گازهای فشرده در اکثر محیط های کاری کاربرد دارند و در بیشتر مناطق به عنوان کالاهای خطرناک طبقه بندی می شوند. به هنگام انبارش و جابجایی کپسول ها یا سیلندرهای گاز می بایست مراقبت های بسیاری انجام پذیرد. بنابراین مهم است که با انواع سیلندرها آشنا باشیم و ریسک های مربوط به هرکدام شناسایی شوند.

در این جا سه نوع رایج از انواع سیلندرهای گاز معرفی می شود:

سیلندرهای یکپارچه فشار بالا و سیلندرهای جوشکاری شده

سیلندرهای استیلن

 سیلندرهای کامپوزیت

سیلندرهای یکپارچه فشار بالا و سیلندرهای جوشکاری شده

سیلندرهای فشار بالا از دو نوع آلیاژ فولاد و یا آلومینیم ساخته می شوند و امکان حمل و استفاده ی ایمن گازهای فشرده را فراهم می سازند.

گازهای تحت فشار در صورت استفاده نادرست، می‌توانند خطرات جدی برای ایمنی و سلامت در بر داشته باشند. بنابراین نیاز است که از هر دو خطر سلامتی گاز مورد استفاده (گازهای سمی، خفه کننده یا خورنده) و خطر فیزیولوژیکی سیلندرهای گاز آگاه بود.

در حالیکه بسیاری از گازهای فشرده آتشگیر، خورنده و یا واکنش پذیرند، بسیاری از گازهایی که حتی آتشگیر و سمی نیستند نیز در صورتی که گرما ببینند یا شروع به نشت گاز کنند، در یک شرایط کنترل نشده می توانند خطرناک باشند.

بسیاری از حوادث و مرگ های محیط کار، ناشی از کار با سیلندرهای نا ایمنی می باشد که در یک شرایط کنترل نشده نشت گاز دارند که در اکثر موارد سیلندر مثل یک موشک پر سرعت عمل می کند.

سیلندرهای گاز تحت فشار دارای دو نوع درز دار (جوشکاری شده) یا بدون درز (یکپارچه) هستند که سیلندرهای یکپارچه  با توجه به خصوصیات طراحی خود، قابلیت تحمل فشارهای بالاتری را دارند و فشار کاری آن ها بیشتر از سیلندرهای جوشکاری شده است.

گازهای صنعتی معمول مانند نیتروژن ، هلیوم، هیدروژن، اکسیژن و دی اکسید کربن همگی در این سیلندرها ذخیره می شوند.

رایج ترین استانداردهای طراحی سیلندرهای گاز فشار بالا و یکپارچه یا بدون درز، ISO 9809 ، EN1964 برای سیلندرهای فولادی و ISO7866 و EN1975 برای سیلندرهای آلومینیمی می باشد. در ایران نیز استاندارد ملی ISIRI 7909 جهت ساخت سیلندرهای فولادی بدون درز تدوین گردیده است.

این سیلندرها با توجه به تحمل فشارهای بالا، باید در دوره های مشخص مورد بازرسی و آزمون قرار بگیرند و پس از تایید شدن در بازرسی دوره ای، مجددا به چرخه استفاده برگردند.

استانداردهای ISO 6406، ISO10461 و ISO 18119 استانداردهای رایج مورد استفاده در بازرسی و آزمون سیلندرهای تحت فشار بدون درز آلومینیمی و فولادی هستند. در ایران نیز استاندارد ملی ISIRI 6792 برای بازرسی این سیلندرها رایج است.

سیلندرهای جوشکاری شده اغلب برای ذخیره سازی گازهای مایع شونده که فشار بخار نسبتا پایینی دارند مانند آمونیاک یا سولفورهگزافلوئورید مورد استفاده قرار می گیرند. از استانداردهای طراحی این سیلندرها می توان به استاندارد ISO 4706 اشاره کرد که مربوط به طراحی سیلندرهای جوشکاری شده فولاد کربنی با فشار کاری 60bar و کمتر می باشد.

همچنین استاندارد ISO 10460 و یا استاندارد ملی INSO 18753 مشخص کننده ی دستورالعمل بازرسی دوره ای و آزمون این گونه سیلندرها می باشد.

استیلن یک سوخت عالی برای گرم کردن است زیرا بسیار کارآمد است و به شدت گرم می شود. استیلن در مخلوط با اکسیژن برای جوشکاری و برش صنعتی، تنها گاز قابل اشتعال است که قادر به جوشکاری فولاد است.

اما استیلن یک گاز بسیار ناپایدار است و قادر به انجام یک واکنش شیمیایی خطرناک است که به عنوان تجزیه شناخته می شود. این تجزیه گرمای زیادی ایجاد می کند، که می تواند باعث خود اشتعالی استیلن شود. اگر استیلن خالص با فشار بیشتر از 15psi در اتمسفر پخش شود، می تواند بدون جرقه یا شعله به شدت تجزیه و منفجر شود.

به دلیل خطر بالای تجزیه، استیلن را نمی توان مانند سایر گازها ذخیره کرد. بنابراین، این گاز باید در یک حلال (معمولاً استون) حل شده و در سیلندرهای مخصوص حاوی ماده پرکننده متخلخل تامین شود.

خطرات مرتبط با سیلندرهای استیلن

همانطور که می دانید سیلندرهای استیلن به احتیاط و مراقبت بیشتری احتیاج دارند.

  • استیلن هنگام قرار گرفتن در معرض گرمای شدید می تواند تجزیه شود، سیلندرها باید در یک منطقه نسوز و دور از منابع گرما ذخیره شوند.
  • برای جلوگیری از جدا شدن استون و استیلن، سیلندرهای استیلن باید همیشه نسبت به زمین قائم باشند.
  • استیلن با مس، برنج، نقره و جیوه خالص واکنش انفجاری نشان می دهد، بنابراین دریچه های آلیاژی و سیستم های شبکه سازی فقط باید حاوی درصد کمی از این فلزات باشند.
  • کارمندان هنگام جابجایی و یا کار با این سیلندرها باید از احتیاط بالایی استفاده کنند زیرا برخورد خشن یا گرمایش ناشی از ضربه ممکن است منجر به انفجار شود.
  • شیرها باید به آرامی باز شوند تا از بیرون آمدن سریع گاز جلوگیری شود. اگر استیلن خیلی سریع جریان پیدا کند ، می تواند جرقه های الکتریسیته ساکن یا از بین رفتن حلال را ایجاد کند. هر یک از رویدادها منجر به تجزیه و انفجار خواهد شد.

سیلندرهای استیلن از این نظر که حاوی یک ماده پرکننده متخلخل هستند و یک حلال که استیلن در آن حل شده است، با سایر سیلندرهای فشرده تفاوت دارند، سیلندرهای استیلن دارای ویژگی هایی هستند که احتمال تجزیه این گاز را به حداقل می رسانند. پوسته سیلندر فولادی نسبت به فشار گاز داخل آن مقاوم است و از جرم متخلخل در برابر آسیب محافظت می کند. تمام سیلندرهای استیلن حاوی ماده ای لانه زنبوری و متخلخل به نام توده یکپارچه هستند. همچنین حلال (مثلا استون)  توسط جرم متخلخل جذب می شود. استیلن در استون حل شده و در شرایط پایدار نگه داشته می شود. عملکرد جرم متخلخل توزیع یکنواخت استون در کل سیلندر و جلوگیری از وجود حفره های داخلی بزرگ است، در نتیجه احتمال تجزیه کاهش یافته و در صورت بروز، این واکنش کنترل خواهد شد.

سیلندرهای استیلن مجهز به پلاگ های ایمنی هستند که در مرکز خود سوراخ کوچکی دارند. این سوراخ با آلیاژ فلزی پر می شود که تقریباً در دمای 212 درجه فارنهایت ذوب می شود یا در 500 psi آزاد می شود. وقتی سیلندر بیش از حد گرم شود، آلیاژ ذوب شده و اجازه می دهد استیلن قبل از ایجاد فشار خطرناک از آن خارج شود.

سیلندرهای کامپوزیتی

سیلندرهای کامپوزیتی مخازنی هستند که مهمترین ویژگی آنها کم وزن بودنشان است. قسمت میانی یا سرتاسر این سیلندرها از طریق الیاف پیچی استحکام بالاتری خواهد داشت و نسبت به سیلندرهای فلزی به مراتب فشار بالاتری را تحمل خواهند کرد.

 همانطور که گفته شد، سیلندرهای گازی ساخته شده از پلاستیک های تقویت شده با الیاف پیوسته (کامپوزیت) دارای مزایای کم وزن بودن نسبت به فلزات هستند. این امر آنها را برای استفاده های سیار مناسب می کند، به عنوان مثال، به عنوان مخزن ذخیره سازی  گاز در دستگاه های تنفسی برای خدمات اورژانسی و یا غواصی، ذخیره سوخت برای وسایل نقلیه مجهز به گاز یا حمل و نقل هیدروژن در وسایل نقلیه الکتریکی یا تریلرهای لوله ای کم وزن بودن این سیلندرها به خصوص اگر از مواد الیاف کربن (CF) استفاده شده باشد بسیار قابل توجه است.

متأسفانه تولید این سیلندرهای گاز هزینه های بالایی دارند، به خصوص اگر از CF ساخته شده باشند. در مقایسه با سیلندرهای فلزی تعیین ایمنی و قابلیت اطمینان به سیلندرهای کامپوزیت پیچیده تر است، که باعث افزایش نیاز به تلاش بیشتر در طی فرآیند تأیید و کنترل کیفیت تولید می شود.