése és tapasztalatok Védőgázas hegesztés veszélyei Plazma vágás veszélyei Lézer vágás veszélyei Intézkedések nem üzemszerű kiáramlás esetén

3 A hegesztés veszélyessége Tűz és robbanásveszély nyomás alatt palackokban tárolt gáz nagynyomású oxigén nem szabályozott, ellenőrizetlen gázfejlődés robbanókeverék kialakulásának lehetősége nyílt lánggal égő hegesztő pisztoly visszaégés, visszarobbanás (lángvisszacsapás) nagy hőfokú fém és salak Fulladási veszély égő láng oxigénelvonó hatása levegő kiszorítása CO, CO2 atmoszféra keletkezése Ártalmas sugárzások villamos ív fényhatása ibolyántúli és infravörös sugárzás elektromágneses és egyéb nagy energiájú sugárzások Káros élettani hatások fémgőzök belélegzése porok belélegzése (fémporok, SiO2) ózon belélegzése mérgező gázok, gőzök belélegzése áramütés zaj hőterhelés fizikai túlterhelés (kényszerhelyzetű hegesztéseknél) Egyéb veszélyek mechanikai sérülések anyagkezelésből égési sérülések (fekete meleg daraboknál!) fém és salakfröcskölés eszközök, berendezések hibás működése

4 Égőgázok tulajdonságai Földgáz (Metán) (oxigén/égőgáz 1,8) Acetilén (oxigén/égőgáz 1,5) Propán (oxigén/égőgáz 4,3) Lángterjedési sebesség m/s Primer láng teljesítmény kw/cm 2 3,3 11,8 3,4 3,6 13 3,8 Láng hőmérséklet ºC A lángerősség: a lángmagból kibocsátott hőkoncentráció mértéke, amely többek között függ a láng égési sebességétől. Primer láng teljesítmény: az első égési fokozatban felszabaduló hőenergiával és lángterjedési sebességgel elérhető teljesítmény ez határozza meg a hevítési teljesítményt. A termikus hatásfok annál jobb, minél nagyobb a láng terjedési sebessége.

5 Robbanási határok Biztonsági szempontból az alsó robbanási határ a fontosabb mert az égőgáz levegő keverék ezt a határt éri el először. acetilén 2,5 % metán 4,1 % hidrogén 4,1 % propán 2,2 % bután 1,6 % levegő

6 Acetilén tulajdonságai a palackot az ütődéstől, rázkódástól, leeséstől fokozottan óvni kell! a massza sérülése vagy a hőmérséklet megengedettnél (50 C) nagyobb mértékűre emelkedése esetén az acetilén önbomlásával kell számolni. az acetilén gázt tartalmazó gázpalackot nem szabad 1 bar nyomás alá üríteni mivel levegő kerülhet a palackba, így robbanóelegy alakulhat ki benne. Spontán bomlás feltételei: p = 2 bar T = 240 ºC V = Ø 30 mm gömb

7 Acetilén palack A gázpalackban biztonsági okokból az acetilén gázt nyomás alatt acetonban vagy dimetilformamidban (DMF) oldott állapotban tárolják a palack belsejét kitöltő rideg porózus massza üregeiben. Az acetilén szelep megnyitása mindenféle nyomáscsökkentő vagy nyomásmérő közbeiktatása nélkül rendkívül balesetveszélyes, ezért szigorúan tilos! Az acetilén minimális gyulladási energiája 0,011 mw s. Ajánlott tartós elvétel 500 l/óra Rövid ideig: 1000 l/óra

8 Gázhegesztő eszközök üzemzavarainak szakkifejezései Visszavágás A láng gyors átterjedése az égő belsejébe, durranó hang kíséretében, melynek nyomán a láng kialszik, vagy újra begyullad az égőfejen. Visszaégés A láng az égőben visszafelé terjed, és folyamatosan ég a keverőcsőben vagy a keverőkamrában. Jellegzetessége a sípoló hang. Visszacsapás A láng visszafelé terjedése a pisztolyon keresztül a tömlőkbe vagy akár a nyomáscsökkentőbe. Visszaáramlás A nagyobb nyomású gáz visszaáramlása a kisebb nyomású gáz tömlővezetékébe..

9 Visszavágás, visszaégés Veszélyek: égő sérülés, kezelő sérülése, égés terjedése. Megelőzés, elhárítás: Megfelelő felszerelés Égés feltételeinek megszüntetése kézi működtetésű szelep (MV) vagy hőre érzékeny elzárószelep (TV) Gázhegesztő eszköz leválasztása ( MV, PV, TV) 8-as melegítő szár égőgáz igénye: l/óra.

10 Visszavágás, visszaégés

11 Biztonsági eszközök kiválasztása A biztonsági eszközök megválasztását és beépítésének helyét az alkalmazás körülményeire vonatkozó, az MSZ EN ISO szerinti kockázatértékeléssel megállapított védőintézkedésként kell előírni. Mérlegelni kell a visszaégés, visszaáramlás, visszacsapás és a nem üzemszerű ellenőrizetlen gázkiáramlás okozta veszélyeket! Meg kell határozni: A személyekre, vagyontárgyakra az elfogadhatónál nagyobb kockázatot jelentő terület térbeli és időben határait. A feltárt veszélyek kockázatát, súlyosság, előfordulási valószínűségét. Kockázatelemenként az elfogadható kockázati szint megvalósulásához szükséges védőintézkedéseket..

12 Biztonsági eszközök Visszacsapó szelep, NV (NV = Non-return valve) Lángfogó, FA (FA = Flame arrestor) Nyomásra érzékeny elzárószelep, PV (PV = pressuresensitive cut-off valve) Hőre érzékeny elzárószelep, TV (TV = temperaturesensitive cut-off valve) Gázáramra érzékeny elzárószelep FV (FV = flow-sensitive cut-off valve) Többfunkciójú biztonsági eszköz Lefúvó szelep SV (SV =safety valve)..

13 Biztonságtechnikai eszközök visszacsapó szelepek lángvisszacsapás gátlók többfunkciós biztonsági eszközök 143/2004 (XII.22) GKM rendelet a HBSZ kiadásáról pont Gázhegesztő és -hevítő, valamint lángvágó készüléket csak a készülék üzemzavarából eredő visszaáramlás, visszaégés és visszacsapás ellen védő biztonsági szerelvények alkalmazása mellett szabad a gázforráshoz (gázpalackhoz, palacktelephez, illetve ellátó vezetékhez) csatlakoztatni.

14 Többfunkciós biztonsági eszközök.

15 Többfunkciós biztonsági eszközök

16 Lángvágó égőkre szerelhető biztonsági eszközök.

17 Autogén tömlők A felhasználható gumitömlő hossza legalább 5 m, de legfeljebb 30 m lehet. Fémbordás, fémszálerősítésű gumitömlőt csak tűzvédelmi hatósági engedély birtokában szabad alkalmazni!

18 Az oxigén nyomáscsökkentők kiégésének okai részecskék a palackból vagy a nagynyomású tömlőből adiabatikus kompresszió szerves anyagok zsír, olaj heves reakciót vált ki

19 Kiégett oxigén nyomáscsökkentők

20 Revétlenités nagyteljesítményű puskával FB puska O2 nyomás: 2,5 35 bar: Propán nyomás: 0,3 bar O2 szükséglet: m3/h Propán fogyasztás: 1,7 m3/h

21 Autogéntechnika bontási munkában A balesetek egy része a leeső darabokból, más része a tűzesetekből és robbanásokból származik. Autogén eljárásnál igen nagy energiák szabadulnak fel, forró részecskék, salak repül vagy folyik szét.

22 Palettankos oxigén ellátás Maximális elvétel: 30 m3/h!

23 Sűrített gáz tartalmazó palack mint veszélyforrás

24 Ellenőrzés és vizsgálat a HBSZ szerint 8.1 A hegesztő berendezés és a biztonsági szerelvények biztonságos működését időszakonként ellenőrizni kell, és az ellenőrzés tényét írásban rögzíteni kell. Ennek gyakorisága, ha a gyártó ettől eltérően nem rendelkezik- a következő: Gázhegesztés Gázhegesztő készülék Pisztoly, égő: ¼ év Gumitömlők: ¼ év Biztonsági szerelvények: ¼ év Palack és vezetéki nyomáscsökkentő: ¼ év Ívhegesztés Hegesztő- és vágópisztoly TIG-égő: 1 év Plazma égő (gépi): 1 év Plazma égő (kézi): ½ év Palack- és vezetéki nyomáscsökkentő: 1 év Gázellátó rendszer: palacktelep, palackköteg és készülékei: 1 év Ellátó vezeték tömörségi vizsgálata: 1 év Ellátó vezeték szerkezet vizsgálata: 3 év 8.2. A biztonságos működés ellenőrzésének ki kell terjednie legalább a biztonsági funkciók működésének és szerkezetek épségének vizsgálatára.

25 Védőgáz hálózati nyomáscsökkentők

26 Gáztömlők ellenőrzése

27 Figyelmeztető jelek

28 Plazmavágás A palackok védősapkáját csak közvetlen a felhasználás előtt, a lefejtőbe való bekötéskor távolítsuk el. A plazmaív és a palackok között elektromos kontaktus nem lehet. Soha ne használjuk a palackszelep megnyitásához kalapácsot, fogót, vagy más szerszámot. Nehézfém gőzök, ózon és nitrozus gázok keletkeznek. Robbanásveszély: H35 (65% Ar +35%H2), F5 (95% N2 + 5%H2) gázkeverékek és metán (CH4) alkalmazása esetén. Fokozottan ügyelni a szivárgásra és gázváltásoknál az átöblítésre

29 Védőgázas ívhegesztések Hidrogén dúsulás lehetséges Inoxline H (Ar +2-7,5% H2) csoport védőgázainak formálógázok ( N %H2) alkalmazásánál Hidrogén esetében a hirtelen palacknyitás különösen veszélyes mivel a hidrogén hőmérséklete fojtásos expanziónál nem csökken mint a többi gázé hanem nő! Intézkedések: az 5% feletti H2 tartalmú védőgázoknál fáklyázni kell. gázkeverővel előállítás esetén a megfelelő összetétel fokozott ellenőrzése javasolt.

30 Lézersugaras vágás Veszélyek Oxigén- tűzveszély, időszakonként ellenőrizni kell a biztonsági eszközöket (automata tűzoltó készülék, visszaégésgátló) Nitrogén- nitrozus gázok Mérgező nehézfém gőzök műanyagok vágásánál mérges gázok gőzök keletkeznek. Láthatatlan sugárzás. Burkolatokkal (plexi CO2 lézereknél fém fiber lézereknél) visszaverő felületekkel védekeznek ellene. Speciális a hullámhossznak megfelelő védő szemüveg használata Vágólencse robbanás: Oka lehet a nem megfelelő minőségű öblítőgáz (sűrített levegő, nitrogén). A vágólencse anyaga ZnSe (CO2 lézereknél) nagyon mérgező. Lencserobbanás esetén: P2 pormaszk, latex kesztyű használata az egész takarítás alatt kötelező. Javasolt az eldobható kezes lábas. Teendők: A lencse darabjainak összeszedése és a por eltávolítása intenzív szellőztetés mellett.

31 Szállézeres vágás

32 Intézkedések nem üzemszerű gázkiáramlás esetén Sűrített gáz esetén gázszivárgás esetén a palackszelepet, illetve a palackköteg kimeneti szelepét el kell zárni. ha nem szűnik meg a gázkiáramlás, a palackot (palackköteget) a szabadba kell vinni biztonságos helyre, és ott kell kiüríteni. nem palackos ellátás esetén a tároló berendezés (például kriogén tartály) kimeneti szelepét kell elzárni. Égőgáz esetén ha zárt térben a tömítetlenség miatt égő gáz kerül a helyiségbe, és az égést szelepzárással nem lehet megszüntetni, akkor amennyiben a körülmények ezt lehetővé teszik - hagyni kell a lángot égni, amíg el nem alszik. A láng eloltása esetén, a helyiségben kialakult levegő égőgáz keverék robbanáshoz vezethet. acetilén kiáramlás esetén a palackot vízsugárral folyamatosan hűteni kell, és ha nem sikerül a gázt elzárni, meg kell próbálni a palackot eltávolítani. Szabadban a lángot el lehet oltani, viszont a palackot folyamatosan vízzel kell hűteni addig, ameddig a felmelegedés meg nem szűnik.

33 Gázok és tanácsadás a Szakértőktől. Köszönöm megtisztelő figyelmüket.