Άρθρο από τον Ιωάννη Ωραιόπουλο

Ιστορική αναδρομή

Το προπάνιο, είναι ένα καύσιμο αέριο που ανακαλύφθηκε από τον Γάλλο χημικό Marcellin Berthelot το 1857. Όμως η πρακτική εφαρμογή του ξεκίνησε πολύ αργότερα το 1910 από τον Αμερικανό χημικό Walter Otheman Snelling ποίος το υγροποίησε και το εμφιάλωσε σε χαλύβδινες φιάλες.
Σήμερα, ως καύσιμο αέριο, χρησιμοποιείται σε πλήθος εφαρμογών που καλύπτουν σχεδόν όλο το φάσμα της ανθρώπινης δραστηριότητας. Για οικιακή χρήση – θέρμανση, μαγείρεμα, ψύξη, για βιομηχανική χρήση – θέρμανση, επεξεργασία προιόντων, κίνηση – για δημόσια και ιδιωτικά μέσα μεταφοράς, για αγροτοκαλλιέργειες και πολλά άλλα.

Το προπάνιο, είναι ένα καύσιμο αέριο που ανακαλύφθηκε από τον Γάλλο χημικό Marcellin Berthelot το 1857. Όμως η πρακτική εφαρμογή του ξεκίνησε πολύ αργότερα το 1910 από τον Αμερικανό χημικό Walter Otheman Snelling ποίος το υγροποίησε και το εμφιάλωσε σε χαλύβδινες φιάλες.
Σήμερα, ως καύσιμο αέριο, χρησιμοποιείται σε πλήθος εφαρμογών που καλύπτουν σχεδόν όλο το φάσμα της ανθρώπινης δραστηριότητας. Για οικιακή χρήση – θέρμανση, μαγείρεμα, ψύξη, για βιομηχανική χρήση – θέρμανση, επεξεργασία προιόντων, κίνηση – για δημόσια και ιδιωτικά μέσα μεταφοράς, για αγροτοκαλλιέργειες και πολλά άλλα.

The Olympic Cauldron is lit during the opening ceremony of the 2014 Winter Olympics in Sochi, Russia, Friday, Feb. 7, 2014. (AP Photo/Darron Cummings)

Φυσικές ιδιότητες

Το προπάνιο, όπως και η ασετυλίνη είναι μια οργανική ένωση του άνθρακα και του υδρογόνου. Προπάνιο C3H8 ασετυλίνη C2H2. Παράγεται από την διύλιση του αργού πετρελαίου και αποτελεί ένα παραπροϊόν του φυσικού αερίου στο οποίο βρίσκεται σε ποσότητα περίπου έως 5%. Στην φυσική του κατάσταση είναι ένα αέριο άοσμο και άχρωμο αλλά για λόγους ασφαλείας προστίθεται μια ουσία που το κάνει αρκετά δύσοσμο, ερεθιστικό και αναγνωρίσιμο σε περίπτωση διαρροής. Αν και η χρήση του γίνεται σε αέριο μορφή αυτό βρίσκεται στο εμπόριο σε υγρή μορφή μέσα σε ειδικα δοχεία.

Ο λόγος είναι ότι οταν το προπάνιο αλλάζει μορφή από υγρή σε αέρια τότε αυξάνεται ο όγκος του περίπου 270 φορές. Αυτή η ιδιότητά του είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη και απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή του χρήστη ώστε να μην δημιουργηθεί διαρροή υγρού ιδιαίτερα σε κλειστό χώρο.

Το προπάνιο, όπως και το οξυγόνο, είναι βαρύτερο του ατμοσφαιρικού αέρα, ατμοσφαιρικός αέρος 1 προπάνιο 1,5, μια φυσική ιδιότητα που σε περίπτωση διαρροής το οδηγεί σε χαμηλότερα επίπεδα. Είναι πολύ πιθανό μια διαρροή προπανίου να το οδηγήσει έρποντας να εισχωρήσει μέσα σε σχάρες δαπέδου, να συσσωρευτεί σε ένα υπόγειο ή σε ένα αμπάρι πλοίου ή να οδηγηθεί δια μέσου υπογείου τούνελ σε κάποιο άλλο σημείο, άσχετο με τον χώρο που χρησιμοποιείται και να δημιουργήσει δυσαρεστες καταστάσεις. Αν και η επικίνδυνη αναλογία του για ανάφλεξη και έκρηξη στον αέρα είναι πολύ μικρότερη από την αντίστοιχη της ασετυλίνης, προπάνιο 2.4%~ 9,5% , ασετυλίνη 2,2%~84%, δεν παύει να είναι εξ ίσου επικίνδυνο. Ο λόγος είναι ακριβώς επειδή είναι βαρύτερο από τον ατμοσφαιρικό αέρα,εάν σε κλειστό χώρο υπάρξει διαρροή, αυτή θα γίνει αντιληπτή μόνον όταν η ποσότητα του προπανίου θα είναι τόση ώστε να φθάσει στο ύψος της μύτης του ανθρώπου. Μια ποσότητα εξαιρετικά μεγάλη για ένα καταστροφικό αποτέλεσμα.

Στην βιομηχανία του μετάλλου το προπάνιο προμηθεύεται σε μικρές φορητές φιάλες συνήθως των 25 κιλών αλλά και σε μεγαλύτερα δοχεία των 225 κιλών. Για πολύ μεγάλες καταναλώσεις είναι δυνατόν να τοποθετηθούν και δεξαμενές με πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα. Η πλήρωση των δοχείων γίνεται περίπου μέχρι το 80% της χωρητικότητάς τους για λόγους ασφαλείας. Ως μονάδα μέτρησης και χρέωσης είναι το κιλό όπως και στην ασετυλίνη και όχι το κυβικό μέτρο όπως τα αέρια συγκόλλησης εξαιρουμένου του διοξειδίου του άνθρακα.

Χρήση

Στην μεταλλική κατασκευή το προπάνιο χρησιμοποιείται τόσο για την κοπή των μετάλλων όσο και για τις θερμικές τους επεξεργασίες.
Στην κοπή των μετάλλων το προπάνιο αντικαθιστά την ασετυλίνη ως πιο οικονομικό μέσο. Ίσως κάποιο ρόλο να παίζει και το σημαντικότατα μικρότερο εύρος αναλογίας του με τον αέρα για επικίνδυνο εκρηκτικό μιγμα όπως προαναφέρθηκε. Σαν αέριο με διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες απο την ασετυλίνη έχει τα δικά του μπεκ, το σώμα του κόφτη είναι το ίδιο, και απαιτεί λίγο διαφορετικό χειρισμό από την ασετυλίνη.

Τα μπεκ του προπανίου είναι διαιρούμενα και με πολλές τρύπες παροχής οξυγόνου για την προθέρμανση και με τον εσωτερικό αφαιρούμενο τμήμα να βρίσκεται περίπου 2χιλ μέσα από το εξωτερικό. Στην τεχνική, ενώ στην κοπή με ασετυλίνη το θερμότερο σημείο της φλόγας βρίσκεται στην άκρη του εσωτερικού κώνου όπου απελευθερώνει περίπου το 50% της θερμοκρασίας της, στο προπάνιο στην άκρη του εσωτερικού κώνου απελευθερώνεται περίπου το 10% της θερμοκρασίας και το υπόλοιπο στον εξωτερικό κώνο μερικά χιλιοστά μακρύτερα από το άκρο του εσωτερικού κώνου. Εκεί θα πρέπει να γίνεται και η κοπή του μετάλλου. Ο λόγος είναι ότι συγκριτικά με την ασετυλίνη υπάρχουν σημαντικές διαφοροποιήσεις στην κατανομή της θερμοκρασίας.

Στο προπάνιο η ενέργεια του εσωτερικού του κώνου είναι μόλις 269 kjoules και του εξωτερικού του 2366 kjoules ενώ αντίστοιχα στην ασετυλίνη είναι στον εσωτερικό κώνο 535 kjoules και 1016 kjoules. Αντίστοιχα και οι μέγιστες θερμοκρασίες που επιτυγχάνονται στον εσωτερικό κώνο για το προπάνιο είναι περίπου 2890 οC με σχέση κατανάλωσης καυσίμου:οξυγόνου 1:4 και στην ασετυλίνη 3180 οC με σχέση κατανάλωσης καυσίμου:οξυγόνου 1:1,1.

Η κοπή με προπανίο, εν σχέσει με την ασετυλίνη, παρουσιάζει και άλλα δύο επί μέρους προβλήματα. Το πρώτο είναι ότι η κοπή δεν είναι τόσο λεία με αποτέλεσμα να απαιτείται και κάποιος χρόνος επί πλέον επεξεργασίας της επιφάνειας κοπής πριν την συγκόλληση και το δεύτερο είναι ότι λόγω της υψηλής θερμοκρασίας στον δευτερεύοντα κώνο, παρουσιάζεται μεγαλύτερη παραμόρφωση στην κοπή λεπτότερων ελασμάτων. Η ασετυλίνη επομένως είναι προτιμότερη για γρήγορες και ποιοτικές κοπές ενώ για χοντρά ελάσματα όπου η θερμοκρασία προθέρμανσης είναι σημαντικός παράγοντας και για κοπές όπου η ποιότητα δεν έχει σημασία, όπως στην περίπτωση της ανακύκλωσης, το προπάνιο παρ όλη την αυξημένη ακατάλωση σε οξυγόνο μάλλον είναι προτιμότερο.

Το προπάνιο επίσης, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδιασμό με το οξυγόμο για την συγκόλληση του σιδήρου εξ αιτίας του ότι ή ασετυλίνη, όταν χρησιμοποιείται με οξυγόνο δημιουργεί μια αναγωγική ζώνη η οποία καθαρίζει την επιφάνεια του μετάλλου. Το προπάνιο δεν έχει την δυνατότητα αυτής της αναγωγικής δράσης καθαρισμού.

Αντίθετα με την κοπή στην θερμική επεξεργασία του μετάλλου το προπάνιο αποτελεί μοονόδρομο. Στην θέρμανση δεν θέλουμε μεγάλη συγκέντρωση ενέργειας σε μικρό σημείο αλλά σε ευρύτερη περιοχή επομένως χρειαζόμαστε ισχυρότερη ενέργεια στον εξωτερικό κώνο της φλόγας την οποία προσφέρει το προπάνιο. Μετατρέποντας τις προαναφερθέντες μονάδες kjoules στο Αγγλοσαξωνικό σύστημα btu έχουμε στον εξωτερικό κώνο του προπανίου ενέργεια 2.243 btu/cf και της ασετυλίνης μόνο 963 btu/cf.

Κίνδυνοι -Μέτρα προστασίας

Όπως και στη ασετυλίνη απαιτούνται κατά την χρήση να λαμβάνονται ειδικά μέτρα προστασίας προς αποφυγή δυσάρεστων καταστάσεων.
Το προπάνιο βρίσκεται μέσα στα δοχεία σε υγρή μορφή και σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Εάν αυτό το υγρό έρθει σε επαφή με το δέρμα μπορεί και δημιουργεί εγκαύματα όπως και κάθε υγρό σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία πχ το διοξείδιο του άνθρακα. Σαν αέριο αν και δεν είναι τοξικό, η εισπνευσή του μπορεί να προκαλέσει από έναν απλό πονοκέφαλο, ναυτία και έλλειψη συντονισμού μέχρι ασφυξία, πνευμονία, καρδιακή ανεπάρκεια και ανακοπή σε σοβαρότερες καταστάσεις.

Το προπάνιο θεωρείται μάλλον φιλικό καύσιμο προς το περιβάλλον αφού από την καύση του παράγεται διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Μια κακή ρύθμιση αναλογιών προπανίου /οξυγόνου προκαλεί ατελή καύση με αποτέλεσμα την δημιουργία και μονοξειδίου του άνθρακα το οποπίο είναι τοξικό αέριο. Για τον λόγο αυτόν πρέπει να λαμβάνονται ιδιαίτερα μέτρα καλού εξαερισμού όταν το προπάνιο χρησιμοποιείται σε κλειστούς χώρους. Μια ένδειξη σωστής καύσης αποτελεί το χρώμα της φλόγας. Ένα καθαρό μπλε χρώμα είναι ένδειξης τελείας καύσης ενώ το κίτρινο χρώμα σημαίνει ατελή καύση.

Ένα από τα πολυ σημαντικά όργανα ενός συστήματος παροχής προπανίου είναι ο ρυθμιστής πίεσης.Το προπάνιο βρίσκεται υπό πίεση μέσα στα δοχεία και είναι απαραίτητο στην έξοδο να τοποθετείται ένας ρυθμιστής πίεσης ώστε να διοχετεύει στο λάστιχο τροφοδοσίας το αέριο με ελεγχόμενη πίεση. Γενικά δεν επιτρέπεται να τοποθετείται το λαστιχο τροφοδοσίας άμεσα επάνω στην φιάλη αλλά μετά τον κατάλληλο ρυθμιστή παροχής. Αν και ο σκοπός των ρυθμιστών προπανίου είναι ο ίδιος, διαφορετικές εφαρμογές και απαιτήσεις απαιτούν τους διαφορετικούς τύπους ρυθμιστών.

Υπάρχουν ρυθμιστές χαμηλής ή υψηλής πίεσης, ενός ή δύο σταδίων κλπ. και θα πρέπει μετά την τοποθέτησή τους να ελέγχονται σε τακτά χρονικά διαστήματα για την καλή τους λειτουργία. Στις δεξαμενές ή τα μεγάλα δοχεία που βρίσκονται κυρίως σε ανοικτούς χώρους, θα πρέπει οι ρυθμιστές να προστατεύονται από τις καιρικές συνθήκες και να βρίσκονται κάτω από ειδικά καλύμματα και επιτρέποντας τυχόν διαρροές να φεύγουν σε ανοικτό χώρο και να μην συσσωρεύονται μέσα στα ειδικά αυτά καλύμματα.

Τα λάστιχα που χρησιμοποιούνται για το προπάνιο είναι χρώματος πορτοκαλί και του οξυγόνου μπλε και δεν επιτρέπεται η εναλλακτική τους χρήση.
Μετά την τοποθέτηση των ρυθμιστών πίεσης και όλων των άλλων συνδέσεων στα λάστιχα, θα πρέπει να ελέγχεται η στεγανότητα με ειδικά υγρά. Η χρήση φλόγας για τον έλεγχο είναι απολύτως ανασφαλής ενέργεια και απαγορεύεται. Επίσης απαγορεύεται να ανάβεται η φλόγα με αναπτήρες η σπίρτα. Έχουν προκληθεί πολλοί τραυματισμοί από αυτανάφλεξη αναπτήρων στα χέρια των χρηστών. Η φλόγα πρέπει να ανάβει με ειδικούς σπινθηριστές που ύπάρχουν στο εμπόριο.

Όπως και στην ασετυλίνη κατά την κοπή των ελασμάτων, για λόγους ασφαλείας θα πρέπει να παρεμβάλονται οι κατάλληλες δικλείδες ασφαλείας. Φλογοπαγίδα, ανεπίστροφη βαλβίδα, αυτόματη βαλβίδα θερμότητος και αυτόματη επαναφερόμενη βαλβίδα υπερπίεσης στην έξοδο του ρυθμιστή, και στο εργαλείο κοπής, φλογοπαγίδα και ανεπίστροφη βαλβίδα. Τα συστήματα αυτά δεν αρκεί να είναι μόνο τοποθετημένα αλλά απαιτείται και ο τακτικός έλεγχος καλής τους λειτουργίας σύμφωνα με τις οδηγίες τόσο των κατασκευαστών αλλά και εθνικών και διεθνών οδηγιών ασφαλούς εργασίας.

Η αποθήκευση των φιαλών προπανίου γίνεται πάντα σε όρθια θέση και σε ειδικούς χώρους με πολύ καλό εξαερισμό. Δεν θα πρέπει να αποθηκεύονται οι φιάλες του προπανίου σε υπόγειες εγκαταστάσεις, σε ορύγματα ή άλλα σημεία όπου δεν διασφαλίζεται η μη συσσώρευση του αερίου σε περίπτωση διαρροής του. Σε μόνιμες εγκαταστάσεις αποθήκευσης αλλά και χρήσης θα πρέπει να τοποθετούνται σε κατάλληλες θέσεις, ανηχνευτές και συστήματα προειδοποίησης διαρροής προπανίου ενώ θα πρέπει να βρίσκεται αποθηκευμένο σε διαφορετικούς χώρους από το οξυγόνο.

Δυστυχώς έχουν υπάρξει πολλά ατυχήματα από την χρήση του προπανίου, πολλά από τα οποία οφείλονται στην ελειπή γνώση ακόμη και των προμηθευτών οι οποίοι απλώς πωλούν ένα προϊόν, το οποίο δεν γνωρίζουν και βέβαια δεν είναι σε θέση να ενημερώσουν και τους καταναλωτές τους για τους κινδύνους χρήσης του. Είναι τελείως απαράδεκτο ο πωλητής να τοποθετεί μια φιάλη προπανίου σε κάποιο σύστημα και να ελέγχει την στεγανότητά του χρησιμοποιόντας τον αναπτήρα του. Ένα τέτοιο ατύχημα δεν μπορεί να θεωρηθεί ότι προκλήθηκε από αστάθμητο παράγονται.

Όλα τα ανωτέρω αποτελούν απλώς πληροφοριακό υλικό που σκοπό έχουν να συμβάλουν στην μείωση των πιθανοτήτων ενός ατυχήματος και δεν αντικαθιστούν σε καμία περίπτωση την εθνική νομοθεσία ή τους κανονισμούς ασφαλείας μιας επιχείρησης.

Αναδημοσίευση από τον Κόσμο Της Συγκόλλησης