Σε μια-εμπλουτισμένη ατμόσφαιρα με οξυγόνο, ένα κομμάτι βαμβάκι μπορεί να αναφλεγεί σαν πυρίτιδα και ένα ίχνος γράσου σιλικόνης μπορεί να καεί βίαια όταν έρθει σε επαφή με μια καυτή επιφάνεια. Περιβάλλοντα παραπάνω23,5% οξυγόνο κατ' όγκοταξινομούνται ως-πλούσιες σε οξυγόνο και διέπονται από αυστηρές αρχές ελέγχου ανάφλεξης-. Μια θερμαντική πλάκα που προορίζεται για τέτοιου είδους σέρβις πρέπει να κατασκευαστεί έτσι ώστε κανένας σπινθήρας, καμία μόλυνση και καμία υπερβολική θερμοκρασία επιφάνειας να μην μπορούν να ξεκινήσουν την καύση υπό οποιαδήποτε αξιόπιστη συνθήκη.
Η πειθαρχία τωνπλάκα θέρμανσης πλούσια σε οξυγόνο ατμόσφαιρα πρόληψη πυρκαγιάςΩς εκ τούτου, επικεντρώνεται στην εξάλειψη των πηγών ανάφλεξης μέσω της επιλογής υλικού, του περιορισμού της θερμοκρασίας και της πλήρους απομάκρυνσης των οργανικών ενώσεων από το θερμικό σύστημα.
Θεμελιώδης κίνδυνος πυρκαγιάς σε συστήματα εμπλουτισμένα με οξυγόνο-
Ο εμπλουτισμός οξυγόνου μειώνει δραματικά τα κατώφλια ενέργειας ανάφλεξης. Υλικά που είναι συνήθως σταθερά στον αέρα μπορεί να γίνουν πολύ εύφλεκτα ή να αντιδράσουν βίαια.
Τα κοινά σενάρια που είναι ευαίσθητα στην ανάφλεξη- περιλαμβάνουν:
Ανίχνευση μόλυνσης από υδρογονάνθρακες στις επιφάνειες
Γράσα ή υπολείμματα με βάση-σιλικόνη
Οργανική σκόνη ή θραύσματα επισήμανσης
Ηλεκτρικό τόξο σε μη στεγανές συνδέσεις
Τοπική υπερθέρμανση των σημείων επαφής
Στο καθαρό οξυγόνο, η ασφάλεια είναι μια κατάσταση που προκαλεί τα μαλλιά- όπου ακόμη και η ελάχιστη απελευθέρωση ενέργειας μπορεί να προκαλέσει την καύση.
Για το λόγο αυτό, ο εξοπλισμός σέρβις οξυγόνου έχει σχεδιαστεί σύμφωνα με συντηρητικά πρότυπα όπως:
ASTM G63 (συμβατότητα συστήματος οξυγόνου)
ASTM G94 (πρακτικές καθαρισμού οξυγόνου)
ASTM G124 (δοκιμή ευαισθησίας ανάφλεξης)
Οδηγίες CGA (Compressed Gas Association).
Πρωτόκολλα συμβατότητας οξυγόνου της NASA
Απαιτήσεις δομικού σχεδιασμού για οξυγόνο-Ασφαλείς πλάκες θέρμανσης
Όλη η-Φιλοσοφία μεταλλικών κατασκευών
Το σώμα της θερμαντικής πλάκας προσδιορίζεται συνήθως ως ένα συμπαγές μπλοκ από ανοξείδωτο χάλυβα που έχει καθαριστεί και παθητικοποιηθεί με οξυγόνο-.
Οι βασικές απαιτήσεις περιλαμβάνουν:
Χωρίς πολυμερικές επικαλύψεις
Χωρίς οργανικά συνδετικά
Χωρίς βαφή ή φινιρίσματα επιφανειών που περιέχουν υδρογονάνθρακες
Καμία έκθεση σε ελαστομερή σε θερμές ζώνες
Μόνο ανόργανα υλικά που δεν προκαλούν σπινθήρες-επιτρέπονται σε περιοχές άμεσης επαφής με το οξυγόνο.
Αυτό διασφαλίζει ότι δεν υπάρχει καύσιμο επιφανειακό στρώμα που θα μπορούσε να υποβαθμιστεί ή να αναφλεγεί υπό θερμική καταπόνηση.
Σχεδιασμός θερμαντικού στοιχείου
Τεχνολογία θέρμανσης με μόνωση ορυκτών-(MI).
Τα θερμαντικά στοιχεία απαιτείται να είναι μονωμένα-με ορυκτά, χρησιμοποιώντας συνήθως οξείδιο του μαγνησίου (MgO) ως διηλεκτρικό πληρωτικό.
Τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:
Μεταλλική θήκη από νικέλιο ή ανοξείδωτο χάλυβα
Πλήρως ερμητική σφράγιση
Ανόργανη μόνωση MgO
Χωρίς σιλικόνη, PTFE ή πολυμερή συστατικά
Το αποτέλεσμα είναι ένα πλήρως σφραγισμένο, μη εύφλεκτο σύστημα θέρμανσης που εξαλείφει την εσωτερική έκθεση σε οξυγόνο στους ηλεκτρικούς αγωγούς.
Ακεραιότητα ηλεκτρικής σύνδεσης
Οι ηλεκτρικοί τερματισμοί αντιπροσωπεύουν μια από τις ζώνες υψηλότερου κινδύνου ανάφλεξης στα συστήματα οξυγόνου λόγω πιθανού τόξου και μόλυνσης.
Απαιτήσεις στεγανοποίησης και ερμητικής σφράγισης
Όλες οι ηλεκτρικές συνδέσεις πρέπει να είναι:
Πλήρως σε γλάστρες με χρήση ανόργανων υλικών συμβατών με οξυγόνο-
Μηχανικά σφραγισμένο κατά της εισόδου αερίου
Απομονωμένο από τυχόν εύφλεκτες ενώσεις
Σχεδιασμένο για να αποτρέπει το μικρό-τόξο σε ζώνες έκθεσης σε οξυγόνο
Τα κουτιά διακλάδωσης είναι συνήθως:
Καθαρίζεται με αδρανές αέριο κατά τη συναρμολόγηση
Σφραγισμένο για να αποτρέψει την είσοδο οξυγόνου
Κατασκευασμένο μόνο από μεταλλικά περιβλήματα
Στρατηγική Ελέγχου Θερμοκρασίας Επιφανείας
Ο περιορισμός της θερμοκρασίας είναι ένα κρίσιμο μέτρο πρόληψης πυρκαγιάς.
Η θερμοκρασία της επιφάνειας της πλάκας πρέπει να ελέγχεται ώστε να παραμένει κάτω από τα όρια ανάφλεξης των πιο ευαίσθητων ρύπων που πιθανώς υπάρχουν στο περιβάλλον.
Συντηρητικό Περιθώριο Θερμοκρασίας
Μια τυπική προσέγγιση ασφαλείας απαιτεί να διατηρείται η θερμοκρασία λειτουργίας τουλάχιστον:
50∘C50^\\circ C50∘C
κάτω από τη-θερμοκρασία αυτόματης ανάφλεξης του χαμηλότερου-μολυντικού παράγοντα κινδύνου, όπως υπολείμματα χαρτιού, υδρογονάνθρακες ή σκόνη διεργασιών.
T-Ταξινόμηση αξιολόγησης
Η επιλογή κλάσης θερμοκρασίας (Τ-βαθμολόγηση) είναι θεμελιώδης στο σχεδιασμό του συστήματος οξυγόνου.
Για περιβάλλοντα{0}}εμπλουτισμένα με οξυγόνο, η αυστηρή ταξινόμηση ενδέχεται να απαιτεί:
Αξιολόγηση T6 (μέγιστη θερμοκρασία επιφάνειας περίπου 85 βαθμοί)
Αυτό διασφαλίζει ότι ακόμη και η τυχαία μόλυνση δεν φθάνει σε συνθήκες ανάφλεξης.
Φιλοσοφία Επιλογής Υλικού
Η επιλογή υλικού σε-πλούσια συστήματα θέρμανσης με οξυγόνο ακολουθεί μια αυστηρή αρχή αποκλεισμού.
Επιτρεπόμενα Χαρακτηριστικά Υλικού
Τα επιτρεπόμενα υλικά περιλαμβάνουν συνήθως:
Ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες (καθαρισμένοι με οξυγόνο-)
Κράματα με βάση το νικέλιο-σε επιλεγμένες περιπτώσεις
Ανόργανοι κεραμικοί μονωτές
Οξείδια ορυκτών (MgO, Al2O3)
Κατηγορίες Απαγορευμένων Υλικών
Τα υλικά που εξαιρούνται από την υπηρεσία οξυγόνου περιλαμβάνουν:
Όλοι οι υδρογονάνθρακες
Οργανικές κόλλες
Ενώσεις με βάση σιλικόνη-
PTFE και άλλα φθοροπολυμερή σε θερμές ζώνες
Γράσα ή λιπαντικά οργανικής προέλευσης
Ακόμη και ίχνη μόλυνσης θεωρείται πιθανός κίνδυνος ανάφλεξης.
Καθαριότητα και Προετοιμασία Οξυγόνου
Η καθαριότητα της επιφάνειας είναι εξίσου σημαντική με την επιλογή υλικού.
Οι διαδικασίες καθαρισμού συμβατές με το οξυγόνο- συνήθως περιλαμβάνουν:
Απολίπανση διαλύτη με οξυγόνο-ασφαλείς παράγοντες
Καθαρισμός με υπερήχους για αφαίρεση σωματιδίων
Ελεγχόμενη ξήρανση με φιλτραρισμένο αέρα ή άζωτο
Επαλήθευση επιφανειών χωρίς υδρογονάνθρακες-
Η υπολειμματική μόλυνση μπορεί να μειώσει σημαντικά τα όρια ανάφλεξης.
Απαιτήσεις δοκιμής και επικύρωσης
Πριν από την ανάπτυξη, οι θερμαντικές πλάκες συνήθως υπόκεινται σε:
Δοκιμή συμβατότητας οξυγόνου
Θερμικός κύκλος υπό έκθεση σε οξυγόνο
Αξιολόγηση ευαισθησίας ανάφλεξης επιφάνειας
Επαλήθευση ακεραιότητας διαρροής
Δοκιμή αντίστασης ηλεκτρικής μόνωσης
Αυτές οι διαδικασίες διασφαλίζουν ότι τόσο τα μηχανικά όσο και τα ηλεκτρικά συστήματα παραμένουν σταθερά υπό συνθήκες-πλούσιες σε οξυγόνο.
Λειτουργίες αστοχίας στην υπηρεσία οξυγόνου
Η αποτυχία σε περιβάλλον-εμπλουτισμένο με οξυγόνο είναι συχνά ξαφνική και ενεργητική.
Οι κρίσιμοι κίνδυνοι περιλαμβάνουν:
Τοπική ανάφλεξη σε μολυσμένες επιφάνειες
Ηλεκτρικό τόξο σε ατελείς στεγανοποιήσεις
Θερμική διαφυγή από μη ελεγχόμενα hotspot
Ταχεία καύση ιχνών οργανικών υπολειμμάτων
Επειδή το οξυγόνο επιταχύνει δραματικά την καύση, ακόμη και μικρές αστοχίες μπορούν να κλιμακωθούν γρήγορα.
Σύναψη
Μια θερμαντική πλάκα που έχει σχεδιαστεί για υπηρεσίες πλούσιες σε οξυγόνο-δεν είναι απλώς μια βιομηχανική συσκευή θέρμανσης αλλά ένα πλήρως σχεδιασμένο σύστημα ανάφλεξης- ελεγχόμενο. Η ασφαλής λειτουργία απαιτεί την εξάλειψη όλων των οργανικών υλικών, τη χρήση μη{3}}μετάλλων που δεν σπινθήρες-μόνο κατασκευών, θερμαντικών στοιχείων με μόνωση από ορυκτά-και πλήρως σφραγισμένες ηλεκτρικές διεπαφές. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας επιφάνειας πρέπει να είναι αυστηρά περιορισμένος χρησιμοποιώντας συντηρητικές ταξινομήσεις αξιολόγησης Τ-και περιττών συστημάτων ασφαλείας.
Ως εκ τούτου, μια-ασφαλής θερμαντική πλάκα οξυγόνου είναι μια σχολαστικά απογυμνωμένη, μόνο μεταλλική-θερμική μηχανή που έχει κατασκευαστεί για να λειτουργεί σε ένα περιβάλλον που το ίδιο είναι εν μέρει μια έκρηξη που περιμένει μια σκανδάλη. Σε τέτοια συστήματα, τα περιθώρια ασφαλείας δεν εκφράζονται ως ποσοστά αλλά ως η απόλυτη απουσία ενός μόνο σπινθήρα.
