مشخصات فیزیکی و شیمیایی
آرگون مایع یک گاز بی‌اثر، بی‌رنگ و بی‌بو است که اولین بار توسط هنری کاوندیش در سال ۱۷۸۵ شناسایی شد. این گاز در هنگام اعمال ولتاژ بالا به رنگ آبی روشن می‌درخشد. بیش از یک قرن بعد، در سال ۱۸۹۴، ویلیام رمزی شیمی‌دان اسکاتلندی و لرد ریلی (جان ویلیام اشتروت) متوجه شدند که نیتروژن به دست آمده از حذف اکسیژن هوا، حدوداً ۰.۵ درصد چگال‌تر از نیتروژن حاصل از منابع شیمیایی مانند آمونیاک است. گاز سنگین باقیمانده پس از حذف اکسیژن و نیتروژن از هوا، اولین گاز نجیب بود که در زمین کشف شد و به دلیل بی‌اثر بودن شیمیایی آن، نام “آرگون” از کلمه یونانی “lazy” به معنای “تنبل” گرفته شد.
آرگون در جدول تناوبی با نشان Ar و عدد اتمی ۱۸ قرار دارد. این عنصر که سومین گاز بی‌اثر در گروه ۸ است، تقریباً ۱% اتمسفر زمین را تشکیل می‌دهد. آرگون ۲.۵ مرتبه حل‌شدنی‌تر از نیتروژن در آب است و تقریباً قابلیت حل‌شدن آن مشابه با اکسیژن است.
این عنصر شیمیایی ساکن، در هر دو حالت گاز و مایع خود بی‌اثر است و تاکنون هیچ‌گونه ترکیب واقعی که شامل آرگون باشد، شناسایی نشده است. از آنجا که گاز آرگون هنگام بخار شدن مقدار قابل توجهی گرما مصرف می‌کند، یک سردکننده بسیار خوب محسوب میشود. ویژگی‌های شیمیایی گاز آرگون شامل چگالی آن است که ۱۳۹۴ کیلوگرم در متر مکعب می‌باشد. به این معنی که یک لیتر گاز آرگون معادل ۱.۴ کیلوگرم است.
کاربردهای آرگون مایع
آرگون مایع به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی که دارد، در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارد. این گاز به دلیل عدم واکنش شیمیایی و توانایی در ایجاد محیط‌های بی‌اکسیژن و بدون رطوبت، در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در اینجا برخی از کاربردهای مهم آرگون مایع آورده شده است:
۱. جوشکاری و برش فلزات
آرگون مایع به‌عنوان یک گاز محافظ در فرآیندهای جوشکاری و برش فلزات استفاده میشود. به‌ویژه در جوشکاری با قوس الکتریکی (TIG و MIG) برای جلوگیری از واکنش‌های اکسیداسیونی استفاده میشود. در این فرآیند، آرگون مایع به‌عنوان یک محیط محافظ عمل کرده و از تماس مستقیم فلز مذاب با اکسیژن و نیتروژن جو جلوگیری می‌کند. این ویژگی باعث تولید جوش‌هایی با کیفیت بالا و مقاوم‌تر در برابر خوردگی و سایر آسیب‌ها میشود. استفاده از آرگون مایع در این فرایندها موجب افزایش دقت و کیفیت در جوشکاری‌های فلزات حساس مانند آلیاژهای آلومینیوم، فولاد ضد زنگ و تیتانیوم میشود.
۲. تولید نیمه‌هادی‌ها
در صنعت نیمه‌هادی‌ها، آرگون مایع به‌عنوان گاز محافظ در فرآیندهای مختلف از جمله تولید و فرآوری تراشه‌های الکترونیکی استفاده میشود. این گاز از اکسید شدن مواد حساس به دما و محیطی جلوگیری می‌کند. فرآیندهایی مانند پیوند مواد نیمه‌هادی (مثل سیلیکون و ژرمانیوم) در دماهای بالا، به گاز آرگون نیاز دارند تا اتمسفری بی‌اثر و بدون واکنش فراهم آورد.
آرگون مایع به دلیل چگالی بالای خود در حالت مایع، می‌تواند مقادیر زیادی از این گاز را در فضاهای محدود ذخیره کرده و به صورت کنترل‌شده در دسترس قرار دهد.
۳. صنعت پزشکی
آرگون مایع در پزشکی نیز کاربردهایی دارد، به‌ویژه در فناوری‌های تصویربرداری پزشکی. در دستگاه‌های تصویربرداری مانند سی‌تی‌اسکن یا ام‌آر‌آی (MRI)، آرگون مایع برای کنترل دمای سیستم و بهبود عملکرد دستگاه‌های حساس به دما استفاده میشود. همچنین در برخی از جراحی‌ها از آرگون مایع برای کنترل دما و ایجاد یک محیط استریل برای جلوگیری از عفونت‌ها استفاده میشود.
۴. صنعت هوافضا
در صنعت هوافضا، آرگون مایع به‌عنوان یک گاز محافظ در فرآیندهای جوشکاری و پردازش مواد به کار می‌رود. این گاز در تولید قطعات حساس به دما و محیط (مانند قطعات موتور هواپیما، موشک و ماهواره‌ها) برای جلوگیری از اکسیداسیون و آسیب‌های ناشی از تماس با اکسیژن و نیتروژن در جو استفاده میشود. همچنین، در آزمایش‌های دمایی و فشاری که در محیط‌های کم‌اکسیژن انجام می‌شوند، آرگون مایع برای حفظ شرایط پایدار به کار می‌رود.
۵. صنعت متالورژی و فولاد
آرگون مایع در صنعت فولاد و متالورژی به‌ویژه در فرآیندهای تولید فولاد با کیفیت بالا و آلیاژهای خاص به کار می‌رود. در این صنعت، آرگون مایع برای کنترل دقیق ترکیب شیمیایی و خلوص فلزات و جلوگیری از واکنش‌های ناخواسته با اکسیژن و سایر گازها استفاده میشود. این گاز همچنین در فرآیندهای تصفیه فلزات و در بخش‌هایی که نیاز به محیط بدون اکسیژن دارند، استفاده میشود.
۶. صنعت غذای منجمد و بسته‌بندی
در صنایع غذایی، آرگون مایع در فرآیندهای نگهداری و بسته‌بندی مواد غذایی به‌ویژه در تولید مواد غذایی منجمد و بسته‌بندی شده به کار می‌رود. این گاز می‌تواند به‌عنوان یک محیط محافظ در هنگام ذخیره‌سازی یا حمل و نقل مواد غذایی عمل کند و از اکسید شدن و خراب شدن آنها جلوگیری نماید. به‌ویژه در تولید مواد غذایی که به دما و شرایط خاص نیاز دارند، آرگون مایع به‌عنوان یک عامل مهم و حیاتی به شمار می‌آید.
۷. صنعت شیمیایی و آزمایشگاهی
آرگون مایع در آزمایشگاه‌ها و در صنعت شیمیایی برای ایجاد محیط‌های بی‌اثر و جلوگیری از واکنش‌های شیمیایی ناخواسته به کار می‌رود. این گاز در آزمایش‌های مربوط به واکنش‌های حساس به اکسیژن و در محیط‌های کنترل‌شده که نیاز به ایمنی بالا دارند، استفاده میشود. به‌ویژه در واکنش‌های آزمایشگاهی با فلزات و ترکیبات حساس، آرگون مایع به‌عنوان گاز بی‌خطر و محافظ عمل می‌کند.
تجهیزات مورد نیاز برای نگهداری آرگون مایع
آرگون مایع یک گاز بی‌اثر است که در دما و فشارهای پایین به‌صورت مایع در می‌آید و برای نگهداری و استفاده از آن، نیاز به تجهیزات خاصی است تا از تبخیر، نشت و تغییرات دمایی آن جلوگیری شود. تجهیزات مورد نیاز برای نگهداری آرگون مایع معمولاً از اجزای زیر تشکیل شده‌اند:
۱. مخازن ذخیره‌سازی (Cylinders and Tanks)
مخازن ذخیره‌سازی اصلی‌ترین تجهیزات برای نگهداری آرگون مایع هستند. این مخازن باید قادر به تحمل دماهای بسیار پایین (حدود -۱۸۶ درجه سانتی‌گراد) و فشار بالا باشند. در این مخازن، آرگون به‌صورت مایع نگهداری میشود و از نشت آن جلوگیری میشود. انواع مخازن شامل مخازن فشار بالا و مخازن Dewar (مخازن ویژه ذخیره مایعات گازی در دماهای پایین) هستند.
۲. مبدل‌های حرارتی (Heat Exchangers)
برای تبدیل آرگون مایع به گاز و یا حفظ دمای پایین آن، از مبدل‌های حرارتی استفاده میشود. این تجهیزات با استفاده از جریان سیالات یا هوا، دمای گاز یا مایع را تنظیم می‌کنند. مبدل‌های حرارتی به‌ویژه در تأسیسات صنعتی که نیاز به آرگون گازی دارند، ضروری هستند.
۳. دستگاه‌های کنترل فشار و دما (Pressure and Temperature Control Systems)
برای اطمینان از شرایط ایمن و کارآمد نگهداری این گاز، باید دما و فشار در داخل مخازن به‌طور دقیق کنترل شوند. سیستم‌های کنترل فشار و دما شامل سنسورها، ترموستات‌ها، و شیرهای تنظیم فشار هستند که مانع از افزایش فشار بیش از حد یا کاهش دمای مایع می‌شوند.
۴. شیرهای ایمنی و حفاظتی (Safety Valves)
شیرهای ایمنی برای جلوگیری از خطرات ناشی از فشار بیش از حد طراحی شده‌اند. این شیرها در صورتی که فشار داخل مخزن بیش از حد مجاز شود، باز شده و گاز را از سیستم خارج می‌کنند تا از بروز انفجار یا آسیب‌های جدی جلوگیری شود. این شیرها باید به‌طور مداوم بررسی و نگهداری شوند.
۵. سیستم‌های عایق‌بندی (Insulation Systems)
برای جلوگیری از تبخیر آرگون مایع و کاهش مصرف انرژی، از سیستم‌های عایق‌بندی استفاده میشود. این عایق‌ها معمولاً از جنس مواد مخصوصی هستند که می‌توانند دمای بسیار پایین را حفظ کنند و از تماس آرگون مایع با محیط اطراف جلوگیری کنند. عایق‌بندی می‌تواند شامل فوم‌ها، پوشش‌های فلزی و سیستم‌های پیشرفته عایق حرارتی باشد.
۶. سیستم‌های انتقال و پمپاژ (Transfer and Pumping Systems)
آرگون مایع معمولاً از مخازن ذخیره‌سازی به سایر تجهیزات یا نقاط مصرفی منتقل میشود. برای این کار از سیستم‌های پمپاژ و انتقال استفاده میشود. این سیستم‌ها باید به‌طور خاص برای دماهای پایین طراحی شده باشند تا از انتقال این گاز در دمای مناسب و جلوگیری از نشت آن اطمینان حاصل شود.
۷. شیرهای قطع‌کننده (Shut-off Valves)
شیرهای قطع‌کننده به‌منظور قطع جریان آرگون مایع در مواقع اضطراری یا زمانی که نیازی به انتقال گاز نیست، به کار می‌روند. این شیرها به‌طور خودکار یا دستی برای جلوگیری از نشت و مدیریت جریان گاز نصب می‌شوند.
۸. سیستم‌های نشت‌یابی (Leak Detection Systems)
برای ایمنی بیشتر و جلوگیری از خطرات ناشی از نشت آرگون مایع، از سیستم‌های نشت‌یابی استفاده میشود. این سیستم‌ها با نصب حسگرهای مخصوص به‌طور مداوم وضعیت فشار و گاز داخل مخازن را بررسی کرده و در صورت نشت آرگون، هشدار می‌دهند.
آرگون مایع چطور تولید میشود ؟
متداول ترین منبع تامین گاز آرگون مایع استخراج آن از دستگاه جداسازی هوا می‌باشد. حدودا %۰/۹۳ از حجم هوا آرگون است. از ستون تفکیک هوای اصلی از طریق یک ستون ثانویه یک جریان خام آرگون دارای حدود %۵ اکسیژن خارج میشود.
آرگون خام بعدا خالص تر شده تا خلوص‌های تجاری متنوع آرگون را تولید کند. گاز آرگون را همچنین می‌توان از جریان خروجی بعضی از کارخانه‌های تولید آمونیاک نیز بازیافت نمود. استفاده از این گاز در جوش قوس الکتریکی سبب تولید گازهای کربن مونواکسید و گاز کربن دی اکسید می شود. همچنین ممکن است اکسیدهای نیتروژن و اوزون تولید شود.
خطرات و ایمنی
- نه آرگون گازی و نه مایع قابل اشتعال نیست و به خودی خود خطر آتش سوزی یا انفجار را ایجاد نمی کند. با این حال، آنها معمولاً تحت فشار ذخیره می شوند و مخازن ذخیره سازی، اعم از سیلندرهای گاز یا مخازن مایع، نباید در مناطقی قرار گیرند که خطر آتش سوزی زیاد وجود دارد یا معمولاً ممکن است در معرض گرمای بیش از حد قرار گیرند. ظروف آرگون گازی فشرده در صورت گرم شدن بیش از حد در اثر قرار گرفتن در معرض آتش ممکن است به شدت پاره شوند.
- کمپرسورهای روغن کاری شده که به طور مداوم در سرویس آرگون برای مدت طولانی کار می کنند، نباید بدون تمیز کردن کامل به سرویس هوا تبدیل شوند، در غیر این صورت این خطر وجود دارد که رسوبات پیروفوریک اکسید نشده ای که ممکن است در دستگاه ایجاد شده باشد در تماس با هوای فشرده به شدت منفجر شوند.
- این عنصر شیمیایی با تنفس توسط بدن انسان جذب می شود. خطر تنفس در محیط هایی که عمل تصفیه انجام نمی شود، مقدار گاز آرگون افزایش پیدا می کند و به سرعت در هوا به حالت فوق اشباع رسیده و خطر اختناق و خفگی را به دنبال دارد.
بر اثر تنفس گاز آرگون، سرگیجه، خستگی، سردرد و خفگی رخ می دهد. مرگ در صورتی رخ می دهد که فرد در حالت بیهوشی قرار بگیرد و نتواند از خود در برابر این گاز محافظت کند. زمانی که میزان اکسیژن محیط پایین باشد، طی چند ثانیه مرگ اتفاق می افتد. - در محیط های صنعتی باید در نظر داشته باشید تا به هیچ عنوان آرگون مایع با کربن یا فولاد کم آلیاژ تماسی نداشته باشد.
- هیچ وقت آب را با آرگون مایع مخلوط نکنید. زیرا این کار باعث می شود مقدار زیادی از آن تبخیر گردد و آب نیز یخ بزند. اگر دست یا پوست شما به آرگون مایع برخورد کند آن ناحیه دچار سرمازدگی می شود و همواره با قرمز شدن یا تغییر رنگ پوست به خاکستری یا سفید همراه است. در این صورت باید محل برخورد را با آب ولرم خیس کرد و به هیچ وقت از آب داغ استفاده نکنید.
- تمامی افرادی که با آرگون مایع کار می کنند باید به عینک و محافظ، دستکش و غیره مجهز باشند.
- به هیچ عنوان نباید با پوست و چشم تماسی پیدا کند چون سبب یخ زدگی آن می شود.
- برای استفاده سیلندر آرگون مایع حتما از تجهیزات تقلیل فشار استفاده شود و بعد از هر استفاده شیر حتما بسته شود و همچنین بعد از خالی شدن کپسول و مخازن نگهداری آرگون باید در مکانی خنک و همچنین دارای تهویه مناسب و بدور از هرگونه مواد قلیایی و اسید قرار گیرد.
- مخازن حاوی آرگون مایع باید در مکانی با تهویه مناسب ذخیره گردد. از ذخیره مخازن آرگون مایع در فضای بسته و یا در مکانی که از تغییرات آب و هوایی حافظت نشده، خودداری کنید.
- مخازن حاوی مایعات برودتی با دستگاه های فشار جهت کنترل فشار داخلی تجهیز شده اند.
- مایعات برودتی باید به صورت عمودی ذخیره، جابجا و حمل و نقل شود.
- از شوک حرارتی و مکانیکی جلوگیری شود.
- به هیچ وجه هیچ قسمت محافظت نشده از بدن نباید در تماس با لوله ها و یا تجهیزات حاوی مایعات برودتی قرار گیرد.
خرید آرگون مایع و قیمت گاز آرگون:
هنگام خرید به موارد زیر توجه کنید:
- اعتبار شرکت تأمین‌کننده: از شرکت‌های معتبر خرید کنید که دارای گواهینامه‌های لازم باشند.
- کیفیت و خلوص محصول: بررسی کنید که این گاز با خلوص مورد نیاز شما ارائه شود.
- شرایط حمل و نگهداری: مطمئن شوید که مخازن استاندارد برای تحویل و ذخیره‌سازی استفاده میشود.
جهت دریافت قیمت آرگون مایع و تامین آرگون مایع، تهیه انواع تجهیزات، لوازم وابسته به آن و با واحد بازرگانی شرکت سیال تامین رهام به شماره ۰۳۱۳۳۸۷۳۳۸۶ یا ۰۹۱۳۴۴۹۰۳۰۵ تماس حاصل فرمایید.