Manual de seguridad

Manual de seguridad
Gases Industriales
Gases Especiales
Mezclas para soldar
Gases Medicinales
1
4. Abastecimiento de cilindro para
Líquidos Criogénicos
Cilindros para Líquidos Criogénicos
Los cilindros de líquido criogénico, llamados también contenedores de líquido o ‘dewars’ son recipientes al vacío
de doble pared, con múltiples capas de aislante. Están
diseñados para el transporte y almacenaje de gases
licuados a temperaturas criogénicas. La mayoría de
dewares permiten extraer el producto en fase líquida o
gaseosa, aunque algunos dewares sólo permiten la
extracción líquida.
Los dewares tienen dos ventajas principales:
(1) Contienen un gran volumen de gas a una presión relativamente baja comparada con los cilindros de gas
comprimido.
(2) son una fuente de líquido criogénico que puede manejarse fácilmente.
Los líquidos criogénicos que normalmente son transportados en dewares son argón, nitrógeno, oxígeno,
helio, CO2 e hidrógeno.
Aunque los dewares están aislados, las temperaturas
extremadamente bajas de los líquidos criogénicos dan
como resultado una fuga constante de calor y vaporización. La vaporización variará y puede ser tan baja
como el 0.4% o tan alta como el 3% del volumen del contenedor por día. El producto, si no se utiliza, aumentará la
presión en el deware que se ventilará periódicamente por
medio de la válvula de alivio. Esta es una función normal
y segura del deware.
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Dimensiones y capacidades de cilindro
de líquido criogénico
Dewares (180 Litros Nominales)
Especificaciones DOT: 4L Modelo: XL-45
Dimensiones
Nominales (pulgadas)
20 X 61
20 X 61
20 X 61
Peso Vacío
Aprox. (lb)
255
255
255
Ajuste de Válvula de Alivio de <26
Presión (psig)
235
350
Capacidad
de Oxígeno
180 litros
453 lb
5472 scf
164 litros
412 lb
4980 scf
158 litros
399 lb
4820 scf
Capacidad
de Nitrógeno
173 litros
308 lb
4250 scf
166 litros
296 lb
4088 scf
157 litros
280 lb
3864 scf
Capacidad
de Argón
N/A
161 litros
494 lb
4775 scf
159 litros
487 lb
4709 scf
Capacidad de
Bióxido de Carbono
N/A
N/A
----415 lb
3628 scf
Capacidad de
Óxido Nitroso
N/A
N/A
----405 lb
3528 scf
Dewares o contenedores de Helio líquido
(2000 Litros o Menos)
Dia. Mín.
Artículos Cap. Neta Taraje Máximo Peso N.E.R.
Mínima Máximo / Amplitud Máxima Acceso de
(C)
Cuello
(A)
(B)
(C,D)
A
B
30 litros
120 lb
52”/24”
2.75%
1/2”
60 litros
200 lb
55”/24”
2.00%
1/2”
C
100 litros
260 lb
60”/26”
1.25%
1/2”
D
E
250 litros
500 lb
70”/32”
1.00%
3/4”
500 litros
820 lb
72”/42”
1.00%
3/4”
(A) El volumen bruto en frío va a ser de 110% de capacidad neta mínima.
(B) El vendedor va a especificar las dimensiones y el peso reales del contenedor de
exportación.
(C) N.E.R. se define como evaporación neta del producto (porcentaje de capacidad neta mínima) que se evapora a 14.7 psia en un período de 24 horas con el recipiente externo a
70°F.
(D) La N.E.R máxima no debe excederse con el sistema opcional instalado de autopresurización.
(E) La capacidad de ventilación del gas en el Puerto V2 con el recipiente interno del contenedor @ 0.3 psig máx.
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Componentes del Cilindro de Líquido
Cilindro (vista lateral)
Configuraciones de la válvula
53
Configuraciones de la válvula
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5. Abastecimiento y suministro
en Sitio
Sistemas de Almacenaje y de Abastecimiento de
altos volúmenes
Un sistema de almacenaje de líquido en sitio consiste
normalmente en un tanque, un vaporizador y controles.
Los sistemas se eligen de acuerdo con la presión, etc.
Grandes volúmenes de gases líquidos (nitrógeno,
oxígeno, argón,) son entregadas por un camión y
después se almacenan en las instalaciones del cliente.
Tanques
Los recipientes de almacenaje usados generalmente
para argón, nitrógeno y oxígeno licuados son tanques de
volumen nominal de 500, 1,500, 3,000, 6,000, 9,000 y
11,000 galones.
Vaporizador Ambiental
Mientras que los vaporizadores eléctricos y de vapor se
usan de vez en cuando, los vaporizadores de uso más
común son los que obtienen calor del aire ambiental.
Estos vaporizadores ambiental vienen en despliegues de
muchos tubos con aletas para obtener una vaporización
de hasta 40,000 scfh por vaporizador. Se agregan
unidades adicionales para proporcionar mayor vaporización.
55
Fig. 7 Sistema Típico de Almacenaje de Líquido empleado para
Argón, Nitrógeno, y Oxígeno
Esta unidad está diseñada para regular la presión hacia la línea del
cliente.
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Punto de Ebullición y Densidad *
Oxígeno
Presión
psig
Nitrógeno
Argón
Densidad Punto de Densidad Punto de Densidad Punto de
de Líquido Ebullición de Líquido Ebullición de Líquido Ebullición
Sat. lb / ft_
°F
Sat. lb / ft_
°F
Sat. lb / ft_
°F
0
71.2
-297
50.5
-321
87.7
-303
10
69.6
-288
48.9
-312
85.4
-293
20
68.5
-281
47.8
-306
83.7
-286
30
67.5
-275
47.0
-301
82.4
-281
40
66.6
-271
46.2
-297
81.2
-276
50
65.9
-267
45.6
-293
80.2
-272
60
65.2
-263
45.0
-290
79.2
-269
70
64.5
-260
44.4
-287
78.4
-265
80
63.9
-257
43.9
-284
77.6
-262
90
63.4
-254
43.4
-282
76.8
-259
100
62.8
-251
42.9
-279
76.1
-257
110
62.3
-249
42.4
-277
75.4
-254
120
61.8
-247
42.0
-275
74.8
-252
130
61.3
-244
41.5
-273
74.2
-250
140
60.9
-242
41.1
-271
73.6
-248
150
60.4
-240
40.7
-269
73.0
-246
160
60.0
-238
40.3
-268
72.4
-244
170
59.5
-237
39.9
-266
71.8
-242
180
59.1
-235
39.5
-264
71.3
-240
190
58.7
-233
39.1
-263
70.8
-239
200
58.3
-232
38.7
-261
70.3
-237
210
57.9
-230
38.4
-260
69.7
-235
220
57.5
-228
38.0
-259
69.2
-234
230
240
57.1
56.7
-227
-226
37.6
37.2
-257
-256
68.7
68.3
-232
-231
250
56.3
-224
36.9
-255
67.8
-230
*Referencia: Air Products CYCSYN Property Data, que se mantiene de fuentes
tales como el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST/National
Institute of Standards and Technology).
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Sistemas de almacenaje y abastecimiento
de Gas en grandes volúmenes
Grandes volumenes de gases y de mezclas de gases a
alta presión son transportadas y almacenadas en tubo en
las instalaciones del cliente. Los sistemas de almacenaje
y de abastecimiento para estos gases consisten en varias
salchichas de alta presión con tubos múltiples y colocados de forma permanente o semipermanente en las instalaciones del cliente.
Estos sistemas son de diseño modular y su tamaño
depende de la utilización del cliente. Los sistemas manejan argón, helio, nitrógeno y oxígeno.
Los recipientes individuales de presión miden aproximadamente 22 pies de largo y tienen un diámetro de 24
pulgadas. Un manifold permanente conecta los recipientes seleccionados para el sitio. El gas es descargado
a la línea a través de una estación reductora de presión
que controla de manera automática la presión. Para la
conexión del módulo de tubos de alta presión, se suministra una unidad de conexión llamada “Stanchion”. Los
recipientes se llenan por el método de igualación de presión (cascada).
Recipientes a Presión
Los recipientes cumplen con los requerimientos del
Código ASME UPV, Sección VII y Apéndice 22 o DOT.
Tienen una presión máxima de funcionamiento que permite 2,450 psig. Cada recipiente está equipado con una
válvula de interrupción de tipo angular y un ensamblaje
de disco de descarga de seguridad que se interrumpirá a
aproximadamente 3,100 psig. El módulo del recipiente de
presión es una hilera horizontal de tres recipientes montados entre dos marcos de viga I que proporcionan la
estabilización y el apoyo necesarios.
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Los ensamblajes modulares pueden construirse de manera que cumplan con casi todo tipo de requerimientos
para el almacenaje de gas.
Estación Reductora de Presión
La estación reductora de presión se monta en un gabinete el cual protege los reguladores duales reductores de
presión, los calibradores, los interruptores opcionales de
alarma de baja presión, las válvulas igualadoras, las
válvulas de alivio de seguridad, etc.
Poste de Descarga de la Pipa
El poste de descarga de la pipa que tiene forma de L, fabricado de viga “I” de aleación de aluminio, sostiene el
cable flexible de conexión, la válvulas y la tubería necesaria para descargar el producto del tube trailler en los
recipientes de almacenaje de alta presión. Este aparato
de llenado está separado de la caja de control por seguridad y conveniencia.
Sistema Típico de Almacenaje y Abastecimiento de Gas es
de alto volumen de consumo
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Sistemas En Sitio
El aire que respiramos contiene aproximadamente 78%
de nitrógeno, 21% de oxígeno y 1% de otros gases. Los
sistemas de abastecimiento en sitio de INFRA emplean
esta fuente de abastecimiento de materia prima para
generar gases atmosféricos (nitrógeno, oxígeno, y argón)
en las instalaciones del cliente. Se emplean sistemas
tanto criogénicos como no criogénicos (membrana y
adsorción).
Sistemas Criogénicos en Sitio
Los clientes que requieren altos volúmenes de producto
pueden adquirirlo de manera continua. Los gases se generan por comprimir el aire a temperaturas tan bajas, o
criogénicas, donde éstos se licúan y después puede separarse en nitrógeno y oxígeno por destilación.
Las plantas de oxígeno gaseoso abastecen de 55,000 a
93.45 miles Nm /hr (3.3 millones de s.f.) del producto y se
emplean por lo común en la industria química y del acero.
Pueden también producir una cantidad pequeña de
oxígeno líquido para períodos pico o paros de plantas.
Las plantas de nitrógeno gaseoso están disponibles
como plantas más pequeñas estandarizadas o en paquete 425 a 11,327 Nm /hr (15,000 a 400,000 scfh) o como
plantas de tonelaje mayor que producen entre 11,327 a
120,000 Nm /hr (400,000 y 4.2 millones de scfh). Las
plantas en paquete abastecen la industria de metales, de
aparatos electrónicos, de vidrio y nuclear, mientras que
las plantas de tonelaje son comúnmente usadas para la
recuperación de petróleo y de gas, para la síntesis de
amoníaco y para la estabilización de gas natural BTU.
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Sistemas No-Criogénicos en Sitio
Sistemas de Membrana
La permeabilidad selectiva es el principio general detrás
de los sistemas de membrana no-criogénicos en sitio.
Cada gas tiene una permeabilidad que es una función de
su capacidad para disolverse y difundirse a través de una
membrana. Esta característica permite que los “gases
rápidos” como el oxígeno se separen de los “gases
lentos” como el nitrógeno. El componente clave de los
sistemas de membrana INFRA es el módulo de membrana. Cada módulo contiene cientos de miles de membranas huecas de fibra que permiten que el oxígeno, el
vapor de agua y el bióxido de carbono en el aire comprimido sean removidos de forma selectiva, lo que da como
resultado un producto rico en nitrógeno.
Sistemas de Adsorción
EL SISTEMA DE ADSORCIÓN OSCILANTE DE
PRESIÓN DE NITRÓGENO (PSA/Pressure Swing
Adsorption)
La adsorción y la difusión son los principios generales
detrás de los sistemas de abastecimiento de PSA. Cada
gas tiene una frecuencia de adsorción característica que
es una función de su capacidad de ser adsorbida por una
malla molecular. Cada partícula pequeña de malla contiene volúmenes de microporos y pasajes que crean una
gran superficie para adsorber gases específicos. La
capacidad que tiene la partícula de adsorber unas
moléculas con más fuerza o con mayor preferencia que
otras permite que los gases como el oxígeno se sostengan más en la superficie, mientras que las moléculas de
nitrógeno son capaces de moverse más libremente sobre
esta gran superficie sin estar sostenidas. Los componentes clave del sistema de PSA son dos recipientes de
adsorción y cada uno contiene miles de pellets de malla
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molecular. Al ajustar el flujo de aire a través de los recipientes, pueden producirse diferentes purezas de nitrógeno y diferentes flujos.
SISTEMA DE ADSORCIÓN OSCILANTE AL VACÍO DE
OXÍGENO (VSA/Vacuum Swing Adsorption)
Para muchas aplicaciones que emplean oxígeno, el sistema de abastecimiento de oxígeno basado en tecnología de adsorción resulta ser un método rentable comparado con otros modos de abastecimiento. Los sistemas
no-criogénicos VSA son confiables, flexibles, le dan
rendimiento de energía y son ideales para la producción
en sitio de hasta una pureza del 93% en flujos desde 20
hasta 100 toneladas diarias (500 a 2,650 Nm?/hr). Es
posible obtener un importante ahorro de hasta 30% en
comparación con otros métodos de abastecimiento como
el líquido en volumen, las plantas PSA o las plantas
criogénicas.
El sistema VSA separa el aire a temperatura ambiente al
pasar a través de adsorbente de calcio. El adsorbente,
que es un material cristal inorgánico conocido como una
malla molecular de zeolita, adsorbe el nitrógeno selectivamente, la humedad y bióxido de carbono, mientras que
las moléculas de oxígeno pasan a través de la columna
adsorbente. El oxígeno sale de la columna adsorbente a
presión atmosférica. El adsorbedor es después evacuado
por un sistema al vacío y los gases de deshecho son
desadsorbidos. Una parte del gas oxígeno es reciclado
para rellenar el adsorbedor evacuado para que se pueda
repetir el ciclo.
62
6. Seguridad
La seguridad es la preocupación principal de INFRA.
Antes de usar un gas, revise la información de esta sección que está relacionada con el manejo, almacenaje y el
uso seguro de los gases.
Además, revise siempre las Hojas de datos de Seguridad
(HDS) y conozca las propiedades del producto y las precauciones que deben tomarse. Con esta información,
desarrolle procedimientos para el uso seguro con gases
y desarrolle planes de emergencia basados en el tipo de
emergencia que pueda surgir y en la gravedad del peligro. Si necesita ayuda, comuníquese con nosotros.
INFRA agradece la oportunidad de poderle brindar información de seguridad y de dar presentaciones en sus
instalaciones a los empleados que trabajan con gases, a
los que están a cargo de la respuesta a emergencias, así
como a los hospitales y departamentos de bomberos de
su localidad. Para asistencia, llame a su representante de
ventas local de INFRA.
Sistema de respuesta a emergencias
El Sistema Nacional de Respuesta a Emergencias de
INFRA fue ideado para brindar asistencia rápida y eficiente a los clientes en emergencias a través de personal técnico capacitado.
El sistema puede ser activado llamando a nuestro
número gratuito de emergencia: (01) 53-10-67-99,
01800 22-19-844.
Este número es atendido 24 horas al día, los 365 días del
año. El operador preguntará información específica relacionada con el incidente y después usará esta información para comunicarle con un coordinador técnico que es
un especialista en ese producto y equipo en particular.
Este coordinador puede enviar a cualquiera de nuestros
equipos de emergencia localizados de manera estratégica en todo el País.
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Hojas de Datos de Seguridad de
Materiales (HDS)
Infra proporciona a sus clientes una HDS para cada producto antes de que sean entregados en sus instalaciones. Cada hoja de seguridad ofrece información detallada sobre riesgos a la salud, incendios, peligro de
explosión. Especifica procedimientos adecuados de
primeros auxilios y recomendaciones de precauciones
para el uso, manejo y almacenaje seguros de los gases.
Tenga usted siempre material de referencia editado por
INFRA y entréguelo al personal que va a trabajar con los
gases. Lleve un registro donde compruebe que ha entregado este material a sus empleados.
Usted puede obtener esta información
en la página de internet
www.infra.com.mx
Siete Pasos Básicos de Seguridad
Estos siete pasos son una guía general para un manejo
seguro de gases:
1. Conozca y Entienda las Propiedades de los Gases
Conozca y entienda las propiedades, el uso adecuado y
las precauciones de seguridad de sus gases antes de
usarlos. Consulte las HDS.
2. Conozca y Entienda el Contenedor de Gas
Ya sea que su gas sea abastecido en cilindros o en cantidades en volumen para almacenaje en sitio, asegúrese
de entender no sólo el producto, sino también el método
de almacenaje.
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3. Revise su Equipo
Antes de usar las líneas de suministro de gas y el equipo,
se debe revisar si hay fugas y evaluar la capacidad de
sostener y manejar la presión de un sistema de suministro. Esta revisión de fugas debe realizarse con un gas
inerte y debe tenerse cuidado de no sobrepresurizar
ninguno de los componentes del sistema. Use válvulas
de alivio de presión según sea necesario. Revise que el
material de construcción sea compatible con los gases
que están siendo utilizados.
4. Desarrolle Planes de Emergencia
Las regulaciones mexicanas requieren que todas las
instalaciones que emplean materiales peligrosos desarrollen planes de emergencia. Conozca los peligros
potenciales y esté preparado para cualquier contingencia. Asigne responsabilidades y líneas de autoridad.
Coordínese con los hospitales locales y con el departamento de bomberos e infórmeles sobre los gases que se
usan para que estén preparados con los expertos, el
equipo y el apoyo médico necesarios.
5. Brinde Protección Personal
Los usuarios de gases deben utilizar el equipo de protección personal para las operaciones de rutina así como
para las emergencias. Es importante establecer una
política que requiera que la gente use el equipo adecuado de protección personal para cada trabajo. Los
guantes, la protección facial y los uniformes especiales
de trabajo para las labores de rutina, así como también
deben estar disponibles los aparatos de respiración
autónoma y la ropa protectora especial para emergencias. Cuando se usen sólo tipos específicos de material
peligroso, se deben considerar también las estaciones de
lavado de ojos, regaderas de seguridad y extintores.
El personal debe estar capacitado con respecto al uso
adecuado de todo el equipo de protección personal y es
necesario que sepan cuándo debe utilizarse.
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6. Siga las Normas
Sujétese a todas las normas federales, estatales y
locales relacionadas con el almacenaje y el uso de gases
comprimidos.
7. Cuando tenga Dudas
Cuando tenga dudas con respecto al manejo o al uso de
los gases o equipo de Infra, o con respecto a los peligros
de un gas en particular, comuníquese con su vendedor
local o al:
Centro de Información Técnica al
01-800-712-2525
Visite nuestra pagina web
www.infra.com.mx
Categorías de Seguridad para Gases
Criogénicos (Principal Peligro: Quemaduras en Frío)
Algunos gases que tienen puntos de ebullición muy bajos
son almacenados como líquidos en ‘dewars’ aislados
enchaquetados al vacío o en cilindros presurizados aislados. El contacto con estos líquidos ocasiona “quemaduras criogénicas” debido al congelamiento del tejido
de la piel por el líquido que se evapora rápidamente.
Además, el líquido produce un gran volumen de gas al
evaporarse. En áreas que no están bien ventiladas,
excepto con el oxígeno, esto puede disminuir el contenido de oxígeno por debajo del necesario para poder
respirar. La ventilación adecuada, la verificación del contenido de oxígeno en áreas confinadas y el uso de ropa
protectora disminuye estos riesgos. (EJEMPLOS:
ARGÓN, NITRÓGENO, OXÍGENO LÍQUIDO).
Inflamables (Principal Peligro: Incendio y Explosión)
El gas inflamable es definido por el DOT de estado líquido como “cualquier gas comprimido que forme ya sea
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una mezcla inflamable con aire a una concentración de
menos de 13% (en volumen) o que tenga una inflamabilidad en el aire mayor a un 12%, sin importar el límite
explosivo inferior (LEL/lower explosive limit). Los gases
inflamables, cuando se mezclan con aire, oxígeno u otros
oxidantes, se queman o explotan con ignición dependiendo del grado de confinamiento. Los gases pirofóricos
como el silano no requieren fuente de ignición y se incendian en el aire, aumentando la gravedad del peligro de
inflamabilidad. Todos los gases inflamables tienen una
concentración de gas en el aire dentro de cuyos límites
puede incendiarse el gas. La inflamabilidad se expresa
en términos de aire a temperatura ambiente y presión
atmosférica. Un cambio de temperatura, de presión o de
concentración de oxidantes, puede variar la inflamabilidad.
Las mezclas por arriba y por debajo de los límites de ignición no se incendian. Como una precaución para el
manejo de inflamables, se debe tener cuidado de eliminar
todas las posibles fuentes de ignición a través del diseño
adecuado de las instalaciones, la instalación de sistemas
eléctricos autorizados y la restricción de fumar y prender
fuego. Un explosímetro debe emplearse para determinar
la existencia de una mezcla inflamable en áreas donde
hay sospecha de fuga. (EJEMPLOS: BUTANO,
HIDRÓGENO, SILANO).
Oxidantes (Principal Peligro: Incendio)
Algunos gases, aunque no son inflamables, pueden iniciar y promover la combustión. Los materiales que se
queman en el aire se queman de una manera más vigorosa o incluso explosivamente en el oxígeno y en otros
ciertos oxidantes. Todas las fuentes posibles de ignición
deben ser eliminadas cuando se manejan oxidantes.
Los oxidantes no deben almacenarse con material combustible.
67
El aceite, la grasa u otras sustancias de fácil combustión
no deben entrar en contacto con los cilindros o equipos
usados en el servicio de oxidantes. En muchos casos, el
material oxidante puede ser también corrosivo y/o tóxico.
(EJEMPLOS:
OXÍGENO,
TRIFLUORURO
DE
BROMO,FLUOR)
Corrosivos
(Principal Peligro: Quemaduras Químicas)
Los corrosivos son productos que reaccionan químicamente y que deterioran los materiales con los que entran
en contacto, tales como metales, telas y tejido humano.
Algunos gases, a pesar de no ser corrosivos en su forma
anhídra, se vuelven corrosivos en la presencia de agua o
de humedad en el aire. Debe tenerse especial cuidado al
elegir los materiales de construcción adecuados para el
equipo en el cual se manejan los gases corrosivos. Los
gases que no ocasionan deterioro pero que inducen la
inflamación de tejido humano son irritantes. La inflamación del tejido puede ocurrir después del contacto
inmediato, prolongado, o repetido con el irritante. Deben
usarse tanto ropa como el equipo de protección para
reducir la exposición a los materiales corrosivos o irritantes. (EJEMPLOS: TRETRACLORURO DE SILICIO,
FLUORURO DE HIDRÓGENO, CLORURO DE
HIDROGENO, OXIDO DE ETILENO, SURFURO DE
HIDROGENO Y AMONIACO )
Tóxicos (Principal Peligro: Envenenamiento Químico)
Los materiales tóxicos son aquellas sustancias que
pueden ocasionar lesiones o incluso la muerte cuando se
inhalan, ingieren, o absorben en la piel. El grado de toxicidad y los efectos varían según el gas. Son especialmente peligrosos los gases como el monóxido de carbono, ya que como es un producto incoloro e inodoro, no
advierte adecuadamente su presencia. También, algunos
68
productos que no son tóxicos por sí solos, pueden reaccionar con ciertos químicos o descomponerse a temperaturas elevadas para producir materiales tóxicos. La
buena ventilación, la ropa protectora, y el equipo adecuado de respiración, deben usarse para disminuir la exposición. (EJEMPLOS: ARSINA, FOSFINA, FLÚOR, OXIDO
DE ETILENO, AMONIACO)
Inertes (Principal Peligro: Asfixia)
Los productos inertes, si se liberan en áreas confinadas,
pueden desplazar el contenido de oxígeno del aire por
debajo del nivel que es necesario para poder sobrevivir.
OSHA establece una concentración mínima de 19.5% de
oxígeno para cualquier área de trabajo. La asfixia es el
peligro más comunmente relacionado con los productos
gaseosos inertes. La ventilación adecuada y la supervisión del contenido de oxígeno en la atmósfera de las
áreas confinadas son las mejores formas de disminuir
este peligro. (EJEMPLOS: HELIO, CRIPTÓN, BIÓXIDO
DE CARBONO, NITRÓGENO,XENON,ARGÓN)
Presión Alta (Principal Peligro: Lesión Grave)
Los gases se comprimen a presiones de hasta 6,000
psig. Una liberación repentina de presión puede ocasionar lesiones al personal y daños al equipo al tirar un cilindro o al golpear una línea. Los factores que deben considerarse al elegir los materiales de construcción y al diseñar los sistemas de manejo son: la temperatura, la presión del gas y la posibilidad de aumento de presión en el
sistema.
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Propiedades de Gases usados
comúnmente
Las tablas 19 y 20 muestran las propiedades relacionadas con la seguridad para los gases industriales,
médicos, especiales más comunes. Una “X” en columna
significa que un gas entra en esa categoría. Para los
gases inflamables en el aire, los límites inflamables mayores y menores en porcentaje de volumen se encuentran en la columna de inflamables.
Con respecto a los productos tóxicos con un límite de
valor umbral (TLV) conocido, el valor se especifica en
partes por millón (ppm) en la columna de tóxicos.
Gases
Producto
Oxidante
Inerte
Amoníaco
Arsino
Butano
Monóxido de Carbono
Cloro
Diborano
Etano
X
Flúor
Cloruro de Hidrógeno
Fluoruro de Hidrógeno
Sulfuro de Hidrógeno
X
Criptón
Neón
Óxido Nítrico
Dióxido de Nitrógeno
Fosfino
Silano
Dióxido de Azufre
Hexafluoruro de Azufre
Corrosivo
Inflamable1
Tóxico o
Venenoso 3
X
15 - 28
X
1.8 - 8.4
12.5 - 74
25
0.05
X
0.9 - 98
3.0 - 12.5
X
X
X
4.0 - 44.0
70
1
54
34
10
X
X
X
X
X
X
25
3
X2
1.972
X
X
1. Límites inflamables en el aire, vol %
2. ACGIH TWA (media ponderada de tiempo, ppm)
3. Pirofórico – se incendia al contacto con el aire.
4. Tope - la concentración no debe excederse durante
ción en el trabajo.
25
0.5
0.1
0.3
5
2
1,000
ninguna parte de la exposi-
Gases industriales y médicos
Producto
Oxidante Inerte Inflamable*
Acetileno
Argón
Bióxido de Carbono
Tóxico
2.5 - 100
X
X
Ciclopropano
Etileno
Helio
Hidrógeno
5,000
Inflamable – Rojo
Inflamable – Rojo
No inflamable – Verde
Inflamable – Rojo
2.4 - 10.4
3.1 - 32
X
Metano
Nitrógeno
Óxido Nitroso
Oxígeno
X
Propano
X
Clasificación y
Etiqueta DOT
Inflamable – Rojo
No infamable – Verde
No inflamable – Verde
4.0 - 74.0
5.0 - 15.0
X
50
2.1 - 9.5
Inflamable – Rojo
No inflamable – Verde
No inflamable – Verde
No inflamable – Verde
Inflamable - Rojo
* Límites inflamables en el aire, vol %.
Reglas de seguridad para cilindros
Manejo de Cilindros con Gases Comprimidos
Evite arrastrar o deslizar los cilindros, incluso para distancias cortas. Los cilindros deben moverse usando una carretilla apropiada.
Nunca deje caer los cilindros ni permita que se golpeen
violentamente entre ellos. Cuando se muevan los cilindros, no deben sufrir impactos mecánicos fuera de lo normal que puedan ocasionar daño a sus válvulas, a sus
válvulas de alivio de presión y otros dispositivos de
seguridad o a los cilindros mismos.
El capuchón del cilindro debe estar siempre bien colocado cuando se mueva un cilindro o hasta que el cilindro se
haya fijado en una pared o en una columna, cuando haya
sido colocado en un conjunto para cilindros y esté listo
para ser usado. Los cilindros siempre deben estar fijos
cuando no estén en uso.
Nunca force los dispositivos de seguridad.
71
Nunca permita que aceite, grasa u otras sustancias de
fácil combustión entren en contacto con cilindros, válvulas o reguladores de oxígeno.
No quite la etiqueta de identificación del producto ni cambie el color del cilindro.
Cuando regrese los cilindros vacíos, cierre la válvula
antes de que sean transportados. Deje algo de presión
positiva en el cilindro. Vuelva a colocar cualquier tapón de
seguridad de la válvula y el capuchón que haya sido enviado originalmente con el cilindro. Marque y etiquete el
cilindro como VACÍO.
Solo INFRA puede realizar el llenado de cilindros con
gases comprimidos.
El transporte de un cilindro de gas comprimido que no
sea llenado por INFRA, o que sea llenado sin el consentimiento de INFRA, representa una violación a la ley.
No levante nunca un cilindro del capuchón excepto con
un carro porta cilindros que esté autorizado y diseñado
para este propósito.
No use reguladores de aluminio en el servicio de aluminio.
Almacenaje de Cilindros de Gas Comprimido
Almacene siempre los cilindros en posición vertical. Los
cilindros deben asignarse a un área especial para almacenaje. Separe los cilindros llenos de los vacíos. El área
debe estar seca, fresca, bien ventilada, y de preferencia
que sea contra incendios. Mantenga los cilindros protegidos de las temperatura excesivas almacenándolos lejos
de radiadores y de otras fuentes de calor. Los cilindros
deben ser almacenados en lugares abiertos, pero deben
72
estar protegidos contra climas extremos y suelos húmedos para evitar que se oxiden. En general, los cilindros
deben estar fijos al almacenarse.
En las áreas de almacenaje de cilindros de oxígeno o de
gases inflamables debe estar prohibido fumar y prender
fuego.
El área de almacenaje de los cilindros de oxígeno debe
estar separada de las áreas de almacenaje de gas
inflamable o de material combustible por lo menos por 6
metros o por una pared no combustible.
Uso de Cilindros de Gas Comprimido
Conozca y entienda las propiedades, los usos, y las precauciones de seguridad del gas antes de usar el gas y/o
el equipo relacionado. Consulte las Hojas de Seguridad
de Infra.
La calcomanía o etiqueta del cilindro es la única forma
segura de identificar el gas que contiene un cilindro. El
código de color de los cilindros es un método usado para
conveniencia del proveedor de gas únicamente.
No use los cilindros como rodillos para mover material u
otro equipo.
Nunca use un cilindro para almacenar otros materiales o
para mezclar los gases suministrados o ventilados del
sistema del usuario.
Nunca use oxígeno como substituto de aire comprimido.
Ninguna parte del cilindro debe experimentar temperaturas superiores de 54°C (125°F). Evite que las chispas o
llamas de soldadura, de sopletes cortadores o de
cualquier otra fuente entren en contacto con los cilindros.
73
No permita que los cilindros entren en contacto con circuitos o aparatos eléctricos.
Use reguladores y válvulas de alivio de presión cuando
conecte los cilindros a circuitos de baja presión. Sólo
deben usarse los reguladores autorizados para el gas
específico. Abra la válvula del cilindro antes de ajustar la
presión en el regulador.
Siempre abra lentamente las válvulas del cilindro.
Al final del turno de trabajo o cuando se anticipe un período extenso sin uso, la válvula del cilindro debe cerrarse y
debe liberarse toda la presión del equipo conectado al
cilindro. El usuario debe asegurarse que cualquier producto residual, una vez que se cierre la válvula, sea ventilado o desechado de acuerdo con las leyes y los métodos de seguridad adecuados.
Use las válvulas check o las trampas para prevenir el
retroceso de agua o de otros contaminantes si es que
puede haber contraflujo dentro del cilindro. Si hay retroceso, marque el cilindro como CONTAMINADO. Notifique
de inmediato a INFRA.
Si una capuchón del cilindro es muy difícil de quitar, no
aplique fuerza excesiva ni afloje la tapa insertando una
barra en las aberturas de ventilación. Anexe una etiqueta
al cilindro identificando el problema y devuélvalo a
INFRA.
Las llaves de tuercas no deben utilizarse en válvulas
equipadas con volante. Si experimenta cualquier dificultad al operar una válvula de cilindro, interrumpa el uso y
póngase en contacto con INFRA. Si la válvula está defectuosa, anexe una etiqueta al cilindro identificando el
problema y devuelva el cilindro a INFRA.
74
Manejo de acumuladores de Acetileno
Los acumuladores de acetileno requieren ciertas prácticas especiales:
No use nunca agua hirviendo o vapor para aflojar la
válvula del acumulador de acetileno ni para limpiarlo. El
metal fusible del tapón de seguridad se funde a aproximadamente 100°C, el punto de ebullición del agua.
No martille los tapones fusibles para detener fugas.
Siempre abra y cierre las válvulas lentamente. Nunca use
acetileno a presiones que excedan 15 psi; para mayor
volumen, use una manguera más grande (mayor
diámetro).
Los acumuladores deben almacenarse siempre en posición vertical.
Manejo de Líquidos Criogénicos
Muchas de las precauciones de seguridad que se observan para gases comprimidos se aplican también a los
líquidos criogénicos. Dos propiedades importantes los
distinguen de los gases comprimidos y ambos presentan
peligros potenciales.
Todos los líquidos criogénicos existen a temperaturas
muy bajas. Los líquidos criogénicos comunes incluyen
argón (-150°C), hidrógeno (–252°C), nitrógeno (-195°C) y
oxígeno (–147°C). Su vapor frío al evaporarse congela
rápidamente el tejido humano.
Los materiales como el acero al carbón, los plásticos y el
hule se quiebran o incluso se fracturan bajo presión a
temperaturas criogénicas. La selección del material adecuado es importante. Las quemaduras en frío y la congelación ocasionadas por líquidos criogénicos pueden
ocasionar gran daño al tejido.
75
Todos los líquidos criogénicos producen grandes
volúmenes de gas cuando se vaporizan. El nitrógeno
líquido, por ejemplo, se expande aproximadamente 700
veces conforme se evapora; otros líquidos se expanden
incluso más. Si estos líquidos se vaporizan en un contenedor sellado, pueden producir presiones elevadas que
pueden romper el recipiente. Por esta razón, los contenedores criogénicos presurizados están generalmente protegidos por múltiples válvulas de alivio de presión. La
vaporización de líquidos criogénicos inertes (con excepción del oxígeno) en un área confinada puede formar
atmósferas asfixiantes. No obstante, la vaporización de
oxígeno líquido en un área confinada puede producir una
atmósfera rica en oxígeno, y como oxidante, puede elevar la combustión.
Proporción de Expansión de Líquido a Gas
Líquido Criogénico
Argón
Helio
Hidrógeno
Nitrógeno
Oxígeno
Proporción de Expansión
1
1
1
1
1
a
a
a
a
a
848
749
845
693
860
Los líquidos criogénicos deben manejarse únicamente en
dewares, es decir, contenedores de líquido que estén diseñados para ese fin.
Los contenedores deben estar limpios, especialmente
para el servicio de oxígeno y los contenedores especiales
deben reservarse para el uso de oxígeno solamente. Los
dewares pueden estar fabricados de acero inoxidable
serie 300, cobre, acero níquel al 9%.
La mayoría de los líquidos criogénicos son inodoros,
incoloros e insípidos cuando se evaporan.
76
Cuando están expuestos a la atmósfera, los gases fríos que
se evaporan condensan la humedad en el aire, creando una
niebla que es altamente visible. Siempre maneje con
cuidado estos líquidos. La ebullición y la salpicadura
ocurren siempre cuando se cambia o se llena un contenedor caliente con líquido criogénico o cuando se insertan objetos en estos líquidos. Nunca toque pipas o recipientes no aislados que contengan líquidos criogénicos;
la piel se pegará a los materiales extremadamente fríos,
incluso a los no metálicos.
Se debe de utilizar anteojos de seguridad durante la
transferencia o el manejo normal de líquidos criogénicos.
Si puede haber salpicadura o rociadura, debe usarse una
protección facial como una protección adicional. Use
guantes criogénicos así como peto cuando maneje objetos que entren en contacto con líquidos criogénicos y
vapor. Deben usarse los pantalones encima de las botas
o de los zapatos de trabajo. Puede ser recomendable
usar otro tipo de ropa especial, dependiendo de la aplicación.
Compatibilidad y Limpieza del Oxígeno
El equipo y los sistemas para uso de oxígeno, incluyendo
cilindros, válvulas, reguladores, tuberías y otros componentes, deben ser certificados como compatibles y deben
limpiarse para usarse en el servicio de oxígeno.
Si no se cumple con los estándares de compatibilidad y
de limpieza puede ocasionar un incendio o una explosión.
Los sistemas de oxígeno deben diseñarse y construirse
únicamente bajo la supervisión de personal de ingeniería
competente que esté completamente familiarizado con
los procedimientos necesarios para asegurar un sistema
seguro de diseño, instalación, y operación.
77
Advertencia sobre Sistemas Medicinales
Los sistemas y reguladores médicos de oxígeno deben
ser utilizados únicamente por personas que estén capacitadas adecuadamente para administrar oxígeno. El
equipo está diseñado para ser usado según las instrucciones de un profesional médico. Use sólo oxígeno de
tipo terapéutico (medicinal USP) con equipo regulador de
oxígeno medicinal. NOTA: Respirar oxígeno en altas concentraciones durante largos períodos de tiempo o a presiones elevadas puede causar severos daños.
78
Factores de conversión
MULTIPLICAR
POR
PARA OBTENER
Gramos por
centímetro cúbico
62.428
.03613
8.3454
Libras por pie cúbico
Libras por pulgada cúbica
Libras por Galón E.U.
Gmol de gas ideal @
0°C y 760 mm HG
22.4140
Litros
1728
Libras por pie cúbico
27.68
Gramos por centímetro
cúbico
359.05
Pies cúbicos
778.17
2.9307 X 10-4
252.2
1055.06
Pie - libras
Kilowatt - horas
calorías (IT)
Joules
DENSIDAD
Libras por pulgada
cúbica
Lbmol de gas ideal @
0°C y 760 mm Hg
ENERGÍA
Btu
LONGITUD
Centímetros
0.3937
Pulgadas
Pies
304.8
30.48
0.3048
Milímetros
Centímetros
Metros
Pulgadas
25.40
2.540
Milímetros
Centímetros
Kilómetros
0.62137
0.53996
Millas
Millas Náuticas
Metros
39.37
3.2808
1.0936
Pulgadas
Pies
Yardas
Millas (estatuto)
1609.3
Metros
Yardas
91.44
0.9144
Centímetros
Metros
Btu por minuto
12.969
252.2
Pie - libras por segundo
IT - calorías por minuto
Btu por segundo
1.4149
1055.1
Caballos de fuerza
Watt
POTENCIA
79
MULTIPLICAR
POR
PARA OBTENER
33,000
550
Pie – libras por minuto
Pie – libras por segundo
Kilogramo – metros
por segundo
Caballos de fuerza métricos
Btu por segundo
Btu por hora
Vatios
Btu por segundo
Pie – libras por segundo
Kilogramo – calorías
por segundo
Caballos de fuerza
Btu por hora
76.040
Caballos de fuerza
Kilovatios
1.0139
0.70679
2544.4
745.70
.94782
737.56
.23885
1.3410
3412.14
PRESIÓN
Atmósferas
14.70
407.14
1.0332
Gramos por
centímetro cuadrado
Pulgadas de mercurio
Pulgadas de agua
Kilogramos por
centímetro cuadrado
Libras por pulgada
cuadrada
0.014223
1.133
0.4912
0.0735
5.204
0.0361
0.5781
0.96784
14.223
0.068046
2.036
2.307
27.67
0.070307
TEMPERATURA
°Fahrenheit
°Celsius
(Kelvin = °C + 273.15)
(Rankine = °F + 459.67)
80
5/9 (°F - 32)
9/5 (°C) + 32
Libras por pulgada cuadrada
Pulgadas agua
Kilogramos por
centímetro cuadrado
Libras por pulgada
cuadrada
Pies de agua
Libras por pulgada cuadrada
Pulgadas de mercurio
Libras por pie cuadrado
Libras por pulgada cuadrada
Onzas por pulgada cuadrada
Atmósferas
Libras por pulgada cuadrada
Atmósferas
Pulgadas de mercurio
Pies de agua
Pulgadas de agua
Kilogramos por centímetro
cuadrado
°Celsius
°Fahrenheit
MULTIPLICAR
POR
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
0.004134
Btu/(hr) (ft_) (°F/ft)
12
0.017307
VELOCIDAD
3.2808
Metros por segundo
2.2369
3.600
1.4667
0.44704
Millas por hora
1.6093
0.86898
VISCOSIDAD (Absoluta)
1.0
Poise
1.0
100
0.00067197
Centipoise
0.0000209
2.4191
VISCOSIDAD (Cinemática)
1.0
0.155
Stoke
0.0010764
densidad (gm/cm_)
VOLUMEN
Barriles (petróleo, E.U.)
42
Barriles (líquido, E.U.)
31.5
10-3
Centímetros cúbicos
0.061024
1 X 106
Metros cúbicos
35.3147
264.17
28,317
1728
Pies cúbicos
0.037037
7.4805
28.316
277.42
1.201
Galones, imperial
4.5460
PARA OBTENER
Cal/ (s)(cm_) (°C/cm)
Btu/(hr) (ft_) (°F/in)
Vatios/(cm_) (°C/cm)
Pies por segundo
Millas por hora
Kilómetros por hora
Pies por segundo
Metros por segundo
Kilómetros por hora
Nudos
gm/cm s
dina s /cm_
Centipoise
lb/ft s
lb /ft_ s
lb/ft hr
cm_/ s
in_/ s
ft_/ s
Poise
Galones (E.U.)
Galones (E.U.)
Litros
Pulgadas cúbicas
Centímetros cúbicos
Pies cúbicos
Galones, (EU, líq.)
Centímetros cúbicos
Pulgadas cúbicas
Yardas cúbicas
Galones
Litros
Pulgadas cúbicas
Galones EU
Litros
81
MULTIPLICAR
POR
PARA OBTENER
231
0.13368
3.7853
0.8327
128
0.26418
0.035316
1.0567
61.025
29.574
1.8047
0.47316
0.03342
57.750
0.94633
Pulgadas cúbicas
Pies cúbicos
Litros
Galones imperial
Onzas líquidas
Galones
Pies cúbicos
Cuartos de galón
Pulgadas cúbicas
Centímetros cúbicos
Pulgadas cúbicas
Litros
Pies cúbicos
Pulgadas cúbicas
Litros
0.0648
28.35
0.0625
0.0284
7000
0.0005
453.6
0.4536
32,000
2,000
907.2
15.43
0.0353
0.001
35.274
2.205
1000
0.001
35,274
2205
1.102
1000
Gramos
Gramos
Libras
Kilogramos
Granos
Toneladas
Gramos
Kilogramos
Onzas
Libras
Kilogramos
Granos
Onzas
Kilogramos
Onzas
Libras
Gramos
Toneladas métricas
Onzas
Libras
Toneladas
Kilogramos
VOLUMEN
Galones, EU (líquido)
Litros
Onzas, líquidas
Pintas (EU)
Cuartos de galón,
EU (líquido)
PESOS
Granos
Onzas
Libras
Toneladas
Gramos
Kilogramos
Toneladas métricas
82
OTROS
Partes por millón
1 ppm = 0.0001%
10 ppm = 0.001%
100 ppm = 0.01%
1,000 ppm = 0.1%
10,000 ppm = 1.0%
Partes por millón % a partes por mil millones
1 ppm = 1,000 ppb
0.1 ppm = 100 ppb
0.01 ppm = 10 ppb
0.001 ppm = 1 ppb
Nota: Para gases puros y mezclas ppm= µmol/mol y ppm = nmol/mol
Puntos de condensación
Contenido de humedad en los gases. Para convertir las partes por
millón por volumen de vapor de agua a punto de condensación, use
la tabla a continuación:
D.P.*
ppm
D.P.*
ppm
D.P.*
ppm
-130oF
0.1
-83oF
6.2
-60oF
34.0
-120
0.25
-82
6.6
-59
36.5
-110
0.63
-81
7.2
-58
39.0
-105
1.00
-80
7.8
-57
41.8
-104
1.08
-79
8.4
-56
44.6
-103
1.18
-78
9.1
-55
48.0
-102
1.29
-77
9.8
-54
51
-101
1.40
-76
10.5
-53
55
-100
1.53
-75
11.4
-52
59
-99
1.66
-74
12.3
-51
62
-98
1.81
-73
13.3
-50
67
-97
1.96
-72
14.3
-49
71
-96
2.15
-71
15.4
-48
76
-95
2.35
-70
16.6
-47
82
-94
2.54
-69
17.9
-46
87
-93
2.76
-68
19.2
-45
92
-92
3.00
-67
20.6
-44
98
-91
3.28
-66
22.1
-43
105
-90
3.53
-65
23.6
-42
113
-89
3.84
-64
25.6
-41
119
-88
4.15
-63
27.5
-40
128
-87
4.50
-62
29.4
-39
136
-86
4.78
-62
29.4
-39
136
-85
5.3
-84
5.7
* A presión de 1 atmósfera.
83