Naujos dujų koncentracijos ir sudėties matavimo technologijos

Net jei gamyboje naudojamos pažangiausios ir naujausios technologijos, niekas negali garantuoti, jog neįvyks avarijos ir dėl jos nekils gaisro. Statistika rodo, kad pramonėje apie 30% gaisrų vyksta su sprogimais. Ypatingai pavojingos situacijos žmonių sveikatai, gyvybei ir aplinkai gali susidaryti, jeigu įmonės technologiniame procese naudojamos dujos arba stipriai veikiančios nuodingos medžiagos ir atsiranda jų avarinis nuotėkis. Todėl svarbu nuolat kontroliuoti ir analizuoti technologinių procesų vyksmą gamyboje, nustatyti kenksmingų komponentų koncentraciją.

Dujų nuotėkis – statistiškai nedažnas įvykis

Tačiau tai atsitinka dažniau, nei manoma. Ir jo pasekmės dažnai kraupios. Štai kelios antraštės iš laikraščių apie įvykius, susijusius su dujų nuotėkiu: „Brazilijoje naftos platformoje galingas sprogimas, yra žuvusiųjų“, „Policija patvirtino, kad sprogimą Čekijos sostinėje sukėlė dujų nuotėkis“, „ Supuvusių kiaušinių kvapas iš Prancūzijos jaučiamas net Anglijoje“, „Šri Lankoje dėl nuodingų dujų nuotėkio uždaryta gamykla“, „Tragedija Rusijoje: sprogo dujos Pamaskvės devynaukštyje“, „ Dėl dujų nuotėkio Londone evakuota apie 500 žmonių“, „Technogeninės katastrofos šiurpina pasaulį“ ir pan.

Specialistų tvirtinimu daug nelaimių dėl dujų nuotėkio vyksta buityje. Valstybinės Energetikos inspekcijos duomenimis vien per 2015 m. buvo tirti 5 buityje įvykę nelaimingi atsitikimai, susiję su dujų pavojingais ir kenksmingais veiksniais. Visais atvejais sugriauti statiniai, keli žmonės nuo patirtų traumų mirė ligoninėje.

Pastaruoju metu mokslininkų pripažįstama, kad dujų nuotėkis yra rimtas pavojus ir gyvybei, ir turtui. Kai nuotėkio egzistavimo periodas trumpesnis nei 1 valanda per metus, aplinka priimama kaip saugi.

Kodėl tai atsitinka?

Atsakymas gana paprastas: projektavimo klaidos, netvarkingi įrenginiai, jų senėjimas, žmogaus neatsakingumas, dujų sistemų eksploatavimo taisyklių pažeidimai. Dujų avarinio nuotėkio priežastimi gali būti dujotiekio vamzdynų suirimas dėl korozijos, suvirintų siūlių esant nepakankamai temperatūros kompensacijai trūkis, nekokybiškai atliktas suvirinimas, sriegių sujungimai, nehermetiški dujiniai prietaisai, apsauginių slėgio jungiklių, matuoklių ir jutiklių jungčių pažaidos.

Labiausiai tikėtinos dujų nuotėkio vietos: flanšinės jungtys, vožtuvai, dalys, kurias veikia vibracija, jungtys su apsauginiais arba valdymo įtaisais, sandarinimo detalės, tarp jų pakeičiamų sausintuvų ir filtrų detalės arba paveiktos korozijos klajojančių srovių detalės, mechaninių pažaidų vietos ir pan.

Dujų nuotėkio monitoringo būdai

Dujų nuotėkis gali būti nustatytas:

• prietaisais (dujų indikatoriai, analizatoriai, nuotėkio ieškikliai, jutikliai);
• oro bandinių dujų nuotėkio vietoje cheminės analizės būdu;
• vizualiai, pagal išorinius požymius, tarp jų pagal savitąjį kvapą, neįprastus garsus, pageltusią žolę, žalią sniegą, vandens telkinių paviršiuje susidarančius dujų burbuliukus, kurie padegti dega, ir kt.

Labiausiai paplitęs dujų nuotėkio nustatymas yra tam tikro skaičiaus jutiklių įrengimas vietose, kuriose gali atsirasti nuotėkis. Jutikliai šnekamojoje kalboje dar vadinami detektoriais, davikliais, sensoriais. Jutikliai – tai specialūs prietaisai, ne tik fiksuojantys matuojamųjų parametrų reikšmes, bet ir transformuojantys matuojamuosius parametrus į analoginius ar diskretinius, elektrinius ar pneumatinius signalus, patogius apdoroti valdymo sistema. Priklausomai nuo nuotėkio dujų sudėties matavimo tikslo jutiklio pastatymui ir vietai keliami tam tikri reikalavimai. Čia vadovaujamasi principu: skirtingi tikslai – skirtingi sprendimai.

Dujų analizatorių paskirtis − nustatyti analizuojamų dujų koncentracijas suskirstant į atskirus komponentus.

Problema yra tame, jog nuotėkio dujų koncentracija visuomet aukštesnė prie nuotėkio vietos ir palaipsniui mažėja tolstant nuo jos. Matuojant nutekėjusių dujų koncentracijas, dujos suskirstomos į komponentus, kurie nustatomi iš dujų fizikinio parametro dydžio – tankio, šilumos, emisijos, sugerties, optinių, magnetinių, elektrinių ypatybių, garso greičio ir kt. Tokių tradicinių matavimo technologijų taikymas pakankamai efektyvus dujų įrenginių uždarose vidinėse ertmėse. Tačiau išorės įrenginiuose net labai dideli dujų nuotėkiai greitai išsisklaido ir labai priklauso nuo vėjo krypties, o tai žymiai pasunkina jų aptikimą. Be to, buvo pastebėta, kad gamybos sąlygomis, ypač atšiauraus klimato sąlygomis, galima klaidinga jutiklių veika.

Akivaizdu, kad naudojant atitinkamas technologijas pavojų, atsiradusį dujų sankaupai arba padidėjus jų koncentracijai, galima nustatyti pačioje ankstyvojoje stadijoje. Tai leidžia ženkliai sumažinti stambių avarijų riziką įvairiose pramonės šakose. Tradicinės dujų analizės išoriniuose įrenginiuose sistemos turi sulaukti debesies, kuris gali užsidegti arba neužsidegti, susiformavimo, todėl šiais įrenginiais neužtikrinamas savalaikis dujinio įrengimo išjungimas ir nuostolių išvengimas. ISC kompanijos šiuolaikiniai dujų analizatoriai reaguoja į signalą dujų nuotėkio pradžioje, nepriklausomai nuo vėjo krypties pasikeitimo ir dujų koncentracijos. Taigi, šie prietaisai patikimesni.

Deja, kaip rodo praktika, dujų nuotėkio nustatymas daugumoje organizacijų dažnai užima toli gražu ne pirmąją vietą. Ši techninės saugos šaka, kuria siekiama išvengti mirtinų nelaimingų atsitikimų darbo vietoje, reikalauja didelių lėšų ir laiko sąnaudų.

Saugumą užtikrinantys „Industrial Scientific“ gaminiai ir paslaugos

JAV įsikūrusi „Industrial Scientific“ (ISC) kompanija, kurios atstovas Lietuvoje – UAB „Automatikos sistemų inžinerija“, šiuo metu yra globalus pasaulio dujų nuotėkio aptikimo ir jų naudojimo saugos užtikrinimo sričių lyderis. Pagrindinė kompanijos veiklos kryptis – nešiojami dujų analizatoriai potencialiai pavojingoms aplinkoms, taip pat su jais susijusios programinės įrangos kūrimas, gamyba ir pardavimas. Be to, „Industrial Scientific“ kuria specialias mokymo programas, kurių tikslas – išmokyti įvairių tipų įmonių darbuotojus naudoti dujų aptikimo įrangą kuo efektyviau.

„Industrial Scientific“ siūlo kelių dujų ir vieno kanalo analizatorius, kalibravimo stoteles (angl. docking Station), papildomą įrangą, kalibravimo dujas, taip pat kompleksinius sprendimus apsaugai nuo dujų poveikio užtikrinti, tarp jų „iNet“, „iNet InSite“ ir kitus.

Dujų analizatoriai: sužinoti ir išbandyti

„Industrial Scientific“ kompanijos dujų analizatoriai − tai visų pirma patikimumas, veikos kontrolė ir pasitikėjimas kritinėse situacijose. Darbui pavojingomis sąlygomis kiekvienam įmonės darbuotojui būtini tvirti ir patikimi, apsaugoti nuo drėgmės bei elektromagnetinio lauko poveikio, kompaktiški, garantuoto veikimo dujų jutikliai.

Dujų analizatorių privalumai:

• problemos nustatymas iki jos atsiradimo;
• rizikų, susijusių su dujų nuotėkiu, visiška kontrolė;
• nelaimingų atsitikimų darbe pašalinimas.

Dujų analizatorių panaudojimas:

• deguonies trūkumo (pertekliaus) darbo zonos ore kontrolė;
• degių ir sprogių dujų ir garų stebėjimas gamybinėse patalpose;
• darbo zonos kenksmingų medžiagų ore leistino ribinio kiekio kontrolė;
• darbuotojų saugos užtikrinimas, ženkliai viršijus kenksmingų medžiagų koncentraciją avarinėje situacijoje;
• kenksmingų medžiagų kiekio nustatymas darbo ir sanitarinėse apsaugos zonose atestuojant darbo vietas arba vykdant analitinę oro kontrolę.

Aukštos techninės charakteristikos

„Industrial Scientific“ gaminama įranga pasižymi aukštomis techninėmis charakteristikomis ir gerai užsirekomendavo eksploatuojama daugelyje pasaulio pramonės šakų. Šiuo metu kompanija gamina nešiojamus dujų analizatorius „MX6 iBrid“ ir „Ventis MX4“, vieno kanalo analizatorius „Tango TX1“, „GasBadge Pro“, „T40 Rattler“. Modeliai skiriasi savo dydžiu ir funkcijomis, priklausomai nuo dujų jutiklių skaičiaus ir tipo, prietaiso naudojimo, atvaizdavimo ir sertifikavimo. Dėl vietos stokos panagrinėsime tik kelis dujų analizatorius.

Daugiakomponenčių dujų analizatorius „MX6 iBrid“ atitinka Europos direktyvas ATEX 2006/95/EC ir 94/9/EC, taip pat elektromagnetinio suderinamumo direktyvą 2004/108/EC. Tai pirmas pasaulyje dujų analizatorius su spalvotu LCD ekranu. Dėl to gaunamas geresnis rodmenų matomumas. Yra galimybė vienu metu matyti iki 6 dujų, tarp jų  CO, SO₂, PH₃, NO, CO₂, H₂S, NH₃,    HCl, O₂, Cl₂, HCN, LEL, NO₂, ClO₂, H₂, CH₄CO, ETO, VOC, rodmenis.

Modelis su elektriniu siurbliuku leis paimti mėginį iš sunkiai prieinamų vietų. Tvirtas ir nebijantis smūgių korpusas, iki 24 įvairaus veikimo jutiklių prijungimas, garsinė signalizacija, ilgaamžiškumo (angl. lifetime) garantija, suderinamumas su DS2 Docking Station ™, „iNet DS“ ir iNet ™ priemonių tinklu, leidžia naudotis šių parinkčių privalumais.

„Tango TX1“ − pirmasis pasaulyje labai saugus vieno kanalo analizatorius, kuriame naudojami du vieno tipo jutikliai nustatyti toms pačioms dujoms. Tai difuzijos prietaisas, naudojamas aptikti ir išmatuoti dujų koncentraciją atviroje erdvėje. Priklausomai nuo elektrocheminio jutiklio tipo gali būti matuojama anglies monoksido (CO), vandenilio sulfido (H₂S), azoto dioksido (NO₂) ir sieros dioksido(SO₂) koncentracija. Jei įrengti du vienodi veikiantys jutikliai, jie atlieka dujų koncentracijos matavimus vienu metu ir nepriklausomai, ir „Tango TX1“ veikia naudodamas DualSense™ ISC kompanijos technologiją. Jei įrengtas tik vienas jutiklis arba tik vienas iš jutiklių dirba, prietaisas dirba kaip paprastas dujų analizatorius ir nenaudoja DualSense™ technologijos. „Tango TX1“ matuoja dujų koncentraciją su dviejų sekundžių intervalais ir įrašo duomenis į žurnalą kas dešimt sekundžių. „Tango TX1“ įrengtos kelių lygių perspėjimo ir avarinio pranešimo sistemos, kurios remiasi keliais žmogaus pojūčiais (vaizdiniu ir garsiniu, signalais bei vibracija). Analizatorius pasižymi savikontrolės funkcija, kuri atliekama automatiškai  įjungimo metu. Savikontrolės metu tikrinamas atminties veikimas, baterija ir visi avarinių signalų indikatoriai (garsinis, regos ir vibravimo). Jutiklių tvarkingumas ir įrenginio tikslumas netikrinamas.

Daugiau informacijos apie kompanijos gaminamus dujų analizatorius galite rasti tinklalapyje http://www.indsci.co.uk/en-uk/products/

„Bump“ testai ir analizatorių kalibravimas

„Bump“ testas naudojamas patikrinti analizatorių jutiklių ir signalizacijos veikimą, tačiau neleidžia patikrinti jutiklio tikslumo ir sureguliuoti analizatorių. Bandymų metu kiekvienas jutiklis veikiamas žinoma kalibravimo dujų koncentracija, taip patikrinant teisingą jutiklių reagavimą ir nustatant įrenginio tinkamą veiką.

Bet kurio jutiklio jautris laikui bėgant mažėja. Todėl be reguliaraus kalibravimo prietaiso naudojimo metu jutiklių rodmenys gali netiksliai atspindėti realią dujų koncentraciją. Kalibravimo metu prietaisas savarankiškai  susireguliuoja taip, kad jutikliai išlaiko savo gebėjimą teisingai įvertinti ir tiksliai rodyti dujų koncentraciją. Kai jutiklio rodmenys nukrinta žemiau priimtino lygio, laikoma, kad jutiklis netinkamas naudoti, ir jis toliau nekalibruojamas. Be periodinių kalibravimų, rekomenduojama atlikti ir papildomus, jei prietaisas buvo paveiktas vandens, smūgio, nepraėjo „Bump“ testo ir pan.

ISC kompanijos DSX™ „Docking Station“. Kas tai?

DSX™ „Docking Station“ arba kalibravimo stotelė − konstrukcija, skirta palengvinti dujų analizatorių, kurie užtikrina personalo saugą pavojingoje aplinkoje, aptarnavimą. Naudojant kalibravimo stoteles dujų analizatoriams „GasBadge Pro“, „MX6 iBrid“, „Tango TX1“, Ventis™ MX4, Ventis™ Pro Series, Ventis™ LS, prietaisai yra parengti darbui bet kuriuo momentu be  rankinių priežiūros procedūrų.

Galimi trys stotelės režimai: DSX − autonominis (angl. Standalone Mode), DSXi − prijungimas prie „debesų kompiuterijos“(angl.Cloud-connected Mode) ir DSX1− prijungimas prie lokalaus serverio.

Visuose kalibravimo stotelių tipuose galimi 3 arba 6 langai dujų analizatoriams prijungti, analizatorių pakrovimas, ekrano kalbos pasirinkimas, automatinis kalibravimas ir „Bump“ testai. Kiekvienas stotelės tipas apima papildomas funkcijas, pvz., „DSXi“ stotelė atlieka automatinį analizatorių „Bump“ testą ir kalibravimą pagal iš anksto nustatytą grafiką, valdymą prietaiso nuostatomis, siunčia pranešimus ir įspėjimus elektroniniu paštu, automatiškai atnaujina programinę įrangą, kalibravimo dujų buvimo stebėjimą, saugo duomenis debesyje, pateikia individualias ataskaitas. Daugiau informacijoshttp://www.indsci.co.uk/en-uk/products/dsx-docking-station/

Matavimo technologijos. Sprendimai, užtikrinantys saugą

„Industrial Scientific“ siūlomi kompleksiniai sprendimai, užtikrinantys dujų naudojimo saugą, pavyzdžiui, „iNet“, „iNet Insite“ ir kt., padeda klientams organizuoti išbaigtas dujų aptikimo programas, kurios užtikrintų darbuotojų saugą ekonomiškai veiksmingu būdu.

„iNet“ − tai automatinis „Bump“ testas ir prietaisų kalibravimas pagal grafiką, atsarginių įrenginių pristatymas, kai „iNet“ aptinka gedimą, įrašų saugojimas, duomenų naudojimas prevencinei neteisingo analizatoriaus naudojimo korekcijai. Iki šiol „iNET“ naudoja daugiau kaip 164000 dujų analizatorių 6900 klientų objektuose 34 pasaulio šalyse. „iNet Control“ pagalba vartotojai gali derinti ir nuolatos valdyti dujų aptikimo programą iš bet kurios mobiliosios naršyklės arba kompiuterio, turinčio interneto prieigą.

„The Accenture Life Safety Solution“ (ALSS ) − belaidė sistema, veikianti realiu laiku, kuri dujų analizatoriumi „Ventis LS“ vykdo nuolatinę dujų poveikio darbuotojams įmonės teritorijoje kontrolę.