почему нельзя кислород и масло
Как взаимодействуют между собой масло и кислород
Взаимодействие масла и кислорода
Кислород на земле повсюду, и он не оказывает вредного влияния на окружающую нас среду. Кислород не токсичен и не взрывоопасен, потому что не горюч, однако он помогает поддерживать горение газа.
В целом кислород является безопасным газом, но при этом нужно понимать, что он также является достаточно мощным окислителем, и может добавлять способности другим материалам к горению. Поэтому его активность быстро возрастает, когда происходит рост давления и температуры.
Когда кислород находится в чистом виде, то горение идет намного быстрее и интенсивнее, чем просто в воздухе. Также горение будет зависеть от силы давления, соответственно чем оно выше, чем быстрее и сильнее будет процесс горения.
Общие сведения
Даже обычные негорючие или трудно поддающиеся возгоранию материалы в обычной среде, могут быстро загореться в атмосфере, где только чистый кислород.
Важно! Чистый кислород при взаимодействии с маслами, жирами и другими горючими материалами, в том числе с угольной пылью, имеет свойство окислять их с большой скоростью. И в результате вещества быстро самовоспламеняются или даже взрываются. Нередко это служит причиной пожара.
При наличии в кислороде излишней влаги, внутренняя стенка баллона будет подвергаться коррозии, и начнут образовываться рыхлые массы гидрат оксида железа. Именно в них может свободно проникать кислород, и это дает возможность распространяться коррозии еще глубже в стенки.
Подробности
Если в баллоне находится сухой кислород…
то это окисление железа идет очень медленно, и только в тонком поверхностном слое. И на стенке образуются окислы, в виде сплошной плёнки, и они не дают дальше идти процессу окисления. И если в баллоне отсутствуют влага, то можно много лет эксплуатировать баллон, и у него не будет заметной коррозии металла.
Также в кислороде могут гореть углеродистая сталь, если присутствует достаточное количество тепла при соприкосновении, и металл имеет незначительную массу. Такое может быть при трении тонких пластин о большие детали машин, если есть частицы стружки или железного порошка.
Для избегания ситуаций по возникновению пожара нужно следить за тем, чтобы доля кислорода в помещениях не превышала 23%.
Каждому человеку для жизни необходимо дышать кислородом
…, однако если длительное время вдыхать в себя чистый кислород, то органы дыхания и лёгкие могут быть поражены.
Поэтому при работе, хранении и транспортировке кислорода обязательно нужно соблюдать правила безопасности, и следить за тем, чтобы кислород не был в контакте с другими горючими и легковоспламеняющимися веществами. Рабочие, сварщики, все кто работает с кислородом, не должны одевать во время рабочего процесса одежду, на которой есть следы масла или смазки. Баллоны, и другую рабочую аппаратуру обязательно нужно обезжиривать. И в рабочем процессе постараться исключить попадание масел и жиров на поверхность детали, которые работают в контакте с кислородом.
Во время транспортировки и хранения газовых баллонов, нужно исключить их падение, удары друг от друга, и загрязнения баллонов маслом. Поэтому баллоны обычно тщательно защищать от атмосферных осадков и нагрева солнечными лучами.
Причина взрыва в кислородных баллонах
Основная причина взрыва кислородного баллона это высокая активность кислорода, потому что он сильный окислитель. Большинство горючих материалов и веществ при взаимодействии с кислородом могут быть взрывоопасными, есть угроза пожара.
В основном кислород может взорваться при возникновении давления, резком повышении температуры, и увеличении доли кислорода в объеме воздуха.
Если металлические детали кислородного баллона стали загрязнены маслом и другими смазочными жидкостями, которые взаимодействуют с кислородом, это также может привести к возгоранию или взрыву.
Итоги
Очень опасно соединение масла с кислородом при наличии сильного давления, или если кислород находится в жидком виде. Взрывоопасной ситуации возгорания могут произойти при заправке баллоном, или если в него случайно попало масло. Взрывоопасная ситуация может возникнуть при открытии вентиля кислородных баллонов в рукавицах, которые были испачканы маслом. Поэтому в тех местах, где хранится баллон с кислородом, обязательно должно быть предупреждение о том, что это маслоопасно.
Кислород не такой безопасный, как кажется
Содержание
В чистом кислороде горение происходит гораздо интенсивнее, чем в воздухе, и чем выше давление, тем быстрее горение. Негорючие или трудно поддающиеся возгоранию, в обычных условиях, материалы моментально загораются в атмосфере чистого O2.
При контакте с маслами, жирами, горючими пластмассами, угольной пылью, ворсинками органических веществ и т.п. чистый кислород способен окислять их с большими скоростями, в результате чего они самовоспламеняются или взрываются. И в дальнейшем может послужить причиной пожара.
По этой причине цилиндры кислородного компрессора смазывают дистиллированной водой, в которую добавляют 10% глицерина. Кроме того, поршневые кольца компрессоров для накачивания изготавливают из графита или другого антифрикционного материала работающего без смазки и не загрязняющего кислород органическими примесями.
В кислороде могут загораться и углеродистые стали при достаточном количестве тепла в месте соприкосновения и незначительной массе металла (например, при трении тонких пластин о массивные детали машин, наличии частиц окалины, стружки или железного порошка).
Для предотвращения возможности возникновения пожара необходимо строго следить, чтобы объемная доля O2 в рабочих помещениях не превышала 23%.
Несмотря на то, что человеку жизненно необходим кислород, но при его длительном вдыхании происходит поражение органов дыхания и легких с возможным последующим летальным исходом.
Жидкий кислород имеет низкую температуру, поэтому при попадании на кожу или в глаза он вызываем моментальное обморожение.
Опасен ли кислород в баллоне?
Если в кислороде присутствует избыток влаги, внутренняя стенка баллона начинает подвергаться коррозии. В результате образуются рыхлые массы гидратов оксида железа (Fe(OH), Fe(OH)2, Fe(OH)3) в которые свободно проникает кислород, что содействует распространению коррозии вглубь стенки.
Если баллоны наполнены сухим газом, то происходит очень медленное окисление железа в тонком поверхностном слое. В результате образующиеся окислы покрывают стенку сплошной пленкой препятствующей дальнейшему процессу окисления.
Практика показывает, что при отсутствии влаги в баллоне даже после 20 лет эксплуатации не наблюдается заметной коррозии металла на внутренней стенке.
В процессе газовой сварки или газовой резки в конце опорожнения баллона из-за низкого давления O2 возможно перетекание горючего газа (ацетилена, пропана, метана) находящегося в баллоне под более высоким давлением, что приводит к образованию взрывоопасной смеси взрывающейся при обратном ударе. Поэтому при заправке баллоны очень тщательно проверяют на наличие в них посторонних газов.
Симптомы у человека при недостатке кислорода в воздухе
Нормальное содержание O2 в воздухе находится в пределах 21%. При понижении его количества в результате сгорания или вымещения инертными газами (аргон, гелий) возникает недостаток кислорода, последствия, и симптомы которого указаны в таблице ниже.
При наличии вышеуказанных симптомов пострадавшего следует быстро вынести на свежий воздух и дать ему подышать кислородом или сделать искусственное дыхание. Необходима немедленная медицинская помощь.
Ингаляция насыщенного кислородом воздуха должна проводиться под наблюдением врача.
Правила безопасности при использовании, хранении и транспортировке кислорода
Все вышеуказанные свойства и особенности кислорода нужно принимать во внимание при его использовании, хранении и транспортировке.
Кислородный баллон и масло: взрывная мощь
Как известно еще из школьного курса химии, кислородный баллон и масло – вещи несовместимые и даже опасные. Нередки случаи неприятных инцидентов и даже взрывов, в эпицентре которых находятся кислородные баллоны. Науки и специалистам известно немало причин, почему кислородный баллон взрывается от масла, но, к сожалению, не все работники осведомлены об этом в одинаковой степени.
Основные из возможных причин взрывов кислородных баллонов
Взрыв может произойти из – за избыточного давления или неправильной температуры хранения, поэтому технику безопасности каждый должен знать назубок. Загрязненные металлические детали кислородного баллона тем же маслом или любыми другими смазочными жидкостями, могут стать причиной сначала возгорания, а затем и вполне ощутимого взрыва.
Важно помнить, что уплотнители, выполненные из каучука или резины, сами по себе могут вызвать появления искры, которая, войдя в контакт с маслом или кислородом, вызовет неизбежную химическую реакцию, которая закончится взрывом. Как правило, все взрывы, в центре которых кислородные баллоны, происходят по причине нарушения техники безопасности. Перед транспортировкой необходимо просмотреть, как взрывается кислородный баллон от масла, видео с наглядными последствиями станет лучшей мотивацией к проверкам и контролю.
Важно помнить для собственной безопасности прежде всего, что кислородный баллон и масло могут стать причиной самых сильных взрывов. Если транспортировку выполняет стажер, он должен знать, как взрывается кислородный баллон от масла и его необходимо сопровождать, чтобы исключить несчастные случаи. Особенно опасно соединение масел с кислородом, находящиеся одновременно под сильным давлением. Часто возникают взрывы кислородных баллонов при открытии вентиля, если руки или перчатки испачканы маслом. Именно поэтому в местах хранения подобных емкостей обязательно должна висеть, предупреждающая об опасности надпись. Если все требования и нормативы будут соблюдены, то и несчастных случаев на производстве или в других местах, где находятся кислородные баллоны, будет на порядок меньше. Многое зависит и от бдительности самих работников, от своевременной проверки и внимания к мелочам, которых, как показывает практика, в подобных делах быть не должно.
Анализ причин взрывов кислородных баллонов, 1
Анализ причин взрывов кислородных баллонов. Комментарии к Луганской трагедии.
Журнал «ОХРАНА ТРУДА» 3/2010.
Автор: Чижиченко Вадим Петрович
3. ПО КАКИМ ПРИЗНАКАМ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ЧТО КИСЛОРОДНЫЙ БАЛЛОН ВЗОРВАЛСЯ, А КАКОЙ РАЗРУШИЛСЯ.
При расследовании предыдущих аварий, связанных с кислородными баллонами, характерны следующие признаки:
а) отрыв днища баллона с лучеобразными трещинами на нем (толщина днища примерно 15 мм);
б) отрыв горловины баллона;
в) корпус баллона разрывается на мелкие фрагменты (до сотни кусков), которые также имеют трещины;
г) на вентиле баллона остается только гайка от подключенного редуктора, штуцер отрывается;
д) прокладка между вентилем баллона и штуцером полностью выгорает;
е) измерение твердости металла с внутренней стороны баллона значительно превышает твердость металла баллона(наклеп);
ж) поликарбонатная вставка на латунном клапане вентиля выгорает или находится в состоянии по твердости не уступающей самой латуни;
з) клапан находится в открытом состоянии, его резьба заклинена в корпусе вентиля;
и) нижняя часть вентиля, вкрученного в баллон, покрыта нагаром;
к) проходное сечение в латунном вентиле и его комплектующие имеют розовый цвет побежалости от высокой температуры.
4. ОТКУДА В КИСЛОРОДНЫЙ БАЛЛОН МОЖЕТ ПОПАСТЬ ГОРЮЧИЙ ГАЗ?
Подавляющее большинство горючего газа (пропан) попадает в кислородный баллон во время газосварочных работ, в момент, когда давление кислорода в баллоне становится ниже, чем давление горючего газа (пропан) в газовом баллоне и возможен переток его в кислородный баллон. Попадание других горючих газов в кислородный баллон возможен при его использовании не по назначению.
6. КАКИМ ОБРАЗОМ МОЖНО ПРЕДОТВРАТИТЬ ПОПАДАНИЕ ГОРЮЧЕГО ГАЗА В КИСЛОРОДНЫЙ БАЛЛОН?
Во-первых, не использовать кислородные баллоны не по назначению. Во- вторых, при проведении газосварочных работ на резаках (горелках) предусмотреть обязательную установку огнепреградительных клапанов на кислородной и газовой линии соответственно. Эти клапана серийно выпускает украинское предприятие «Донмет», г.Краматорск. Это предотвратит переток одного газа в баллон другого при снижении давления ниже допустимого. Такое указание необходимо внести во все Правила, регламентирующие проведение газопламенных работ.
7. ЧТО НЕОБХОДИМО ПРЕДПРИНЯТЬ, ЧТОБЫ ИСКЛЮЧИТЬ АВАРИИ НА САМОЙ НАПОЛНИТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ?
Необходимо выполнять инструкцию по наполнению кислородных баллонов на базе «Типовой инструкции при наполнении кислородных баллонов». И самое главное, при приемке пустых баллонов под наполнение в обязательном порядке проверять остаточное давление кислорода в баллоне (желательно не менее 3 кгс/см2) и на истекающей струе проверить присутствие в баллоне горючего газа с помощью чувствительного газотечеискателя.
Баллоны без остаточного давления направить на пункт освидетельствования или предварительно заправить газообразным азотом до давления 3-5 кгс/см2, проверить по истекающей струю с помощью чувствительного газотечеискателя на отсутствие горючего газа и только после этого, удалив газообразный азот, и сделав предварительную «промывку» баллоном кислородом, направить его на окончательную заправку.
Персоналу всех больниц (руководству, обслуживающему персоналу) необходимо пройти специальный курс обучения, знать инструкцию по безопасному обслуживанию кислородных баллонов.
В Беларуси нехватка медицинского кислорода. Рассказываем, зачем он нужен и как решают проблему
В последнее время много новостей связано с проблемой нехватки кислорода. Еще в начале октября на единственном в стране профильном госпредприятии рассказали, что перевели все мощности исключительно на производство медкислорода, а затем заявили о стопроцентной загрузке. Тогда же стало известно о разворачивании дополнительных мощностей по выпуску медицинского газа на ряде предприятий: «СветлогорскХимволокне», «Гродно Азоте», «Нафтане», Мозырьском НПЗ. Позднее — о начале его поставок в больницы с авиационных баз. В конце месяца правительство и вовсе запретило вывозить из страны кислород — как медицинский, так и технический, — а также заморозило на него цены. Мы решили разобраться, почему этот газ так важен для борьбы с COVID-19 и о чем могут говорить последние действия властей.
Зачем вообще врачам нужен кислород?
Если коротко — чтобы лечить больных с дыхательной недостаточностью. Она может быть вызвана различными причинами, но одна из главных сейчас — COVID-19.
Мы уже рассказывали, как ведет себя в организме вирус SARS-CoV-2, вызывающий болезнь COVID-19. Он «заселяется» в клетки человека и превращает их в фабрики по производству себе подобных. В первую очередь страдают от этого клетки эпителия в дыхательных путях и в самих легких, а также клетки внутренней поверхности кровеносных сосудов. Также известно, что вирус атакует красные кровяные тельца (эритроциты) — клетки крови, главная функция которых заключается в доставке кислорода из легких к тканям и органам.
Для измерения количества кислорода в крови используется показатель под названием сатурация (в буквальном переводе с английского — «насыщенность»). Он измеряется в процентах и высчитывается по числу оксигемоглобина — железосодержащего белка, который «прицепил» к себе молекулу кислорода для транспортировки. В нормальном состоянии у здорового человека этот показатель должен находиться на уровне 95−99%. Для людей с хроническими заболеваниями легких и, например, курильщиков показатель может быть ниже. Падение сатурации до уровня 93% и ниже обычно становится поводом госпитализировать пациента.
Измерить содержание кислорода в крови можно при помощи анализа крови, но чаще это делают неинвазивно — прибором под названием пульсоксиметр, который замеряет сатурацию с помощью специального светового датчика. Такие устройства стоят недорого и стали очень популярны во время пандемии.
Фото: Reuters
Как кислород помогает избежать гипоксии?
Итак, в организме есть проблема: выделять кислород и доставлять его к органам может все меньше клеток. Как это исправить?
Медики пользуются очень простым по своей сути способом под названием оксигенация, а если проще — подачей в легкие воздуха с высокой долей кислорода. Дело в том, что в воздухе, которым мы дышим, кислорода не так много — около 21%. Остальные 79% — это азот и аргон, а также другие газы с долей меньше процента. С помощью различных инструментов содержание кислорода можно увеличить — и таким образом фактически повысить КПД дыхания. В легкие поступит больше кислорода, чем в обычном воздухе, выделять его будет проще, а оставшиеся в крови здоровые эритроциты получат более полную загрузку. В свою очередь, органы человека в случае успеха перестанут «голодать» и снова начнут работать нормально.
Для подачи кислорода в основном используют три метода. Первый — наиболее простой и позволяет повысить содержание кислорода во вдыхаемой смеси газов примерно до 40% — это носовой катетер. Такой метод часто можно увидеть в фильмах о врачах. Он представляет собой трубочки, проведенные в нос, по которым газ подается в дыхательную систему человека. Такая система негерметична: кислород из трубочек смешивается с окружающим воздухом, и потому его доля остается не очень высокой. Кроме того, некоторые пациенты дышат в основном через рот — и тогда эффективность устройства падает еще больше. Но у метода есть значительный плюс — человек может разговаривать, нормально питаться, да и в целом не получать особого дискомфорта. Такие катетеры обычно помогают больным, у которых сатурация незначительно ниже нормы (чуть меньше 95%).
Второй способ — лицевая маска. Это специальный респиратор, закрывающий нос и рот человека, в который по трубке подается все тот же кислород. Герметичность такой системы гораздо выше, и она позволяет довести количество кислорода уже примерно до 50−60%. Однако комфорт пациента значительно падает: разговаривать с маской на лице заметно труднее. Питаться человек все еще может сам — однако для этого респиратор нужно снять. Такой метод применяют у пациентов со средним по сложности течением болезни.
Последний и самый радикальный метод оксигенации касается пациентов со сложным течением болезни, серьезным повреждением легких и сатурацией ниже 85%. Речь о подаче кислорода через аппарат ИВЛ. В этом случае больной находится в реанимации под наркозом, в его дыхательную систему вводят специальные трубки, по которым напрямую подают очищенный кислород в легкие. Метод позволяет довести содержание кислорода в воздухе до 80% и даже выше. Однако минусы очевидны: человек находится без сознания, а питание осуществляется через трубку. Кроме того, «вернуться» с ИВЛ не так просто — за время использования аппарата дыхательные мышцы атрофируются, и для восстановления их функции нужны недели специальных упражнений. Фактически, человек заново учится дышать.
Отметим также, что кислородная терапия — далеко не единственный инструмент борьбы с последствиями COVID-19, хоть и один из самых важных. От вируса SARS-CoV-2 страдает целый ряд органов и систем, и успешность лечения зависит от правильного применения комплекса мер. В то же время оксигенация — один из незаменимых инструментов, при ее отсутствии все остальные усилия могут оказаться напрасными. Из-за важности кислорода в больницах обычно есть даже резервные системы его подачи, на которые переключаются в случае аварии — именно так произошло в прошлом месяце в столичной БСМП.
Чем отличается медицинский кислород от технического?
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала разобраться, откуда берется чистый кислород. В промышленности его производят разными способами, однако наиболее распространенный и важный для нашего материала — криогенный. Этот способ позволяет добиться наиболее высокой концентрации газа (более 99%), и кислород медицинского назначения в основном получают именно так.
После этого вещество перекачивают в специальные баллоны для хранения и транспортировки — сосуды Дьюара — или в большие цистерны. И те, и другие представляют собой прочные емкости с двойными стенками, между которыми находится вакуум. Получается своеобразный «термос», который не дает кислороду внутри баллона быстро испаряться из-за разности температур. После нагрева до комнатной температуры из 1 литра жидкого кислорода получают около 860 литров газообразного. Медицинский кислород может поставляться не в жидком, а в газообразном виде — тоже под высоким давлением.
Как известно, полученный кислород может быть медицинским и техническим. Так чем же они отличаются? По распространенному стереотипу — уровнем содержания самого вещества. Однако это не так. Доля кислорода в баллоне медицинского назначения должна составлять 99,5%, аналогичный показатель — у технического кислорода второго сорта, а у технического кислорода первого сорта он даже выше — 99,7%. По содержанию углекислого газа требования к техническому кислороду первого сорта даже жестче, чем к медицинскому. Различия заключаются в другом. Во-первых, в медицинском не должно быть потенциально вредных примесей: угарного газа, кислот и щелочей, озона. Также медицинский кислород, в отличие от технического, не должен иметь запаха. Остальные требования к обоим видам идентичные: отсутствие ацетилена и масла, воды и пыли.
О чем может говорить запрет на вывоз кислорода из страны?
Ответ очевиден: о возросшем спросе на медицинский кислород внутри Беларуси. При этом на росте спроса может сказываться как пандемия COVID-19, так и рост заболеваемости другими болезнями, вызывающими гипоксию. В Минздраве заявляли, что потребность в кислороде с началом пандемии выросла в четыре раза — соответственно, это может говорить о примерно таком же росте заболеваемости соответствующими недугами.
Очевидно также, что производственных мощностей для выделения медицинского кислорода в стране не хватает. В Беларуси есть одно государственное предприятие, специализирующееся на такой продукции, — ОАО «Крион» (бывший Минский химический завод). Есть и частные, в перечне продукции которых есть медицинский кислород, — например, компания «Орхидея». Однако сейчас их объемов, по всей видимости, недостаточно. Именно поэтому лицензии на производство медицинского кислорода получили предприятия, которые раньше этим не занимались. Все упоминавшиеся в новостях производства объединяет одно: на них уже были собственные установки по разделению воздуха — правда, в технических целях.
Фото: minzdrav.gov.by
Похожий подход применяют, например, в России: там также несколько предприятий, производивших кислород в технических целях, получили лицензии на производство медицинского газа. В других странах, сталкивавшихся с дефицитом медицинского кислорода, обычно применяли другие методы. Так, в Танзании и Индии установки по выделению кислорода закупали и эксплуатировали сами больницы. Соседняя Украина закупает медицинский кислород в Польше.
Главный вопрос к белорусскому варианту решения проблемы с кислородом заключается в качестве газа. Несомненно, белорусские предприятия могут производить кислород в необходимой концентрации — как мы выяснили выше, требования по этому показателю в техническому газу не менее жесткие, чем к медицинскому. Главный вопрос — в содержании примесей, которые могут быть опасны для человека. На линиях, производящих медицинский кислород, используются отдельные баллоны, которые нельзя заполнять чем-то другим, кроме такого газа. Также на профильных предприятиях есть отдельные лаборатории, которые занимаются контролем качества продукции. Есть ли все это на предприятиях вроде «ГродноАзота» или «Нафтана» — большой вопрос. В сюжетах, показанных по госТВ, и текстах, опубликованных в государственных газетах, такая информация не звучала. Особенно волнующей в этом контексте звучит новость о поставке кислорода с авиабаз: к военной технике и изделиям требования по безопасности в целом обычно ниже, чем к «гражданским».
Кадр: ВоенТВ / СТВ
Еще один примечательный момент — все эти «меры военного времени» принимаются на фоне утверждений властей об «осторожном оптимизме» в отношении коронавируса, стабильного уровня заболеваемости (если верить официальным цифрам Минздрава) и «открутки» решений об обязательном масочном режиме.