Kriyojenik Tüpler ve Güvenli Çalışma
Kriyojenik malzemeler kimya, sağlık, fizik, kök hücre, nanoteknoloji, bilgisayar çipi tasarımı vb gibi çok çeşitli laboratuvarlar alanlarında yaygın bir şekilde kullanılırlar.
-150°C ile mutlak sıfır (-273°C) arasındaki sıcaklıklar kriyojenik sıcaklıklar olarak da tanımlanır. Bu düşük sıcaklıklar; oksijen, hidrojen, helyum, argon ve azot gibi gazların sıvılaştırılmasında da kullanılmaktadır. Kriyojenik tanklar, sıvı fazda bulunan gazları – sıvılaştırılmış doğalgaz (LNG), sıvılaştırılmış azot (LIN), sıvılaştırılmış argon (LAR), sıvılaştırılmış oksijen (LOX) – taşımak ve depolamak amacı ile üretilmektedir.
Tanklar, içinde bulunan sıvılaştırılmış gazın fazını korumaya yönelik olarak iç tank ve dış zarf olarak tasarlanmaktadırlar. İç tanklarda 304L kalite paslanmaz çelik malzeme, dış tank için ise karbon çeliği malzeme kullanılmaktadır. Ana tank bir dış tank içine yerleştirildikten sonra iki tank arasındaki hacim kriyojenik perlit agregası ile doldurulur ve teorik mutlak vakum değerine kadar vakum yapılarak ısı transferi engellenir. Böylece kriyojenik depolama tankları kullanıldığı sürece, düşük bakım maliyetlerinin yanısıra sıvılaştırılmış gazların daha uzun süre gazlaşmadan kalmasını sağlayan yüksek performans temin edilmektedir.
Kriyojenik sıvılar, aşırı düşük sıcaklıklarda saklanması gereken sıvılaştırılmış gazlardır. Bu gazlar için kaynama noktaları genellikle -150°C’nin (-238°F) altındadır.
Genel olarak, kriyojenler sıkıştırılmış gazların başlıca tehlikelerini fizyolojik ve fiziksel tehlikeler olmak üzere iki kategori altında inceleyebiliriz.
- Fizyolojik Tehlikeler
Fizyolojik tehlikeler bedensel olarak zarar verir. Doğrudan temastan dokuya zarar verenler ve boğulmalara neden olabilenler olmak üzere iki ana kategoriye ayrılır.
Doğrudan Temas;
Kriyojenik materyaller, diğer sıvılar gibi serbestçe akar ve sonuç olarak sıçrayabilir ve dökülebilir. Kazara sıçramasından veya aşırı soğuk kriyojenlerle temasından kaynaklanan etki, dermatoloğunuz tarafından kullanılan sıvı azot ile aynıdır. Sıvı azot veya diğer kriyojenlerle doğrudan temas, dokuyu hızlı bir şekilde dondurur ve öldürür.
Oksijensiz Kalma (Boğulma);
Kriyojenik sıvılar, muazzam miktarda potansiyel gaz hacmi içerir. Örneğin bir birim sıvı azot hacmi, buharlaştırıldığında gaz hacminin neredeyse 700 katını üretmek üzere genişleyecektir. Bu hızlı ve aşırı genleşme oksijenin yer değiştirmesine neden olabilir. Sızıntı veya damar kırılması, özellikle yetersiz havalandırmanın olduğu küçük alanlarda, ortamın hızlı bir şekilde oksijensiz kalmasına neden olabilir.
- Fiziksel Riskler;
Fiziksel tehlikeler arasında basınç oluşumundan ve kimyasal reaksiyonlardan ya da yanmadan kaynaklanan patlama riskleri bulunur.
Patlama- Basınç;
Yukarıda bahsedildiği gibi, sıvı fazın buharlaşmasından elde edilen gaz hacmi çok fazladır. Bu faz değişikliği, uygulanan basıncı karşılayamayacak bir kapta meydana gelirse, aşırı basınçtan felaket şekilde patlama ile sonuçlanan kazalar meydana gelebilir.
Patlama- Kimyasal;
Kaynama noktası azot gibi sıvı oksijenin altındaki kriyojenik sıvılar, atmosferdeki oksijeni yoğunlaştırabilir ve biriktirebilir. En yaygın organik bileşikler gibi uyumsuz malzemeler oksijenle temas ederse, şiddetli reaksiyonlar (örneğin hızlı yanma veya patlama) meydana gelebilir.
Kriyojenik Tanklarla Çalışırken Dikkat Edilmesi Gerekenler;
Kriyojenik sıvıları kullanan herkes, kullandığı malzemenin özellikleri ve güvenli kullanım uygulamaları hakkında yeterli bilgiye sahip olmalıdır. Bu bilgilere sahip olmak için öncesinde şu eğitimler alınmalıdır;
- Kriyojenin sıvı, katı veya gazların özellikleri
- Bu kriyojenik sıvıların kullanımı için uyumlu malzemeler (örneğin, malzemenin sıcaklıklarına ve basınçlarına uyumluğu)
- Gerekli koruyucu ekipman ve uygun kullanımı
- Güvenlik cihazları dahil olmak üzere kullanılan ekipmanları anlama ve tanıma
- İlk yardım ve tedavi dahil olmak üzere acil durum prosedürlerinin bilinmesi
Kriyojenleri kullanan tüm çalışanların güvenlik talimatların okuduğundan ve anladığından emin olun. Ek olarak, kriyojenik malzemeleri kullanırken standart çalışma prosedürlerini (SOP’ler) güncelleyin ve izleyin.
Kriyojenik sıvılarla güvenli çalışma talimatı için bazı öneriler şu şekilde sıralanabilir;
1.Kriyojenlerle çalışmadan önce elleriniz ve bileklerinizdeki metal, mücevher, saat vb. takıları çıkartın. Kriyojenik sıvılara veya kaynama gazlarına maruz kalırsa, bunlar cildiniz üzerinde donarak yapışabilir ve cildinizde ciddi hasarlara sebebiyet verebilir.
2.Kriyojenik sıvılarla veya yakın zamanda kriyojenik sıcaklıklardan çıkarılmış numunelerle çalışırken koruyucu gözlükler giyerek gözlerinizi koruyun.
Tam yüz maskeleri aşağıdaki durumlarda kullanılmalıdır:
a) Bir kriyojen döküldüğünde;
b) Açık transferler için;
c) Açık bir kaptaki akışkanın kabarması muhtemel ise.
3. Kriyojenik sıvılarla çalışırken kriyojen önlük kullanın.
4.Maruz kalan tüm cildi uzun kollu gömlekler, uzun pantolonlar / etekler, uzun kollu laboratuvar önlüğü, deliksiz deri ayakkabılar (spor ayakkabı kullanmayın) ve eldivenler giyerek kapatmaya çalışın. Eldivenler gevşek, hafif, esnek ve yalıtımlı olmalıdır, böylece kriyojenik sıvılar üzerlerine dökülürse hızlı bir şekilde çıkarılabilirler.
5.Taşınabilir kapları doldururken dikkatli olun ve fazla doldurmayın.
6.Kaynamayı ve sıçramayı en aza indirmek için kriyojenleri yavaşça aktarın veya dökün. Kriyojenik sıvıları bir kaptan diğerine aktarırken sıçrama miktarını azaltmak için, buharlaştırma işleminin doldurmadan önce alıcı kabı soğutmasını sağlamak için daima yavaşça başlayın. Bir faz ayırıcı veya özel doldurma hunisi kullanın (sıçramayı azaltmak için huninin üstü kısmen örtülmelidir). Sıvı dökülemezse, transfer için kriyojenik bir sıvı çekme cihazı kullanın (cihazla birlikte verilen tüm talimatlara uyduğunuzdan emin olun).
7.Kriyojenik saklama için özel olarak tasarlanmış tüpler kullanın ve bunları eritirken kalın duvarlı bir kaba veya güvenlik kalkanının arkasına yerleştirin.
8.Kriyojen içeren bir taşıma kabı(dewar) elde taşırken, tek yükünüz olduğundan emin olun (kitap, kahve veya başka eşyalar yok). Kabı iki elinizle ve yüzünüzden mümkün olduğunca uzakta taşımaya dikkat edin.
9.Taşıma kaplarının (dewar) kriyojenin kimliği ile doğru bir şekilde etiketlendiğinden emin olun. Farklı kriyojenleri karıştırmayın.
10.Oksijensiz kalmayı önlemek için, sınırlı bir alanda bir kriyojenle çalışıyorsanız, iyi durumda olan bir oksijen monitörü önerilir.
11.Oksijen veya hidrojenin depolandığı, kullanıldığı hiçbir alanda sigara içilmesine veya açık alevle çalışılmasına izin vermeyin.
12.Oksijen ekipmanını yağ, gres veya onaylanmamış yağlayıcılarla yağlamayın.
Orhan ÇAKAN
Kaynaklar;
1.https://www.labmanager.com/lab-health-and-safety/2019/03/under-pressure#.XJOJw6AzbIV
2.https://www.aiha.org/get-involved/VolunteerGroups/LabHSCommittee/Incident%20Pages/Lab-Safety-Cryogens-Incidents.aspx
3.https://www.ncnr.nist.gov/equipment/cryostats/CryogenSafety.pdf
4.http://www.cryolet.com/Kriyojenik_tanklar.html
