油田在用氣體檢測(cè)儀不合格原因分析及對(duì)策

樊　靖，馬　紀(jì)

中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心（陜西西安710018）

油田在用氣體檢測(cè)儀不合格原因分析及對(duì)策

樊靖，馬紀(jì)

中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心（陜西西安710018）

氣體檢測(cè)儀是油田監(jiān)控油氣區(qū)域場(chǎng)所內(nèi)可燃?xì)狻⒂卸居泻怏w濃度的重要手段。對(duì)2015年油田氣體檢測(cè)儀檢定不合格數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)并對(duì)原因進(jìn)行了歸類，同時(shí)針對(duì)原因進(jìn)行了分析，制定對(duì)策，旨在提高油田氣體檢測(cè)儀的使用準(zhǔn)確性，提升檢定合格率。

氣體檢測(cè)儀；不合格；漂移；誤差

氣體檢測(cè)儀是一種氣體泄露濃度檢測(cè)儀器儀表，主要利用氣體傳感器來(lái)檢測(cè)環(huán)境中存在的氣體濃度。近年來(lái)，氣體檢測(cè)儀廣泛應(yīng)用于石油化工、安全環(huán)保、化學(xué)工業(yè)等各個(gè)行業(yè)，尤其在石油化工中的使用更為廣泛。長(zhǎng)慶油田加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域的監(jiān)控力度，油氣區(qū)域都安裝了固定式氣體檢測(cè)儀，同時(shí)要求外部施工單位現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)配備便攜式氣體檢測(cè)儀。氣體檢測(cè)儀是否正常工作直接關(guān)系企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的生命安全［1］。

1　不合格分類

氣體檢測(cè)儀屬于國(guó)家強(qiáng)制檢定計(jì)量器具，可燃?xì)?、有毒有害氣體、氧氣等檢定周期不大于1年，技術(shù)監(jiān)測(cè)中心承擔(dān)了油田氣體檢測(cè)儀的入庫(kù)檢驗(yàn)以及廠級(jí)單位的周期檢定工作，每年檢測(cè)數(shù)量達(dá)8 000～10 000臺(tái)，其中由于各類原因?qū)е虏缓细駭?shù)量200余臺(tái)，導(dǎo)致檢定不合格的原因有外觀不合格、示值超差、響應(yīng)時(shí)間超差、通氣無(wú)反應(yīng)、零點(diǎn)漂移等［2］。

2　不合格原因分析

2.1外觀不合格

國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)定，氣體檢測(cè)儀外觀是首次檢定、后續(xù)檢定中必檢的項(xiàng)目。在油田使用中，便攜式檢測(cè)儀經(jīng)常使用在修井、鉆井、油井維護(hù)等工作中，這些場(chǎng)所中，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件差，由于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的保養(yǎng)不到位導(dǎo)致報(bào)警器的標(biāo)識(shí)被油泥覆蓋模糊、出廠編號(hào)磨損無(wú)法辨識(shí)，背光不顯示或者充電接觸觸點(diǎn)損壞［3］。

2.2響應(yīng)時(shí)間超差

1）未使用專用進(jìn)氣罩。氣體檢測(cè)儀檢定時(shí)如果進(jìn)氣罩與傳感器探頭接觸過(guò)緊，氣體無(wú)法正常溢流出去，產(chǎn)生正壓力，反之進(jìn)氣罩與傳感器探頭接觸過(guò)松，外界氣體混入標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)入探頭內(nèi)，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)氣體實(shí)際值偏小。檢定規(guī)程中規(guī)定擴(kuò)散式儀器應(yīng)有專用進(jìn)氣罩，油田便攜式氣體檢測(cè)儀種類繁多，多達(dá)幾十種，由于現(xiàn)場(chǎng)管理不到位，進(jìn)氣罩經(jīng)常丟失，采用自制進(jìn)氣罩標(biāo)定，無(wú)法控制檢定氣體與探頭之間的接觸距離，導(dǎo)致檢定響應(yīng)時(shí)間超差。

2）標(biāo)準(zhǔn)氣體流量設(shè)置不正確。氣體檢測(cè)儀在規(guī)定的流量范圍內(nèi)能才能保證良好的靈敏度，當(dāng)流量小于測(cè)量要求時(shí)會(huì)使傳感器表面達(dá)不到真實(shí)的濃度，可燃?xì)怏w燃燒后得不到新氣體及時(shí)補(bǔ)充，燃燒不能繼續(xù)進(jìn)行；氣體流量過(guò)大時(shí)，又會(huì)使元件散熱增大，降低了靈敏度。檢定規(guī)程給出了氣體流量基本的范圍，但是由于各廠家的設(shè)備存在差異，各廠家在說(shuō)明書(shū)中對(duì)檢定流量做了進(jìn)一步要求。在檢定過(guò)程中，檢定人員按照檢定規(guī)程設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度時(shí)，如果所設(shè)定的流量與說(shuō)明書(shū)要求的流量相差較大時(shí)，常常導(dǎo)致檢定中響應(yīng)時(shí)間超差。

2.3示值超差

1）氣體檢測(cè)儀與控制柜通訊不連續(xù)?，F(xiàn)場(chǎng)氣體檢測(cè)儀一般由主控制器與現(xiàn)場(chǎng)安裝的檢測(cè)儀兩部分組成，主控器與檢測(cè)儀之間采用分線式連接，主控器與RTU連接后將信號(hào)傳遞到電腦上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)環(huán)境中氣體的濃度達(dá)到或超過(guò)預(yù)置報(bào)警值時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀將信號(hào)傳遞到主控制器，主控器發(fā)出報(bào)警指示，同時(shí)電腦監(jiān)控進(jìn)行閃爍報(bào)警。在現(xiàn)場(chǎng)檢定時(shí)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)主控制器與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀示值相差甚遠(yuǎn)或者現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)儀示值正常但是主控器無(wú)顯示，造成這類情況有兩種原因：一是現(xiàn)場(chǎng)管理不到位，氣體檢測(cè)儀布線時(shí)未按照既定的位置、深度布線，二次施工時(shí)線路被挖斷，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)有示值顯示，主控器無(wú)報(bào)警響應(yīng)；二是現(xiàn)場(chǎng)使用的主控器在機(jī)房?jī)?nèi)受到其他電子設(shè)備的電磁干擾出現(xiàn)較大的漂移，導(dǎo)致示值超差［4］。

2）環(huán)境影響?？扇?xì)怏w檢測(cè)儀大多屬于催化燃燒式，燃燒的實(shí)質(zhì)是元件表面吸附的甲烷與吸附的氧離子之間反應(yīng)，生成CO2和H2O。現(xiàn)場(chǎng)檢定時(shí)，冬季油區(qū)溫度經(jīng)常在0℃以下。在這種環(huán)境條件下檢定，標(biāo)準(zhǔn)氣體的惰性增強(qiáng)，分子內(nèi)能降低，反應(yīng)不夠活躍，甲烷與氧離子之間的反應(yīng)遞減，導(dǎo)致儀表顯示值出現(xiàn)誤差。

3）氣體濃度與電流（電壓）信號(hào)成非線性關(guān)系。氣體檢測(cè)儀基本組成包括氣體傳感器、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、控制電路等方面。一般來(lái)說(shuō)氣體檢測(cè)的濃度與經(jīng)放大器放大的信號(hào)（經(jīng)過(guò)溫度等方面的修正后）成線性關(guān)系。但是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢定中發(fā)現(xiàn)，由于廠家選用或生產(chǎn)的探頭質(zhì)量差，檢定時(shí)氣體氣體檢測(cè)儀濃度與電流（電壓）信號(hào)并非成線性關(guān)系，比如通入60%LEL（標(biāo)準(zhǔn)氣體檢測(cè)濃度下線），可燃標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行檢定合格，但是通入40%、80%時(shí)，出現(xiàn)較大的偏差［5］。

2.4通氣無(wú)反應(yīng)

1）催化劑抑制物。在油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，油氣中除了可燃?xì)饨?jīng)常伴有硫化物。硫化合物（經(jīng)常與氣體一起釋放）會(huì)消除傳感器的活性，導(dǎo)致傳感器喪失敏感性并對(duì)目標(biāo)氣體完全無(wú)反應(yīng)，最終導(dǎo)致氣體檢測(cè)儀檢定通氣無(wú)反應(yīng)。

2）傳感器探頭處濾網(wǎng)堵塞。日常使用中，雜質(zhì)或者其他東西直接進(jìn)入傳感器中，損壞傳感器，因此氣體檢測(cè)儀探頭處都會(huì)安裝濾網(wǎng)。在油氣現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，由于作業(yè)人員的保養(yǎng)不到位，導(dǎo)致油泥、焊渣等一些雜志進(jìn)入過(guò)濾網(wǎng)中，阻塞氣體通道導(dǎo)致氣體無(wú)法進(jìn)入傳感器中與探頭發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)通氣無(wú)反應(yīng)或者誤差偏大。

2.5零點(diǎn)漂移

1）環(huán)境影響。油田所屬站點(diǎn)地處山區(qū)或沙漠，環(huán)境條件惡劣，大風(fēng)、沙塵天氣較多，晝夜溫差大，易造成氣體檢測(cè)儀主板和傳感器損害。例如：美國(guó)霍尼韋爾公司生產(chǎn)的紅外可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀，對(duì)使用環(huán)境條件要求較高，沙塵、高溫等都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定程度的影響，導(dǎo)致零點(diǎn)漂移無(wú)法調(diào)整。

2）質(zhì)量問(wèn)題。可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器采用惠斯登電橋的方式將氣體濃度大小反映為電流的大小輸出，部分廠家采用定電壓路橋供電的方式，實(shí)際中電阻受環(huán)境溫度的影響會(huì)產(chǎn)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致電橋失去平衡，產(chǎn)生較大的零點(diǎn)漂移。

3　對(duì)策及建議

3.1加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)儀表管理

1）加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)。每周按動(dòng)報(bào)警器自檢試驗(yàn)系統(tǒng)一次，檢查系統(tǒng)的運(yùn)行情況，檢查連接部位、顯示器和控制按鈕，檢查故障燈，檢查防爆密封件和緊固件，檢查探頭有無(wú)堵塞，檢查防水情況等內(nèi)容。

2）建立檢測(cè)儀臺(tái)賬。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的氣體檢測(cè)儀建立臺(tái)賬，監(jiān)控檢測(cè)儀的運(yùn)行情況，同時(shí)將附件登記在冊(cè)。

3）合理選型?，F(xiàn)場(chǎng)安裝固定式氣體檢測(cè)儀時(shí)要合理化布線，保證埋線深度，防止其他施工對(duì)通訊造成破壞，同時(shí)主控制器盡量保證安裝在防雷防電磁干擾的地方。

3.2強(qiáng)化人員培訓(xùn)

1）加強(qiáng)使用人員培訓(xùn)。應(yīng)對(duì)使用人員進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)，使其熟悉檢測(cè)儀的工作性能和使用方法，掌握簡(jiǎn)單故障排除方法，做到保管有序，使用規(guī)范。

2）規(guī)范檢定人員操作。檢定人員檢定時(shí)應(yīng)采用專業(yè)通氣罩，同時(shí)對(duì)檢測(cè)儀進(jìn)行檢定前采用檢定規(guī)程與使用說(shuō)明書(shū)相結(jié)合的方法，選擇合適的通氣流量。

3.3加強(qiáng)監(jiān)管力度

建議加強(qiáng)進(jìn)入油田檢測(cè)儀的監(jiān)管力度，選擇資質(zhì)齊全，技術(shù)力量較雄厚的專業(yè)檢測(cè)單位進(jìn)入油田檢測(cè)市場(chǎng)。同時(shí)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選擇適合環(huán)境條件的氣體檢測(cè)儀。

3.4合理規(guī)劃?rùn)z定時(shí)間

各油氣生產(chǎn)單位盡量調(diào)整氣體檢測(cè)報(bào)警儀的檢定時(shí)間，盡量避開(kāi)冬季檢定。

［1］全國(guó)環(huán)境化學(xué)計(jì)量技術(shù)委員會(huì).可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器檢定規(guī)程：JJG 693-2011［S］.北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2011.

［2］全國(guó)環(huán)境化學(xué)計(jì)量技術(shù)委員會(huì).一氧化碳檢測(cè)報(bào)警器檢定規(guī)程：JJG 915-2008［S］.北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2009.

［3］全國(guó)環(huán)境化學(xué)計(jì)量技術(shù)委員會(huì).硫化氫氣體檢測(cè)儀檢定規(guī)程：JJG 695-2003［S］.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2004.

［4］李博，朱茜，孔小平，等.淺談氣體檢測(cè)報(bào)警儀的科學(xué)檢定［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2009，36（7）：3-4.

［5］顏偉.淺談可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器的檢測(cè)［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2013，40（7）：37-38.

Gas detectors are used for the concentration monitoring of the combustible gas，toxic and harmful gas in the oil and gas areas of Changqing Oilfield.The number statistics of the unqualified gas detectors in the use of the oilfield in 2015 was finished，and the rea?sons leading to the gas detectors unqualified were classified and analyzed.The corresponding countermeasures were formulated in order to improve the detection accuracy and pass percent of the gas detectors.

gas detector；non conformity；drift；error

樊靖（1987-），男，主要從事流量計(jì)量機(jī)氣體檢測(cè)儀檢測(cè)工作。

本文編輯：路萍2016-06-25