سیستم‌های تشخیص گاز ثابت و پرتابل: تفاوت‌ها و کاربردها

نشت گاز یکی از جدی‌ترین خطرات در تأسیسات نفت، گاز و پتروشیمی است. هیدروکربن‌های قابل اشتعال می‌توانند اتمسفر انفجاری ایجاد کنند، سولفید هیدروژن در غلظت‌های پایین هم کشنده است و کمبود اکسیژن در فضاهای بسته هیچ نشانه هشداردهنده‌ای ندارد. یک راهبرد مؤثر تشخیص گاز، دو رویکرد مکمل را با هم ترکیب می‌کند: سیستم‌های ثابت که محدوده‌ها را به‌طور پیوسته پایش می‌کنند و گازسنج‌های پرتابل که از تک‌تک افراد محافظت می‌کنند.

مفاهیم کلیدی: LEL، گازهای سمی و اکسیژن

حد پایین انفجار (LEL)

LEL کمترین غلظتی از یک گاز قابل اشتعال در هواست که می‌تواند مشتعل شود. دتکتورهای گاز قابل اشتعال معمولاً قرائت را به‌صورت درصدی از LEL نمایش می‌دهند. برای مثال LEL متان بسته به استاندارد مرجع حدود ۴٫۴ تا ۵ درصد حجمی است و ۱۰۰٪ LEL معادل همین غلظت است. آلارم‌ها معمولاً بسیار پایین‌تر از این نقطه، اغلب در ۱۰ و ۲۰ درصد LEL، تنظیم می‌شوند تا فرصت کافی برای اقدام وجود داشته باشد.

گازهای سمی

گازهای سمی مانند H2S، مونوکسید کربن، کلر، آمونیاک و دی‌اکسید گوگرد بر حسب ppm (قسمت در میلیون) اندازه‌گیری می‌شوند. نقاط تنظیم آلارم باید بر اساس حدود مجاز مواجهه شغلی، یعنی میانگین وزنی زمانی (TWA) و حد مواجهه کوتاه‌مدت (STEL)، مطابق مقررات ملی و دستورالعمل‌های شرکت تعیین شوند.

اکسیژن

هوای معمولی ۲۰٫۹ درصد اکسیژن دارد. دتکتورها هم برای کمبود اکسیژن، مثلاً در اثر پاکسازی مخازن با نیتروژن، و هم برای افزایش آن که خطر آتش‌سوزی را بالا می‌برد، آلارم می‌دهند.

سیستم‌های تشخیص گاز ثابت

سیستم‌های ثابت از دتکتورهایی تشکیل شده‌اند که به‌طور دائم در نزدیکی منابع احتمالی نشت و محل‌های تجمع گاز نصب می‌شوند و به کنترلر، PLC یا سیستم آتش و گاز (F&G) متصل هستند. با تشخیص گاز، سیستم می‌تواند به‌طور خودکار آلارم دهد، تهویه را راه‌اندازی کند، شیرهای توقف اضطراری را ببندد یا منابع اشتعال را قطع کند.

فناوری‌های رایج

• سنسورهای کاتالیتیک (Pellistor) برای گازهای قابل اشتعال: مقرون‌به‌صرفه، اما برای کار به اکسیژن نیاز دارند و ممکن است در اثر سیلیکون‌ها و برخی ترکیبات دیگر مسموم شوند.
• دتکتورهای نقطه‌ای مادون قرمز (IR) برای هیدروکربن‌ها: مصون از مسمومیت و مناسب اتمسفرهای بی‌اثر، هرچند هیدروژن را تشخیص نمی‌دهند.
• دتکتورهای Open-Path که یک مسیر دید را در عرض محوطه فرآیندی یا در امتداد حصار پایش می‌کنند.
• سنسورهای الکتروشیمیایی برای گازهای سمی و اکسیژن.

در کنار دتکتورهای گاز ثابت معمولاً از دتکتورهای شعله (UV، UV/IR یا IR چندطیفی) استفاده می‌شود که آتش شعله‌ور را تشخیص می‌دهند. این دو با هم لایه حفاظتی آتش و گاز واحد را تشکیل می‌دهند.

گازسنج‌های پرتابل

گازسنج پرتابل روی لباس و در ناحیه تنفسی فرد قرار می‌گیرد و همه‌جا همراه اوست. دستگاه‌های تک‌گازه، معمولاً برای H2S یا CO، کوچک و ساده‌اند؛ گازسنج‌های چندگازه معمولاً LEL، اکسیژن، H2S و CO را هم‌زمان اندازه می‌گیرند و برای سایر گازهای سمی یا ترکیبات آلی فرار نیز سنسورهای اضافی دارند.

کاربردهای متداول

• تست پیش از ورود و پایش پیوسته در فضاهای بسته، با گازسنج پمپ‌دار برای نمونه‌برداری از بیرون فضا
• صدور مجوز کار گرم و تست گاز پیش از جوشکاری یا برشکاری
• تعمیرات، باز کردن خطوط و کار در محدوده‌هایی که پوشش دتکتور ثابت ندارند
• حفاظت شخصی اپراتورها در بازدیدهای روزانه

مقایسه ثابت و پرتابل در یک نگاه

تست Bump و کالیبراسیون

به گازسنجی که تست نشده نمی‌توان اعتماد کرد. دو فعالیت نگهداری ضروری است:

• تست Bump: قرار دادن کوتاه‌مدت دستگاه در معرض غلظت معلومی از گاز برای اطمینان از پاسخ سنسورها و فعال‌شدن آلارم‌ها. بسیاری از سازندگان انجام تست Bump را پیش از استفاده روزانه از گازسنج‌های پرتابل توصیه می‌کنند.
• کالیبراسیون: تنظیم قرائت دستگاه با گاز کالیبراسیون دارای گواهی، در بازه‌های اعلام‌شده توسط سازنده و هر زمان که تست Bump ناموفق باشد.

دتکتورهای ثابت نیز به کالیبراسیون دوره‌ای و تست عملکردی کل زنجیره، از سنسور تا آلارم و اقدام اجرایی، نیاز دارند. ایستگاه‌های داکینگ خودکار، تست Bump و کالیبراسیون گازسنج‌های پرتابل را سریع‌تر می‌کنند و سوابق لازم برای ممیزی را نیز ثبت می‌کنند.

انتخاب ترکیب مناسب

تشخیص گاز ثابت و پرتابل جایگزین یکدیگر نیستند. سیستم ثابت به‌طور شبانه‌روزی از واحد و تأسیسات محافظت می‌کند و گازسنج پرتابل از فرد، در هر جایی که کار می‌کند. فلسفه تشخیص گاز واحد شما باید محل نصب دتکتورها را بر اساس منابع نشت و چگالی گاز تعیین کند، سطوح آلارم را مشخص کند و کارهایی را که به پایشگر شخصی نیاز دارند، تعریف کند.

مشاوره تخصصی تشخیص گاز

هامون دتکتورهای گاز ثابت و پرتابل، دتکتورهای شعله و لوازم کالیبراسیون را از برندهایی مانند MSA و Honeywell تأمین می‌کند. نقشه واحد یا الزامات تشخیص گاز خود را با تیم HSE ما در میان بگذارید تا مشاوره فنی و پیشنهاد قیمت رقابتی دریافت کنید.