ASTM G93/G93M Нива на чистота и методи за почистване на материали и оборудване, използвани в среда, обогатена с кислород

Стандартът на Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), „ASTM G93/G93M Стандартно ръководство за нива на чистота и методи за почистване на материали и оборудване, използвани в обогатени с кислород среди“, обхваща избора на методи и устройства за почистване на материали и оборудване, предназначени за работа в обогатени с кислород среди. Проблемите със замърсяването, възникващи при използването на обогатен въздух, смеси от кислород и други газове или други окисляващи газове, могат да бъдат решени със същите процедури за почистване, приложими за повечето метални и неметални материали и оборудване. Примери за почистване на специфични материали, компоненти и оборудване, както и методи за почистване за специфични приложения, са предоставени в приложенията.

Това ръководство обхваща нивата на чистота, използвани за различни приложения, и методите, използвани за постигане и проверка на тези нива. Това ръководство се отнася за химични, разтворителни и водни процеси. Това ръководство описва несъществени материали за избор на необходимите нива на чистота за системи, изложени на кислород или обогатена с кислород атмосфера.

Това ръководство предлага практически диапазон от нива на чистота, които ще отговорят на повечето системни нужди, но не разглежда количествено многото условия, които могат да изискват засилено почистване или да доведат до по-високи нива на замърсяване. Освен това, то не препоръчва конкретен начин за измерване или наблюдение на тези нива измежду наличните методи.

Целта на това ръководство е да предостави на квалифициран технически персонал необходимата информация относно избора на методи за почистване на почистващи материали и оборудване, използвани в среда, обогатена с кислород. Това ръководство предоставя насоки на квалифициран технически персонал при определяне на изискванията за почистване на кислородни системи. То обаче не определя нивата на почистване.

Неадекватното почистване на компонентите, използвани в кислородните системи, може да доведе до запалване на замърсители или компоненти чрез различни механизми, включително частици, механично или пневматично въздействие. Тези механизми са описани подробно в ръководството ASTM G88.

Адекватният контрол на замърсяването в кислородните системи е от съществено значение за минимизиране на опасностите, свързани със замърсяване, и повредите на компонентите. Замърсяването също трябва да бъде сведено до минимум, за да се осигури приемлива чистота на продукта.

Премахването на замърсители от материалите и компонентите зависи от конфигурацията на системата, материалите на конструкцията, както и от вида и количеството на замърсителя.

Примери за процедури за почистване, включени тук, могат да бъдат следвани или специфицирани за посочените материали, компоненти и оборудване. Общият текст за почистване може да се използва за идентифициране на процедури за почистване на материали, компоненти, оборудване и приложения, които не са разгледани подробно. Налични са насоки по ASTM G127 за насоки относно избора на почистващи препарати и процедури.

Рискът от пожар и експлозия е постоянно присъстващ в индустрии, където кислородът играе критична роля, като например авиацията, доставката на медицински газове, фармацевтиката и промишленото производство. Макар че е от съществено значение за живота и много процеси, кислородът може значително да ускори горенето, когато има замърсители. За да се смекчат тези опасности, са необходими строги стандарти за почистващи материали и оборудване. ASTM G93 предоставя рамка за избор на подходящи техники за почистване, като гарантира, че компонентите не съдържат остатъци, които биха могли да се възпламенят в богата на кислород атмосфера.

Стандартът ASTM G93 разглежда уникалните предизвикателства на кислородната работа. Той подчертава, че дори следи от въглеводороди, частици или влага могат да насърчат горенето, което подчертава необходимостта от прецизно почистване. Тъй като кислородните системи стават все по-разпространени в новите технологии като космическите изследвания и чистата енергия, този стандарт остава все по-важен инструмент.

Обогатените с кислород среди се определят като среди с концентрация на кислород по-голяма от 23,5 обемни процента, включително системи с чист кислород. В такива среди замърсителите действат като източници на гориво. Например, тънък филм масло върху клапан може да се възпламени под високо налягане, което да доведе до катастрофална повреда. Минали инциденти, като например кислородни пожари в космически кораби или кислородни линии в болници, подчертават рисковете: един-единствен пропуск може да доведе до загуба на човешки живот, повреда на оборудването и скъпоструващ престой.

Значението на стандарта ASTM G93 се състои в неговия проактивен подход. Той предоставя на техническия персонал методи, основани на данни, за оценка на рисковете и прилагане на контрол. Чрез определяне на нивата на чистота, стандартът помага за предотвратяване на кислородни пожари, които са бързо горящи пожари, различаващи се от типичните пожари, тъй като нямат праг на източник на запалване в чист кислород. Спазването на този стандарт не само защитава операциите, но и отговаря на регулаторните изисквания на организации като NASA, OSHA и FDA.

Стандартът ASTM G93 използва гъвкава, базирана на риска методология, която може да бъде адаптирана към специфични приложения, от медицински устройства с ниско налягане до високоскоростни ракетни двигатели.

Това ръководство обхваща различни техники, класифицирани според тяхната ефективност и области на приложение:

• Механично почистване: Включва избърсване или четкане с кърпи без власинки за отстраняване на едри замърсители. Подходящо за началните етапи, но не е достатъчно само по себе си за нуждите от висока чистота.
• Химическо почистване: Съдържа разтворители като ацетон или алкални разтвори (напр. емулсии на натриев хидроксид). Например, потапяне в загрята алкална вана, последвано от изплакване, премахва органични остатъци. Този стандарт предупреждава за несъвместими химикали, които биха могли да отделят нови замърсители.
• Прецизно почистване: Усъвършенствани методи като обезмасляване с пара с флуорирани разтворители или ултразвуково почистване. Те се препоръчват за критични компоненти, които осигуряват отстраняване на субмикронни частици.

Изборът зависи от вида на материала (напр. метали, пластмаси) и системното налягане. ASTM G93 набляга на сушенето след почистване, обикновено с помощта на нагрят въздух или вакуумни фурни, за да се предотврати задържането на влага.

За разлика от по-строгите стандарти, стандартът ASTM G93 определя четири нива на чистота въз основа на риска:

• Ниво А Най-висока чистота, ултраниско съдържание на частици и остатъци. Типични приложения: Аерокосмически задвижващи системи, хипербарни камери. Граница на нелетливи остатъци: не повече от 0,1 mg/0,1 m²
• Ниво B Висока чистота, минимално съдържание на въглеводороди. Типични приложения: Разпределение на медицински кислород, газопроводи под високо налягане. Граница на нелетливи остатъци: 0,1–1 mg/0,1 m².
• Средата от ниво C е подходяща за обща кислородна услуга. Типични приложения: Промишлени тръбопроводи, заваръчно оборудване. Граница на нелетливи остатъци: 1-10 mg/0,1 m².
• Ниво D За основни среди с нисък риск и ниско налягане. Типични приложения: Резервоари за съхранение, смесители на кислород за околна среда. Граница на нелетливи остатъци: по-малко от 10 mg/0,1 m².

Тези нива ръководят избора, като ниво А е за екстремни опасности, а ниво D - за безвредни употреби. Съответствието се определя от броя на частиците (напр. чрез лазерно сканиране) и измерванията на NVR (гравиметричен анализ).

Проверката след почистване не подлежи на обсъждане. Методите са:

• Визуална проверка: Под бяла или UV светлина за откриване на остатъци.
• Тестове с кърпички: Кърпички, напоени с разтворител, се анализират за наличие на частици.
• Гравиметричен анализ: Претегляне на екстрактите за измерване на количеството нелетливи остатъци.
• Усъвършенствани техники: Промивките с разтворител се тестват чрез спектрометрия за следи от органични вещества.

В крайна сметка, стандартът ASTM G93 е нещо повече от технически стандарт; това е предпазна мярка срещу невидими заплахи в кислородните системи. Като предоставя практически насоки за почистване и валидиране, той позволява на индустриите да работят безопасно и ефективно. От проектирането на медицински изделия до проектирането на ракети, спазването на този стандарт гарантира, че кислородът ще остане ваш съюзник.

Нашата организация, която работи от много години и щателно следи световните развития в науката и технологиите, разполага с екип от опитни професионалисти и широка инфраструктура за провеждане на тестове, измервания и анализи в широк спектър от области за бизнеси от всички сектори. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандартното ръководство ASTM G93/G93M за нива на чистота и методи за почистване на материали и оборудване, използвани в среда, обогатена с кислород.