آنچه در این مقاله می خوانید:
امروزه گازها نقش مهمی در زندگی اطراف ما و اقتصاد کشورها ایفا می کنند. تقریباً به هر جا که نگاه کنیم، اثری از گازهای اساسی را در اطراف خود پیدا می کنیم. پس از ظهور فناوری های جدید، استفاده از گازها به سرعت در حال رشد است. میلیون ها کارگر، صاحبان مشاغل، فعالین در حوزه سرگرمی، آموزگار و غیره در فعالیت های روزانه خود از گازها استفاده می کنند. در این مطلب قصد داریم کاربرد انواع گازها در صنایع مختلف را بررسی کنیم.
طبق آمارهای اعلام شده، بازار جهانی گازهای صنعتی دارای گردش مالی معادل ۵۱ میلیارد یورو در سال 2008 بوده است. این آمار تا به امروز نیز افزایش داشته و همواره در حال رشد می باشد. همین نکته بیانگر اهمیت نقش گازها در زندگی روزمره ما می باشد.
انواع گازها و کاربرد آن ها
همان طور که می دانید ماده در چهار حالت جامد، مایع، گاز و پلاسما وجود دارد. وجه تمایز گازها از دیگر حالات ماده، جنبش ذرات و فاصله زیاد میان آن ها می باشد. گازها نیز به انواع مختلفی تقسیم شده و هر یک از آن ها در صنایع مختلف کاربردهای متعددی دارند. از جمله انواع گازها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- گازهای خالص آزمایشگاهی
- گازهای صنعتی
- مخلوط های گازی
- گازهای سرمایشی
- میعانات گازی
استفاده گوناگون از گازها
از گازهای صنعتی به طور گسترده در صنایع مختلف نظیر نفت و گاز، پتروشیمی، مواد شیمیایی، نیرو، معدن، فولاد سازی، فلزات، حفاظت از محیط زیست، دارو، داروسازی، بیوتکنولوژی، مواد غذایی، آب، کود، انرژی هسته ای، الکترونیک و هوافضا استفاده می شود.
همچنین بسیاری از مخلوط های گازی به منظور رفع نیازهای صنعتی و آزمایشگاهی تولید می شوند. گازهای فشرده شده به قدری در جامعه مدرن مورد استفاده قرار گرفته اند که زندگی متمدن امروزی بدون وجود آن ها به سادگی امکان پذیر نخواهد بود و نقش آن ها را نمی توان نادیده گرفت.
همچنین بخوانید: گاز نئون چیست؟
کاربرد گازها در الکترونیک
گاز هلیوم نقش مهمی در ساخت نیمه هادی ها، پنل های ال سی دی (LCD) و کابل های فیبر نوری ایفا می کند. این گاز، قطعات و اجزای سازنده آن ها را به سرعت خنک می کند تا توان عملیاتی را بهبود ببخشد. همچنین سرعت انتقال حرارت را برای بهبود بهره وری و کاهش نقص کنترل می کند. به عنوان گاز حامل در فرایند تولید نیز کاربرد دارد.
کاربرد گازها در بهداشت و درمان
برای دستیابی به دمای کرایوژنیک ۴۵۱- درجه مورد نیاز برای ابررسانا مغناطیس ها در MRI و NMR ها از هلیوم مایع استفاده می شود. این ماده امکان ضبط تصاویر از اندام ها و بافت های داخلی را با وضوح بالا فراهم می کند.
نیتروژن گاز دیگری است که در بهداشت و درمان کاربرد فراوان دارد. برای انجماد و حفظ خون، بافت ها و سایر نمونه های بیولوژیکی، یخ زدایی و از بین بردن بافت های بیمار در جراحی و معاینه استفاده می شود. همچنین از این گاز در دستگاه های پزشکی استفاده می شود.
اهمیت کاربرد اکسیژن در زمینه مراقبت های بهداشتی را نمی توان دست کم گرفت. اکسیژن به طور گسترده در هر مکان برای مراقبت های بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرد؛ با کاربردهایی از احیا تا استنشاق درمانی.
کاربرد گازها در داروسازی و بیوتکنولوژی
از جمله کاربرد گازها در داروسازی و بیوتکنولوژی می توان به جلوگیری از نفوذ رطوبت، اکسیداسیون، تخریب و آلودگی اشاره نمود. معمولاً برای پاکسازی، انتقال فشار، اختلاط و محافظت از گاز نیتروژن استفاده می شود. نیتروژن مایع نیز برای کنترل دما در برنامه های خنک کننده راکتور و حفظ نمونه های بیولوژیکی استفاده می شود.
گاز اکسیژن گاز مهم دیگری است که در داروسازی و بیوتکنولوژی مورد استفاده قرار می گیرد. رشد سلول، استفاده در تخمیر کننده ها و بیوراکتورها از جمله سایر کاربرد گازها در این زمینه می باشد.
کاربرد گازها در صنعت جوشکاری و ساخت فلز
گاز هلیوم برای جوشکاری و ساخت قطعات
خاصیت بی اثر گاز هلیوم در دمای قوس، آن را به یک گاز ایده آل برای جوشکاری مواد با هدایت حرارتی بالا مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ، مس و آلیاژهای منیزیم تبدیل می کند. هلیوم همچنین در فرآیندهای عملیات حرارتی مانند خاموش کردن گاز و در کوره برای تولید قطعات با تحمل بالاتر و کیفیت بهتر استفاده می شود.
گاز آرگون
گاز آرگون یک گاز صنعتی همه کاره است که در جوشکاری از قبیل جوشکاری آلیاژهای مخصوص و در تولید لامپ و لیزر استفاده می شود. به عنوان یک گاز بی اثر، می توان از آن برای تهیه یک محیط بدون اکسیژن و ازت برای فرآیندهای عملیات حرارتی استفاده کرد.
این گاز برای ایجاد یک گاز محافظ بی اثر برای تقویت پایداری قوس و ویژگی های جوش قوس فلزی گازی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین نقش اصلی در فرآیند جوشکاری قوس گاز تنگستن (GTAW) را بر عهده دارد.
آرگون به حفظ دما و قوام ترکیب فلز کمک می کند. این اتفاق در نتیجه جلوگیری از اکسیداسیون آن در طی فرآیند تولید انجام می شود. همچنین مونو اکسید کربن را از بین برده و باعث کاهش تلفات کروم طی فرآیند پالایش فولاد می شود.
گاز نیتروژن
گاز نیتروژن به عنوان گاز حامل در پاکسازی و تولید فولاد، برای جلوگیری از اکسیداسیون استفاده شده و یک عنصر کلیدی در فرآیند عملیات حرارتی است.
گاز اکسیژن برای برش لیزر
گاز اکسیژن به عنوان گاز برش پلاسما، یک گاز کمکی برای برش لیزر استفاده می شود و بعضی اوقات به مقدار کمی به گازهای محافظ اضافه می شود.
به عنوان یک گاز صنعتی، از گاز اکسیژن برای جایگزینی یا غنی سازی هوا استفاده می شود و در نهایت باعث افزایش راندمان احتراق در تولید فلزات آهنی و غیر آهنی می شود.
گاز هیدروژن
برای تقویت جوشکاری و برش پلاسما، گاز هیدروژن معمولاً برای جوشکاری فولاد ضد زنگ با آرگون مخلوط می شود.
گاز استیلن
استیلن گرم ترین دمای شعله را در تمام گازهای سوخت موجود در تجارت ایجاد می کند و آن را به یک فضای ایده آل برای جوشکاری و برش تبدیل می کند.
گاز دی اکسید کربن در جوشکاری
از مخلوط گازی دی اکسید کربن و آرگون اغلب به عنوان گاز محافظی که برای جلوگیری از آلودگی جوی فلز مذاب در مراحل جوشکاری قوس الکتریکی استفاده می شود.
کاربرد گازها در صنعت هوا و فضا
گاز هلیوم
گاز هلیوم به طور گسترده در صنعت هوافضا و هواپیما، از ساخت تا پرواز، مورد استفاده قرار می گیرد. هلیوم در عملیات پرواز فضایی، برای پاکسازی سیستم های هیدروژن استفاده می شود. این گاز به عنوان ماده فشار دهنده برای سیستم های سیال زمینی و پروازی کار می کند. همچنین بالن های نظارتی نیز با کمک هلیوم به پرواز در می آیند.
گاز نیتروژن
استفاده از گاز نیتروژن در صنعت هوا و فضا و هواپیما ضروری است. در تونل های بادی، کوره های عملیات حرارتی و اتوکلاوها به وفور مورد استفاده قرار می گیرد تا به ایجاد مواد فوق العاده قوی اما سبک وزن کمک کند. همچنین از نیتروژن به عنوان گاز کمکی در کاربردهای برش لیزر استفاده می شود.
اکسیژن، سوخت مایع موشک
اکسیژن مایع در موشک به عنوان سوخت مایع مورد استفاده قرار می گیرد. کاربرد آن به عنوان مایع اکسیدکننده می باشد. همچنین اکسیژن گازی برای پشتیبانی از احتراق سوخت موشک تأمین می گردد.
گاز هیدروژن
هیدروژن به عنوان سوخت و منبع انرژی جدید در موشک ها به کار می رود. همچنین از آن برای آنیل کردن استفاده می شود.
کاربرد گاز هلیوم در غواصی
در غواصی از گاز هلیوم در ترکیب با گاز اکسیژن استفاده می شود تا به از بین بردن نیتروژن کمک کرده و ضمن کاهش مقاومت بدن برای تنفس در عمق، مدت زمان لازم برای رفع فشار را نیز کاهش دهد. این مخلوط که به عنوان «هلیوکس» شناخته می شود، به غواصان اجازه می دهد تا برای مدت طولانی تری غواصی کرده و به نقاط عمیق تری سفر کنند.
هر چه غواصی عمیق تر باشد، غلظت هلیوم نیز بیشتر شده و به غواصان اجازه می دهد بیشتر اکتشاف کنند.
کاربرد گاز دی اکسید کربن در کاغذ سازی
دی اکسید کربن یکی دیگر از انواع گازهای صنعتی است که در صنعت خمیر و کاغذ برای کنترل سطح PH مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین شستن مواد قهوه ای و سفید کننده از جمله دیگر موارد کاربرد این گاز در صنایع سلولزی می باشد.
کاربرد گازها در خودروسازی و پیمانکاری
گاز هلیوم
از گاز هلیوم برای آزمایش قطعات مهم اتومبیل مانند مبدل های حرارتی رادیاتور، قطعات تهویه مطبوع، مخازن سوخت و مبدل گشتاور استفاده می شود تا از کیفیت آن ها اطمینان حاصل گردد. همچنین در ترکیب با گاز آرگون به عنوان منبع تورم در کیسه های هوا استفاده می شود.
گاز آرگون
گاز آرگون در ترکیب با سایر گازها برای جوشکاری قطعات خودرو استفاده می شود. همچنین محیطی بدون اکسیژن و ازت برای فرآیندهای بازپخت فراهم می کند و یک عنصر اساسی در کیسه های هوا است.
گاز نیتروژن
گاز نیتروژن توانایی بالایی در تهیه فضای مورد نیاز برای تولید جوش کافی با هر ماده دارد. به همین علت برای ساخت قطعات خودرو، فریم، صدا خفه کن و سایر اجزای سازنده از نیتروژن در ترکیب با سایر گازهای جوشکاری استفاده می شود. همچنین یک عنصر مهم ایمنی در کیسه های هوا است.
گاز اکسیژن
گاز اکسیژن به عنوان گاز برش پلاسما، یک گاز کمکی برای برش لیزر، استفاده می شود. همچنین در برخی موارد به مقدار کم و کاملا کنترل شده به گازهای محافظ اضافه می شود.
گاز هیدروژن، سوخت جایگزین بنزین
هیدروژن به عنوان یک واکنش دهنده با اکسیژن برای ایجاد سطوح شفاف فولادی مورد استفاده قرار می گیرد. وقتی این گاز به عنوان سوخت جایگزین مورد استفاده قرار می گیرد، نقش اساسی در کاهش انتشار ناخواسته گازهای گلخانه ای و اثر گلخانه ای دارد. هدف گذاری شده است که تا سال ۲۰۳۰ در ۴۰ درصد اتومبیل ها از این سوخت جایگزین استفاده شود. به همین علت گفته می شود که در آینده ای نزدیک، هیدروژن به عنوان سوخت جایگزین بنزین معرفی خواهد شد. در برخی از کشورهای اروپایی نیز هم اکنون جایگاه هایی برای تامین این سوخت ایجاد شده است.
گاز استیلن و خودروسازی
گاز استیلن به عنوان یک عنصر کلیدی در پروسه عملیات حرارتی(carburizing) در فشار کم استفاده می شود. این امر برای تولیدکنندگان خودرو، منبعی برای ایجاد لایه ای از کربن روی سطح قطعات فولادی جهت مقاومت در برابر سایش به حساب می آید.
کاربرد گازها در صنایع شیمیایی
در صنایع شیمیایی ممکن است دو یا چند ماده در کنار هم قرار بگیرند که امکان انفجار آن ها ناشی از ترکیب شدن با یکدیگر وجود دارد. در چنین شرایطی می توان از گازهای صنعتی خاصی به عنوان حائل میان این مواد استفاده نموده و مانع از احتراق و انفجار شد. گاز نیتروژن، یکی از همین گازها است که در صنایع شیمیایی به وفور مورد استفاده قرار می گیرد.
کاربرد گازها در صنایع غذایی
خشک کردن انواع دانه های کشاورزی و انجماد سریع مواد غذایی مثل گوشت، مرغ و سبزیجات از جمله موارد کاربرد گازها در صنایع غذایی می باشد. انجماد سریع مواد غذایی موجب می شود تا حتی پس از یخ زدایی و ذوب شدن نیز کیفیت محصولات به خوبی حفظ شده باشد.
از طرف دیگر، خشک کردن دانه های کشاورزی یکی دیگر از موارد کاربرد گازها در این حوزه می باشد. به عنوان مثال، گاز نیتروژن نقطه شبنم مناسبی دارد که آن را به انتخابی مناسب برای انجام این کار تبدیل کرده است.
کاربرد گازها در تحقیقات و فناوری
کالیبراسیون دستگاه ها، اقدام مهمی است که باید در تمام مراکز تحقیقاتی انجام شود تا میزان خطای دستگاه ها مشخص شده و دقت آن ها تنظیم شود. همچنین در دستگاه های کروماتوگرافی نیز باید از گازهای صنعتی استفاده شود تا بتوان به عملکرد مناسبی از آن ها دست یافت.
کاربرد گازها در صنایع نفت و گاز
برای انتقال مواد در مسیرهای مختلف پالایشگاه باید مخازن، تانک و لوله های استاندارد استفاده شود. نکته حائز اهمیت در این رابطه، عدم وجود اکسیژن در طول مسیر است. برای جلوگیری از ترکیب شدن اکسیژن با این مواد از گاز نیتروژن استفاده می شود. جایگزین کردن این دو گاز از خطرات احتمالی جلوگیری نموده و به انتقال بهتر مواد در طول مسیر کمک می کند.
در زندگی ما از گاز چه استفاده هایی می شود؟
در این مطلب به بررسی کاربرد گازها در صنایع مختلف پرداختیم. بسیاری از محصولات تولید شده توسط این صنایع، اقلامی هستند که ما به صورت روزمره در حال استفاده از آن ها هستیم.
اغلب گازها توسط شرکت های تولید گاز در کارخانه ها تولید شده و به یکی از سه روش اصلی زیر در اختیار مشتریان قرار می گیرند:
- خط لوله گازی
- مایع در مخازن
- سیلندر گاز
اطلاعات تکمیلی برای خرید هر یک از گازها از طریق صفحه مربوط به همان محصول خدمت شما ارائه شده است. همچنین جهت کسب اطلاعات بیشتر و ثبت سفارش می توانید با ما تماس بگیرید. کارشناسان ما آماده پاسخگویی به سوالات شما هستند.