گازهاي مورد استفاده در جوشكاري

مكانيسم ايجاد گرما در جوشكاري گازي در نتيجه عمل احتراق گازهاي قابل اشتعال است. صرفاً‌ زماني مي‌توان از عوارض سوء انفجار و حودث مربوطه به گازهاي مورد استفاده در عمليات حرارتي، جوشكاري و برش فلزات رهائي جست كه ويژگي و مشخصات آنها را بخوبي دانست و نكات ايمني كار را رعايت نمود.
استيلن(C2H2) :

استيلن كوچكترين عضو خانواده آلكينها است. گاز استيلن نسبت به هوا مقداري سبكتر مي‌باشد. اين گاز بي‌رنگ بوده و بوي ويژه آنرا مي‌توان با وجود مقدار كم در محيط تشخيص داد. از آ‌نجائيكه دماي شعله سوختن استيلن زياد است. از اين گاز براي بريدن قعطه‌هاي فلزي و جوشكاري استفاده مي‌شود. اين گاز براحتي با وجود يك دود غليظ و يا در مقابل جرقه آتش قابل اشتعال مي‌باشد. در هوا حجمي حدود ۲۱ درصد از گاز استيلن شامل مي‌شود كه اين ميزان براي استعال آن كافي نيست. گاز استيلن بخوبي با هوا و اكسيژن مخلوط مي‌شود و در اين صورت در درجه حرارت بالا قابل اشتعال و انفجار مي‌شود. قدرت اشتعال‌زائي مخلوط اين گاز با اكسيژن خيلي بيشتر نسبت به مخلوط با هوا مي‌باشد. اين ويژگيهاي استيلن در بروز حوادث انفجاري و آتش‌سوزيهاي محيط كار نقش مهمي دارد.

براي تهيه استيلن آب را بر كربيدكلسيم تأثير مي‌دهند اين روش هنوز در بعضي از كارگاههاي جوشكاري قديمي در محل كار انجام مي‌شود.
گاز مايع:

براي اموري چون برش و گرم‌كردن فلزات از گازهاي پروپان (C3H8) ، بوتان (C4H10) و يا مخلوطي از آنها استفاده مي‌شود. اين گازها از هوا سنگين‌تر بوده و لازم است كه در زيرزمينها و سطوح پائين‌تر از سطح زمين تهويه مصنوعي قرار داده شود تا از تجمع آنها وخطر احتراق و كاهش حجم اكسيژن هوا پيشگيري شود. مخلوط بيش از نسبت ۲ درصد اين گازها با هوا احتمال آتش‌سوزي و احتراق را دارد. اين گازها تقريباً بدون بو هستند و بدين لحاظ ممكن اسن مقدار زياد آنها در محيط بدون توجه و علامتي باشند.
گاز طبيعي:

گاز طبيعي نيز ميزان فراوان در مراكز صنعتي كاربرد دارد. اين گاز مخلوطي است از متان(CH4) ازت، بوتان، دي‌اكسيد‌كربن، سولفيد‌ هيدروژن.
گاز طبيعي از طريق لوله‌هاي هدايتي انتقال داده مي‌شود و تجمع آن در محيط مي‌تواند منجر به انفجار و حريق گردد. گاز طبيعي خالص بدون بو بوده و ليكن موادي كه غالباً به آن اضافه مي‌شود براي كساني كه به اين محيط‌ها وارد مي‌شوند وجود آنرا در محيط حس مي‌كنند.
اكسيژن:

گاز اكسيژن مقداري از هوا سنگين‌تر مي‌باشد. اكسيژن به تنهايي قابل اشتعال نمي‌باشد. اما وجود آن براي انجام عمل آتش ضروري است. ميزان اكسيژن موجود در هوا حدوداً ۲۱ درصد مي‌باشد. از آنجا كه خيلي از گازها با ميزان غلظت بيشتر اكسيژن موجود در هوا قابل اشتعال مي‌گردند. مجاز به استفاده از اين گاز براي تهويه و بهبود هواي محيط نمي‌باشد. اكسيژن خالص مي‌تواند باعث سوختگي روغنها و چربيها گردد و در محيط‌هاي كاري كه اين مواد وجود دارد استفاده از گاز اكسيژن خالص مجاز نمي‌باشد و يا لازم است كه فاصله كاربرد دور از همديگر بوده و تهويه مناسبت درمحل نصب باشد.
كپسول‌هاي گاز:
گازهاي مختلف مورد استفاده جوشكاري و برش در كپسولهائ تحت فشار ذخيره مي‌گردند. بدين طريق مي‌توان گازها را بطور مطمئن و اقتصادي حمل و نقل و در مراكز مورد نظر استفاده نمود.

كليه كپسولهاي اكسيژن گازهاي تحت فشار و گازهاي قابل اشتعال بايستي بر مبناي معيارها و مقررات مربوطه پر، نگهداري و مورد استفاده قرار گيرند. برروي درب پوش اين كپسولها لازم است كه نوع گاز، ميزان تحت فشار گاز، و زمان كنترل آنها بطور واضح ذكر شده‌باشد.
به جهت تشخيص نوع گاز موجود در كپسولها لازم است رنگ آنها متمايز از يكديگر بوده و بر مبناي معيارهاي زير باشند:

 كپسولهاي حاوي اكسيژن به رنگ آبي
 كپسولهاي حاوي استيلن برنگ زرد
 كپسولهاي حاوي ديگر گازهاي قابل اشتعال برنگ قرمز
 كپسولهاي حاوي هواي فشرده و گازهاي غيرقابل اشتعال برنگ خاكستري

چگونگي قرارگرفتن و بستن رگراتورهاي كپسولهاي گازي نيز برحسب نوع گاز موجود در آنها اصولاً بايستي متفاوت از يكديگر باشد. بطوريكه:
 رگلاتورهاي كپسولهاي حاوي استيلن بصورت افقي و فشاري درمحل قرار مي‌گيرد.( بعضي از انواع قديمي آنها چپ‌گرد مي‌باشد.)
 رگلاتورهاي كپسولهاي حاوي بقيه گازهاي قابل اشتعال بصورت چرخش به چپ در محل بسته مي‌شوند.
 رگلاتورهاي كپسولهاي حاوي اكسيژن هواي فشرده و گازهاي غيرقابل اشتعال بصورت چرخش به راست در محل بسته مي‌شوند.

محتواي گاز كپسولها
ميزان حجم فشار گازهاي مختلف در كپسولهاي اختصاصي برحسب اندازه‌ كپسولها و ميزان فشاري كه تحت آن پرشد‌ه‌است، مشخص مي‌شود، بر اين اساس:

=Q ميزان حجم فشارگاز موجود در كپسول برحسب ليتر (lit)
=P ميزان ظرفيت كپسول برحسب ليتر(Lit )
=V ميزان فشاري كه براي پركردن گاز دركپسول استفاده شده‌است برحسب بار (bar) مي‌باشد
( هر بار مساوي ۲۲/۱۴) پوند بر اينچ مربع).
بطور مثال:
قطر داخلي كپسولهاي اكسيژن براي كاربردهاي جوشكاري حدود ۲۰۴ ميليمتر ضخامت جداره آن ۷۵/۸ ميليمتر و ارتفاعش ۱۸۰ ميليمتر مي‌رسد كه گنجايش داخلي اين كپسولها در شرايط عادي حدود ۵۰ ليتر خواهدبود وليكن چنانچه با فشاري حدود ۲۰۰ بار در دماي ۲۰ درجه سانتي‌گراد پر شون ميزان اكسيژن موجود در آنها ۱۰۰۰۰ ليتر( ۱۰ مترمكعب) خواهد بود.
گاز موجود در كپسول اكسيژن =۵۰ * ۲۰۰-۱۰۰۰۰ ليتر – ۱۰متر مكعب

ضخامت ديواره كپسولهاي استيلن حدود ۴ تا ۵ ميليمتر و ارتفاع ۱۰۲۹ ميليمتر است. اين كپسولها براي امور جوشكاري حدوداً ۴۰ ليتري مي‌باشند. قسمت داخلي كپسولهاي استيلن متخلخل بوده تا بدين طريق امكان ذخيره و شارژكردن گاز بهتر و انجام كار ايمن باشد و علاوه بر آن لازم است حلالي(معمولاً استيلن CH3COCH3 ) به آن اضافه گردد. بطور معمول هر كپسول استيلن حدود ۱۰ ليتر استن دارد و فشار گاز كپسولهاي استيلن حدود ۱۸ بار دردماي ۱۵ درجه سانتي‌گراد است و در هر كپسول ۴۰ ليتري حدود ۷۲۱۰ ليتر استيلن در دماي ۱۵ درجه سانتي‌گراد دارد.

از هر كپسول استيلن مجاز به تخليه و استفاده از گاز آن در كوتاه مدت ۱۰۰۰ متر در ساعت و حداكثرمجاز به استفاده تا ۶۰۰ تا ۷۰۰ ليتر در ساعت از آن مي‌باشد. چنانچه نياز به مقادير فراوانتري از اين گاز مي‌باشد لازم است كه از طريق سيستم پست مركزي تأمين گردد.
نگهداري و جابجايي كپسول‌هاي گاز

در نگهداري و جابجائي كپسولهاي گاز لازم است به جهت حفظ ايمني افراد و پيشگيري از بروز خطرات احتمالي با توجه به ويژگيهاي آنها نكات زير مراعات گردد:
 درحمل كپسولهاي گاز نبايستي آنها را به زمين انداخت و يا برروي زمين غلطانيد ( خصوصاً در يخبندان)
 اجسام نوك‌تيز مي‌تواند در ايجاد آسيب به بدنه كپسولها و كاهش مقاومت آنها بنمايد. بنابراين دقت شود كه هيچگاه از آنها براي ابزار حمل و نقل و غلتك استفاده نشود.
 جابجائي كپسولها بوسيله انتقال‌دهنده‌هاي مغناطيسي ممنوع است و در استفاده از ارابه و چرخها مناسب لازم است كه بدرستي و محكم در محل قرار گرفته شده‌باشند. بهترين وسيله حمل كپسولهاي گاز وانت‌هاي اختصاصي سرپوشيده است.

 در جابجايئ كپسولها لازم است كه درب‌پوش آنها گذاشته شده‌باشد( به جهت پيشگيري از ايجاد آسيب به مانومتر)
 كپسولها را نبايد در محلهاي باز و مكانهائي كه گرم مي‌باشد قرار داد. در اين شرايط احتمال افزايش فشار داخل آنها وجود دارد.
 كپسولهاي حاوي استيلن و گازهاي قابل اشتعال ديگر لازم است كه در محلي مناسب نگهداري شوند.
محل نگهداري كپسولها نبايستي در مكانها و قسمتهاي زير باشد:

– مسيرهاي تردد افراد و ماشينها
– راههاي خروجي نجات و پله‌هاي فرار
– پاركينگ خودروها و در مسير پله‌ها
– در نزديكي موادي كه بفوريت قابل اشتعال مي‌باشند.
– داخل فضاي كاري و يا زيستي افراد
• حداكثر هر ۳ سال يكبار و بصورت موردي كپسولها را از نظر فني مورد بازرسي و كارشناسي قرار داده شود و از سالم و كارابودن آنها اطمينان حاصل شود.
• قراردادن كپسولها برروي زمين از قسمت پايه و بصورت كاملاً‌ عمودي باشد.
شلنگها و مشعلهاي گاز حداقل ۴۰ سانتي‌متر از پايه كپسول بالاتر قرارداده شود.
• كپسولهاي مورد استفاده در محل كاري بايستي بطور مناسب با زنجير به ديوار ثابت شود تا از افتادن اتفاقي آنها جلوگيري شود.
• لازم است چيدن كپسولها بطور مرتب بوده و در صورتيكه داراي انواع مختلف مي‌‌باشد آنها را بطور مجزا از يكديگر انبار نمود.
بهتر است محل نگهداري كپسولهاي خالي و پر از يكديگر مجزا باشد.
• انبارهاي نگهداري كپسولهاي گاز داراي تهويه مناسب باشد.
استعمال دخانيات و ايجاد آتش و قراردادن شعله‌هاي آتش باز در اين محلها اكيداً ممنوع است.
• حداكثر استفاده از روشنائي طبيعي در انبار كپسولهاي جوشكاري و برش بشود و تأمين روشنائي آن با يك سيستم بودن خطر( بدون جرقه الكتريكي) صورت پذيرد.
• نبايستي در شعاع حداقل ۳ متري كپسولهاي حاوي استيلن و ۱ متري ديگر سيلندرهاي گازهاي مورد استفاده در جوشكاري و برش. شعله آتش باز و يا مواديكه براحتي قابل اشتعال مي‌باشند وجود داشته باشد.
• انبار نگهداري كپسولهاي گاز طوري باشد كه براحتي امكان‌بارگيري و تخليه سريع و ايمن آنها ميسر بوده و احتمال آسيب مكانيكي و جراحت در محل براي افراد باشد.
خطرات سلامتي و حوادث در جوشكاري برش عمليات حرارتي با گاز
علاوه بر خطرات سلامتي و حوادث كاري رايج در محيط كار جوشكاري برش و عمليات حرارتي با گاز خطرات ويژه‌اي بر ارگانهاي داخلي، چشم، و گوش نيز مي‌تواند در پي داشته باشد. چنانچه نتوان بطور كامل اين خطرات را از نظر تكنيكي مرتفع نمود. لازم است كه از سيستمهاي محافظتي استفاده نمود و كاربر مجهز به محافظتها و پوششهاي ايمني فردي مناسب باشد.
اثرات مخرب گازها و دودناشي از سوخت آنها

نيتروژن و گاز خفه‌كننده اكسيد ازت از مهمترين گازهائي است كه در امور جوشكاري برش و عمليات حرارتي با گاز برروي سيستم تنفسي تأثير منفي مي‌گذارند و استنشاق آنها مي‌تواند حتي بميزان كم منجر به بيماريهاي تنفسي گردد.

اين گازها از سطوح داغ، مواد مذاب، و محل جوشكاري متصاعد مي‌شوند.
از آنجا كه بروز علائم و نشانه‌هاي بيماري ناشي از استنشاق اين گازها ديررس مي‌باشد لازم است كه از كاربران بطور دوره‌اي( برحسب مورد و حداكث هر ۲ سال يكبار) تست كار ريوي و معاينات طبي انجام پذيرد.

علائمي چون: سرفه‌هاي تحريك‌كننده، تنگي نفس، سرگيجه، حال تهوع و درد سينه مي‌تواند نشاندهنده ابتلا به چنين بيماريهاي سيستم تنفسي ناشي از كار جوشكاري و برش در مسموميت با گاز باشد. چنانچه اين علائم در حين كاز براي كاربر اتفاق افتاد لازم است ضمن قطع كار و استراحت در محيطي با هواي تازه، او را به مركز درماني مجهز اعزام نمود. و اگر مسموميت با گاز شديد بوده و منجر به قطع تنفسثي كاربر گرديده است انجام عمليات احياء و دادن تنفس مصنوعي توسط افراد آموزش ديده و مجرب ضروري است.