نکات مهم نگهداری مواد قابل اشتعال در آزمایشگاه
مطابق با آمارهای ارائه شده، نشت مواد شیمیایی و بروز آتش‌سوزی رایج‌ترین حوادثی هستند که در آزمایشگاه‌ها رخ می‌دهند.
آزمایشگاه‌ها اغلب محیط‌های خطرناکی هستند که احتمال بروز مخاطرات سلامتی هنگام کار با مواد شیمیایی، بیولوژیکی و … در آن‌ها بسیار بالا است. در کنار این مسائل، چنانچه روند انجام فرایندهای آزمایشگاهی به گونه‌ای باشد که به کرات از شعله و یا گرما استفاده شود، خطر بروز آتش‌سوزی نیز افزایش خواهد یافت.
مسئله‌ی حائز اهمیت در این باره این است که وقوع آتش‌سوزی در یک آزمایشگاه نه تنها می‌تواند جان پرسنل آزمایشگاهی را به خطر بیندازد، بلکه خسارات جبران‌ناپذیری به تجهیزات آزمایشگاه وارد کرده و حتی ممکن است آزمایشگاه‌ها و یا ساختمان‌های مجاور نیز متحمل ضرر و زیان‌های جانی و مالی بسیاری شوند.
به همین دلیل است که نگهداری مواد قابل اشتعال و کار با آن‌ها از اهمیت بسیاری برخوردار است. ما در این مقاله تصمیم داریم تا در ابتدا مفاهیم مربوط به مواد قابل اشتعال و احتراق رو بیان کرده و سپس نکات ایمنی مربوط نگهداری مواد قابل اشتعال را ارائه کنیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.
مروری بر مفاهیم مواد قابل اشتعال
اولین نکتهی حائز اهمیت در رابطه با نگهداری مواد قابل اشتعال، آشنایی با مفاهیمی مانند نقطه‌ی احتراق[1]، نقطه‌ی اشتعال[2]، فشار بخار مایع[3] و محدوده‌ی اشتعال‌پذیری[4] است. به همین دلیل در ادامه‌ی این مطلب مروری بر این اصطلاحات و مفاهیم خواهیم داشت.
نقطه‌ی اشتعال: نقطه‌ی اشتعال، در حقیقت پایین‌ترین درجه دمایی است که در آن از مایع بخار ساطع می‌شود که این بخار قابلیت احتراق (سوختن) را دارد و چنانچه در معرض حرارت قرار گیرد، ممکن است باعث بروز آتش‌سوزی گردد.
نقطه‌ی احتراق: نقطه‌ی احتراق پایین‌ترین دمایی است که در آن از ماده بخارهایی ساطع می‌شود که بدون وجود منبع حرارت، قابلیت سوختن را دارند.
اغلب ما ممکن است تصور کنیم که مواد قابل اشتعال و مواد قابل احتراق تفاوتی با یکدیگر ندارند. اما برخلاف آنچه تصور می‌شود، بین این دو نوع ماده تفاوت‌هایی اساسی وجود دارد.
این تمایز بر اساس نقطه‌ی اشتعال صورت می‌گیرد.
نکته‌‌ای که همواره باید به آن توجه داشت این است که مواد اشتعال‌پذیر خطرناک‌تر هستند و نقطه‌ی اشتعال همواره از نقطه‌ی احتراق کمتر است. به طور مثال نقطه اشتعال بنزین 43- و نقطه‌ی احتراق آن 246 درجه سانتی‌گراد است.
فشار بخار مایع: فشار بخار مایع، یکی دیگر از مفاهیمی است که حین نگهداری از مواد قابل اشتعال در آزمایشگاه باید با آن آشنا بود. تمامی مایعات دارای فشار بخار هستند که تابعی از دمای مایع است. با افزایش دما، فشار بخار مایع افزایش می‌یابد. در این شرایط غلظت بخاری که از مایعات قابل اشتعال ساطع شده نیز در هوا افزایش یافته و این مسئله باعث افزایش خطر کار با مواد قابل اشتعال در آزمایشگاه می‌گردد.
محدوده‌ی اشتعال‌پذیری: یکی دیگر از مفاهیم و اصطلاحات مهم در نگهداری مواد قابل اشتعال، محدوده‌ی اشتعال‌پذیری است. محدوده‌ی اشتعال‌پذیری که به صورت درصد حجمی در هوا نشان داده می‌شود، نشان دهنده‌ی محدوده‌ای است که بخار ساطع شده در مایع، در این محدوده، قابلیت سوختن را دارد. به عبارتی چنانچه میزان بخار ساطع شده از ماده قابل اشتعال کمتر و یا بیشتر از این محدوده باشد، احتراق رخ نخواهد داد.
غلظت‌های بالاتر از بیشینه محدوده‌ی اشتعال‌پذیری را با UFLء[5] و غلظت‌های کمتر از کمینه محدوده‌ی اشتعال‌پذیری را با LFLء[6] نشان می‌دهند.
خطرناک‌ترین مواد آن‌هایی هستند که کمترین نقطه اشتعال و وسیع‌ترین محدوده اشتعال‌پذیری را دارند.
مواد قابل اشتعال چگونه مشخص می‌شوند؟
کد NFPA 30 که توسط انجمن ملی حفاظت از آتش آمریکا ([8]NFPA) تعیین شده است، مرجعی عالی و مطمئن برای شناسایی خطر مواد قابل اشتعال و احتراق است.
کد NFPA 30 مواد قابل اشتعال و قابل احتراق را با در نظر گرفتن نقطه‌ی اشتعال و نقطه‌ی جوش مواد به چند کلاس طبقه‌بندی می‌کند که در جدول شماره 1 قابل مشاهده هستند.
| جدول 1: طبقه‌بندی مواد قابل اشتعال و احتراق | |||
| طبقه‌بندی خطر برای مایعات قابل اشتعال | |||
| کلاس | نقطه اشتعال (°C) | نقطه جوش (°C) | مثال |
| I-A | کمتر از 23 | کمتر از 38 | دی اتیل اتر ، پنتان ، لیگروئین ، اتر نفت |
| I-B | کمتر از 23 | بیشتر از 38 | استون ، بنزن ، سیکلوهگزان ، اتانول |
| I-C | 38-24 | __ | پارا-زایلین |
| طبقه‌بندی خطر برای مایعات قابل احتراق | |||
| II | 60-39 | __ | سوخت دیزل ، روغن موتور ، نفت سفید ، حلال‌های تمیز کننده |
| III-A | 93-61 | __ | رنگ (با پایه روغن) ، روغن دانه کتان ، روغن معدنی |
| III-B | بیشتر از 93 | __ | رنگ‌ها (با پایه روغن) |
کد NFPA 30 همچنین مواد قابل اشتعال را بر اساس نقطه‌ی اشتعال به چهار درجه (0 الی 4) تقسیم می‌کند. این درجه‌بندی به شما کمک می‌کند تا به سرعت خطر احتمالی یک ماده را ارزیابی کنید. موادی اشتعال‌زا با درجه‌ی صفر کمترین خطر را دارند. حالی که مواد قابل اشتعال با نقاط اشتعال زیر 23 درجه سانتی‌گراد دارای درجه 4 بوده و بسیار قابل اشتعال و خطرناک هستند.
طبقه‌بندی آزمایشگاه‌ها برای نگهداری مواد قابل اشتعال
همانطور که گفته شد، آزمایشگاه‌ها اغلب مکان‌هایی هستند که مواد قابل اشتعال و احتراق در آن‌ها بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. NFPA 45 یک دستورالعمل بین المللی است که راهکارهایی برای ذخیره‌سازی ایمن این مواد در آزمایشگاه‌ها ارائه می‌کند. بر اساس این دستورالعمل، آزمایشگاه‌ها بسته به مقدار مواد اشتعال‌زایی که در آن‌ها نگهداری و استفاده می‌شود، به 4 دسته طبقه‌بندی می‌شوند که عبارتند از کلاس A (خطر آتش‌سوزی زیاد)، کلاس B (متوسط) ، کلاس C (کم) و کلاس D (کم‌خطرترین).
آزمایشگاه‌های کلاس D اغلب آزمایشگاه‌های مدارس هستند که در آن‌ها مواد قابل اشتعال کم بوده و خطر زیادی متوجه سلامت افراد و دانش‌آموزان نیست.
آزمایشگاه‌های مراکز آموزشی مانند دانشگاه‌ها معمولا در سطح کلاس C هستند.
آزمایشگاه‌های کلاس A مجاز هستند تا 10 گالن (38 لیتر) مایع قابل اشتعال کلاس I و یا در مجموع 20 گالن (76 لیتر) مایع قابل اشتعال و قابل احتراق کلاس I ، II و III نگهداری کنند. در صورتی که این آزمایشگاه‌ها از ظروف ایمن و یا کابینت‌های نگهداری از مواد قابل اشتعال استفاده نمایند، مقادیر ذکر شده را می‌توان تا 2 برابر، یعنی تا 20 گالن مایع کلاس I و 40 گالن (150 لیتر) از مایعات کلاس I، II و III، افزایش داد.
علاوه بر این، NFPA 45 دستورالعمل‌هایی برای ظروف نگهداری مواد قابل اشتعال نیز مطرح کرده است. به عنوان مثال، بزرگترین ظرف مجاز برای مایعات قابل اشتعال کلاس IA ، به صورت زیر است:
- ظروف شیشه‌ای: 500 میلی لیتر
- ظروف فلزی، پلاستیکی یا پلی اتیلن: 4 لیتر
- ظروف مخصوص نگهداری مواد قابل اشتعال (safety cans) : 10 لیتر
3 نکتهی مهم برای نگهداری مواد قابل اشتعال در آزمایشگاه
در ادامه مروری بر 3 مورد از مهمترین نکاتی خواهیم داشت که باید هنگام نگهداری مواد قابل اشتعال در آزمایشگاه به آن توجه داشت.
1- خطرات را درک کنید
مواد قابل اشتعال می‌توانند خطرات و خسارات جانی و مالی زیادی را به دنبال داشته باشند. بنابراین
اولین قدم حین استفاده و نگهداری مایعات قابل اشتعال درآزمایشگاه، شناخت کامل خطرات مرتبط با هر ماده شیمیایی است. هنگامی که با تمام خطرات شیمیایی آشنا شدید، می‌توانید تدابیری را برای به حداقل رساندن خطرات ناشی از آتش‌سوزی اندیشیده و اطمینان حاصل کنید که مواد ناسازگار در کنار هم انبار و نگهداری نمی‌شوند. به این ترتیب خطر بروز آتش‌سوزی و انفجار کاهش خواهد یافت.
2- منابع احتراق را مدیریت کنید
بسیاری از مواد شیمیایی موجود در آزمایشگاه بسیار قابل اشتعال بوده و دارای نقطه اشتعال بسیار کمی هستند. بنابراین پرسنل آزمایشگاهی باید به طور کامل با محدوده‌ی اشتعال، دمای احتراق و نحوه‌ی واکنش این مواد با سایر مواد آزمایشگاهی آشنا باشند. همچنین منابع احتراق احتمالی باید با دقت زیادی مدیریت شوند. این منابع عبارتند از:
- جرقه: پیش از کار با مواد قابل اشتعال باید این مسئله را بررسی کرد که چه ابزار، ماشین آلات یا روش‌های آزمایشگاهی می‌تواند جرقه ایجاد کند؟ تجهیزات الکتریکی را فراموش نکنید.
- شعله: توجه داشته باشید مواد قابل اشتعال و احتراق را در مجاورت شعله مانند چراغ بونزن قرار ندهید.
- گرما: تجهیزات، ماشین آلات و فرایندهای آزمایشگاهی که سبب تولید گرما می‌شوند را در نظر بگیرید.
- الکتریسیته ساکن: الکتریسیته ساکن موجود در لباس یا وسایل الکترونیکی شخصی می‌توانند سبب بروز آتش‌سوزی شود.
3- استفاده از کابینت‌های ایمنی
توصیه می‌شود برای نگهدای مواد قابل اشتعال در آزمایشگاه، همواره از کابینت‌های ایمنی استفاده کنید. یک کابینت ایمنی، مواد قابل اشتعال و بخارهای ساطع شده از آن‌ها را از منابع احتراق دور نگه داشته و از نشت مواد بر روی میز کار نیز جلوگیری می‌کند.
کابینت‌های ایمنی مناسب دارای ویژگی‌های زیر هستند:
- دو جداره: ساخته شده از ورقه‌ی فولادی و وجود فاصله‌ی 40 میلی‌متری بین دیواره‌ها
- تحمل دمایی: ساخته شده از قطعات و واشرهایی که تحمل دمای حدود 850 درجه سانتی گراد را دارد.
- عدم وجود شکاف: درب‌ها باید به طور کامل بسته شوند.
- قفسه‌های داخلی محکم: قفسه‌های داخل کابینت ایمنی باید از استحکام کافی برخوردار باشند تا بتوانند وزن ظروف مجاز برای نگهداری مواد قابل اشتعال را تحمل کنند.
اقدامات احتیاطی عمومی
1- میز کار و سطوح آزمایشگاهی را تمیز نگه دارید و توجه داشته باشید که مواد قابل اشتعال و احتراق بر روی آن‌ها ریخته نشده باشد.
2- درب ظروف حاوی مواد را به طور کامل ببندید.
3- چنانچه ممکن است، مواد قابل اشتعالی را که استفاده می‌کنید با مواد کم خطر دیگری جایگزین کنید.
4- ظروف حاوی مواد اشتعال‌زا را روی زمین و مناطق پر رفت و آمد قرار ندهید.
5- مواد قابل اشتعال را در مقابل تابش نور خورشید قرار ندهید.
6- برای تمامی ظروف حاوی مواد شیمیایی و یا قابل اشتعال، برجسب گذاری لازم است. این برچسب باید حاوی اطلاعات زیر باشد:
- نام ماده
- گروه خطر (به عنوان مثال خورنده، قابل اشتعال، اکسید کننده، سمی)
چنانچه ظروف حاوی مواد خطرناک بسیار کوچک هستند، به گونه‌ای که برچسب گذاری بر روی آن‌ها دشوار است، باید این ظروف را درون یک ظرف ثانویه مانند یک قفسه یا سینی محکم قرار داد و سپس بر روی آن برچسب گذاری نمود.
7- توجه به سازگاری مواد مختلف با یکدیگر و تفکیک مواد ناسازگار ضروری است. زیرا ذخیره و نگهداری نامناسب مواد شیمیایی می‌تواند منجر به بروز حوادث و جراحات جدی شود.
8- ظروف حاوی مواد را در ارتفاع مناسبی ذخیره کنید. زیرا درصورت قرار دادن آن‌ها در ارتفاع زیاد، هنگام برداشتن ممکن است مواد به بیرون نشت کرده و منجر به بروز اتش سوزی شود.
جمع‌بندی
مواد قابل اشتعال و احتراق، جزء موادی محسوب می‌شوند که کاربرد زیادی در اغلب آزمایشگاه‌ها دارند و حوادث و آتش سوزی‌های ناشی از کار با این مواد نیز از مشکلات شایعی است که هر آزمایشگاهی ممکن است با آن روبه رو شود.
این حوادث نه تنها جان افراد بسیاری را به خطر می‌اندازد بلکه خسارات مالی زیادی را نیز در پی خواهد داشت. بنابراین یکی از سرفصل‌های مهم ایمنی در آزمایشگاه، نگهداری مواد قابل اشتعال و نحوه‌ی کار با آن‌ها در آزمایشگاه محسوب می‌شود. ما در این مقاله سعی کردیم تا ابتدا با ارائه مفاهیمی از مواد قابل اشتعال، شما را بیشتر با این دسته از مواد آزمایشگاهی آشنا کنیم و سپس مهمترین نکات نگهداری از آن‌ها را بیان نماییم. امیدواریم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد.
واژه‌نامه:
| vapor pressure | [3] | flash point | [2] | combustible | [1] |
| Lower flammable limit | [6] | Upper flammability limit | [5] | flammable range | [4] |
| National Fire Protection Association | [7] |
یک نظر