الأسطوانات الصناعية: الأكسجين والأسيتيلين
مقدمة
تُستخدم أسطوانات الأكسجين والأسيتيلين على نطاق واسع في القطاعات الصناعية، وخاصة في أعمال القطع واللحام بالغاز. تُعد هذه الأسطوانات مصدرًا هامًا للطاقة في العديد من الصناعات، لكنها في الوقت نفسه تمثل خطرًا جسيمًا إن لم يتم التعامل معها بطريقة آمنة وعلمية.
في هذا المقال الموسّع، سنتناول كل ما يتعلق بأسطوانات الأكسجين والأسيتيلين من حيث: التصنيع، الخواص الفيزيائية والكيميائية، طرق التخزين، الاستخدامات الصناعية، إجراءات السلامة، الأخطار المحتملة، وممارسات التفتيش والصيانة، مستندين إلى المواصفات القياسية الدولية مثل NFPA, OSHA, ISO, ANSI, وBS.
الجزء الأول: التعريفات العامة
ما هو الأكسجين؟
غاز لا لون له ولا طعم ولا رائحة.
يدعم الاحتراق لكنه غير قابل للاشتعال بذاته.
يُستخدم في اللحام والقطع، والعمليات الطبية والصناعية.
ما هو الأسيتيلين؟
غاز هيدروكربوني غير مشبع، رمزه الكيميائي C₂H₂.
شديد الاشتعال، ويتميز بدرجة حرارة لهب مرتفعة جدًا.
يُستخدم في عمليات اللحام بالغاز والقطع عالي الحرارة.
الجزء الثاني: الخواص الفيزيائية والكيميائية
| الخاصية | الأكسجين | الأسيتيلين |
|---|---|---|
| الحالة الفيزيائية | غاز | غاز |
| الكثافة | أثقل من الهواء قليلاً | أخف من الهواء |
| نقطة الغليان | -183°C | -84°C |
| القابلية للاشتعال | لا يشتعل، لكن يدعم الاشتعال | شديد الاشتعال |
| اللون | لا لون | لا لون |
| الرائحة | لا رائحة | رائحة تشبه الثوم (للكشف عن التسرب) |
الجزء الثالث: تصنيع وتعبئة الأسطوانات
تصنع الأسطوانات من فولاذ عالي الكربون أو سبائك الألمنيوم.
يتم اختبارها بالهيدروليك لضمان التحمل.
تعبأ أسطوانات الأكسجين تحت ضغط عالٍ (عادة 150-200 بار).
تعبأ أسطوانات الأسيتيلين مع مذيب (عادة الأسيتون) في وسط مسامي لتقليل خطورة الانفجار.
الجزء الرابع: الترميز اللوني للأسطوانات
| الغاز | اللون القياسي العالمي للأسطوانة |
| الأكسجين | أبيض أو أزرق فاتح |
| الأسيتيلين | بني أو أحمر |
ملاحظة: تختلف رموز الألوان حسب الدولة، لذلك يجب الرجوع للمواصفة المحلية.
الجزء الخامس: استخدامات الغازين في الصناعة
الأكسجين:
عمليات اللحام (Oxy-fuel welding).
قطع المعادن (Oxy-fuel cutting).
تعزيز الاحتراق في الأفران الصناعية.
إنتاج الفولاذ.
الاستخدامات الطبية.
الأسيتيلين:
اللحام بالغاز.
القطع بدرجات حرارة عالية.
التحليل الكيميائي.
الجزء السادس: مكونات نظام اللحام بالأكسجين والأسيتيلين
أسطوانتي غاز (أكسجين + أسيتيلين).
منظمات ضغط (Regulators).
خراطيم (عادة أحمر للأسيتيلين وأزرق للأكسجين).
صمامات الأمان (Check valves).
مشعل اللحام (Torch).
كاشف لهب/مانع رجوع (Flashback arrestor).
الجزء السابع: إجراءات السلامة العامة
النقل والتخزين:
يُمنع دحرجة الأسطوانة أو سحبها.
يجب تثبيت الأسطوانات في الوضع العمودي.
فصل الأكسجين عن الأسيتيلين بمسافة كافية أو جدار فاصل.
عدم تخزينها بالقرب من مصادر حرارة أو شرر.
استخدام أغطية الصمام أثناء التخزين.
أثناء الاستخدام:
فحص الخراطيم والصمامات قبل كل استخدام.
عدم استخدام زيوت أو شحوم على الصمامات.
فتح الصمام ببطء شديد.
إبقاء مشعل اللحام بعيدًا عن الأسطوانة.
عدم استخدام الأسيتيلين فوق ضغط 15 psi.
الجزء الثامن: الأخطار المحتملة
الانفجار:
بسبب الضغط أو تسرب الغاز في جو مغلق.
الحريق:
نتيجة التسرب بالقرب من مصدر اشتعال.
الاختناق:
في حال تسرب الأكسجين بكميات كبيرة في منطقة مغلقة.
ارتداد اللهب (Flashback):
يمكن أن يؤدي إلى تلف المعدات أو انفجارها.
انبعاث مواد سامة أثناء القطع:
خصوصًا عند قطع المعادن المطلية أو المعالجة.
الجزء التاسع: فحص الأسطوانات وصيانتها
الفحص الدوري للأسطوانات حسب المواصفة (عادة كل 5 سنوات).
اختبار الضغط الهيدروستاتيكي.
التأكد من عدم وجود صدأ أو تشققات.
عدم استخدام أسطوانة بعد انتهاء صلاحيتها.
الجزء العاشر: القوانين والمواصفات الدولية المتعلقة
| الجهة/المعيار | التغطية |
| OSHA 29 CFR 1910 | تخزين واستخدام الغاز المضغوط |
| ISO 11114 | توافق المواد للغازات الصناعية |
| ISO 3807 | أسطوانات الأسيتيلين |
| NFPA 55 | الغازات القابلة للاشتعال والمؤكسدة |
| ANSI Z49.1 | السلامة في اللحام والقطع |
الجزء الحادي عشر: تدريب العاملين
تدريب إلزامي على:
التعرف على أنواع الأسطوانات.
تشغيل أنظمة اللحام.
إجراءات الطوارئ.
استخدام كاشفات التسرب.
الجزء الثاني عشر: الطوارئ وخطط الاستجابة
خطة إخلاء واضحة.
أجهزة إطفاء حريق قريبة (فئة B وC).
وجود تهوية كافية.
تدريب على التعامل مع تسرب الغاز.
الجزء الثالث عشر: أمثلة على الحوادث الشائعة
انفجار أسطوانة أسيتيلين في ورشة لحام.
تسرب أكسجين أدى إلى نشوب حريق في مستودع.
حروق بسبب ارتداد اللهب في مشعل اللحام.
الخاتمة
تمثل أسطوانات الأكسجين والأسيتيلين أدوات قوية وضرورية في كثير من الصناعات، لكن التعامل معها يجب أن يتم بحذر بالغ. إن السلامة ليست خيارًا، بل ضرورة مهنية وأخلاقية. من المهم التأكد من تدريب كل العاملين، وتطبيق المواصفات الدولية، وتنفيذ الصيانة الوقائية الدورية. فكما أن هذه الأسطوانات قادرة على البناء، فهي أيضًا قادرة على التدمير إن أُهملت إجراءات الأمان.