پیوست G اطلاعات عمومی درباره دیاکسید کربن
این پیوست بخشی از الزامات این سند NFPA نیست، بلکه فقط برای اهداف اطلاعاتی ارائه شده است.
G.1 دیاکسید کربن به طور متوسط با غلظت حدود ۰.۰۴ درصد حجمی در جو وجود دارد. این ماده همچنین محصول نهایی طبیعی متابولیسم انسان و حیوانات است. دیاکسید کربن به چندین روش مهم بر برخی عملکردهای حیاتی تأثیر میگذارد، از جمله کنترل تنفس، گشاد شدن و تنگ شدن رگهای خونی – به ویژه در مغز – و تنظیم pH مایعات بدن. غلظت دیاکسید کربن در هوا نرخ آزادسازی دیاکسید کربن از ریهها را کنترل میکند و بنابراین بر غلظت دیاکسید کربن در خون و بافتها تأثیر میگذارد. افزایش غلظت دیاکسید کربن در هوا میتواند خطرناک شود، زیرا باعث کاهش نرخ آزادسازی دیاکسید کربن از ریهها و کاهش دریافت اکسیژن میشود. اطلاعات بیشتر در مورد مواجهه با دیاکسید کربن را میتوان از انتشارات شماره 76-194 اداره بهداشت و خدمات انسانی آمریکا (NIOSH) به دست آورد. ملاحظات ایمنی پرسنل در بخش ۴.۳ پوشش داده شده است.
جدول G.1 اطلاعاتی درباره اثرات حاد سلامتی ناشی از غلظتهای بالای دیاکسید کربن ارائه میدهد.
دیاکسید کربن یک محصول تجاری استاندارد با کاربردهای فراوان است. این گاز شاید بیشتر به عنوان گازی که به نوشابهها و سایر نوشیدنیهای گازدار حالت “فیز” میدهد، شناخته شده باشد. در کاربردهای صنعتی، دیاکسید کربن به دلیل خواص شیمیایی، خواص مکانیکی به عنوان عامل فشاردهنده، یا خواص سرمایشی به صورت یخ خشک استفاده میشود.
در کاربردهای اطفاء حریق، دیاکسید کربن دارای چندین ویژگی مطلوب است. این گاز غیرخورنده، بدون آسیبرسانی و بدون باقی گذاشتن باقیماندهای برای تمیزکاری پس از حریق است. همچنین فشار مورد نیاز برای تخلیه از طریق لولهها و اسپرینکلرها را خود تأمین میکند. چون یک گاز است، به راحتی نفوذ کرده و به همه بخشهای خطر گسترش مییابد. دیاکسید کربن رسانای الکتریسیته نیست و بنابراین میتوان از آن در خطرات برقی فعال استفاده کرد. این گاز میتواند تقریباً برای تمام مواد قابل احتراق به جز چند فلز فعال، هیدریدهای فلزی و موادی مانند نیترات سلولز که دارای اکسیژن آزاد هستند، به طور مؤثر استفاده شود.
در شرایط معمول، دیاکسید کربن گازی بیرنگ و بیبو با چگالی حدود ۵۰ درصد بیشتر از چگالی هوا است. بسیاری از افراد ادعا میکنند که میتوانند بوی دیاکسید کربن را حس کنند، اما این احتمالاً به دلیل وجود ناخالصیها یا تأثیرات شیمیایی در بینی است. دیاکسید کربن به راحتی با فشردهسازی و سرمایش به مایع تبدیل میشود. با سرمایش و انبساط بیشتر، میتوان آن را به حالت جامد نیز تبدیل کرد.
رابطه بین دما و فشار دیاکسید کربن مایع در منحنی شکل G.1 نشان داده شده است. با افزایش دمای مایع، فشار نیز افزایش مییابد. با افزایش فشار، چگالی بخار بالای مایع افزایش مییابد. از سوی دیگر، مایع با افزایش دما منبسط شده و چگالی آن کاهش مییابد. در دمای ۸۷.۸ درجه فارنهایت (۳۱ درجه سانتیگراد)، مایع و بخار چگالی یکسانی دارند و در نتیجه فاز مایع ناپدید میشود. این دما به عنوان دمای بحرانی دیاکسید کربن شناخته میشود. در دمای زیر دمای بحرانی [۸۷.۸ درجه فارنهایت (۳۱ درجه سانتیگراد)]، دیاکسید کربن در یک مخزن بسته به صورت بخشی مایع و بخشی گاز است. بالاتر از دمای بحرانی، کاملاً به حالت گاز در میآید.
یکی از ویژگیهای غیرمعمول دیاکسید کربن این است که نمیتواند به صورت مایع در فشارهای کمتر از ۶۰.۴ psi [۷۵ psi مطلق (۵۱۷ کیلوپاسکال)] وجود داشته باشد. این فشار نقطه سهگانه است که در آن دیاکسید کربن میتواند به صورت جامد، مایع یا بخار باشد. زیر این فشار، بسته به دما، دیاکسید کربن باید یا به صورت جامد یا گاز باشد.
اگر فشار در یک مخزن ذخیرهسازی با تخلیه بخار کاهش یابد، بخشی از مایع تبخیر میشود و مایع باقیمانده سردتر میشود. در فشار ۶۰.۴ psi [۷۵ psi مطلق (۵۱۷ کیلوپاسکال)]، مایع باقیمانده به یخ خشک در دمای ۶۹.۹- درجه فارنهایت (۵۷- درجه سانتیگراد) تبدیل میشود. کاهش بیشتر فشار به فشار اتمسفری، دمای یخ خشک را به دمای طبیعی ۱۰۹.۳- درجه فارنهایت (۷۹- درجه سانتیگراد) کاهش میدهد.
همین فرآیند زمانی اتفاق میافتد که دیاکسید کربن مایع به اتمسفر تخلیه شود. بخش بزرگی از مایع به بخار تبدیل شده و حجم آن به شدت افزایش مییابد. بقیه به ذرات ریز یخ خشک در دمای ۱۰۹.۳- درجه فارنهایت (۷۹- درجه سانتیگراد) تبدیل میشود. این یخ خشک یا برف باعث میشود که تخلیه ظاهری ابری سفیدرنگ داشته باشد. دمای پایین همچنین موجب چگالش بخار آب موجود در هوای مکیده شده میشود، به طوری که مه آب معمولی تا مدتی پس از تصعید یخ خشک باقی میماند.
دیاکسید کربن گازی بیرنگ، بیبو، غیررسانای الکتریکی و بیاثر است که یک محیط مناسب برای اطفاء حریق محسوب میشود. دیاکسید کربن مایع هنگام آزادسازی مستقیم به اتمسفر، به یخ خشک (“برف”) تبدیل میشود. گاز دیاکسید کربن ۱.۵ برابر سنگینتر از هوا است. دیاکسید کربن با کاهش غلظت اکسیژن، بخار سوخت، یا هر دو در هوا تا جایی که احتراق متوقف شود، آتش را خاموش میکند. (به بخش ۴.۳ مراجعه شود.)
سیستمهای اطفاء حریق دیاکسید کربن در محدوده این استاندارد برای خاموش کردن آتشهای مربوط به خطرات خاص یا تجهیزات در کاربریهای زیر مفید هستند:
(۱) در جایی که یک محیط بیاثر و غیررسانای الکتریکی ضروری یا مطلوب باشد
(۲) در جایی که پاکسازی سایر محیطها مشکل ایجاد کند
(۳) در جایی که نصب چنین سیستمهایی نسبت به سیستمهایی که از محیطهای دیگر استفاده میکنند، اقتصادیتر باشد
برخی از انواع خطرات و تجهیزاتی که سیستمهای دیاکسید کربن میتوانند به طور رضایتبخشی از آنها محافظت کنند شامل موارد زیر است:
(۱) مواد مایع قابل اشتعال (به بخش ۴.۵.۴.۹ مراجعه شود.)
(۲) خطرات الکتریکی مانند ترانسفورماتورها، کلیدها، قطعکنندههای مدار، تجهیزات چرخشی و تجهیزات الکترونیکی
(۳) موتورهایی که از بنزین و سایر سوختهای مایع قابل اشتعال استفاده میکنند
(۴) مواد قابل احتراق معمولی مانند کاغذ، چوب و منسوجات
(۵) جامدات خطرناک
G.2 اطلاعات بیشتر درباره خواص فیزیکی دیاکسید کربن در “راهنمای مهندسی حفاظت از حریق SFPE” قابل دسترسی است.
