نشت نیتروژن در کارخانه به‌ظاهر بی‌خطر اما در واقع مرگبار است؛ چون بدون بو و رنگ، اکسیژن محیط را کاهش داده و موجب خفگی ناگهانی می‌شود. تنها با پایش مداوم، تهویه مؤثر و رعایت استانداردهای ایمنی می‌توان از وقوع چنین حوادثی جلوگیری کرد. سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازهای خالص و ترکیبی تماس بگیرید.02146837072 – 09033158778
نیتروژن یکی از پرمصرف‌ترین گازهای صنعتی در جهان است که در صنایع مختلفی از جمله فولادسازی، پتروشیمی، داروسازی، صنایع غذایی، الکترونیک و تولید نیمه‌هادی‌ها به کار می‌رود. این گاز به‌دلیل ویژگی‌های خنثی، غیرقابل اشتعال و بی‌بو بودن، گزینه‌ای ایده‌آل برای فرآیندهای بی‌اکسیژن و خنک‌سازی محسوب می‌شود. با این حال، همین ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی که آن را کاربردی کرده‌اند، در صورت نشت و انباشت در محیط‌های بسته می‌توانند تهدیدی جدی برای سلامت و ایمنی کارکنان باشند. در کارخانه‌هایی که نیتروژن به صورت مایع یا گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد، بی‌توجهی به سیستم‌های ایمنی، نشت‌گیرها و مانیتورینگ، می‌تواند منجر به حوادث مرگبار شود.
در این مقاله، خطرات ناشی از نشت نیتروژن، اثرات فیزیولوژیکی بر بدن انسان، دلایل بروز نشت، روش‌های شناسایی و کنترل، و همچنین اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از حوادث بررسی می‌شود.
ویژگی‌های فیزیکی و رفتاری گاز نیتروژن
نیتروژن (N₂) گازی بی‌رنگ، بی‌بو و بدون مزه است و حدود ۷۸٪ از ترکیب هوای تنفسی زمین را تشکیل می‌دهد. چگالی آن در دمای اتاق کمی کمتر از هواست، بنابراین در فضای بسته تمایل دارد به‌صورت یکنواخت پخش شود. در دمای بسیار پایین، نیتروژن به‌صورت مایع با دمای جوش °۱۹۶- سانتی‌گراد ذخیره می‌شود.
این گاز از نظر شیمیایی خنثی است و در واکنش‌های معمول شرکت نمی‌کند. اما همین ویژگی خنثی بودن باعث می‌شود که در صورت نشت نیتروژن در محیط بسته، اکسیژن موجود را رقیق کند و بدون هشدار قابل‌تشخیص، محیط را برای تنفس نامناسب سازد. به‌دلیل بی‌بو بودن، انسان قادر به تشخیص حضور آن نیست و خطر خفگی به‌صورت ناگهانی و بدون علائم هشداردهنده بروز می‌کند.
نیتروژن؛ گازی بی‌خطر اما مرگبار در صورت نشت
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های نیتروژن این است که به خودی خود سمی نیست. اما خطر اصلی آن جانشینی اکسیژن در هوا است. زمانی که میزان اکسیژن در محیط از ۲۱٪ طبیعی به کمتر از ۱۹٫۵٪ کاهش پیدا کند، بدن انسان علائم کمبود اکسیژن (هیپوکسی) را نشان می‌دهد. کاهش بیشتر اکسیژن به زیر ۱۶٪ می‌تواند موجب از دست دادن هوشیاری شود و اگر این روند به ۱۰٪ یا کمتر برسد، در عرض چند دقیقه منجر به مرگ می‌شود.
در نتیجه، حتی نشت‌های کوچک نیتروژن در اتاق‌های بسته یا نقاط فاقد تهویه می‌توانند محیط را به سرعت خطرناک کنند. کارگر ممکن است بدون احساس هشدار یا بوی خاصی وارد فضا شود و در عرض چند ثانیه بی‌هوش گردد.
علائم فیزیولوژیکی قرارگیری در معرض نیتروژن
در محیط‌هایی که نیتروژن نشت کرده و اکسیژن کاهش یافته است، بدن انسان به‌تدریج دچار کمبود اکسیژن می‌شود. این حالت بسته به غلظت اکسیژن به ترتیب زیر بروز می‌کند:
| درصد تقریبی اکسیژن در هوا | اثرات بر بدن انسان |
|---|---|
| ۱۹–۲۱٪ | محدوده طبیعی تنفس |
| ۱۶–۱۹٪ | کاهش تمرکز، خستگی، تنگی نفس خفیف |
| ۱۰–۱۶٪ | گیجی، تهوع، افزایش ضربان قلب |
| ۶–۱۰٪ | بی‌هوشی سریع، تشنج، از دست رفتن تعادل |
| کمتر از ۶٪ | مرگ در عرض چند دقیقه |
بنابراین، نیتروژن به دلیل حذف اکسیژن و ایجاد فضای بی‌هوازی، یکی از خطرناک‌ترین گازهای خنثی در محیط‌های صنعتی محسوب می‌شود.
عوامل مؤثر در بروز نشت نیتروژن
در کارخانه‌ها، نیتروژن معمولاً در سیلندرهای تحت فشار، مخازن کرایوجنیک یا خطوط لوله انتقال مورد استفاده قرار می‌گیرد. نشت ممکن است به دلایل مختلفی رخ دهد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌شود:
۱. خرابی اتصالات و شیرها
فرسودگی، خوردگی یا نصب نادرست شیرها و اتصالات می‌تواند منجر به نشت‌های پیوسته و تدریجی شود. در مخازن کرایوجنیک، کوچک‌ترین نشتی در خطوط مایع نیتروژن می‌تواند تبخیر سریع و افزایش فشار را در پی داشته باشد.
۲. آسیب به خطوط انتقال
برخورد مکانیکی، ضربه یا لرزش‌های صنعتی ممکن است به لوله‌های انتقال آسیب وارد کرده و باعث ترک یا نشتی در مسیر شود.
۳. اشتباهات انسانی
باز گذاشتن شیر مخزن پس از تخلیه، بستن ناقص سوپاپ‌ها یا استفاده از ابزارهای غیراستاندارد در اتصالات از عوامل رایج نشت در واحدهای صنعتی هستند.
۴. شرایط محیطی و نگهداری نامناسب
تغییرات شدید دما یا فشار می‌تواند باعث انقباض یا انبساط اتصالات فلزی شده و مسیر نشت را ایجاد کند. همچنین نگهداری نامناسب سیلندرها در معرض تابش مستقیم خورشید خطر افزایش فشار داخلی و بروز نشت را بالا می‌برد.
پیامدهای نشت نیتروژن در کارخانه
نشت نیتروژن می‌تواند پیامدهای متعددی بر ایمنی افراد، تجهیزات و محیط کار داشته باشد. این اثرات شامل موارد زیر هستند:
۱. خطر خفگی برای کارکنان
اصلی‌ترین پیامد نشت نیتروژن، خفگی ناشی از کاهش اکسیژن است. در محیط‌های بسته مانند اتاق کمپرسور، مخزن ذخیره یا واحد بسته‌بندی، سطح اکسیژن می‌تواند در عرض چند دقیقه به حد بحرانی برسد.
۲. یخ‌زدگی و سوختگی سرد
در صورت نشت نیتروژن مایع، تماس مستقیم با پوست باعث سوختگی شدید موسوم به “سوختگی سرد” می‌شود. نیتروژن مایع در تماس با بافت زنده، رطوبت پوست را منجمد کرده و باعث نکروز بافتی می‌گردد.
۳. آسیب به تجهیزات و ساختارها
تبخیر سریع نیتروژن مایع باعث تغییرات ناگهانی فشار و دما در خطوط و اتصالات شده و ممکن است موجب ترک خوردن یا انفجار موضعی در سیستم شود.
۴. خطر انفجار ناشی از افزایش فشار
در مخازن یا خطوطی که دریچه اطمینان به درستی عمل نکند، تبخیر نیتروژن مایع می‌تواند فشار داخلی را به سرعت بالا ببرد و باعث انفجار مکانیکی شود.
محیط‌های پرخطر در کارخانه‌ها
در هر کارخانه‌ای که از نیتروژن استفاده می‌شود، برخی نقاط به‌طور طبیعی ریسک بیشتری دارند. این نقاط شامل موارد زیر هستند:
اتاق‌های بدون تهویه یا زیرزمین‌ها
مخازن ذخیره نیتروژن مایع یا بخار
خطوط پر کردن سیلندرها
محوطه‌های تست فشار یا شارژ گاز
محفظه‌های بسته برای عملیات جوشکاری یا خنک‌سازی
در این فضاها، کاهش جزئی اکسیژن می‌تواند به سرعت باعث ایجاد شرایط مرگبار شود، به‌ویژه اگر کارگر بدون تجهیزات پایش وارد محیط گردد.
روش‌های شناسایی و پایش نشت نیتروژن
تشخیص نشت نیتروژن به دلیل بی‌رنگ و بی‌بو بودن آن نیازمند تجهیزات ویژه است. مهم‌ترین ابزارهای پایش و تشخیص عبارتند از:
۱. دتکتور اکسیژن
بهترین روش برای شناسایی نشت نیتروژن، اندازه‌گیری کاهش غلظت اکسیژن است. دتکتورهای اکسیژن می‌توانند به‌صورت قابل‌حمل یا ثابت در نقاط حساس نصب شوند و در صورت افت سطح اکسیژن، هشدار صوتی و نوری صادر کنند.
۲. سیستم پایش مرکزی
در کارخانه‌های بزرگ، سیستم مانیتورینگ مرکزی با اتصال به سنسورهای متعدد، امکان تشخیص سریع نشت در هر نقطه را فراهم می‌کند.
۳. استفاده از مواد نشانه‌گذار
در برخی سیستم‌ها، برای شناسایی نشتی در خطوط، مقدار کمی گاز قابل‌ردیابی یا نشانه‌گذار به نیتروژن افزوده می‌شود تا از طریق حسگرهای اختصاصی قابل تشخیص باشد.
اقدامات اضطراری در زمان نشت نیتروژن
در صورت مشاهده نشت نیتروژن، رعایت سلسله‌مراتب ایمنی حیاتی است:
قطع فوری منبع نیتروژن در صورت امکان.
تخلیه سریع افراد از محل و جلوگیری از ورود مجدد تا زمان ایمن‌سازی.
اطلاع‌رسانی به واحد ایمنی کارخانه و فعال‌سازی سیستم هشدار.
تهویه کامل فضا با استفاده از فن‌های صنعتی و باز کردن درها و پنجره‌ها.
استفاده از تجهیزات تنفسی مستقل (SCBA) برای افرادی که باید وارد محیط شوند.
بررسی سطح اکسیژن قبل از ورود مجدد به منطقه آلوده.
اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از نشت نیتروژن
پیشگیری همیشه مؤثرتر از واکنش اضطراری است. رعایت اصول ایمنی می‌تواند احتمال بروز نشت را تا حد زیادی کاهش دهد. برخی از مهم‌ترین اقدامات پیشگیرانه عبارتند از:
۱. بازرسی منظم تجهیزات
کلیه اتصالات، شیرها و خطوط انتقال باید طبق برنامه دوره‌ای بررسی و تست نشتی شوند. استفاده از کف صابون یا حسگرهای الکترونیکی برای یافتن نشت مفید است.
۲. آموزش کارکنان
کارکنان باید با خطرات نیتروژن و علائم کمبود اکسیژن آشنا باشند. برگزاری دوره‌های آموزشی درباره استفاده از دتکتورها و نحوه واکنش در شرایط اضطراری ضروری است.
۳. تهویه مناسب فضا
نصب سیستم تهویه دائم در مناطق پرخطر به‌ویژه در اتاق‌های بسته، می‌تواند احتمال انباشت نیتروژن را کاهش دهد.
۴. نصب دتکتورهای اکسیژن
قرار دادن سنسورهای اکسیژن در نقاط کلیدی مانند اطراف مخازن، خطوط انتقال و محل کار اپراتورها، مهم‌ترین اقدام ایمنی محسوب می‌شود.
۵. رعایت استانداردهای ذخیره‌سازی
سیلندرها باید در محیط خشک، خنک و دارای تهویه نگهداری شوند و هرگز در معرض نور مستقیم یا منبع حرارت قرار نگیرند. همچنین باید با زنجیر یا گیره ثابت شوند تا از سقوط جلوگیری شود.