مقدمة الحقائق: الغازات الخاملة، مثل النيتروجين والأرغون والهيليوم، تلعب دورًا حيويًا في العديد من الصناعات والتطبيقات. بفضل عدم تفاعلها الكيميائي، تُستخدم هذه الغازات على نطاق واسع لخلق بيئات آمنة ومستقرة، ومنع التفاعلات غير المرغوب فيها، وحماية المعدات والمواد القيمة. من بين أبرز استخداماتها، نجد نظام الغاز الخامل (IG System) الذي يهدف إلى منع الحرائق والانفجارات في البيئات الخطرة.
نظام الغاز الخامل (IG System): حماية متقدمة
نظام الغاز الخامل (Inert Gas System)، أو ما يُعرف اختصارًا بـ IG System، هو نظام أمان يعتمد على استخدام الغازات الخاملة لإنشاء غطاء واقٍ حول منطقة معينة، بهدف عزلها عن الهواء، وخاصة الأكسجين. هذه العملية تمنع تفاعل المركبات الهيدروكربونية مع الأكسجين، وهو التفاعل الذي يؤدي إلى الاشتعال. يستخدم هذا النظام بشكل خاص في ناقلات النفط لعزل خزانات الشحن عن الأكسجين، وبالتالي منع أي اشتعال محتمل للنفط الذي قد يتسبب في كارثة بحرية أو مينائية.
الغاز الخامل أو النبيل: خصائصه واستخداماته
الغاز الخامل أو النبيل هو الغاز الذي لا يُظهر نشاطًا كيميائيًا في الظروف العادية. ومع ذلك، في ظروف خاصة، يمكن أن يتفاعل. تُستخدم هذه الغازات لإيقاف التفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها. من بين الغازات النبيلة الأكثر استخدامًا الأرغون والنيتروجين، وذلك بسبب توفرهما وأسعارهما المناسبة. يتكون الهواء من حوالي 78% نيتروجين و1% أرغون.
لماذا الغازات الخاملة خاملة؟
الغازات الخاملة تتكون من مجموعة من الغازات تتميز بخمولها بسبب امتلاء مدارها الأخير بالإلكترونات، مما يجعلها مستقرة وغير قابلة للتفاعل بسهولة.
آلية إنتاج الغازات الخاملة
يتم إنتاج الغازات الخاملة في وحدات خاصة تقوم بفصل الهواء إلى مكوناته الأساسية: الأكسجين، النيتروجين، الأرغون، وبعض الغازات النبيلة النادرة الأخرى. يمكن وضع هذه الوحدات في محطات تكرير النفط أو في مواقع تخزين المواد الكيميائية.
تطبيقات واستخدامات الغازات الخاملة
تُستخدم الغازات الخاملة لمنع التفاعلات غير المرغوب فيها بفضل طبيعتها المقاومة للتفاعلات. تشمل الاستخدامات الشائعة:
- تخزين المواد الغذائية: لمنع الأكسدة والتلف الناتج عن نمو البكتيريا الهوائية.
- حفظ الأرشيف والمستندات الهامة: لحماية الورق من التلف الناتج عن الهواء، الجفاف، أو الرطوبة. مثال على ذلك حفظ النسخة الأصلية من الدستور الأمريكي في محيط من غاز الأرغون.
- الوقاية من حوادث الاحتراق: في المنشآت الصناعية الكيميائية ومحطات تكرير النفط.
- منع الاشتعال في ناقلات النفط: عن طريق الحفاظ على نسبة الأكسجين منخفضة لمنع انفجار المواد المحمولة.
- لحام القوس: استخدام غاز الأرغون لمنع تأكسد المواد المستخدمة في اللحام.
- الغوص: استخدام غاز الهيليوم في أسطوانات الغاز لتسهيل التنفس تحت ضغط الماء العالي.
- التفاعلات الكيميائية الحساسة: إجراء التفاعلات في بيئة من الغازات الخاملة.
الخلاصة
نظام الغاز الخامل (IG System) هو حل فعال للحماية من الحرائق والانفجارات في البيئات الخطرة. من خلال استخدام الغازات الخاملة لعزل المواد القابلة للاشتعال عن الأكسجين، يساهم هذا النظام في ضمان سلامة العمليات الصناعية وحماية الأرواح والممتلكات. إن فهم آلية عمل هذا النظام وتطبيقاته المختلفة يمثل خطوة هامة نحو تعزيز السلامة في مختلف القطاعات.
