Veelgebruikte inerte gassen

Een inert gas reageert niet met zuurstof of een andere brandstof. Hier moet echter wel zorgvuldig mee omgegaan worden, want sommige materialen kunnen onder bepaalde omstandigheden wel reageren met stoom, kooldioxide of zelfs met stikstof. De meest gebruikte inerte gassen zijn:

• Stikstof.
• Koolstofdioxide.
• Stoom: stoom met een druk van meer dan 3 bar kan worden gebruikt als een inert gas omdat het zuurstofgehalte erin meestal verwaarloosbaar is. Daarbij moet wel rekening gehouden worden met condensatie. Condensatie kan leiden tot drukval, waardoor een vacuüm kan ontstaan of er lucht kan binnendringen.
• Rookgassen: rookgassen die ontstaan door verbranding kunnen gebruikt worden als inert gas op voorwaarde dat er voldoende controle is over de zuurstofconcentratie. Daarbij moeten de schommelingen in de zuurstofconcentratie tot een minimum beperkt blijven.
• Edelgassen: het gebruik van edelgassen wordt vanwege de kosten alleen gebruikt bij toepassingen waar geen ander inert gas kan worden ingezet. Helium kan voordelig zijn als inert gas wanneer waterstof wordt gebruikt, aangezien de moleculaire grootte van helium ongeveer gelijk is aan die van de waterstof. Hierdoor kunnen lekkages gemakkelijker worden gedetecteerd.

Belangrijk bij inertisering is de invloed van het zuurstofgehalte op explosieve atmosferen. Er wordt daarom gewerkt met een zuurstofgrensconcentratie (LOC). Deze wordt gemeten door de zuurstofconcentratie te verlagen en de brandstofconcentratie te blijven variëren totdat er geen explosie meer wordt waargenomen. De zuurstofgrensconcentratie is afhankelijk van het type inert gas dat wordt gebruikt, de temperatuur en de druk van het systeem. 

De optimale inertisering voor gas- en dampexplosies wordt bereikt wanneer er zoveel inert gas aan het explosieve mengsel wordt toegevoegd dat het explosieve bereik niet meer kan worden behaald, ongeacht de hoeveelheid lucht of brandstof die wordt toegevoegd. Wanneer zo’n inerte atmosfeer vervolgens in de omgevingslucht vrijkomt, resulteert het niet meer in een explosieve atmosfeer. In tegenstelling tot gas- en dampexplosies, kunnen stofconcentraties niet zo goed gecontroleerd worden. Om die reden kan er alleen gevarieerd worden met de zuurstofconcentratie en niet met de zuurstofgrensconcentratie en stofconcentratie.

Als stoffen en dampen samenkomen, gaan ze vanzelf een hybride mix vormen. De zuurstofgrensconcentratie van zo’n mix is nooit lager dan de laagste waarden van één van beide stoffen of dampen. Wanneer een hybride mix precies ontvlambaar is, is heel lastig te voorspellen. De mix kan namelijk toch ontvlambaar zijn, ook wanneer zowel de stof als de damp onder hun laagste explosiegrens zitten.

Men moet rekening houden met het feit dat sommige stoffen, zoals metalen, beperkte zuurstof hebben voor verbrandingsconcentraties, slechts 2% (v/v). De zuurstofgrensconcentratie zou vastgesteld moeten worden op de manier zoals die is vastgelegd in EN14034-4. Voor veel stoffen is de zuurstofgrensconcentratie ook te vinden in de literatuur, maar daarbij staat vaak niet vermeld welke methode is gebruikt.