الزامات مربوط به آزمایش گاز و استفاده از وسایل حفاظت فردی در فضای بسته

1-آزمایش گاز

آزمایش گاز باید توسط یک فرد صلاحیت دار انجام شود تا خطرات فضای بسته را ارزیای کند و تایید کند که فضای بسته برای ورود ایمن است.

هرگز از حس بویایی جهت تعیین ایمن بودن اتمسفر داخل یک فضای بسته استفاده نکنید.

بسیاری از گازها و بخارات قابل اشتعال و سمی بی بو و بی رنگ هستند.

2-ترتیب آزمایش گاز

مرحله اول: درصد اکسیژن را تعیین ( قرائت) کنید.

مرحله دوم: درصد گاز قابل اشتعال را قرائت تعیین کنید .

مرحله سوم: درصد گاز سمی را تعیین ( قرائت) کنید.

ابتدا باید درصد اکسیژن محیط تعیین شود زیرا عملکرد دستگاه های  گازیاب برای تعیین درصد گاز قابل اشتعال به درصد اکسیژن محیط بستگی داردو در محیطی با کمبود اکسیژن مقدار گاز اتشگیر نشان داده شده اشتباه است.

سنجش گازهای قابل اشتعال اولویت دوم را دارد زیرا تهدیدات ناشی از آتش و انفجار هم سریع تر و هم شدیدتر از خطر سمیت اکثر گازها و بخارات است. اگر سنجش گازها و بخارات سمی ضروری است ، آنها را در اولویت آخر انجام دهد.

ترتیب سنجش گاز عبارتند از:

1.اکسیژن   2. قابلیت آتشگیری     3. سمیت

3. سنجش اکسیژن

اصول کاربردی

اکثر حسگرهای اکسیژن بر اساس اصول الکتروشیمیایی کار می کنند. به این ترتیب که اکسیژن از یک غشاء پلاستیکی ه داخل سلول الکتروشیمیایی نفوذ کرده و موجب تولید یک جریان ضعیف بین کاتد (طلا) و آند (سرب) می شود. این سیگنال ، تقویت شده و ابزار نمایشگر و واحد آلارم انتقال داده می شود.

سل الکتروشیمیایی:

محلول الکترولیت برای ایجاد سیگنال خروجی نیازمند گاز معینی ( مانند اکسیژن)است. سایر گازها چنین اثری ایجاد نمی کنند. به محض ورود اکسیژن وارد سل ، سیگنالی متناسب با مقدار گاز ورودی تولید می شود.

درصد اکسیژن نرمال 8/20 درصد است یعنی عددی که دستگاه آزمایش باید نشان دهد اگر عدد کمتر از 8/20 درصد نشان داده شود بیانگر این است که هوا دارای گازهای بی اثر و یا آلاینده های آتشگیر و سمی است . در این شرایط برای تعیین مقدار گاز بی اثر و یا آلاینده های آتشگیر و سمی از فرمول زیر استفاده می شود: (فرمول در فایل پیوستی می باشد)

که در آن X = درصد حجمی اکسیژن ( عددی که دستگاه آزمایش گاز نشان می دهد) و Y = درصد گاز آلاینده می باشد.

برای مثال اگر X = 19% باشد گاز آلاینده Y برابر است با 7/8 درصد.

نکته: کاهش 8/1 درصدی اکسیژن هوا به محض حضور 7/8 درصد بخار یا گاز آلاینده در هوا می باشد.

آلاینده های موجود در هوا موجب کاهش درصد اکسیژن و نیتروژن نرمال می شود. با قرائت عددی که دستگاه آزمایش گاز نشان می دهد می توان درصد آلاینده های موجود در هوا را محاسبه کرد.

آلاینده چیست؟

آلاینده می تواند گاز بی اثر ، قابل اشتعال و یا سمی باشد. برای تعیین نوع الاینده ، آزمایش های دیگری نیاز است .

اتمسفر غنی از اکسیژن

اگر درصد اکسیژن سنجش شده از 8/20 درصد بیشتر باشد احتمال قریب به یقین نشتی اکسیژن از یک کپسول یا منبع اکسیژن نزدیک وجود دارد. چنین شرایطی معادل خطر اتمسفر غنی از اکسیژن ( یعنی اکسیژن بیشتر از 5/23 درصد حجمی هوا) است که موجب آتش گرفتن آسان و شدید لباس ، مو و مواد نفتی می شود. به خاطر بسپارید که:

• هرگونه نشتی اکسیژن را شناسایی و حذف کنید.
• هرگز از اکسیژن خالص برای تهویه استفاده نکنید.
• هرگز ظروف تحت فشار را داخل فضاهای بسته نگهداری و انبار نکنید.

محدودیت های دستگاه سنجش اکسیژن

• آند (سرب) به مرور زمان مصرف می شود و حسگر را باید هر 1تا2 سال عوض کرد.
• آنالیزور اکسیژن در مواجهه طولانی با گازهای اسیدی مانند دی اکسید کربن ممکن است آسیب ببیند. بنابراین برای استفاده دائم در اتمسفرهایی که دارای بیش از 25 درصد دی اکسید کربن است توصیه نمی شود.
• الکترولیت موجود در سل الکتروشیمیایی در دمای کمتر از 20- درجه سانتیگراد یخ می زند.

هرگاه درصد اکسیژن قرائت شده از دستگاه سنجش اکسیژن کمتر از 20 درصد باشد ، اتمسفر باید خطرناک قلمداد شده و بیشتر بررسی شود خواه دستگاه اشتباه نشان داده باشد و خواه آلاینده ای در هوا موجود باشد.

3- آزمایش گازهای قابل اشتعال

اکثر دستگاه های سنجش LEL  قابل حمل از نوع کاتالتیکی که در زیر شرح داده می شود هستند.

در اینجا احتراق کنترل شده اتفاق می افتد یعنی :

گرما+ بخارآب + در اکسید کربن → گاز یا بخار قابل اشتعال + اکسیژن

نمونه ای از انفجار سنج کاتالیستی

اصول کاری

پل وتسون در شرایط عاری از گاز قابل اشتعال و دمای طبیعی متعادل می شود. به این ترتیب که هوای تمیز را چند بار از داخل دستگاه عبور می دهند و جریان الکتریکی ایجادشده به دلیل این هوای تمیز به عنوان مبنا قرار می گیرد. به این ترتیب دستگاه خود را متعادل یا تنظیم می کند.دستگاه هر بار قبل از استفاده این کار را انجام می دهد. بنابراین واجب است همیشه این دستگاه را در جایی که هوا تمیز و عاری از مواد اتشگیر و سمی است روشن کنیم تا در این شرایط خود را متعادل یا تنظیم کند. نمونه به وسیله بالن مکنده به داخل دستگاه کشیده می شود. برای جلوگیری از نفوذ گرمای ناشی از کارکرد دستگاه به هوای محیط ، در ورودی و خروجی دستگاه گازیاب باید پس زننده شعله وجود داشته باشد.

بعد از اینکه مخلوط قابل اشتعال به فلامینت پلاتینوم کاتالیتکی داغ ( به عنوان بخشی از پل وتسون) برخورد کرد می سوزد و دمای فیلامنت را بالا می برد. افزایش دمای فیلامنت موجب افزایش مقاومت آن متناسب با گرمای آزاد شده ناشی از احتراق نمونه می شود. گرمای آزاد شده ناشی از احتراق نمونه نیز ارتباط مستقیم با غلظت ماده قابل اشتعال دارد. در نتیجه افزایش مقاومت فیلامنت تعادل پل وتسون به هم می خورد .

مقیاس این دستگاه مستقیما بر اساس LEL % ( درصد حد پایین انفجار) کالیبره شده است و عددی که از دستگاه قرائت می شود نیاز به تبدیل واحد ندارد زیرا مستقیما درصدی از LELمی باشد.

عمل مکش تا زمانی انجام می شود که بیشترین عدد قرائت شود. توجه شود: از آنجایی که این دستگاه خود را کالیبره می کند باید بعد از هر بار سنجش گاز بالن آن را دریک هوای تمیز حداقل 5 بار فشار داد.

 احتیاط ها و محدودیت ها

• برای اطمینان از احتراق در انفجارسنج ، نمونه باید دارای درصد مناسبی از اکسیژن ( حدود 8/20) باشد.

بنابراین ، هرگز انفجار سنج را در اتمسفر خنثی استفاده نکنید مگر اینکه دستگاه مجهز به یک شیر اضافی برای تامین هوای احتراق باشد. مانند دستگاه Tank-Scope  . در هر صورت همیشه اکسیژن باید اول سنجش شود.

به یاد داشته باشید که این دستگاه ها LEL % را اندازه گیری می کنند نه غلظت واقعی ماده قابل اشتعال را. در واقع آنها غلظت بالاتر از LEL را نمی توانند اندازه گیری کنند. در غلظت های بالاتر از LEL عقربه دستگاه سریع تغییر حالت داده و به صفر بر میگردد و مقدار گاز قابل اشتعال صفر در نظر گرفته شده و شرایط به اشتباه ایمن فرض می شود. هرچند نتایج سنجش اکسیژن راهنمایی برای پی بردن به مقدار گاز قابل اشتعال موجود در هوا می باشد.

رنج اندازه گیری اکثر دستگاه های سنجش گاز فقط کسری از LEL است . برای نمونه رنج اشتعال گاز متان بین 5 درصد (LEL ) تا 15 درصد (UEL) حجمی هوا می باشد که فقط 5 درصد اول آن توسط دستگاه های آزمایش گاز پایش می شود.

ممکن است دستگاه سنجش گاز به وسیله بعضی مواد مسموم و غیر فعال شده و بنابراین صحت آن تغییر کند. تعدادی از این مواد عبارتند از:

• ترکیبات هالوژنه مانند خاموش کننده های BCF می توانند باعث غیرفعال شدن فیلامنت شوند.
• حضور ترکیبات ضد تق تق مانند تترا ایتل سرب ( TEL) و تترا میتل سرب ( TML ) می توانند منجر به از بین رفتن دائمی حساسیت دستگاه شوند.
• ترکیبات فرار گوگرد، سرب و جیوه باعث آسیب غیرقابل برگشت به فیلامنت پلاتینوم می شود.
• در سنجش گاز استیلن دستگاه نباید دارای قطعه مسی باشد.
• سیلیکونها باعث پوشش فیلامنت و از بین رفتن حساسیت دستگاه شوند.
• از لوله های نمونه گیری توصیه شده به وسیله سازنده استفاده کنید زیرا احتمال جذب هیدروکربن ها از هوای نمونه به لوله پلاستیکی و یا پلاستیکی و در نتیجه خطای در سنجش گاز آتشگیر وجود دارد.
• کالیبراسیون: اگر انفجارسنج بر اساس پنتان کالیبره شود در هنگام سنجش گاز هیدروژن یا مونوکسید کربن ، 80-70 درصد مقدار را بیشتر از مقدار واقعی نشان می دهد و در هنگام سنجش بخارات زالین مقدار را 50 درصد کمتر از مقدار واقعی نشان می دهد.
• نوسانات دمایی: اتیل الکل به راحتی در شرایط محیطی تبخیر شده و اثر سردشوندگی آن موجب خطا به دست گزارش مقدار کمتر آن می شود. مثلا دستگاه گازیاب غلظت معادل LEL از اتیل الکل را به دلیل خاصیت خنک کنندگی آن ، LEL 66% نشان می دهد.
• مواد دارای نقطه جرقه زنی بالا مانند روغن روان کاری ، نفت کوره و نفت گاز معمولا در حین کارهای تعمیراتی گرم شده و اتمسفر قابل اشتعال ایجاد می کنند. اگر آزمایش گازهای قابل اشتعال فقط قبل از شروع به کار انجام شود و به صورت دائمی نباشد، این اتمسفر آتشگیر ایجاد شده در حین کار قابل شناسایی نیست. همچنین اگر آزمایش گاز در حین کار انجام شود ممکن است انفجار سنج قادر به سنجش بخارات گرم مواد دارای نقطه جرقه زنی بالا نباشد، زیرا آنها در لوله نمونه گیری میعان می شوند. تبخیر ماده ای با نقطه جرقه زنی بالاتر از دمای محیط و ایجاد LEL و در نتیجه سنجش آن در این مقدار تقریبا نادر است . انجام برشکاری روی تجهیزی که فقط دارای 50 میلی لیتر نفت است به علت تبخیر نفت می تواند موجب تشکیل بخارات قابل اشتعال شود. وسایل سنجش گاز همیشه کاملا قابل اعتماد نیستند. بازرسی بصری شرایط باید انجام شود.
• نشتی هوا به درون دستگاه از اتصالات شل می تواند موجب اثر رقتی شده و غلظت قابل اشتعال کمتر گزارش شود.

اگر فضایی دارای گاز خنثی مثل نیتروژن است جهت سنجش گاز قابل اشتعال از انفجار سنج استفاده نکنید چون این دستگاه برای عملیات نرمال به اکسیژن نیاز دارد. برای چنین محیط هایی از دتکتورهای مادون قرمز IR استفاده کنید.

5-3 سنجش بخارات سمی

اصول کاری

این وسیله از یک پمپ آکاردئونی و لوله گازیاب مناسب برای ترکیب سمی مورد سنجش تشکیل شده است. این آزمایش یک نمونه برداری ساده است و از واکنش تغییر رنگ استفاده می کند.

روش کار

• سرلوله گازیاب گازیاب را بشکنید.
• لوله را در جهت فلش روی آن وارد پمپ کنید.
• به کمک پمپ هوا را از لوله عبور دهید.
• هر پمپاژ معادل 100 میلی لیتر هوای عبوری است.
• تعداد پمپاژهای مورد نیاز روی لوله گازیاب نوشته شده است.
• دو روش برای ارزیابی نتایج وجود دارد ( روش ارزیابی نتایج هر لوله داخل کاتالوگ آن ارائه شده است)

1-با N بار پمپاژ یک رنگ پدیدار می شود که طول این رنگ بیانگر غلظت ماده می باشد.

2- برای بدست آمدن یک طول معین از رنگ ، عمل پمپاژ را X بار انجام دهید که X بیانگر غلظت ماده می باشد.

مزایا

مهم ترین مزایای این لوله ها عبارت است از کاربرد آسان و سرعت عمل بدست آوردن مقادیر کمی غلظت یک ماده.

محدودیت ها

• صحت این روش%20 ± است. بنابراین در بهترین حالت یک آزمایش رد/قبول است. جواب منفی معمولا به عنوان کمتر از حد قابل قبول تشخیص در هنگام ورود به فضای بسته ثبت می شود و جواب مثبت به مفهوم ممنوع بودن ورود به فضای بسته می باشد.
• باید در جای خنک نگهداری شوند. هر لوله دارای یک طول عمر نگهداری و انباراست که معمولا 2 سال است ، هر چند توصیه می شود از 6 ماه بیشتر نشود.

سایر انواع دتکتورهای شیمیایی

الکتروشیمیایی :

الکتروشیمیایی : که قبلا در مورد اکسیژن شرح داده شد.

مادون قرمز: گازسنج های مادون قرمز اشعه ای را به نمونه گازی تابش می کنند. اگر گاز مورد نظر در آن نمونه وجود داشته باشد قسمتی از طیف اشعه تابشی جذب آن می شود که میزان جذب متناسب با غلظت گاز است. همچنین طیف جذبی هر گاز هم فرق می کند.

نوار کاغذی : در این روش از نوارهای کاغذی آغشته به مواد شیمیایی جهت تشخیص اختصاصی و با صحت بالای گازهای سمی استفاده می شود. این کاغذها نیز مانند کاغذ لیتموس در برخورد با یک گاز معین تغییر رنگ می دهند که توسط فتوسل، آنالیز شده و به غلظت گاز تبدیل می شود.

تعداد زیادی گازسنج به صورت قابل حمل و ثابت وجود دارد که می توانند گازهای معمولی شامل H2S, CO ,CO2  و بنزن را اندازه گیری کنند. برای اطمینان از صحت اندازه گیری ، این دستگاه ها باید به طور منظم کالیبره شده و در حفظ نگهداری آن دقت شود. توجه کنید که یکی از قطعات حساس این دستگاه که به راحتی خراب می شود حسگرها می باشد.

3-6 . کالیبراسیون و نگهداشت

دستگاه های گازسنج و متعلقات آنها را باید به صورت دوره ای بر طبق دستورالعمل شرکت سازنده کالیبره و بازرسی کرد. مدت اعتبار کالیبراسیون باید روی هر دستگاه نشان داده شود و مستندات آن نگهداری گردد.

سنجش گاز

قبل از ورود به هر فضای بسته ای ، سنجش گاز باید در نقاط مناسبی از آن توسط فرد صلاحیتدار انجام شود. اگر فضای بسته بزرگ باشد سنجش گاز باید در چندین نقطه آن انجام شود. مدت زمان سنجش باید حداقل برابر مدت زمان پاسخ دستگاه که توسط شرکت سازنده اعلام شده باشد.

در هر فضای بسته ای اولین سنجش گاز باید در بیرون از فضای بسته انجام شود به این ترتیب که پراب یا لوله نمونه گیری دستگاه را داخل فضای بسته گذاشته و از بیرون قرائت می کنیم . همیشه از درز دهانه آدم رو لوله نمونه برداری را وارد فضا کنید و یا درپوش دهانه را کمی به سمت باد باز کنید( در حالی که فرد نمونه گیر پشت به باد قرار دارد) . هرچند مطمئن شوید که فرد نمونه گیر در صورت نیاز به وسایل حفاظت تنفسی به طور کافی حفاظت شده و یا یک نفر او را همراهی می کند.

آزمایش اتمسفرهای لایه ای :

هنگامی که آماده سازی برای ورود به یک فضای بسته مستلزم پایین رفتن در یک اتمسفر احتمالا لایه ای است ، به ازای هر 4 فوت ( 22/1 متر ) حرکت به سمت پایین باید یک بار  و در همه جهات آزمایش گاز از لوله نمونه برداری استفاده می شود سرعت پایین رفتن فرد ازمایش کننده باید آهسته باشد تا سرعت نمونه گیری و پاسخ دتکتور عقب نماند.

بعضی از گازها و بخارات از هوا سنگین تر هستند و در کف فضای بسته جمع می شوند و بعضی از آنها از هوا سبک تر هستند و در قسمت بالای فضای بسته تجمع می یابند. به دلیل تفاوت دانسیته گازهای سمی مختلف در سطوح مختلف فضای بسته ( یعنی بالا ، وسط و پایین ) باید آزمایش گاز انجام شود.

نکته : فرد صلاحیتدار آزمایش گاز کسی است که چگونگی استفاده از یک دستگاه آزمایش گاز معین را آموزش دیده باشد. ولی مسئولیت اینکه چه گازی و در کجا آزمایش شود با صادر کننده مجوز ورود به فضای بسته است.

سایر احتیاط ها

• احتراق ( جوشکاری ، برشکاری ، گرمایش و موتورهای بنزینی و گازوئیل ) و اکسیداسیون ( زنگ زدن آهن ) می توانند خطراتی را در فضای بسته ایجاد کنند . این فرایندها یا اکسیژن فضا را مصرف می کنند و یا محصولات احتراق بعضی از آنها جایگزین اکسیژن شده و کمبود اکسیژن ایجاد می کنند.
• برشکاری پیچ های کادمیومی بخارات سمی تولید می کند.
• بعد از شروع کار ، فضای بسته را مرتبا آزمایش گاز کنید چون شرایط داخلی آن به دلایلی مانند احتراق ، نشتی، فرایندهای نظافت و غیره دائما در حال تغییر است.
• حتی بعد از Purge یک مخزن خالی ، گازها و بخارات سمی و آتشگیر می توانند از دیوارهای اسفنجی واجذب شوند و یا از لجن داخل آن و یا حلال های مصرفی آزاد شوند. همچنین ممکن است در اثر واکنش شیمیایی بین حلال ( مورد استفاده در نظافت ) و لجن داخل فضای بسته گازها و بخارات سمی و آتشگیر آزاد شود.

عملیات جوشکاری در فضای بسته مستلزم تهویه موضعی است. حداقل اکسیژن لازم در محیط کار 19.5 درصد حجمی هواست که از مقدار نرمال آن بین 21 درصد حجمی هوا خیلی فاصله ندارد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید

مطالب هم گروه:

مجوز ورود به فضای بسته

کلیات فضای بسته (Confined space)