Karbondioksid

1. Karbondioksid Presentasjonen er identisk med en artikkel som er trykket i Tidsskriftet Brannmannen Artikkelforfatter: Einar Gjessing, tidligere brannsjef i Bergen

2. “Brannmannen” har nylig avsluttet en serie på 15 artikler om de nye slokkemidlene, skrevet av undertegnede. Dette er alle slokkemidler som erstatter Halon. Karbondioksid har vært i markedet som slokkemiddel lenge før Halon, har vært der hele tiden og har nå fått en viss renessanse etter at Halon ble tatt av markedet. Det passer derfor godt å starte med karbondioksid i denne nye serien om industrigasser da den danner en naturlig overgang fra slokkemiddel til industrigass.

3. Produksjon og bruk Karbondioksid produseres ikke spesielt for brannslokking, men kommer som et biprodukt fra andre prosesser. Produktet taes vare på, renses og kan så brukes til slokkegass (se også under “Det miljømessige”). Ved brann dannes også karbondioksid ved fullstendig forbrenning av karbonholdige stoffer. I vår utåndingsluft er det ca 4 % karbondioksid, mot ca. 0,04 % i den luften vi puster inn. Gassen dannes også ved forråtnelse. Den har en rekke forskjellige bruksområder.

4. Den er overveiende brukt innen bryggeri- og mineralvannindustrien, innen teknisk industri som kjølemedium, brannslokking og som beskyttelsesgass for å holde oksygen borte. Videre som trykkmedium for sprøytemaling, rengjøring, påvisning av lekkasjer, blåse opp redningsflåter og pakking av matvarer etc.

5. Gassens egenskaper og navn Den rette betegnelsen på norsk er i dag karbondioksid - CO2. Ett CO2 molekyl består av ett karbonatom - C og to oksygenatomer - O2. Tidligere var betegnelsen “kullsyre” enerådende, men den brukes fortsatt - se bare på “Farris”-flasken! Kullsyre er egentlig karbonsyre H2CO3 som karbondioksid danner sammen med vann. Engelsk betegnelse er carbon dioxide, tysk Kohlensäure, svensk kolsyra og dansk kulilt. Gassen er fargeløs og nærmest luktfri.

6. Den er tyngre enn luft, 1,529 ganger. Den kondenseres til væske ved ca. 50 bar ved +15 0C. Væskens litervekt er 0,81 kilo ved +15 0C. Ved øking av temperaturen stiger trykket raskt til 180 bar ved + 50 0C. En liter væske gir 462,4 liter gass. Dette forholdet gjør karbondioksid velegnet som drivmiddel til f. eks. håndslokkeapparater med drivgasspatron. Dersom man skulle bruke nitrogengass som drivmiddel, måtte den stå under ca 460 bars trykk dersom den skulle ha samme effekt som karbondioksid med det samme volumet.

7. CO2 er lett å fylle fra moderbeholderen til mindre beholdere. Karbondioksid har en kritisk temperatur på + 32,2 0C. Det vil si at over denne temperaturen kan ikke gassen kondenseres uansett hvilket trykk man anvender. Ved den kritiske temperaturen kan den kondenseres ved et overtrykk på 72,9 bar. Dette kalles for gassens kritiske trykk. Når en CO2-slokker brukes, går noe av væsken direkte over i gassform, og varmen til dette taes fra omgivelsene og fra væsken.

8. Noe av væsken går over til fast form og kommer ut som “tørris” (små hvite flak) og denne sublimerer (går direkte over til gassform) ved – 78 0C. Se diagrammet som viser forholdet mellom gassens trykk og temperatur. Karbondioksid leveres på flasker, i nedkjølte beholdere og i fast form “tørris” som brukes ved transport av mindre gjenstander som må holdes nedkjølt

9. CO2-flasker og beholdere, merking Karbondioksid kommer inn under betegnelsen farlig gods. UN-nummer er 1013 og fareseddelen er 2.2, det vil si ikke-brannfarlig, komprimert gass for karbondioksid på flasker. For nedkjølt, flytende CO2 er UN-nummer 2187 og fareseddel 2.2. Undertegnede er ikke enig i denne merkingen, her burde vært et eget siffer som angir at den har en lammende effekt på det menneskelige åndedrettet. (Se under “Innflytelse på den menneskelige organismen”).

10. Dessverre er det ikke ensartet farge på flaskene fra de forskjellige leverandørene. Det arbeides med å få til en EU-standard, noe som ville gjort det lettere å identifisere flaskene på avstand under brann etc. Imidlertid har en europeisk standard (EU 1089-3) fastsatt ensartede skulderfarger for de forskjellige gass-selskapenes flasker. For CO2 er den grå, Yara Industries bruker mørk grå på selve flasken for industrigassers vedkommende. Dessuten merkes flaskene med en produktetikett på skulderen Vær også oppmerksom på at med internasjonaliseringen som finner sted i dag kommer ofte gassflasker fra andre enn de norske gassleverandørene hit – blant annet gjennom oljeindustrien.

11. Flaskene som benyttes er heltrukne stålflasker, beregnet på innhold av 6, 10, 20, 30 og 40 liter og også i mindre størrelser, beregnet f. eks. som drivgassflasker til pulverapparater, gummiflåter etc. Flasken må settes på hodet dersom det skal tappes karbondioksid i væskeform, men er den utstyrt med stigerør tappes CO2 i væskeform mens den er stående. Karbondioksid som skal tappes i gassform tappes fra flasker i stående stilling. Flaskene er utstyrt med en sikkerhetsmembran som brister ved 160 - 180 bar, det vil si ved + 50 0C. Sikkerhetsmembranen sitter nedenfor uttaket, er lett synlig og kan være rød, grønn eller messingfarget alt etter flaskeleverandøren.

12. Når sikkerhetsmembranen brister tømmes hele flaskeinnholdet ut. En CO2 flaske må ikke fylles helt opp med karbondioksid i væskefase. Normal fylling er 1 kg CO2 pr. 1,34 l flaskevolum, eller 0,75 kg/l flaskevolum. Dette gir et sikkerhetsvolum på ca 7 %. Det må aldri skje at annet enn CO2 -flasker kobles til et CO2-anlegg. Hovedventilen må aldri skrues ut av forbrukeren. Under transport skal blindmutter og transporthette være påskrudd.

13. Dette gjelder også tomme flasker i retur. Flaskene prøvetrykkes hvert 10. år. I tillegg til flasker og flaskebatterier (pakker) finnes det også CO2-tanker. Disse tankene er ikke beregnet på fullt trykk og må derfor holdes nedkjølt med kjøleanlegg. Tankene er utstyrt med sikkerhetsventil som slipper ut gassen dersom kjøleanlegget svikter.

14. CO2 som slokkemiddel Karbondioksid har i lengre tid vært benyttet som slokkemiddel både i form av håndslokkere (til bruk på kjøkken og ved finere elektriske installasjoner) og som faste installasjoner (særlig ved maskinrom på skip og i transformatorstasjoner). En fordel med karbondioksid er at den ikke etterlater seg spor, i motsetning til pulver. Slokkevirkningen er kvelende.

15. Utløsning av karbondioksid i faste installasjoner må bare finne sted når det er sikkerhet for at alle personer er kommet ut. Manuell utløsning og varselsirener brukes derfor. Har CO2 vært brukt som slokkemiddel, må man forvisse seg om at gassen ikke lekker ut til andre rom. Adgang til det rommet hvor karbondioksid har vært benyttet må bare skje ved hjelp av åndedrettsbeskyttelsesutstyr eller etter at det ved hjelp av måleutstyr er konstatert at rommet er gassfritt. Skjer lekkasje av CO2 til andre rom eller til det fri under slokking, kan slokkingen bli mislykket på grunn av for liten CO2-mengde.

16. Innvirkning på den menneskelige organismen Som kjent skiller vi ut karbondioksid gjennom utåndingsluften ved kroppens forbrenning av næringsmidler. Jo større den fysiske aktiviteten er, jo større blir forbrenningen, og jo større blir utskillelsen av karbondioksid og behovet for oksygen. Det er mengden av CO2 som regulerer pustefrekvensen. Ånder vi inn luft med høyere karbondioksidinnhold enn normalt (opp til 0,06 %) vil det skje en økning av pustefrekvensen. Blir karbondioksidinnholdet for høyt lammes åndedrettet (populært sagt - det blir stående på konstant utblåsning) og det fører til kvelning. Det er dette som gjør karbondioksid så farlig for mennesker.

17. CO2 i luft volum % Symptom 0,03 - 0,04 Ingen. Dette innholdet forkommer normalt i luften 0,5 Grenseverdi. Den gjennomsnittlige konsentrasjon en person kan utsettes for i løpet av en 8 timers arbeidsdag. 2 50 % øking av pustefrekvens 2 -3 Hodeverk og tung pust kan opptre etter flere timers påvirkning. 3 100 % øking av pustefrekvens 4 -6 Åndenød påfulgt av hodeverk og svetting 5 300 % øking av pustefrekvens 6 - 8 Opphold farlig allerede etter 30 - 60 minutter Åpen ild slokner. Livsfare selv om oksygen finnes. Kan kun utholdes få minutter. 10 12 - 15 Hurtig bevisstløs

18. Det miljømessige Som det vil være kjent er det til dels sterke motforestillinger mot utslipp av karbondioksid. Grunnen til dette er det som kalles drivhuseffekten. Den beror på at karbondioksid sammen med en del andre gasser i atmosfæren (metan, lystgass, ozon og vanndamp) slipper kortbølget solstråling inn, men gjør det vanskeligere for langbølget varmestråling å slippe ut i verdensrommet (samme virkning som glasset i et drivhus). En øking av karbondioksidutslippet ved bruk av fossile brensler og avskoging vil kunne føre til en temperaturøking på jorden.

19. En viss mengde drivhuseffekt er imidlertid helt nødvendig for å opprettholde livet på jorden. Gjennomsnittstemperaturen på jorden er i dag + 15 0C. Uten atmosfære er den beregnet til å ville være – 18 0C. Kjent fra skoledagene er jo også kullsyreassimilasjonen (egentlig karbondioksidassimilasjonen) - det at grønne vekster tar opp CO2 gjennom bladene for å bygge opp strukturen. Når planten dør og råtner eller brennes, frigjøres den karbondioksiden som er tatt opp. Jo mer skog, jo mer assimilasjon.

20. Det er imidlertid slik at de mengder karbondioksid som slippes ut ved brannslokking, øvelser og prøving er små og er gass som ellers i alle tilfelle ville blitt sluppet ut. (Se også “Produksjon”). GWP – globalt oppvarmingspotensial er 1, mens den for Halon er 6.900 (se tidligere artikler).

21. Faremomenter 1. CO2 flasker i brannsone Som alle flasker for industrigasser må karbondioksidflasker plasseres på en slik måte at de ikke kan nåes av en brann. Flaskene er mindre risikofylte enn flasker for andre industrigasser, da de som nevnt er utstyrt med en sikkerhetsmembran som åpner seg ved + 50 0C og slipper ut gassen, som er en slokkegass.

22. Faremomenter 2. Utlekket CO2 Som nevnt er karbondioksid tyngre enn luft og i større mengder virker den lammende på åndedrettet. Vær spesielt oppmerksom på feilutløsning av slokkeanlegg og lukkede rom der det måtte være lagret tørris i større mengder.

23. Faremomenter 3. Sammenblanding av industrigasser For å hindre dette har som nevnt utstyr for de forskjellige industrigassene forskjellige gjengetyper på armaturene, men oksygen og karbondioksid har samme sort.

24. Faremomenter 4. Forfrysningfare Gass som kommer ut fra en håndslokker er på – 78 0C. Hold fingrene vekk! Det er derfor håndslokkeren er utstyrt med en trakt av isolerende materiale.

25. Faremomenter 5. Eksplosjonsfare Statisk elektrisitet med tilhørende gnistutløsning kan opptre dersom større mengder CO2 blåses inn i et rom der det er en eksplosjonsfarlig atmosfære.

26. Diverse Det er i dag tre forskjellige leverandører av gass i Norge, Yara Industrial AS (tidligere HYDRO GAS), AGA as og Air Liquide. Disse har igjen forskjellige underleverandører når det gjelder utstyret. Transport og lagring av gassene vil måtte behandles i en egen felles artikkel for gassene. En stor takk går til Helge Boge, Yara Industrial AS, Bergen for god hjelp ved utarbeidelsen av denne artikkelen.

27. Denne artikkelen kan også lese på Tidsskriftet Brannmannens hjemmeside www.brannmannen.no SLUTT