V laboratorní praxi je poměrně běžné používat různé plyny, které se obvykle skladují v kapalném nebo stlačeném stavu ve speciálních ocelových lahvích různých objemů. Manipulace s plynovými lahvemi vyžaduje opatrnost, dodržování bezpečnostních požadavků a znalost základů barevné identifikace, což pomůže udržet zdraví zaměstnanců a provozuschopnost zařízení.
V laboratorní praxi je poměrně běžné používat různé plyny, které se obvykle skladují v kapalném nebo stlačeném stavu ve speciálních ocelových lahvích o různých objemech.
Nejčastěji používanými plyny v laboratořích jsou kyslík, dusík, chlor, oxid uhličitý, vodík, stlačený vzduch a amoniak, méně často acetylen a metan.
Lakování a značení válců
Pro skladování plynů se používají speciální lahve s identifikačním zbarvením. Podle nařízení Rostechnadzoru ze dne 15. prosince 2020 č. 536 provádějí lakování lahví a nanášení nápisů během provozu výrobní organizace, čerpací stanice nebo zkušební místa v souladu s požadavky TR CU 032/2013:
А
Dusík (N.2) – černá s hnědým pruhem a žlutým nápisem: “Dusík»
А
Amoniak (NH3) – žlutá s černým nápisem: “Amoniak»
А
Argonová surová (Ar) – černá s bílým pruhem a bílým nápisem: “Argon surový»
А
Technický argon (Ar) – černá s modrým pruhem a modrým nápisem: “Technický argon»
А
Čistý argon (Ar) – šedá se zeleným pruhem a zeleným nápisem: “Argon čistý»
А
Acetylen (C2H2) – bílá s červeným nápisem: “Acetylén»
Б
Butan (C4H10) – červená s bílým nápisem: “Butan»
Б
Butylen (C4H8) – červená s černým pruhem a žlutým nápisem: „Butylen»
В
Vodík (H2) – tmavě zelená s červeným nápisem: “Vodík»
В
ovzduší – černá s bílým nápisem: “Stlačený vzduch»
Г
helium (He) – hnědá s bílým nápisem: “Helium»
Д
Oxid uhličitý (CO2) – černá s bílým nápisem: “Oxid uhličitý»
З
Oxid dusný (N2O) – šedá s černým nápisem: “Oxid dusičitý»
К
Kyslík (O2) – modrá s černým nápisem: “Kyslík»
Н
Ropa a plyn – šedá s červeným nápisem: “Ropa a plyn»
С
Sirovodík – bílá s červeným pruhem a červeným nápisem: “Sirovodík»
С
Oxid siřičitý – černá se žlutým pruhem a bílým nápisem: “Oxid siřičitý»
Fosgen (COCl2) – ochranný nátěr s červeným pruhem
Ф
Freon-11 (CFCl3) – hliník s modrým pruhem a černým nápisem “Freon-11»
Ф
Freon-12 (CF2Cl2) – hliník s černým nápisem “Freon-12»
Ф
Freon-13 (CF3Cl) – hliník se dvěma červenými pruhy a černým nápisem “Freon-13»
Ф
Freon-22 (CHClF2) – hliník se dvěma žlutými pruhy a černým nápisem “Freon-22»
Chlor (Cl2) – ochranný nátěr se zeleným pruhem
Ц
Cyklopropan (C3H6) – oranžová s černým nápisem: “cyklopropan»
Э
Ethylen (C2H4) – fialová s červeným nápisem: “Ethylen»
Г
Všechny ostatní hořlavé plyny (metan, etan, propan atd.) – červená s bílým písmem
Н
Všechny ostatní nehořlavé plyny – černá se žlutým písmem
Pokud požadavky na barvu a text nápisů pro lahve používané ve speciálních zařízeních nebo určené k plnění speciálními plyny nejsou definovány v TR CU 032/2013, stanoví se v projektové dokumentaci a (nebo) technických podmínkách pro výrobky, pro které jsou tyto lahve určeny k uložení, a jsou uvedeny v regulačních dokumentech.
V jiných zemích se značení lahví liší od značení přijatého v Rusku. V Evropské unii je zbarvení plynových lahví určeno normou EN 1089-3. Podle této normy jsou plynové lahve (s výjimkou lahví se zkapalněným plynem a ropou a plynem) značeny na rameni a barva značky nezávisí na obsahu lahve, ale na nebezpečí, které představuje. Pro značení plynových lahví se proto používají následující barvy:
1. žlutý — RAL 1018 (toxický a/nebo korozivní plyn);
2. červená — RAL 3000 (hořlavý plyn);
3. modrý — RAL 5012 (oxidační plyn);
4. světle zelená — RAL 6018 (dusivý inertní plyn).
Spolu s tímto značením plynů norma stanoví i pevné značení, které se používá pro kyslík, dusík, oxid dusný a hélium. Pro ně jsou stanoveny bílé, černé, tmavě modré a hnědé barvy. Podle vzorníku RAL mají tyto barvy čísla 9010, 9005, 5010 a 8008.
Samostatně je třeba zmínit, že pro dýchání kyslíku, který používají například potápěči nebo osoby na jednotkách intenzivní péče, se používají lahve natřené zeleně (RAL 6035). Zároveň všechny komponenty, které se s těmito lahvemi přímo používají (redukce, plicní automaty), musí mít díly natřené zeleně, aby se zabránilo použití dílů na kyslíkových lahvích, které k tomuto účelu nejsou určeny.
Zařízení válců
Podle své konstrukce se lahve dělí na dva typy: na stlačené plyny a na zkapalněné plyny (ty druhé mají obvykle uvnitř sifonovou trubici).
Obr. 1. Konstrukce plynových lahví (a – jednoduché; b – se sifonem; c – stojan pro plynovou lahev; 1 – tělo; 2 – sifonová trubice; 3 – ventil; 4 – víčko; 5 – pata lahve; 6 – láhev; 7 – stojan; 8 – šroubovací víčko).
Jednoduché lahve se používají k uchovávání stlačených plynů (obr. 1, a). Láhev na chlór (obr. 1, b) se skládá z tělesa (1), šroubovacího uzávěru (4) a ventilu (3). Uvnitř lahve, od jejího hrdla a téměř až ke dnu, se nachází sifonová trubice (2), kterou kapalný chlór vstupuje do ventilu. Existují však i lahve na chlór bez sifonové trubice.
Pro skladování acetylenu se používají speciální lahve, které jsou naplněny porézní hmotou (například uhlím) namočenou v roztoku acetylenu v acetonu.
Pravidla pro práci s plynovými lahvemi
Při práci s plynovými lahvemi se musíte nejprve ujistit, že Když se nepoužíval, víčko byl vždy našroubován na válec.
Válce by měly být přemisťovány, kdykoli je to možné. pečlivě, protože nárazy mohou způsobit výbuch. Nejlepší je umístit válec do speciálního stojanu (obr. 1, c).
Plynové lahve nesmí být umístěny na místech, kde se mohou zahřát., protože by to mohlo způsobit výbuch. Lahve by zpravidla neměly být umístěny blíže než 1 m od kamen, radiátorů nebo jiných zdrojů tepla. V létě je třeba dbát na to, aby plynová láhev nebyla vystavena přímému slunečnímu záření, které může také způsobit zahřátí plynu.
Je třeba dbát na to, aby to bylo zajištěno výstupní ventil nebyl znečištěný, zejména jakýkoli tuk nebo olej (to je obzvláště důležité pro kyslíkové a jiné oxidační plynné lahve, protože mazivo se může vznítit a explodovat). Proto mazání ventilů není povoleno ať je to cokoli.
Stlačené nebo zkapalněné plyny nelze shromažďovat přímo do reakční nádoby – nejprve je nutné je protáhnout bezpečnostní baňkou, podobně jako se to dělá při práci s vakuovými pumpami. Lahve se zkapalněnými plyny, které mají sifonové trubice, musí být během provozu otočeny dnem vzhůru (to platí zejména pro chlorové lahve), což zabrání úniku proudu zkapalněného plynu z lahve.
Kapalný oxid uhličitý se při pomalém uvolňování z lahve okamžitě změní na plynné skupenství; při rychlém uvolňování se změní na pevné skupenství a vytvoří „sníh“ nebo „suchý led“, který má teplotu -79 až -80 °C.
Po vyprázdnění lahve je nutné ji ihned odeslat k plnění a je nezbytné zajistit, aby nedošlo k záměně lahví s různými plyny. Pokud lahev nemá identifikační barvu nebo nápis, je nezbytné nalepit na lahev štítek s uvedením, jaký plyn se v ní nacházel.
Při používání plynu byste nikdy neměli snižovat tlak v lahvi na atmosférický tlak. Při doplňování lahví v závodě se plyn v nich kontroluje, což je výrazně snazší, když je plyn pod určitým tlakem.
Pravidelně lahve musí být tlakově zkoušeny; tato zkouška se provádí pouze ve výrobě. Na láhvi musí být vyznačen čas poslední zkoušky.
Je absolutně nepřijatelné pracovat s vadnými válci. nebo s těmi, které nebyly kontrolovány několik let. Pokud se na lahvi zjistí jakákoli závada, například neotevírající se ventil nebo únik plynu zavřeným ventilem, měla by být lahev okamžitě odeslána do plnicího závodu.
V žádném případě Není dovoleno opravovat ventil svépomocí.Toto je třeba mít na paměti zejména při práci s toxickými plyny, protože při pokusu o otevření může dojít k poruše ventilu. může způsobit nehodu.
Výpustné ventily plynových lahví
Plyn se z lahve uvolňuje výstupním ventilem (obr. 2). Na tvarovku (1) ventilu je našroubována nipl – bronzová nebo mosazná trubice s velmi úzkým vnitřním průměrem. Vnější průměr niplu je asi 2–3 mm. Nipl má připájenou matici, která je našroubována na tvarovku (1). Pokud se nepoužívají, jsou tvarovky uzavřeny našroubovanou maticí (2).
Obr. 2. Konstrukce výstupního ventilu plynové lahve (a – obecné schéma; b – ventil Rossignol pro nasazení pryžové hadice; c – ventil Rossignol pro našroubování niplu; d – ventil jemného nastavení (jehla); 1 – nipl; 2 – matice k našroubování; 3 – ruční kolo; 4 – těsnění).
Když je k armaturě (1) připojena nipl nebo (v extrémních případech) vysokotlaká pryžová trubice (s těsněním), ruční kolo (3) se opatrně otáčí. V závislosti na požadované intenzitě proudu plynu se ruční kolo otáčí více či méně, čímž se reguluje uvolňování plynu.
Po dokončení práce nejprve co nejpevněji uzavřete ventil, poté vyjměte nipl a na jeho místo našroubujte matici (2) a nakonec nasaďte na válec víčko a ujistěte se, že je také dobře zašroubované.
Pro přesnou regulaci přívodu plynu je nutné použít tzv. redukční ventilyDodávají se v různých provedeních a liší se od sebe (v závislosti na redukovaném plynu) průtokem, provozním tlakem a principem fungování.
Laboratorní redukční ventily mají malou kapacitu (do 1 m³/h) a jsou vybaveny mikrometrickým šroubem, kterým lze přesně dávkovat průtok plynu. Nejmodernější ventily mají dva manometry, z nichž jeden ukazuje tlak plynu v lahvi a druhý tlak vycházejícího plynového potrubí.
Existují různé typy redukčních ventilů: pro kyslík, pro vodík, pro acetylen atd. Redukční ventily jsou obvykle natřeny stejnou barvou jako plynová láhev. Každý plyn musí mít svůj vlastní redukční ventil..
Redukční ventil se k lahvi připevňuje pomocí převlečné matice k armaturě výstupního ventilu, v závislosti na tom, pro jaký plyn je lahev určena. Tato matice má pravý nebo levý závit. Například kyslíkové ventily mají pravý závit, zatímco vodíkové ventily mají levý závit.
V laboratořích se někdy setkáváme s jednoduššími redukčními ventily, například ventily dle Rosignolu (Obr. 2). Jeden z nich je uzpůsoben k nasazení gumové hadice (b) a druhý k našroubování niplu (c). Pružná hadice a gumová trubice pro vysoké tlaky by měly být bezpečně připevněte k ventilu drátem aby při otevření plynu neodletěly.
Použití redukčních ventilů při práci s lahvemi zaručuje ochranu před nadměrně silným únikem plynu a nehodami, které mohou v důsledku toho nastat. Pro přesnou regulaci úniku plynu nejprve otevřete redukční ventil a poté velmi opatrně otevřete výstupní ventil.
Často jsou válce dodávány s tzv. jehlových uvolňovacích ventilů (obr. 2, g), které umožňují v nepřítomnosti redukčního ventilu relativně přesně regulovat uvolňování plynu. Tyto ventily se také nazývají ventily jemného nastavení.
Bezpečnostní opatření při práci s plynovými lahvemi
Takže si to shrňme. Při práci s plynovými lahvemi byste měli dodržovat především následující pravidla:
1. Válec musí být řádně uzavřen.
2. S naplněnou plynovou lahví zacházejte opatrně.
3. Nepoužívejte vadnou láhev.
4. Při práci s plynovou lahví nejprve otevřete redukční ventil a poté opatrně otevřete výstupní ventil a ujistěte se, že plyn vychází pod určitým tlakem.
5. Válec musí být chráněn před zahřátím.
6. Sledujte stupeň naplnění lahve plynem a po jeho spotřebování odešlete lahev k naplnění.
7. Zapamatujte si barvu lahví pro každý plyn nebo nalepte na lahev štítek s uvedením plynu a doby plnění.
8. Používejte benzín šetrně.
9. Pravidelně zasílejte lahve ke kontrole.
Bibliografie
1. „Technika laboratorní práce“; Voskresenskij P.I.; 9. vydání, přepracované a doplněné; 1969 (stáhnout pdf).
2. Vyhláška Rostekhnadzoru ze dne 15. prosince 2020 č. 536 „O schválení federálních norem a pravidel v oblasti průmyslové bezpečnosti „Pravidla průmyslové bezpečnosti pro používání zařízení pracujících pod přetlakem“.
3. Technický předpis Celní unie „O bezpečnosti zařízení pracujících pod přetlakem“ (TR CU 032/2013).
4. BSI BS EN 1089-3-2011 „Přepravitelné plynové lahve – Identifikace plynových lahví (s výjimkou LPG) Část 3: Barevné kódování“.
5. Článek na Wikipedii “Lakování a značení plynových lahví”, autoři.
