ГОСТ IEC 60079-29-2-2013 Взрывоопасные среды. Часть 29-2. Газоанализаторы. Требования к выбору, монтажу, применению и техническому обслуживанию газоанализаторов горючих газов и кислорода (с Поправкой)

     4 Основная информация о свойствах, характеристиках и возможности определения газов и паров

4.1 Определение газов и паров

4.1.1 Общие положения

В данном разделе описаны различия между газами, которые остаются в газообразном состоянии при обычных значениях давления и температуры окружающей среды, и парами, которые могут существовать в жидком состоянии при рассматриваемых значениях давления и температуры.

Эффективная работа газоанализаторов горючих газов зависит не только от их готовности к работе, но и от правильного использования их по назначению.

Характеристики газоанализаторов, их готовность к использованию, как и знакомство пользователя с ограничениями, связанными как с принципами действия датчиков, так и с особенностями конкретной конструкции, не могут сами по себе дать гарантию, что использование газоанализаторов должным образом защитит технический персонал, рабочие зоны или места, в которых возможно присутствие горючих газов или паров. Уровень достигнутой безопасности также зависит от самого пользователя, который должен обладать основными знаниями о свойствах газа и пара и связанных с ними явлениях.

Эти знания позволят пользователю определить, какие газы тяжелее или легче воздуха, когда пары тяжелее воздуха или имеют ту же плотность и, следовательно, как могут образоваться их скопления. Если известны направление и скорость движения воздуха, можно рассчитать, как будет происходить распространение взрывоопасной смеси. Также могут существовать причины физического или химического характера, накладывающие ограничения на использование газоанализаторов в конкретном случае, например, особенности градуировки.

Следует принимать во внимание не только те газы и пары, присутствие которых необходимо определить, но и те, которые определять не требуется, но они также могут присутствовать в атмосфере.

Следует также принимать во внимание воздействие влажности и колебаний температуры, особенно когда используют пробоотборные линии и, что более важно, если присутствуют иные пары, кроме паров воды.

Незначительные изменения условий окружающей среды, такие как повышение или понижение температуры, в большинстве случаев не учитываемые, могут сильно повлиять на результат определения, в частности, при наличии жидкостей, выделяющих пары, которые могут конденсироваться в виде тумана снаружи и внутри газоаналитического оборудования.

Пренебрежение этими свойствами газов и паров на любом этапе выбора, установки, ввода в эксплуатацию, обучения, работы и периодического обслуживания любого, самого простого газоанализатора может привести к выдаче ошибочных показаний. Такие показания могут вызвать, с одной стороны, ложное срабатывание сигнализации или неправильное действие, и с другой - отсутствие сигнализации и необходимых выходных сигналов. Подобные факторы могут привести к возникновению риска для жизни и собственности.

Некоторые газы или пары могут вызвать коррозию или другие повреждения определенных видов датчиков. У некоторых датчиков ограничен срок службы. Со временем у них может измениться чувствительность. Это относится к некоторым типам датчиков токсичных газов и кислорода, а также верно для датчиков горючих газов. Это основная причина, по которой необходимо часто проверять чувствительность датчика. Обычно проверку осуществляют с помощью поверочной газовой смеси, подаваемой установленным способом. Оборудование для проведения проверки/градуировки, подходящее для одного типа сигнализаторов, может не подходить для другого типа, поэтому, как правило, требуется специальное обучение персонала.

4.1.2 Правила безопасности при определении содержания горючих газов в местах присутствия технического персонала

При входе в потенциально опасную зону необходимо часто проверять показания газоанализатора. Потенциально опасная зона может уже содержать взрывоопасные газы или быть непригодной для дыхания, в таких случаях персоналу потребуется соответствующее предупреждение.

Газоанализатор выдает показания только для того места, где он установлен, или для точки в начале пробоотборной линии, если таковая используется. Взрывоопасная среда может образоваться в нескольких метрах от точки отбора пробы. Следовательно, необходимо провести несколько измерений со всех сторон рабочей зоны, чтобы удостовериться, что в ней отсутствуют скопления взрывоопасного газа или пара.

Если предполагается, что присутствуют горючие пары, то следует провести отбор пробы на расстоянии 1 см или 2 см от пола. Такие действия могут обнаружить, например, небольшую утечку жидкости на раннем этапе ее возникновения. В таком случае необходимо проверить все ближайшие к источнику утечки углубления.

Показания газоанализатора действительны только на тот момент, когда они считываются. Обстоятельства меняются. Рекомендуется периодически повторять измерения, особенно если предполагается присутствие паров (см. 4.3.2) и повышается температура.

Если в рабочей зоне может присутствовать широкий спектр газов и паров, то с учетом разной чувствительности газоанализатора к компонентам газовой смеси необходимо установить низкое значение порога аварийной сигнализации.

Если существует вероятность присутствия веществ, отравляющих датчик (например, силиконов, этилированного бензина, кислот и т.д.), необходимо чаще проводить проверку чувствительности газоанализаторов с термокаталитическими или полупроводниковыми датчиками.

Контролируя среду на наличие горючих газов и паров, следует также учитывать тот факт, что многие из них, в том числе все пары (за исключением паров воды), токсичны. Могут потребоваться как дополнительные датчики на такие газы и пары, так и дополнительные меры предосторожности.

Если в состав газоанализаторов горючих газов входят также высокочувствительные датчики на отдельные токсичные газы, то такие датчики могут обнаруживать только эти конкретные газы. Как правило, они не способны обнаружить присутствие в атмосфере каких-либо других вредных веществ.

Контроль недостатка кислорода тесно связан с измерением горючих газов. Подробнее это будет обсуждаться в п.(4.4.1-4.4.3). Часто эта функция добавляется в газоанализаторы. Существует множество возможных причин возникновения недостатка кислорода. В некоторых случаях частичной причиной дефицита кислорода является присутствие в анализируемой среде токсичного вещества, что само по себе представляет значительную опасность. В этом случае также необходимо использовать дополнительные датчики и принимать дополнительные меры предосторожности.

Следовательно, когда речь идет о работе во взрывоопасной зоне, рекомендуется специально проверять потенциальную токсичность среды в присутствии лица, ответственного за безопасность проведения работ, специалиста по охране труда или другого лица с подобными полномочиями.

Примечание - В разных странах приняты разные значения, определяющие максимальные допустимые уровни присутствия вредных веществ. Более подробную информацию можно получить в американских перечнях "USA's ACGIN book of TLV's (Threshold Limiting Values)" и "BEIs", где приведены значения ПДК (предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны), или обратиться за ней в Европейскую комиссию по вопросу опасных для жизни химических соединений в промышленной зоне, которая публикует список рекомендованных ПДК. Обе организации ежегодно обновляют данные перечни. В других странах обычно используют одну из этих баз данных как основание для выпуска собственных национальных документов, которые также можно использовать в работе. На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12.1.005, устанавливающий общие санитарно-гигиенические требования к показателям микроклимата и допустимому содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

4.2 Некоторые общие свойства газов и паров

Все газы и пары полностью смешиваются между собой с помощью диффузии или при перемешивании. Смешавшись, они больше не разделяются. Однако некоторые газы и пары при смешении могут вступать между собой в химическую реакцию.

Если содержание какого-то газа или пара увеличивается в одном месте, то это объясняется тем, что данное вещество продолжает откуда-то поступать, а не является следствием того, что другое вещество осаждается.

Как только произошло смешение газов и паров, они остаются не разделенными, если только один из компонентов смеси не удаляется химическим путем или не поглощается, например, угольным фильтром. В случае с парами жидкостей удаление пара из смеси может произойти также при его конденсации вследствие повышения давления и (или) снижения температуры.

Плотность чистых газов и паров пропорциональна их молекулярной массе. При смешении газов и паров не происходит изменения их объема. Следовательно, плотность смесей газов и паров может быть просто выведена из объемных долей и молекулярных масс их компонентов. Если имеются данные об относительной плотности компонентов, то относительная плотность смеси может быть рассчитана на основании объемных долей и относительных плотностей компонентов.

Воздух имеет относительную молекулярную массу, приблизительно равную 29, соответствующую относительной плотности, равной 1. Например, газы с молекулярными массами меньше 29 будут иметь относительную плотность меньше 1 и будут легче воздуха.