( ملاحضات ایمنی کار با هیدروژن )
در دسته بندی که بر اساس خطاهای انسانی انجام گرفته، نقص عملیاتی یا فضای کار باعث 26% حوادث ناگوار بوده که شامل شرایط کاری ناقص در حین نصب، تعمیر، سوارکردن و تمیزکاری بوده و عدم آموزش، یا نبود دستورالعملهای خاص و یا هر دو نیز موثر است. نقص دستورالعملها باعث با 25% حوادث ناگوار بوده که شامل رفتار خلاف دستورالعملها یا نبود دستورالعمل مناسب می باشد. نقص در طراحی باعث 22% حوادث ناگوار می شود که شامل طراحی های نامناسب سیستم و اجزاء آن مانند عدم تخمین فشار و خستگی، اشتباه در انتخاب مواد (مثل خطاهای دفتری در نقشه کشی و ...) است. اشتباهات در طرح و برنامه ریزی مثل اشتباه در طراحی آزمایش یا مطالعه خطر در مرحله طراحی باعث 14% حوادث ناگوار بوده است.
تقسیم بندی دیگر بر اساس نقص عملیات، عیوب مواد، عدم سازگاری و آلودگی مواد می باشد. 8% حوادث ناگوار به خاطر نقص عملیات، 3% به خاطر عیب مواد و تجهیزات، 3% به خاطر ناسازگاری مواد و 1% به خاطر استفاده از تجهیزات آلوده بوده است.
دسته اول 87% حوادث ناگوار را شامل می شود که 51% آن مربوط به دو طبقه اول که شامل دستورالعملهاست. سومین و چهارمین طبقه 36% حوادث ناگوار را شامل می شود که شامل طراحی و برنامه ریزی می گردد. پس این چهارطبقه سهم عمده حوادث ناگوار را داشته و شامل خطاهای انسانی می باشند.
در این مطالعه اعلام شده که 20% حوادث مربوط به شیرها و 21% حوادث مربوط آلوده شدن سیستم به هواست.
آمار فوق بیان می کند که دو هدف عمده (از لحاظ ایمنی) در طراحی و پروسه سیستم های هیدروژن عبارتند از:
1) حداقل کردن احتمال خطای انسانی.
2) ایجاد سیستمی که ظرفیت مقابله با خطاهای انسانی را برای ایمن ماندن پروسه داشته باشد.
2-1-3- آماده شدن در برابر خطرات:
روشهای مختلفی برای آماده شدن در برابر خطرات وجود دارد که عبارتند از حذف، پیشگیری، دوری کردن، کنترل کردن و صرف نظر کردن. در زیر مثالهایی از هر روش بیان می گردد.
Eliminate: انتخاب اول در برخورد با خطر حذف آن می باشد اما (مانند آنچه در مورد هیدروژن است) این روش همیشه امکان پذیر نیست. خواص هیدروژن به گونه ای است که بعنوان یک سوخت با ارزش تلقی می شود که خطرناک نیز است. به همین دلیل ممکن است گاز دیگری به جای هیدروژن ترجیح داده شود(حذف خطر با حذف هیدروژن).
Prevent: اگر نتوانیم خطر را حذف کنیم ممکن است بتوانیم از وقوع آن پیشگیری کنیم. استفاده از ماده ای که در مقابل هیدروژن، خشک (شکننده) نگردد می تواند مثالی از پیشگیری در مقابل خطر خشک شدن هیدروژن باشد. در این مثال در مقایسه با روش قبل از هیدروژن استفاده می شود ولی از ماده ای که در مقابل آن خشک شود استفاده نمی گردد.
Avoid: در شرایطی که امکان حذف یا پیشگیری از خطر وجود نداشته باشد، دوری کردن از امکان برخورد با خطر توصیه می شود. محدودیت تماس افراد با خطر از جهت مدت زمان تماس و تعداد افراد در تماس مثالی از روش دور کردن از خطر می باشد.
Control: اغلب تنها راه مقابله با خطر، کنترل آن می باشد. کنترل عناصر خطر معمولا بر حذف، پیشگیری و دوری کردن از خطر ترجیح داده می شود. اعمال محدودیت فشار یا دبی در عملیات مثالی از کنترل خطر است.
Ignore: اگر پیامد خطر ناچیز و قابل تحمل باشد، در این شرایط می توان خطر را پذیرفت (وقتی که با بررسی دقیق شرایط خطر و پیامد آن توجیه پذیر باشد).
2-1-4- حداقل کردن شدت پیامد خطر
یک قاعده مهم در کاربرد ایمنی هیدروژن، عملیات و طراحی مناسب برای حداقل کردن شدت پیامد حوادث ناگوار است که به روشهای مختلفی این کار انجام می شود:
- حداقل کردن مقدار هیدروژن که نگهداری و یا درگیر عملیات می شود.
- ایزوله کردن هیدروژن از اکسید کننده ها و مواد و تجهیزات خطرناک.
-جداسازی افراد و تأسیسات از مکانهایی که قابلیت آتش گیری، انفجار و ترکش ناشی از آن که در اثر عیب تجهیزات یا سیستم های ذخیره هیدروژن ایجاد می شود.
- قرار دادن سیستم های هیدروژن یا ونت در بالای تأسیسات.
- جلوگیری از اختلاط هیدروژن/اکسید کننده و تجمع در فضاهای محدود (زیر سقف ها، در تجهیزات مستقر در اتاقک کوچک یا کابینت ها یا تجهیزاتی که پوشیده شده اند).
- حداقل کردن میزان تماس پرسنلی با محدود کردن تعداد افراد در معرض، مدت زمان تماس پرسنل، استفاده از تجهیزات حفاظت فردی و استفاده از تجهیزات هشدار و خطر ( شامل آشکارگرهای آتش و هیدورژن) و...
- رعایت نظم محیط کار مانند رعایت راههای دسترسی و خروجیها و برداشتن موارد غیر زائد و باقیمانده در سیستم های هیدروژن.
- رعایت الزامات عملیات ایمن مانند استفاده از نفر پشتیبان هنگام کار در شرایط خطرناک.
2-2- کاهش ریسک در مرحله طراحی
2-2-1- طراحی ذاتا ایمن
از آنجائیکه هیدروژن ذاتا یک ماده خطرناک می باشد (این خطرات ناشی از طبیعت هیدروژن است)، تاسیسات کار با هیدروژن بایستی کاملا ایمن طراحی شوند که عبارتند از عملیات ایمن خودکار(automatic safety operation)، علائم هشدار، تجهیزات اعلام خطر و طراحی عملکرد ایمن در شرایط نقص سیستم (fail-safe system).
منظور از عملیات ایمن اتوماتیک عبارتند از تجهیزاتی از قبیل پایش از راه دور اطلاعات حساس و بحرانی، کنترل از راه دور شرایط عملیاتی (مانند فشار و دبی) و یا عملیات خودکار تجهیزات به صورت مناسب در هنگامی که هیدروژن در محیط شناسایی شود. این موارد عبارتند از: شیرهای قطع کننده جریان، روشن شدن یا خاموش شدن تهویه ،راه انداری و از کار اندازی مناسب سیستم.
طراحی عملکرد ایمن در شرایط نقص سیستم (fail-safe system) عبارتند از تجهیزات ایمن اضافی (مانند شیر اطمینان)، وجود تجهیزات پشتیبان برای سیستمها و اجزاء حساس و بحرانی، ایجاد شرایط ایمن در هنگام از کار افتادن سیستم ( برای مثال شیرها بایستی در هنگام قطع برق به صورت اتوماتیک به حالت ایمن باز یا بسته قرار گیرند) و قرار دادن یک یا دو لایه ایمن در سیستم برای جلوگیری از رسیدن به مرحله خطر.
یک سیستم هیدروژن باید مجهز به علائم هشدار و اخطار بوده و در هنگام شرایط غیر عادی مانند کارکرد نامناسب سیستم یا ایجاد خطا در سیستم، پرسنل را آگاه سازد. این تجهیزات بایستی به گونه ای عمل کنند که زمان خروج و پاسخ مناسب را برای پرسنل فراهم سازد.
شکنندگی و حمله هیدروژن
به طور کلی قابلیت شکنندگی در مقابل هیدروژن را می توان به روشهای زیر کاهش داد.
- استفاده از فلزات در حد مقادیر استحکام ایمن آنها.
- پایین آوردن میزان تنش در سیستم.
- مینیمم کردن تنش پسمانده (residual stress) با روشهای مهندسی مثل آنیلینگ مواد و ...
- احتراز کردن یا حداقل کردن تغییر شکل خمیری سرد در هنگام عملیات.
- احتراز کردن از شرایطی که باعث ایجاد خستگی موضعی در اجزایی شده که مرتباً تحت بارگزاری قرار می گیرند(هیدروژن امکان آغاز و رشد ترکهای ناشی از خستگی در ساختار را نیز شتاب می بخشد).
- استفاده از فولاد استینتی معمولاً به خاطر اینکه قابلیت شکنندگی کمتر در مقابل هیدروژن دارد معمولاً بعنوان ماده اصلی در تجهیزات هیدروژن استفاده می شود زیر رفتار چقرمگی عالی در مقابل دمای تبرید دارد.
- روش تست تعیین شده در ISO 11114-4 برای شناسایی مقاومت مواد فلزی از نظر شکنندگی در مقابل هیدروژن استفاده می گردد. راه حلهای کاربردی مهندسی برای اجتناب از خطرات هیدروژن مانند استفاده از فولادهای آلیاژ کم که در آن پایدار کننده های کاربید برای کاهش واکنش کربن آن با هیدروژن جذب شده، بایستی ملاحظه گردد.
2-2-2-4- مواد آلی
مواد آلی بعنوان درزگیرها برای مدت زیادی است که در کار با هیدروژن استفاده می شود. بیشتر پلیمرها در تماس با هیدروژن مشکل خاصی ندارند، هرچند که هیدروژن از میان این مواد راحت تر از فلزات نفوذ می کند. مقادیر نفوذ به حدی نیست که ایجاد مخلوط قابل انفجار در بیرون مخزن نماید ولی می تواند باعث کم شدن گاز در یک مدت زمان طولانی شده و یا ممکن است باعث شکستن خلاء در یک فضای بسته شود.
پلیمرهایی که بوسیله الیاف تقویت شده اند هم اکنون بیش از پیش در مخازن تحت فشار کاربرد دارند. یک لایه فلزی هم معمولاً داخل اینگونه مخازن (FRP) برای نگهداری کامل هیدروژن قرار می دهند تا هیدروژن مستقیماً با FRP در تماس نباشد.
رزومه شرکت ایمن سازان پایش آینده