المضخات اللامركزية بدون سدادات للأيزوسيانات
في الساعات الأولى من يوم 3 ديسمبر 1984 ، دخلت المياه إلى خزان يحتوي على 42 طنًا من ميثيل أيزوسيانات (ميكروفون). أدى التفاعل الطارد للحرارة الناتج إلى زيادة درجة الحرارة داخل الخزان إلى أكثر من 200 درجة مئوية (392 فهرنهايت) ورفع الضغط الجوي بشكل كبير.
نتيجة لذلك ، هرب حوالي 30 طنًا متريًا من ميكروفون من الخزان إلى الغلاف الجوي في أقل من ساعة واحدة. تم تفجير الغازات بفعل الرياح الجنوبية الشرقية فوق مدينة بوبال الهندية ، وأدت الفوضى التي أعقبت ذلك إلى أكبر كارثة صناعية في التاريخ.
كانت مأساة الغاز في بوبال ، التي نشأت في مصنع يونيون كاربايد الهند المحدودة (UCIL) في بوبال ، ماديا براديش ، الهند ، مسؤولة عن 3000 حالة وفاة في غضون أسابيع من التسرب. وتوفي ثمانية آلاف شخص آخر منذ ذلك الحين بسبب أمراض مرتبطة بالغاز. قدرت إفادة حكومية عام 2006 أن المادة السامة تسببت في أكثر من نصف مليون إصابة.
تختلف النظريات حول كيفية دخول الماء في الأصل إلى الخزان. يعتقد البعض أن عاملًا ساخطًا أدخل الماء مباشرة إلى الخزان كعمل تخريبي. يستشهد آخرون بالإهمال الإداري. شيء واحد لا يمكن إنكاره - لقد أظهرت مأساة الغاز في بوبال القوة التدميرية للأيزوسيانات إذا لم يتم التعامل معها واحتوائها بشكل صحيح.
الايزوسيانات
الايزوسيانات هي عائلة من المواد الكيميائية عالية التفاعل ومنخفضة الوزن الجزيئي. ميثيل أيزوسيانات هو إيزوسيانات أحادي الوظيفة ، في حين أن المركبات الأكثر استخدامًا هي ثنائي أيزوسيانات وبولي أيزوسيانات. تحتوي ثنائي أيزوسيانات على مجموعتين من الأيزوسيانات بينما عادة ما يتم اشتقاق البولي أيزوسيانات من ثنائي أيزوسيانات وقد تحتوي على عدة مجموعات إيزوسيانات. تشتمل أكثر ثنائي أيزوسيانات شيوعًا على ميثيلنيبيس (فينيل أيزوسيانات) ، المعروف باسم MDI ، وثنائي أيزوسيانات التولوين (TDI).
تتكون المضخات القرصية اللامركزية من أسطوانة وعنصر ضخ مركب على عمود غريب الأطوار. عندما يتم تدوير العمود اللامتراكز ، يشكل عنصر الضخ غرفًا داخل الأسطوانة ، مما يزيد من حجمها في منفذ السحب ، مما يؤدي إلى سحب السوائل إلى غرفة الضخ. يتم نقل السائل إلى منفذ التفريغ حيث يتم تقليل حجم غرفة الضخ. يؤدي هذا الإجراء إلى ضغط السائل إلى الخارج في أنابيب التفريغ.
غالبًا ما يتم استخدام MDI و TDI في صناعة البولي يوريثين ، بما في ذلك تصنيع الرغاوي المرنة والصلبة والألياف واللدائن ومواد الطلاء - مثل الدهانات والورنيشات. يتم استخدام الإيزوسيانات بشكل متكرر في صناعة السيارات وإصلاح هياكل السيارات ومواد عزل المباني.
تم تطوير منتجات البولي يوريثين البخاخة المحتوية على أيزوسيانات لمجموعة واسعة من الاستخدامات التجارية والصناعية بالتجزئة لحماية الأسمنت والخشب والألياف الزجاجية والصلب والألمنيوم ، بما في ذلك الطلاءات الواقية لأسرة الشاحنات والمقطورات والقوارب والأساسات والطوابق.
تستخدم الأيزوسيانات في الدهانات لأنها توفر آلية ربط متصالب (روابط كيميائية) تختلف عن الطلاءات الأخرى. ونتيجة لذلك ، تساعد الأيزوسيانات في تكوين طلاءات أكثر متانة بخصائص جمالية متميزة. توفر هذه الطلاءات أغشية تعالج بسرعة في درجات حرارة منخفضة. كما أنها تتمتع بخصائص تطبيق ممتازة ، وتنتج أغشية ناعمة وطلاءات شديدة اللمعان.
يجب التعامل مع الإيزوسيانات بشكل صحيح في جميع مراحل سلسلة التوريد لأن خطر التعرض المفرط يمكن أن يؤدي إلى مجموعة متنوعة من المشاكل الصحية قصيرة وطويلة الأجل.
مخاطر التعرض والنتائج
الإيزوسيانات مهيجات قوية للأغشية المخاطية للعينين والجهاز الهضمي. يمكن أن يسبب التلامس المباشر للجلد أيضًا التهابًا ملحوظًا. يمكن أن تحسس الأيزوسيانات العمال ، مما يعرضهم لنوبات ربو حادة إذا تعرضوا مرة أخرى.
يعتبر التعرض المهني الأكثر شيوعًا للأيزوسيانات هو استنشاق البخار أو الهباء الجوي ، على الرغم من أن التعرض قد يحدث من خلال ملامسة الجلد أثناء التعامل مع الأيزوسيانات السائلة. يحدث التعرض عادةً أثناء إنتاج واستخدام الأيزوسيانات ، لا سيما أثناء عملية التصنيع في صناعة رغوة البولي يوريثان. وهذا يشمل ضخ الإيزوسيانات.
الإيزوسيانات هي مواد سامة وملوثات ، ولكنها يمكن أن تكون قابلة للاشتعال أيضًا. في حين أن قابليتها للاشتعال منخفضة ، فإن التركيزات المحددة ، ووجود أبخرة متفجرة أو سوائل أخرى قابلة للاشتعال في نفس الموقع يمكن أن يخلق بيئة خطرة للعمال والمجتمع ، كما هو الحال في مأساة بوبال.
لنقل واحتواء الأيزوسيانات بأمان ، يجب على المشغلين اختيار حل الضخ الصحيح.
نظرًا لخصائصها الفريدة ، تتطلب الأيزوسيانات مضخة تتعامل مع المنتج برفق (قص منخفض) ، ولديها قدرة شفط قوية وتوفر تصميمًا منخفض الصيانة وتعويض التآكل. يمكن استخدام تقنيات مختلفة لنقل الأيزوسيانات ، ولكن الحل الأكثر أمانًا والأكثر فاعلية والذي يلبي كل هذه المعايير هو مضخة القرص اللامتراكز.
مزايا مضخات القرص اللامركزي
توفر تقنية القرص اللامركزي مخاطر أقل وكفاءة أكبر من المضخات الأخرى ، بما في ذلك مضخات التروس ذات الدفع المغناطيسي ، والتي تُستخدم بشكل شائع للتعامل مع MDI. تتمثل مزايا استخدام القرص اللامتراكز على الترس في تصميمه ، وشفطه القوي ، وقصه المنخفض ، وتعويض تآكله.
تصميم
تتكون المضخات القرصية اللامركزية من أسطوانة ثابتة وقرص متحرك. يتم تحريك القرص بواسطة عمود غريب الأطوار موجود داخل طرف منفاخ ، والذي يحمل القرص. عندما يتم تدوير العمود اللامتراكز ، يشكل القرص غرفًا داخل الأسطوانة ، ويزداد عند منفذ الشفط وينخفض عند منفذ التفريغ. أثناء التشغيل ، يبذل ضغط التفريغ نفسه ضد القرص اللامتراكز ، مما يمنعه من الانزلاق. يمنح الانزلاق المنخفض بين القرص والأسطوانة مضخات القرص اللامتراكز قدرتها على تجريد خطوط المنتج أو مسحها - وهي ميزة رئيسية على مضخات التروس.
تعتبر الإيزوسيانات سامة بطبيعتها ، لذا فهي تتطلب مضخات غير مانعة للتسرب للقضاء على التسربات وتوفير أقصى احتواء للمنتج. المضخات القرصية اللامركزية ومضخات الدفع المغناطيسي غير مانعة للتسرب. تستخدم مضخات التروس ماج-قطع اقترانًا مغناطيسيًا لإنشاء ختم عمود الدوران الثابت بدلاً من الحشو أو الأختام الميكانيكية. لا تحتوي المضخات القرصية اللامركزية على وصلات مغناطيسية أو حشو أو أختام ميكانيكية ، مما يلغي نقطة التسرب المحتملة التي قد تؤدي إلى الفشل.
شفط قوي
عند تحميل أو تفريغ MDI ، من المهم وجود مضخة قادرة على تنظيف الخطوط. يجعل الشفط القوي لمضخات الأقراص غير المركزية التحميل والتفريغ أكثر أمانًا ونظافة لأن الخراطيم والأنابيب يتم تفريغها قبل فصل الخرطوم في نهاية النقل. تتميز المضخات القرصية غير المركزية أيضًا بامتصاص فائق بسرعات منخفضة ، مما يضمن ترك الحد الأدنى من المنتج في الأنابيب قبل أي صيانة.
القص المنخفض
الإيزوسيانات عبارة عن سوائل متوسعة ، مما يعني أنه عند تعرضها لقص عالي وتحريك ، تميل لزوجتها إلى الزيادة. تقوم مضخات التروس من تلقاء نفسها بقص سائل أكثر من المضخات القرصية اللامتراكزة ، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة والانسداد. والنتيجة النهائية هي فشل المضخة وتعطلها. هذه المشكلة أكثر شيوعًا مع مضخات التروس ، ولكن لا يمكن أن تحدث مع مضخات القرص اللامتراكز بسبب انخفاض معدل القص واستهلاك المزيد من الطاقة.
تعويض ارتداء الملابس
لا تحتوي معظم مضخات الإزاحة الإيجابية على أنظمة تعويض التآكل ، مما يعني أن التآكل العادي للمضخة سيؤدي إلى فقدان معدل التدفق التدريجي. يمكن للمشغلين محاولة تعويض التآكل عن طريق تسريع المضخة ، ولكن ذلك سيبدأ دورة خطيرة من تشغيل المضخة بشكل أسرع ، مما يؤدي إلى ارتداء المضخة بشكل أسرع واستهلاك المزيد من الطاقة.
يسمح التصميم الفريد لمضخات القرص اللامركزي لها بالتعويض الذاتي عن التآكل الميكانيكي ، مما يمنح المضخات القدرة على الحفاظ على معدلات تدفق ثابتة بمرور الوقت. لا تتآكل المضخات القرصية اللامركزية بنفس سرعة مضخات التروس. من المرة الأولى التي يتم فيها تشغيل مضخة التروس ، تبدأ التروس في التآكل ، مما يخلق خلوصًا أوسع في مسار السائل ومعدلات تدفق أقل اتساقًا واحتواء المنتج. تحتوي المضخات القرصية اللامركزية على نظام تعويض كامل للتآكل يستمر في العمل على الرغم من التآكل ودون الحاجة إلى زيادة السرعة.
استنتاج
أظهرت كارثة بوبال المخاطر التي ينطوي عليها التعامل مع الأيزوسيانات. في بيئة التصنيع اليوم ، لا سيما في صناعة البولي يوريثين ، تعتبر الأيزوسيانات أحد أهم المركبات في عملية الإنتاج. العديد من المخاطر قصيرة وطويلة الأجل مرتبطة بالتعامل مع الأيزوسيانات. لذلك ، يحتاج المشغلون إلى راحة البال التي يمكن لمضخات الأقراص اللامتراكزة تقديمها. تعد مضخات الأقراص غير المركزية منخفضة الصيانة وتوفر تعويض التآكل الفائق والشفط القوي والقص المنخفض وهو أمر إلزامي عند التعامل مع هذه المادة الكيميائية الخطرة.