Сосуд дьюара инструкция по эксплуатации

Планируете использовать сосуд Дьюара? Тогда рекомендуем вам изучить, как его правильно хранить и транспортировать. Также не лишними будут знания правил заправки и технике безопасности при работе с жидким азотом. Об этом и пойдет речь.

Заправка сосуда Дьюара

Заправка сосуда Дьюара
производится при помощи специального переливного устройства. Жидкий азот переливают из сосуда в сосуд через широкую воронку. Устройство переливного шланга основано на эффекте «газ-лифт». При заправке никаких дополнительных устройств не требуется.

Для сосуда определенного объема используют шланг соответствующего размера. Он должен доходить до дна емкости. Для заправки емкостей одинакового объема, но с разным диаметром горловины, можно использовать одно переливное устройство и дополнительные уплотнители.

Брызги жидкого азота могут обжечь кожу при заправке, поэтому соблюдайте меры предосторожности
:

1. Не заглядывайте в емкость, чтобы определить степень заполнения. Воспользуйтесь специальной линейкой. Сосуд считается заполненным, если появились первые брызги жидкости.
2. Используйте специальные перчатки.
3. С особой осторожностью заправляйте теплые или отогретые сосуды Дьюара.
4. Вводить линейку или другие инструменты в емкость нужно крайне аккуратно, чтобы жидкость не «закипела», соприкасаясь с теплыми предметами.

Заправленные и пустые сосуды необходимо максимально аккуратно перемещать и транспортировать, чтобы не допустить их разгерметизации.

Правила транспортировки

Если вы планируете перевозить сосуды Дьюара, заполненные жидким азотом, то первым делом нужно обратиться к Приказу Минтранса РФ № 73 от 08.08.1995 г. Согласно данному закону, объемы жидкого азота, не превышающие 333 кг, не относятся к опасным грузам, и ограничений по их перевозке нет.

Помимо этого, есть элементарные правила безопасности, которыми нельзя пренебрегать во время перевозки жидкого азота в сосудах Дьюара:

• перевозимые сосуды должны быть надежно закреплены в вертикальном положении;
• все емкости должны быть изолированы друг от друга;
• запрещено курить и пользоваться открытым огнем вблизи транспорта, перевозящего жидкий азот;
• перед транспортировкой важно убедиться, что криогенная жидкость стравливается из сосуда;
• изделия нельзя ронять или подвергать механическому воздействию.

Если вы будете соблюдать меры предосторожности при заправке емкостей, то избежите травм и ожогов, а также продлите эксплуатационный ресурс сосуда.

Как правильно хранить сосуд Дьюара

Считается, что оптимальные условия для хранения заполненного промышленного термоса создаются в морозильной камере. Все верно, ведь при таком хранении проще всего поддерживать нужную температуру, уровень влажности и циркуляцию воздуха. Если такая возможность отсутствует, подойдет неотапливаемое производственное помещение с искусственным освещением, но без доступа прямых солнечных лучей. Важно, чтобы в выбранном помещении работала система приточной вентиляции, обеспечивающая постоянную подачу чистого воздуха, так как в большой концентрации испарения жидкого азота могут быть токсичны.

На что обратить внимание при хранении

Любой сосуд Дьюара должен быть закрыт специальной крышкой, которая обеспечивает необходимое стравливание излишков азота. Не допускается плотно закупоривать емкости инородными пробками или предметами.

Если выявлено образование снежной корки на горловине, это может свидетельствовать о разгерметизации сосуда. В таком случае его необходимо срочно опорожнить, отогреть и вызвать мастера для консультации.

Соблюдайте технику безопасности при хранении, заправке и транспортировке сосудов Дьюара. Так вы продлите срок их службы и избежите травм при контакте с криогенными жидкостями.

Настоящая инструкция по охране труда разработана специально для безопасной работы с жидким азотом и сосудами Дьюара

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА

1.1. Сосуды Дьюара представляют собой двухстенную емкость из алюминиевых сплавов или нержавеющей стали. Между стенками помещена теплоизоляция. Для повышения её эффективности межстенное пространство находится под вакуумом, а остатки газов поглощают добавками адсорбента.
1.2. При испарении жидкого азота образуется газообразный азот с низкой температурой, при этом плотность его больше, чем у воздуха. Поэтому азот после испарения может накапливаться вначале на нижнем уровне помещения и затем постепенно создавать повышенную концентрацию во всем помещении. Это приводит к понижению концентрации кислорода в воздухе и когда ее величина становится ниже 18%, человек в таком помещении подвергается серьезной опасности — происходит нарушение ритма дыхания, учащается пульс, затем — нарушение сознания, снижение чувствительности, теряется способность двигаться, появляется тошнота и рвота, отключается сознание, и через несколько минут наступает смерть. Особая опасность заключается в том, что это происходит безболезненно и человек не осознает свое состояние.
1.3. К работе с жидким азотом и сосудами Дьюара допускается персонал не моложе 18 лет, прошедший специальное обучение и имеющий удостоверения на право работ с жидким азотом и с сосудами Дьюара; прошедший медицинский осмотр и не имеющий противопоказаний по состоянию здоровья к выполнению данной работы; прошедший вводный и первичный на рабочем месте инструктажи по охране труда, обученный безопасным методам и приемам ведения работ, прошедший стажировку на рабочем месте и проверку знаний требований охраны труда.
1.4. Не реже одного раза в квартал персонал, допущенный к работе с жидким азотом и сосудами Дьюара, обязан проходить повторный инструктаж по охране труда, не реже одного раза в год – очередную проверку знаний требований охраны труда, периодический медицинский осмотр – по соответствии с Приказом Минздравсоцразвития № 302н.
1.5. Персонал, допущенный к работе с жидким азотом и сосудами Дьюара, должен знать:
— устройство и особенности работы сосудов Дьюара;
— инструкции по технической эксплуатации и обслуживанию сосудов Дьюара;
— требования безопасности при работе с жидким азотом;
— признаки, причины, неисправности в работе сосудов Дьюара;
— действие на персонал опасных и вредных производственных факторов, возникающих во время работы;
— правила пользования первичными средствами пожаротушения.
1.6. Персонал, допущенный к работе с жидким азотом и сосудами Дьюара, должен:
— выполнять только порученную работу;
— соблюдать правила безопасности при сливе и заполнении жидким азотом сосудов Дьюара;
— выполнять требования запрещающих, предупреждающих и предписывающих знаков и надписей;
— соблюдать правила внутреннего трудового распорядка.
1.7. Во время слива и налива жидкого азота на персонал могут воздействовать следующие основные опасные и вредные факторы:
— повышенное давление жидкого азота;
— пониженная температура, обморожение открытых участков тела при попадании на них жидкого азота;
— взрыв сосуда Дьюара вследствие потери вакуума, быстрой десорбции газов при отогревании сосуда, а также из-за испарения жидкого азота при герметично закрытой горловине;
— конденсация на охлаждённых жидким азотом поверхностях кислорода и возгорание при контакте с горючими материалами.
1.8. Персонал должен использовать следующие средства индивидуальной защиты:
— костюм хлопчатобумажный;
— рукавицы защитные;
— ботинки кожаные;
— очки защитные;
— куртка хлопчатобумажная на утепляющей подкладке.
1.9. Персонал должен следить за исправностью спецодежды, своевременно сдавать её в стирку, а также содержать шкафчики в чистоте и порядке.
1.10. Принимать пищу только в специально отведённых для этого помещениях.
1.11. За невыполнение требований настоящей инструкции работник несет ответственность в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.

2. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТЫ

2.1. Проверить внешним осмотром исправность сосудов Дьюара, подсоединительных шлангов, запорной арматуры, достаточной освещенности рабочего места.
2.2. Надеть спецодежду, обувь. Волосы должны быть убраны под специальную шапочку.
2.3. Получить задание у руководителя работ и ознакомиться со схемой движения при перевозке и раздаче кормов.
2.4. Обнаруженные нарушения требований по охране труда должны быть устранены до начала работ, при невозможности сделать это работник обязан сообщить о недостатках в обеспечении охраны труда руководителю работ и до их устранения к работе не приступать.

3. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ

3.1. Эксплуатация сосудов Дьюара должна производиться в соответствии с инструкцией по их эксплуатации завода-изготовителя.
3.2. Эксплуатировать или отогревать в рабочих помещениях неисправные сосуды Дьюара категорически запрещается.
3.3. Потерявший вакуум сосуд Дьюара надо освободить от жидкого азота, а затем поставить на отогревание в течение трёх суток в помещение, куда запрещён доступ людей.
3.4. Закрывать сосуды Дьюара допустимо только предназначенными для них крышками.
3.5. Запрещается плотно закрывать горловину сосуда, так как испарение жидкого азота создает внутри сосуда избыточное давление. Повышение давления создает опасность повреждения сосуда или выброса жидкого азота.
3.6. Переливать жидкий азот из одного сосуда Дьюара в другой следует через широкую металлическую воронку, избегая пролива жидкости.
3.7. В процессе заливки категорически запрещается заглядывать в сосуд для определения уровня жидкости.
3.8. Заправка считается законченной при появлении из горловины первых брызг жидкости.
3.9. Особую осторожность следует соблюдать во время заполнения тёплых сосудов Дьюара, т.е. тех, которые не были в эксплуатации или которые были отогреты.
3.10. Заполнять сосуды Дьюара жидким азотом в одиночку запрещается.
3.11. Вводить любые приспособления в жидкий азот надо медленно, во избежание разбрызгивания, вызванного кипением жидкости при контакте с тёплыми предметами (азот кипит при температуре –195 град.).
3.12. Содержание кислорода в смеси с жидким азотом свыше 15% объёма не допускается, так как такая смесь может вызвать воспламенение при контакте с органическими продуктами.
3.13. Содержание кислорода контролируется газоанализатором ГХП-3.
3.14. Слив жидкого азота из сосудов Дьюара производится на открытой специальной площадке в безопасном месте.
3.15. Не допускается наличие дерева, бумаги и прочих органических продуктов вблизи места слива.
3.16. Для предотвращения загрязнения сосуда Дьюара, любые предмеры, опускаемые в сосуд, следует хранить в чистых чехлах.
3.17. Для удаления ила или твёрдых частиц необходимо слить остатки жидкого азота из сосуда, промыть сосуд чистым жидким азотом и поставить на отогрев. Не ранее, чем через трое суток, сосуд промывают тёплым водным раствором моющего средства и ополаскивают водой.
3.18. Персонал, работающий с сосудами Дьюара и жидким азотом, обязан пользоваться защитными очками.
3.19. Помещения, где проводится работа с жидким азотом или хранятся сосуды Дьюара, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей содержание кислорода в воздухе не менее 19%.
3.20. При естественной вентиляции работа с жидким азотом допускается в помещении, объём которого в 7000 раз больше объёма находящегося в нём жидкого азота.
3.21. Снижение концентрации кислорода ниже 16% приводит к головокружению, обморокам и удушью без каких либо предварительных симптомов.

4. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА В АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

4.1. При головокружении, обмороке пострадавшего следует немедленно вынести на свежий воздух, в необходимых случаях провести искусственное дыхание и вызвать бригаду скорой помощи по телефону 103, поставить в известность руководство.
4.2. При попадании жидкого азота на кожу пораженный участок следует немедленно обильно обмыть водой.
4.3. При получении травмы оказать пострадавшему первую помощь, при необходимости вызвать бригаду скорой помощи по телефону 103, поставить в известность руководство, по возможности сохранить обстановку, при которой произошел несчастный случай или зафиксировать ее на фото, видео.
4.4. При пожаре следует вызвать пожарную бригаду по телефону 101, сообщить о происшедшем руководству, принять меры по тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения. Применение воды и пенных огнетушителей для тушения находящегося под напряжением электрооборудования недопустимо. Для этих целей используются углекислотные и порошковые огнетушители.

5. ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ПО ОКОНЧАНИИ РАБОТЫ

5.1. Привести в порядок рабочее место, убедиться, что вентили надежно закрыты.
5.2. Снять спецодежду и обувь, осмотреть, привести в порядок и убрать в отведенное место хранения.
5.3. Вымыть руки и лицо с мылом, по возможности принять душ.
5.4. Доложить мастеру обо всех замечаниях и нарушениях, имевших место во время работы, а также о принятых мерах.

Указания мер безопасности

1. При обслуживающий персонал должен иметь одежду, полностью закрывающую поверхность тела. Необходимо пользоваться рукавицами ГОСТ 12.4.010, очками ГОСТ 12.4.013 или щитком из оргстекла. Следует избегать прикосновения оголеных поверхностей тела к металлическим деталям, охлажденным жидким азотом.

2. Помещение, где проводятся работы с жидким азотом, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. При заполнении сосудов не допускается перелив жидкого азота через горловину на пол.

3. Горловину сосуда следует закрывать только штатной вставкой, имеющей каналы для сброса паров азота из сосуда.

4. Во избежание повышенной испаряемости азота, не рекомендуется располагать сосуды вблизи отопительных приборов или на прямом солнечном свету.

5. При появлении на поверхности крышки сосуда инея или «снеговой шубы», слой которого увеличивается по мере испарения азота, что является признаком потери вакуума в изоляционной полости сосуда, необходимо немедленно переложить запасы биоматериала в исправный сосуд, затем слить жидкий азот и поставить дефектный сосуд га отогрев в течение двух суток в помещение с ограниченным доступом людей.

Указанные меры необходимы для предотвращения возможного разрушения сосуда за счет выделения газов при отогреве адсорбента.

Подготовка изделия к работе

1. Подготовка сосуда к работе заключается в проведении внешнего осмотра сосуда, стабилизации испаряемости, загрузке канистр с биопродуктом и дозаправке.

2. При внешнем осмотре проверяется отсутствие вмятин и трещин на кожухе, целостность вставки и загрязнение внутренней полости сосуда.

При наличии вмятин на кожухе, сосуд необходимо залить жидким азотом и проверить отсутствие обмерзания кожуха. Загрязнение внутренней полости сосуда устраняется теплой водой с моющими растворами. После промывки сосуд нужно тщательно просушить.

3. производится через заправочный шланг транспортной цистерны или воронку. Заправка производится малыми порциями жидкого азота, избегая перекрытия сечения горловины струей азота и перелива его через горловину. Конец воронки должен быть опушен ниже основания горловины.

4. После окончания заправки выдержать сосуд Дьюара в течение 5-6 часов для стабилизации теплового режима и прекращения бурного кипения жидкости.

5. Загрузка канистр с биопродуктом производить медленно спуская их в жидкий азот. Ручки канистр установить в прорези на верхнем торце горловины сосуда Дьюара, расположив канистры равномерно по окружности.

6. После загрузки канистр с биопродуктами, дозаправить жидким азотом до нижнего среза горловины, установить в горловину вставку и закрыть крышкой.

Порядок работы

1. и канистрами сосуд Дьюара установить на место эксплуатации. Периодически проверять, уровень жидкого азота в . Проверку уровня производить специальным шупом или чистой тонкостенной металлической трубкой. Резкий выброс паров азота из трубки означает, что трубка коснулась зеркала жидкости.

2. рекомендуется производить после остатка в сосуде Дьюара 25-15% объема жидкого азота. Периодичность дозаправок зависит от количества загрузок канистрами. Поэтому рекомендуется при эксплуатации как можно реже открывать сосуд Дьюара и извлекать канистры.

3. опорожнять сосуд Дьюара от жидкого азота следует переворачиванием его или выдавливанием газообразным азотом давлением до 0,03 МПа (0,3 кг/см) с помощью специального приспособления.

Сжиженные газы хранят в сосудах Дьюара, которые представляют собой стеклянные или металлические колбы с двойными стенками (рис. 1). Из пространства между стенками откачан воздух, что приводит к уменьшению их теплопроводности. Так как весь воздух выкачать невозможно, то оставшиеся молекулы будут переносить теплоту от окружающей среды к содер­жимому сосуда Дьюара. Эта остаточная теплопроводность стенок приводит к тому, что находящийся в сосуде сжижен­ный газ непрерывно испаряется. При заполнении сосуда Дьюара жидким азотом, температура кипения которого при нормальном атмосферном давлении равна 77,3 К, оказа­лось, что за единицу времени испарилась масса M 1 азота. Какая масса газа испарится из этого же сосуда за единицу времени, если его заполнить жидким водородом, температура кипения которого равна 20,4 К? Температура окружаю­щей среды в обоих случаях равна 300 К.
Перенос теплоты происходит при таких отклонениях от состояния термодинамического равновесия, когда различ­ные части системы имеют разную температуру. При обычных условиях механизм теплопроводности газа заключается в следующем: молекулы из более «горячей» области в ре­зультате хаотического движения перемещаются по всем направлениям и, сталкиваясь с моле­кулами из более «холодных» облас­тей, передают им часть своей энергии. Каждая молекула может перенести «избыток» тепловой энергии на рас­стояние порядка средней длины свободного пробега λ. Поэтому полный поток теплоты от участка с более вы­сокой температурой к участку с более низкой температурой пропорционален концентрации молекул n и их сред­ней длине свободного пробега.
Каждая из величин n и λ зависит от давления, при котором находится газ. Но их произведение не зависит от давления.

nλσ≈1 (1)

Величина σ=Πd 2 (d — диаметр молекулы) от давления не зависит. Поэтому не зависит от давления и произведение nλ, хотя концентрация молекул n пропорциональна давле­нию.
Таким образом, при обычных условиях теплопровод­ность газа не зависит от Давления, ибо все остальные ве­личины, входящие в выражение для потока теплоты (раз­ность температур, площадь стенок и расстояние между ними), также не зависят от давления.
Так зачем же в сосудах Дьюара откачивают воздух из пространства между стенками? Все дело в том, что при очень низком давлении газа, когда длина свободного пробега молекул оказывается больше расстояния между стенками, механизм теплопроводности становится другим! молекулы газа свободно пролетают от одной стенки до другой, не сталкиваясь друг с другом, и переносят «избыток» энергии непосредственно от стенки к стенке. Теперь теплопро­водность не зависит от длины свободного пробега молекул — важно лишь, чтобы она превышала расстояние l
между двойными стенками сосуда. Так как поток теплоты, разу­меется, и в этом случае пропорционален концентрации мо­лекул, то чем ниже давление оставшегося между стенками воздуха, тем меньше будет его теплопроводность.
Для того чтобы оценить поток теплоты от наружной стенки сосуда Дьюара к холодной внутренней стенке, будем считать, что каждая молекула воздуха, покидая стенку сосуда, имеет энергию, соответствующую температуре этой стенки. Сталкиваясь с другой стенкой, молекула целиком передает ей свою энергию. Другими словами, мы считаем, что взаимодействие молекул со стенкой носит характер неупругого удара. Если бы удар молекул о стенку был аб­солютно упругим, то молекулы газа вообще не переносили бы тепла.
Будем считать, что наружная стенка сосуда имеет тем­пературу Т 0 , равную температуре окружающей среды. Находящийся в сосуде Дьюара сжиженный газ все время понемногу выкипает, поэтому, несмотря на непрерывный подвод теплоты, его температура остается неизменной. Гор­лышко сосуда Дьюара держится открытым, чтобы испа­рившийся газ мог свободно выходить в атмосферу — в противном случае сосуд непременно взорвется вследствие непрерывного роста давления. Таким образом, температура внутренней стенки равна температуре кипения T 1 сжижен­ного газа при атмосферном давлении.
Поток энергии, переносимый молекулами воздуха от горячей стенки к холодной, пропорционален энергии уле­тающей молекулы (т. е. температуре горячей стенки Т 0) и числу молекул z, покидающих горячую стенку за единицу времени. Сколько же молекул покидают горячую стенку? Очевидно, столько же, сколько прилетает к ней от холодной стенки. Число таких молекул пропорционально концент­рации молекул, имеющих температуру холодной стенки Т 1 и их средней скорости ‹v 1 ›:

z~n 1 ‹v 1 › (2)

Поэтому поток энергии от горячей стенки к холодной про­порционален произведению T 0 z~T 0 n 1 ‹v 1 ›. Аналогично, по­ток энергии, переносимый молекулами от холодной стенки к горячей, пропорционален произведению T 1 z~T 1 n 1 ‹v 1 ›. Следовательно, поток теплоты Q от горячей стенки к холодной, равный разности встречных потоков энергии, пропор­ционален разности температур, концентрации и средней скорости молекул:

Q~(T 0 -T 1)n 1 ‹v 1 › (3)

Какова же концентрация n 1 «холодных» молекул воз­духа в пространстве между стенками? Если обозначить через n 0 концентрацию «горячих» молекул, т. е. тех, которые покинули наружную стенку, то сумма n 1 +n 0 равна полной концентрации воздуха n между стенками:

n=n 1 +n 0 (4)

Как уже отмечалось, к горячей стенке прилетает в единицу времени столько же молекул, сколько и к холодной. По­этому

n 1 ‹v 1 ›=n 0 ‹v 0 › (5)

Так как средняя скорость пропорциональна корню из тер­модинамической температуры, то из равенства (5) имеем

Подставляя n 0 в соотношение (4), находим

Теперь выражение (3) для потока теплоты можно переписать в виде

За счет этого потока теплоты за единицу времени испаряется масса сжиженного газа M 1 , равная отношению Q к удельной теплоте парообразования Λ:

Точно такое же выражение будет справедливо и в том слу­чае, когда сосуд Дьюара заполнен другим сжиженным га­зом, у которого температура кипения равна Т 2 , а удельная теплота парообразования равна Λ 2 . Все опущенные в qbop-муле (9) коэффициенты пропорциональности не зависят от того, какой именно газ находится в сосуде. Поэтому для отношения масс разных газов, испаряющихся за единицу времени из одного и того же сосуда Дьюара, получим

Подставляя сюда значения удельной теплоты парообразо­вания водорода Λ 2 =4,5*10 5 Дж/кг, азота Λ 1 =2,0*10 6 Дж/кг и их температуры кипения T 2 =20,4 К, T 1 =77,3 К, найдем M 2 /M 1 ≈0,34.
Получилось, что по массе водород выкипает из сосуда Дьюара медленнее азота, хотя температура кипения во­дорода ниже. Однако со скоростью выкипания но объему все обстоит иначе. Плотность жидкого водорода равна примерно 0,07 г/см 3 , азота 0,8 г/см 3 , поэтому для отно­шения объемов испарившихся водорода V 2 и азота V 1 получаем V 2 /V 1 =3,89, т. е. водород выкипает приблизи­тельно в 4 раза быстрее азота.
Из формулы (9) видно, что масса испаряющегося газа пропорциональна концентрации п оставшегося между стен­ками сосуда Дьюара воздуха. Поэтому теплоизоляция будет тем лучше, чем этого воздуха меньше. Обычно сосуды Дьюара откачивают до высокого вакуума (10 -3 —10 -5 мм рт. ст.). Это соответствует концентрации оставшегося воз­духа n=p/kT 0 ~10 11 —10 13 см -3 . При таких концентрациях длина свободного пробега будет составлять, как видно из соотношения (1), величину порядка λ≈1/(nΠd 2)~10—10 3 см. Расстояние между двойными стенками l
обычно равно не­скольким миллиметрам. Поэтому при таком давлении оставшегося воздуха средняя длина свободного пробега значительно превышает расстояние между стенками и механизм теплопроводности именно такой, какой рассмот­рен в задаче.
При давлении воздуха между стенками порядка 10 -2 мм рт. ст. длина свободного пробега становится сравнимой с расстоянием между стенками. Поэтому откачка до такого или большего давления вообще лишена смысла, поскольку в таких условиях теплопроводность воздуха не зависит от давления.
Поверхности стенок сосуда, образующих вакуумное пространство, обычно покрываются тонким слоем серебра, чтобы уменьшить лучистый теплообмен между стенками. Поэтому в данной задаче мы не учитывали лучистую состав­ляющую теплового потока.
Сосуды Дьюара используются и для хранения веществ при температуре более высокой, чем температура окружающей среды. Распространенные в быту термосы представ­ляют собой стеклянные сосуды Дьюара, заключенные в металлическую или пластмассовую оболочку для защиты от повреждений.

Чтобы уменьшить потери холода, мы завернули сосуд в теплоизолятор — вспененный полиэтилен фольгированный. Для наблюдения за содержимым сосуда в слое теплоизоляции сделали два окошка, которые заклеили скочем, чтобы легче было протирать.

Даже в таком сосуде азот кипит довольно бурно, потери тепла все равно значительны — окошка постепенно покрываются инеем. Лучше, конечно, чем без изоляции, но с сосудом, имеющим серебряное покрытие, не сравнить .

За кипением азота в сосуде с окошком удобно наблюдать визуально, — особенно если подсветить, но фотоаппарат в данном случае передает картину плохо.

_________________________________________________
Для иллюстрации cказанного приведем фрагмент книги Г. Лукс Экспериментальные методы в неорганической химии. Фундаментальный практикум по неорганической химии для аспирантов и научных работников
:

Для хранения жидкого воздуха наиболее пригодны сосуды Дьюара с относительно узким горлом. В этом случае количество жидкого воздуха, испаряющегося в единицу времени, не зависит от степени наполнения. Приведенные в таблице данные получены для шарообразного сосуда с двойными стенками емкостью 2 л и горлом диаметром 3 см. Изолирующая способность зависит в первую очередь от качества вакуума и серебряного покрытия. При понижении давления примерно до 10 -3 мм рт. ст. уменьшение испарения является приблизительно линейной функцией логарифма давления; только при давлении ниже 10 -6 мм рт. ст. потери от испарения остаются постоянными. Различие между сосудами без серебряного покрытия и серебряными сосудами, как видно, очень существенно: серебряная поверхность, очевидно, предотвращает поглощение лучистой энергии из окружающего пространства. При температурах выше 100° применение непосеребренных сосудов почти совершенно бесполезно. Однако для удобства установления уровня жидкости или производства наблюдений часто применяют сосуды, посеребренная поверхность которых прорезана вертикальной смотровой полосой шириной 0.5-2 см; такие сосуды, по-видимому, значительно чувствительнее к жидкому воздуху.

Таблица. Потери жидкого воздуха, связанные с испарением из сосудов с вакуумной рубашкой

Очень заметное понижение скорости испарения достигается, если закрыть горло сосуда пробкой из ваты и упаковать весь сосуд в вату. Если пробку из ваты удалить, потери возрастают приблизительно на 5%; еще большие потери наблюдаются, естественно, в случае открытых цилиндрических сосудов. В лучшем случае потеря за счет испарения (185 г) распределяется примерно следующим образом: поглощение лучистой энергии через горло — 20 г, потеря тепла через стеклянные стенки горла — 38 г, теплообмен за счет излучения через внешние стенки — 127 г.

Исправный сосуд Дьюара при грамотной его эксплуатации может прослужить несколько десятков лет. Для этого нужно следить за его состоянием, выполнять все требования по безопасности его обслуживания и своевременно производить его дезинфекцию.

Требования к персоналу, обслуживающему сосуд

К работе с сосудом Дьюара допускаются сотрудники не моложе 18 лет, специально подготовленные и прошедшие инструктаж по ТБ при работе с криогенным оборудованием.

Работающие с сосудами Дьюара обязаны знать:

• устройство оборудования и особенности его работы;
• правила эксплуатации сосудов Дьюара;
• признаки неисправности сосудов, их причины;
• правила технической эксплуатации и обслуживания сосудов Дьюара;
• правила ТБ при работе с жидким азотом;
• опасные и вредные факторы, которые могут возникнуть во время работы и их действие на персонал.

Они должны:

• выполнять только свою работу;
• использовать средства индивидуальной защиты (очки, фартук, рукавицы и др.);
• выполнять требования всех запрещающих, предупреждающих и предписывающих плакатов, знаков, надписей;
• уметь оказать первую медицинскую помощь пострадавшему.

Основные правила эксплуатации

• Сосуд Дьюара должен храниться и использоваться в помещениях, оборудованных принудительной вентиляцией. Работая с жидким азотом, необходимо, чтобы концентрация кислорода в воздухе помещения была не ниже 18–20%.
• Не следует плотно закрывать емкость, поскольку газ должен иметь выход через горловину, иначе скапливающиеся в сосуде пары азота могут привести к повреждению сосуда или даже к взрыву. Стандартная крышка выполнена с учетом этого.
• Нельзя ронять или ударять сосуд. В случае его повреждения, может нарушиться вакуум, азот будет интенсивно испаряться. Появление наледи на внешних поверхностях сосуда свидетельствует о его повреждении. В этом случае необходимо обратиться в сервисный центр.
• Нельзя слишком резко погружать в наполненный сосуд какие-либо предметы, это может привести к образованию брызг или к кипению жидкого азота. Нельзя погружаемыми предметами касаться внутреннего сосуда.
• Сосуд Дьюара следует регулярно дезинфицировать.

Очистка и дезинфекция

Уход за сосудом Дьюара включает обязательную процедуру дезинфекции, которую следует производить ежегодно. Если емкость используется для хранения или перевозки биологических материалов, число дезинфекций следует увеличить до двух раз в год.

Работы по очистке и дезинфекции выполняются в следующем порядке:

• Сосуд освобождается от находящихся в нем контейнеров, оставшаяся криогенная жидкость сливается.
• Емкость в течение 3 суток отогревается при комнатной температуре, а затем промывается водой температурой не ниже 75°C.
• Для дезинфекции емкости используется перекись водорода. Сосуды до 30 литров заполняются раствором, емкости большего объема погружаются в специальный резервуар с перекисью. Через 2 часа раствор сливается, после чего сосуды тщательно промываются горячей водой.

После этого сосуд можно охладить и вновь заправить. Для заправки используется специальное переливное устройство.

Правила перевозки

Транспортировка пустых и заправленных сосудов должна выполняться с особой осторожностью, чтобы избежать их разгерметизации. Правила безопасности, которые следует выполнять при перевозке сосудов Дьюара с криогенной жидкостью:

• емкости необходимо закрепить в вертикальном положении;
• сосуды нужно изолировать друг от друга;
• перед перевозкой нужно убедиться, что вещество стравливается из сосуда;
• запрещено пользоваться открытым огнем и курить рядом с транспортом, перевозящим жидкий азот.

Соблюдая меры предосторожности при хранении, эксплуатации и транспортировке сосудов Дьюара, вы не только избежите ожогов и травм, но и продлите эксплуатационный ресурс оборудования.

Указания мер безопасности 

1. При заполнении сосуда жидким азотом обслуживающий персонал должен иметь одежду, полностью закрывающую поверхность тела. Необходимо пользоваться рукавицами ГОСТ 12.4.010, очками ГОСТ 12.4.013 или щитком из оргстекла. Следует избегать прикосновения оголенных поверхностей тела к металлическим деталям, охлажденным жидким азотом.
2. Помещение, где проводятся работы с жидким азотом, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. При заполнении сосудов не допускается перелив жидкого азота через горловину на пол.
3. Горловину сосуда следует закрывать только штатной вставкой, имеющей каналы для сброса паров азота из сосуда.
4. Во избежание повышенной испаряемости азота, не рекомендуется располагать сосуды вблизи отопительных приборов или на прямом солнечном свету.
5. При появлении на поверхности крышки сосуда инея или «снеговой шубы», слой которого увеличивается по мере испарения азота, что является признаком потери вакуума в изоляционной полости сосуда, необходимо немедленно переложить запасы биоматериала в исправный сосуд, затем слить жидкий азот и поставить дефектный сосуд на отогрев в течение двух суток в помещение с ограниченным доступом людей.
Указанные меры необходимы для предотвращения возможного разрушения сосуда за счет выделения газов при отогреве адсорбента.

Suggest us how to improve StudyLib

(For complaints, use

another form
)

Правила эксплуатации криожидкости (жидкий азот), сосудов, переливных устройств и крионаборов

Жидким азотом называют криогенную жидкость без запаха и цвета. Температурный показатель криожидкости  – 196 ºС.

Жидкий азот безопасен только в том случае, если при работе с данной криогенной жидкостью и емкостью, в которую она помещена, соблюдать определенные требования:

1. Хранение и перемещение сосуда (даже пустого) производится только в вертикальном положении.
2.  При работе и перевозке сосуда избегать резких толчков и ударов по ёмкости.
3. Плотное закрытие горловины сосуда при помощи посторонних предметов и пробок – запрещено! Разрешено использование только штатных крышек, которые препятствуют образованию ледяной корочки на горлышке, на внешней поверхности сосуда.
4. Сосуд желательно заполнять используя специальное приспособление вроде гибкого металлорукава или спец. устройства для переливания. Период хранения жидкого азота от 54 до 213 суток.
5. Если вы заполняете теплый сосуд, то требуется переливать продукт медленно и соблюдая все правила, не допуская сильного испарения и брызг жидкости.
6. При переливе жидкого азота важно не допускать попадания капель жидкости на внешнюю поверхность сосуда. Если жидкий азот все-таки пролился, через 24ч необходимо проверить и убедиться, что на горловине отсутствует обледенение перед тем, как использовать сосуд снова, и перед установкой оборудования для перелива криогенного продукта.
7. Не рекомендуется располагать сосуд около обогревательных приборов и под солнечными лучами.
8. Кабинет, в котором находятся сосуды Дьюара с жидким азотом, должна регулярно проветриваться, т.к. азот постоянно испаряется и вытесняет кислород, что может привести к кислородной недостаточности и асфиксии. 
9. Не следует заполнять азотом емкость, потерявшую вакуум. Вакуумную потерю можно обнаружить так: наблюдайте за тем, образуется ли иней на внешней части сосуда. 
10. Если на внешней поверхности сосуда имеются повреждения или Вы обнаружили обмерзание, то важно очистить емкость от криопродукта. Запрещается самостоятельно заниматься ремонтом.
11. Запрещается опускать в сосуд посторонние предметы (вату, палочки для криомассажа и др.). Инородный предмет внутри сосуда – одна из причин его порчи.

При использовании жидкого азота запрещено: 

1. Хранить криожидкость в ёмкостях, не предназначенных для криогенных жидкостей

Для малых объемов жидкого азота специалисты используют специальные термосы на 1 литр и Сосуды Дьюара объемом от 6 до 50 литров.

Если азот используется постоянно и в больших объёмах, то для этого него необходимы криогенные цистерны, ёмкости, резервуары.           

2. Допускать продолжительного соприкосновения жидкого азота с кожей

Если криопродукт оказывается на участке кожи, то он пропадает  и не приносит вреда.

Однако, при долгом контакте участков кожи с жидким азотом человек может получить сильный ожог.

В момент соприкосновения с азотом на коже формируется  изолирующая защитная оболочка из пара на доли секунды. Следовательно, на представлениях и при организации экспериментов с продуктом, специалисты не допускают соприкасания кожи с жидким азотом дольше, чем на секунду.

Так же, нельзя, чтобы жидкий азот попадал на одежду или украшения, находящиеся на частях тела человеке. В этом случае человек получает моментальный ожог.

3. Пить криопродукт

Это может привести к внутренним ожогам и к летальному исходу.

Кроме того, когда жидкий азот переходит в газообразное состояние, то он увеличивается в 700 раз, и при попадании в организм человека, азот может привести к разрыву внутренних органов.

Работа с переливным устройством для Сосудов Дьюара

Работа с переливным устройством типа ПУ 

1. Перед установкой переливного устройства на сосуде Дьюара следует проверить надлежащий уровень зажима и правильную высоту установки резинового уплотнителя.  Уплотнитель из резины должен быть выставлен нужной высоты, а также работник должен затянуть хомуты так, чтобы переливное устройство не смещалось.

2.  При установке переливного устройства на сосуд Дьюара:

• Теплообменники погружаются в жидкий азот;
• Посредством  резинового уплотнителя происходит герметизация горлышка сосуда, 
• Возникает давления из-за испарения криогенной жидкости;
• Происходит рост давления в емкости, и осуществляется подача жидкого азота через переливную установку

Наименование
организации

Инструкция №

по охране труда
работе с жидким азотом и сосудами Дьюара

город

2002 год

Согласовано: Утверждаю:

Руководитель организации

Председатель профкома

_______________2002г _____________2002г.

Протокол №

ИНСТРУКЦИЯ №

ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ С ЖИДКИМ
АЗОТОМ И СОСУДАМИ ДЬЮАРА.

1. Общие требования
   безопасности

1. При работе с
   жидким азотом и сосудами Дьюара
   допускается персонал не моложе 18 лет,
   прошедший обучение и инструктаж по
   технике безопасности при использовании
   холодильного оборудования.

2. Персонал должен
   иметь удостоверение на право работ с
   жидким азотом и с сосудами Дьюара.

3. Персонал должен
   знать:

-устройство и
особенности работы сосудов Дьюара;

-инструкции по
технической эксплуатации и обслуживанию
сосудов Дьюара;

-требования
безопасности при работе с жидким азотом;

-признаки, причины,
неисправности в работе сосудов Дьюара;

-действие на
персонал опасных и вредных производственных
факторов, возникающих во время работы;

-правила пользования
первичными средствами пожаротушения.

1.4. Персонал должен:

-выполнять только
порученную работу;

-соблюдать правила
безопасности при сливе и заполнении
жидким азотом соссудов Дьюара

-выполнять
требования запрещающих, предупреждающих
и предписывающих знаков и надписей;

-соблюдать правила
внутреннего трудового распорядка.

1.5.Во время слива
и налива жидкого азота на персонал могут
воздействовать следующие основные
опасные и вредные факторы:

-повышенное
давление жидкого азота;

-пониженная
температура, обморожение открытых
участков тела при попадании жидкого
азота;

-взрыв сосуда
Дьюара вследствие потери вакуума,
быстрой десорбции газов при отогревании
сосуда, а также из-за испарения жидкого
азота при герметично закрытой горловине;

-конденсация на
охлажденных жидким азотом поверхностях
кислорода и возгорание при контакте с
горючими материалами.

1.6. Сосуды Дьюара
представляют собой двухстенную емкость
из алюминиевых сплавов или нержавеющей
стали. Между стенками помещена
теплоизоляция. Для повышения ее
эффективности межстенное пространство
находится под вакуумом, а остатки газов
поглощают добавками адсорбента.

1.7. Персонал должен
использовать следующие СИЗ:

-костюм
хлопчатобумажный;

-рукавицы
комбинированные;

-ботинки кожаные.

Зимой дополнительно:
куртка хлопчатобумажная на утепляющей
подкладке.

1.8.. Персонал должен
следить за исправностью спецодежды,
своевременно сдавать ее в стирку, а
также содержать шкафчики в чистоте и
порядке.

1.9. Принимать пищу
только в столовых или специально
отведенных для этого комнатах.

1.10. Знание и
выполнение персоналом данной инструкции
является служебной обязанностью, а их
нарушение является нарушением трудовой
дисциплины, что влечет за собой
дисциплинарную или иную ответственность
в соответствии с законодательством РФ.

1. Требования
   безопасности перед началом работы.

1. Проверить внешним
   осмотром исправность сосудов Дьюара,
   подсоединительных шлангов, запорной
   арматуры..

1. Работать в
   спецодежде, рукавицах. Волосы должны
   быть убраны под специальную шапочку.

1. Требования
   безопасности во время работы.

1. Эксплуатация
   сосудов Дьюара должна проводиться в
   соответствии с инструкцией по их
   эксплуатации завода-изготовителя.

2. Эксплуатировать
   или отогревать в рабочих помещениях
   неисправные сосуды Дьюара категорически
   запрещается.

3. Потерявший вакуум
   сосуд Дьюара надо освободить от хранимой
   спермы и жидкого азота, а затем поставить
   на отогревание в течение трех суток в
   помещение, куда запрещен доступ людей.

4. Закрывать сосуды
   Дьюара допустимо только предназначенными
   для них крышками.

5. Запрещается
   плотно закрывать горловину сосуда,
   так как испарение части жидкого азота
   создает внутри сосуда избыточное
   давление и тем самым предотвращает
   попадание кислорода из наружного
   воздуха. Кроме того, повышение давления
   создает опасность повреждения сосуда
   или выброс жидкого азота.

6. Заливать жидкий
   азот в сосуд Дьюара надо через гибкий
   металлорукав диаметром 18 мм, давление
   по манометру в транспортной цистерне
   должно быть не более 0,5 атм.

7. Следует следить
   за тем, чтобы гибкий металлорукав был
   опущен до дна, так как струя азота может
   выбросить металлорукав из горловины,
   при этом могут пострадать работающие
   рядом люди.

8. Из другого сосуда
   Дьюара заливку ведут через широкую
   металлическую воронку, избегая пролива
   жидкости.

9. В процессе заливки
   категорически запрещается заглядывать
   в сосуд для определения уровня жидкости.

10. Заправка считается
    законченной при появлении из горловины
    первых брызг жидкости.

11. Особую осторожность
    следует соблюдать во время заполнения
    теплых сосудов Дьюара, т.е. которые не
    были в эксплуатации или которые прошли
    отогрев.

12. Заполнять сосуды
    Дьюара в одиночку жидким азотом
    запрещается.

13. Вводить пинцет,
    канистры в жидкий азот надо медленно
    во избежание разбрызгивания, вызванного
    кипением жидкости при контакте с
    теплыми предметами(азот кипит при
    температуре –195 град.).

14. Чтобы сперма
    находилась всегда ниже уровня жидкого
    азота, сосуды Дьюара, предназначенные
    для ее хранения, периодически
    дозаправляют.

15. Содержание жидкого
    кислорода в смеси свыше 15 % не допускается,
    так как такая смесь может вызвать
    воспламенение при контакте с органическими
    продуктами.

1. Содержание
   кислорода контролируется газоанализатором
   ГХП-3.

1. Слив производится
   на открытой специальной площадке в
   безопасном месте.

2. Не допускается
   наличие дерева, бумаги и прочих
   органических продуктов вблизи места
   слива.

3. Для предотвращения
   загрязнения сосуда Дьюара, гибкие
   металлорукава и воронки следует хранить
   в чехлах.

4. Для удаления ила
   или твердых частиц необходимо слить
   остатки из сосуда, промыть сосуд чистым
   жидким азотом и поставить на отогрев.
   Не ранее чем через 3 суток сосуд промывают
   теплым водным раствором моющим средством
   и ополаскивают водой.

5. Персонал, работающий
   с сосудами Дьюара и жидким азотом
   обязан пользоваться защитными очками.

6. Помещения, где
   проводится работа с жидким азотом или
   хранятся сосуды Дьюара, должны быть
   оборудованы приточно-вытяжной
   вентиляцией, обеспечивающей содержание
   кислорода в воздухе не менее 19 %

7. При естественной
   вентиляции работа с жидким азотом
   допускается в помещении, объем которого
   в 7000 раз больше объема находящегося в
   нем жидкого азота.

8. Снижение
   концентрации кислорода ниже 16 %приводит
   к головокружению, обморокам и удушью
   без каких либо предварительных
   симптомов.

4.
Требования безопасности в аварийных
ситуациях.

1. При головокружении,
   обмороке персонала пострадавшего
   следует немедленно вынести на свежий
   воздух, в необходимых случаях провести
   искусственное дыхание и вызвать скорую
   медицинскую помощь.

2. При попадании
   жидкого азота на кожу пораженный
   участок следует немедленно обильно
   обмыть водой.

3. .При получении
   травмы, вызвать скорую помощь, поставить
   в известность мастера.

1. Требования
   безопасности по окончании работы

1. Снять спецодежду,
   вымыть руки с мылом или принять душ. О
   всех замечаниях доложить мастеру..

Инструкцию
составил

Начальник участка

Согласовано:

Инженер по охране
труда

Соседние файлы в папке instr

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #