ASTM cập nhật tiêu chuẩn kiểm soát nguy cơ cháy trong hệ thống oxy
Trong môi trường giàu oxy, những lượng chất nhiễm bẩn rất nhỏ cũng có thể trở thành nguồn gây cháy. Bản cập nhật ASTM G93 đưa ra khung kiểm soát độ sạch dựa trên đánh giá rủi ro và dữ liệu khoa học.
Một vụ cháy trong quá trình thử nghiệm Apollo 1 năm 1967 khiến ba phi hành gia thiệt mạng, đồng thời cho thấy mức độ nguy hiểm của môi trường oxy tinh khiết, nơi nhiều vật liệu thông thường có thể trở thành nhiên liệu. Bài học này tiếp tục được phản ánh trong các tiêu chuẩn an toàn hiện nay.
Mới đây, Ủy ban G04 của ASTM International đã công bố bản sửa đổi toàn diện đối với ASTM G93, tiêu chuẩn hướng dẫn về mức độ sạch và phương pháp làm sạch vật liệu, thiết bị sử dụng trong môi trường giàu oxy.
Bản sửa đổi tổ chức lại tiêu chuẩn theo quy trình làm việc thực tế của kỹ sư, đồng thời liên kết yêu cầu về độ sạch với dữ liệu về khả năng bắt cháy và tính dễ cháy của vật liệu. Việc xây dựng tiêu chuẩn có sự tham gia của các chuyên gia từ doanh nghiệp khí công nghiệp, nhà sản xuất thiết bị, NASA, lĩnh vực hàng không vũ trụ và quân đội.
Theo Brad Forsyth, chuyên gia phân tích sự cố tại WHA International, làm sạch thiết bị sử dụng cho oxy là một trong những biện pháp nền tảng để phòng ngừa cháy.
Oxy không cháy nhưng làm tăng nguy cơ cháy
Oxy là chất oxy hóa chứ không phải nhiên liệu. Tuy nhiên, khi nồng độ hoặc áp suất oxy tăng, nhiều vật liệu sẽ dễ bắt cháy hơn đáng kể. Dầu, mỡ và các chất nhiễm bẩn phi kim loại đặc biệt nguy hiểm vì có thể cần rất ít năng lượng để bắt cháy.
Một chất nhiễm bẩn khi cháy có thể tạo ra “chuỗi cháy”, lan sang gioăng polymer, bộ phận nhựa rồi tiếp tục gây cháy các chi tiết kim loại xung quanh.
Lịch sử hàng không vũ trụ từng ghi nhận nhiều sự cố liên quan. Năm 1980, một sự cố trong thử nghiệm tại Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA khiến bộ điều chỉnh gặp trục trặc, gây cháy trong môi trường oxy áp suất cao. Năm 1997, một vụ cháy trên trạm vũ trụ Mir của Nga cũng liên quan đến chất nhiễm bẩn bên trong máy tạo oxy hóa học.
Bản sửa đổi ASTM G93 được kỳ vọng giúp doanh nghiệp và kỹ sư xác định, kiểm soát và duy trì mức độ sạch phù hợp cho hệ thống oxy, qua đó giảm nguy cơ cháy và nâng cao độ tin cậy thiết bị.
Quản lý độ sạch dựa trên đánh giá rủi ro
ASTM G93 phiên bản mới tổ chức quy trình kiểm soát độ sạch thành 5 bước: xác định mức độ sạch; lựa chọn phương pháp làm sạch; thực hiện làm sạch; xác minh độ sạch; và duy trì độ sạch.
Việc xác minh có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp như kiểm tra cặn không bay hơi, phân tích hạt, kiểm tra trực quan và thiết bị chuyên dụng. Mức độ sạch được xác định dựa trên dữ liệu về khả năng bắt cháy, đặc điểm của hệ thống và kết quả phân tích mối nguy.
Các phương pháp làm sạch cũng được cập nhật theo yêu cầu môi trường. Một số ngành đang giảm sử dụng dung môi halogen hóa và chuyển sang làm sạch bằng nước, trong đó có công nghệ siêu âm.
Theo ASTM, kiểm soát chất nhiễm bẩn là yếu tố then chốt để giảm nguy cơ cháy và bảo đảm độ tin cậy của thiết bị oxy. Đáng chú ý, mức độ sạch cần thiết trong nhiều hệ thống có thể cao hơn rất nhiều so với khả năng nhận biết bằng mắt thường.
Từ Apollo 1 đến những tiêu chuẩn hiện đại, bài học được nhấn mạnh là: trong môi trường giàu oxy, kiểm soát những yếu tố rất nhỏ có thể quyết định sự an toàn của cả hệ thống.
