如何做好危險(xiǎn)作業(yè)的氣體分析

張東成

（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

安全生產(chǎn)

如何做好危險(xiǎn)作業(yè)的氣體分析

張東成

（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

根據(jù)《GB 30871-2014 化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)特殊作業(yè)安全規(guī)范》，對(duì)動(dòng)火作業(yè)、受限空間作業(yè)提出氣體分析的要求。探討如何做好危險(xiǎn)作業(yè)的氣體分析，在氣體分析前準(zhǔn)備、氣體分析過(guò)程和氣體分析后等三個(gè)方面確保氣體分析結(jié)果準(zhǔn)確，分析人員安全。

危險(xiǎn)作業(yè)；氣體 分析

1 危險(xiǎn)作業(yè)存在的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)與氣體分析

化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行動(dòng)火作業(yè)、受限空間作業(yè)，很可能發(fā)生著火、爆炸、窒息和中毒等作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，所以在作業(yè)前，必須對(duì)作業(yè)區(qū)域內(nèi)容、作業(yè)過(guò)程進(jìn)行有關(guān)氣體的分析檢測(cè)，確保動(dòng)火作業(yè)、受限空間作業(yè)過(guò)程中，作業(yè)人員的安全。

動(dòng)火作業(yè)，必須要進(jìn)行爆炸氣體分析；受限空間作業(yè)，必須要進(jìn)行氧氣含量氣體分析、有毒有害氣體分析。

2 如何做好危險(xiǎn)作業(yè)氣體分析

2.1 氣體分析前的準(zhǔn)備

2.1.1 氣體分析人員的培訓(xùn)

對(duì)氣體分析人員進(jìn)行儀器使用、維護(hù)等的培訓(xùn)，確保能正確使用氣體分析儀器，保障氣體分析結(jié)果準(zhǔn)確。

2.1.2 氣體分析儀表的量程

各類氣體分析儀表都有其固定的檢測(cè)范圍，只有檢測(cè)數(shù)據(jù)在檢測(cè)值的上、下限范圍內(nèi)，才能保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。長(zhǎng)時(shí)間在超過(guò)其檢測(cè)上限的環(huán)境中工作，極易對(duì)檢測(cè)儀表的傳感器造成永久性損壞。實(shí)際工作中一般選擇量程較大的氣體分析儀表。

2.1.3 氣體分析儀表的校驗(yàn)、調(diào)零

國(guó)家計(jì)量法中對(duì)涉及到作業(yè)人員健康和安全的檢測(cè)儀表校驗(yàn)劃歸為強(qiáng)制性校驗(yàn)儀表，儀表的定期校驗(yàn)必須強(qiáng)制執(zhí)行。使用人員要注意該儀表是否在校驗(yàn)期內(nèi)。儀表在每一次使用前，都要校正回零位。有毒有害氣體校正，在檢測(cè)區(qū)域外的清潔環(huán)境中要校正調(diào)零。對(duì)于氧含量氣體分析儀表，要根據(jù)實(shí)際環(huán)境中的氧含量值調(diào)校，不同地區(qū)的氧含量值是不一樣的，要依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)?；蚵毞啦块T(mén)提供的數(shù)據(jù)確定。爆炸氣分析的儀表在使用前，在清潔環(huán)境中調(diào)零。

2.1.4 氣體分析儀表的電源

氣體分析儀表的電力供應(yīng)一般是堿性電池。較長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，要將電池取出。對(duì)于泵吸式的氣體分析儀表，電力消耗很大，要保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確，開(kāi)機(jī)時(shí)首先要檢測(cè)電池的電力，如有電池的報(bào)警聲，要及時(shí)更換電池，保證機(jī)器的正常運(yùn)作。

2.1.5 便攜式檢測(cè)傳感器的使用壽命

氣體分析儀表的關(guān)鍵部件是氣體傳感器，依其原理有物理化學(xué)性質(zhì)的傳感器、物理性質(zhì)的傳感器、電化學(xué)性質(zhì)的傳感器。有毒有害氣體的傳感器一般是電化學(xué)性質(zhì)的傳感器，使用時(shí)間一般為1～2年；LEL傳感器的使用時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)些，一般為3年；氧含量傳感器的使用壽命最短，大約為1年。強(qiáng)制性效驗(yàn)的目的就是檢查傳感器的使用時(shí)間是否在有效期內(nèi)，所以，氣體分析儀表的使用一定要在傳感器的有效期內(nèi)使用，失效要及時(shí)更換傳感器部件。

2.1.6 氣體分析儀表的報(bào)警設(shè)置

按照《GBZ 2.1-2007工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》第1部分：化學(xué)有害因素中職業(yè)接觸限值10mg·m-3，按照轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)化后為6.59×10-6，建議一級(jí)報(bào)警為3×10-6，二級(jí)報(bào)警設(shè)置為6×10-6。在氣體分析前一定要檢查報(bào)警值的設(shè)置是否合理，必要時(shí)重新進(jìn)行設(shè)置。

2.1.7 便攜式檢測(cè)報(bào)警儀表的傳感器中毒

各類直讀式監(jiān)測(cè)儀表都有其固定的監(jiān)測(cè)范圍，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)在監(jiān)測(cè)值的上、下限范圍內(nèi)，才能保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。長(zhǎng)時(shí)間在超過(guò)其監(jiān)測(cè)上限的環(huán)境中工作，極易對(duì)監(jiān)測(cè)儀表的傳感器造成永久性損壞，即傳感器“中毒”。

對(duì)于LEL傳感器最為有害的氣體是含硅化合物，其他的有害物質(zhì)包括含鉛類化合物，比如含四乙基鉛的汽油會(huì)嚴(yán)重降低傳感器的靈敏度，特別是對(duì)高燃點(diǎn)的化合物比如甲烷的靈敏度。另外，高濃度的鹵代烴會(huì)在催化頭高熱的情況下分解為HCl，可能會(huì)造成傳感器的腐蝕，降低測(cè)量信號(hào)。硫化氫和其他還原性硫化合物，如二硫化碳、二甲基二硫醚、三甲基二硫醚，以及磷脂、硝基化合物（比如硝基烷烴）都可以被氧化成為礦物酸，也會(huì)對(duì)傳感器造成腐蝕。熱的有機(jī)酸（比如乙酸）或直接暴露于酸性氣體（比如HCl、硫酸蒸氣）也可能腐蝕傳感器。通常情況下，硅類化合物被看成是毒化物質(zhì)而硫化氫被看成抑制物質(zhì)。然而，上面提到的物質(zhì)都會(huì)對(duì)催化燃燒傳感器有不同程度的靈敏度降低。

2.1.8 氣體分析過(guò)程中的個(gè)體防護(hù)問(wèn)題

采樣分析人員在進(jìn)行密閉的氣體監(jiān)測(cè)分析時(shí)，一定要注意自身的安全，避免發(fā)生缺氧窒息、中毒事故。對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況不太熟悉時(shí)，必須由屬地、生產(chǎn)裝置安排專人陪同進(jìn)行。如需進(jìn)入監(jiān)測(cè)，必須佩帶正壓自給式空氣呼吸器，同時(shí)必須進(jìn)行安全監(jiān)護(hù)。

2.2 危險(xiǎn)作業(yè)氣體分析過(guò)程需要關(guān)注的問(wèn)題

2.2.1 氣體分析檢測(cè)對(duì)象的選擇

毒物的共存性是普遍存在的，所以，既要保障作業(yè)人員的安全健康，又要講求工作的科學(xué)性、高效性，正確選擇檢測(cè)對(duì)象尤為重要。根據(jù)毒物的毒性大小劃分等級(jí)，將級(jí)別高的作為重點(diǎn)檢測(cè)物質(zhì)；毒性小、以慢性毒性為主的物質(zhì)次之。對(duì)于一個(gè)存在有硫化氫氣體、二氧化硫氣體、氣態(tài)烴的有限空間，有毒有害氣體的檢測(cè)就要以硫化氫氣體的檢測(cè)為主，二氧化硫氣體次之，氣態(tài)烴最后。如做爆炸氣分析，要以氣態(tài)烴為主，硫化氫氣體次之，二氧化硫氣體最后。

2.2.2 氣體分析采樣點(diǎn)的設(shè)置

進(jìn)入有限空間作業(yè)前，進(jìn)行有毒有害氣體分析，首先要了解該空間可能存在的氣體種類，這樣便于監(jiān)測(cè)。根據(jù)K=Mx/29值選擇監(jiān)測(cè)空間的層面。K值情況參見(jiàn)表1。

K值大于1，表明該物質(zhì)相對(duì)于空氣的比重較大，一般積聚于該空間的底層（下層）；K值等于1，表明該物質(zhì)相對(duì)于空氣的比重為1，一般主要積聚于該空間的中層；K值小于1，表明該物質(zhì)相對(duì)于空氣的比重較小，一般積聚于該空間的上層。同時(shí)，對(duì)于其他層面，也要選擇幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)于一種物質(zhì)，應(yīng)首先確定重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的層面，其他層面可選擇性監(jiān)測(cè)幾個(gè)點(diǎn)。這樣，該物質(zhì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)才具有代表性。

表1 不同氣體對(duì)空氣的K值

2.2.3 氣體分析的檢測(cè)次序

分析項(xiàng)目應(yīng)按次序進(jìn)行檢測(cè)。“有限空間作業(yè)票”中氣體分析項(xiàng)目中有三大類：氧含量分析、有毒有害氣體分析、爆炸氣分析。在分析時(shí)，先做氧含量分析，再作爆炸氣分析。目前的爆炸氣分析儀的原理是催化燃燒式。當(dāng)有限空間中的氧氣含量達(dá)不到燃燒需要的條件時(shí)，即缺氧條件下，首先測(cè)定該空間的爆炸氣分析，檢測(cè)的傳感器不能正常響應(yīng)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果有誤。只有當(dāng)氧氣含量合格后，才能進(jìn)行爆炸氣分析。

2.2.4 氣體分析儀表的檢測(cè)距離

同一種物質(zhì)的氣體分析儀表有泵吸式、彌散式兩種。泵吸式的氣體分析儀表有內(nèi)置的吸氣泵，能將外界的氣體吸入進(jìn)行分析檢測(cè)，不需要與檢測(cè)面或物體表面接觸很近；而彌散式的氣體分析儀表，主要靠氣體的擴(kuò)散到其傳感器來(lái)進(jìn)行分析檢測(cè)，傳感器要與檢測(cè)面或物體很接近，才能獲得比較準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。

2.2.5 氣體分析儀表的響應(yīng)時(shí)間

不同的氣體分析儀表的檢測(cè)響應(yīng)時(shí)間是不相同的。泵吸式的便攜式LEL檢測(cè)儀表，響應(yīng)時(shí)間較快約為30s；彌散式的便攜式LEL檢測(cè)儀表，響應(yīng)時(shí)間較慢約為60s。現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)時(shí)間不應(yīng)短于其響應(yīng)的時(shí)間，儀表顯示數(shù)值達(dá)到穩(wěn)定后，此時(shí)的顯示數(shù)值就比較準(zhǔn)確。

2.2.6 氣體分析時(shí)不同物質(zhì)間的相互干擾

如工作環(huán)境中存在有二氧化硫氣體、二氧化氮?dú)怏w、氯氣，需要進(jìn)行二氧化硫、二氧化氮或氯氣的檢測(cè)時(shí)，這3種檢測(cè)氣體對(duì)電化學(xué)傳感器都有響應(yīng)，即它們之間存在相互的干擾。因此，在檢測(cè)某一種物質(zhì)時(shí)，其他物質(zhì)會(huì)影響到檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這時(shí)就應(yīng)避免使用氣體分析儀表，改用化學(xué)分析法進(jìn)行檢測(cè)，才能保證檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)可靠。

2.3 氣體分析后結(jié)果處理

2.3.1 危險(xiǎn)作業(yè)票填寫(xiě)氣體分析結(jié)果

對(duì)于環(huán)境中測(cè)量物質(zhì)濃度或含量低于相應(yīng)氣體分析儀表的檢測(cè)下限的，一般檢測(cè)結(jié)果為0，但是不能認(rèn)為環(huán)境中不存在，而可能是該物質(zhì)濃度或含量低于儀表的檢測(cè)能力。一般報(bào)告檢測(cè)結(jié)果為其檢測(cè)下限的1/2。

在動(dòng)火作業(yè)票、受限空間作業(yè)票的相應(yīng)位置填寫(xiě)氣體分析結(jié)果，分析時(shí)間到分鐘，分析人員簽名，分析地點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員需要確認(rèn)簽字。

2.3.2 氣體分析結(jié)果合格的判斷依據(jù)

被測(cè)氣體或蒸氣的爆炸下限大于或等于4%時(shí)，其被測(cè)濃度應(yīng)不大于0.5%（體積分?jǐn)?shù)）；被測(cè)氣體或蒸氣的爆炸下限小于4%時(shí)，其被測(cè)濃度應(yīng)不大于0.2%（體積分?jǐn)?shù)）。氧含量濃度不小于20%；有毒有害氣體按照《GBZ 2.1-2007工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》第1部分：化學(xué)有害因素中職業(yè)接觸限值的標(biāo)準(zhǔn)判斷，應(yīng)注意單位統(tǒng)一。

2.3.3 氣體分析結(jié)果的時(shí)效性或有效性

進(jìn)入密閉空間作業(yè)前30min，或者氣體分析結(jié)果出來(lái)后，30min內(nèi)進(jìn)入有效；超過(guò)這個(gè)時(shí)間，必須重新進(jìn)行檢查分析。

密閉空間氣體監(jiān)測(cè)結(jié)果的有效性，即密閉空間氣體監(jiān)測(cè)結(jié)果合格后完成一次作業(yè)能提供保障作業(yè)安全的時(shí)間（分鐘）。二次作業(yè)或需連續(xù)作業(yè)時(shí)，隔60min時(shí)間，需進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)；特殊動(dòng)火和特殊受限空間作業(yè)，需要連續(xù)動(dòng)態(tài)進(jìn)行氣體分析。

一般情況下受限空間作業(yè)票有效期不超過(guò)24h。對(duì)于裝置全面停車(chē)檢修期間，經(jīng)全面檢查合格后，“有限空間作業(yè)票”有效期不超過(guò)72h。分析結(jié)果報(bào)出0.5h后，仍未開(kāi)始作業(yè)應(yīng)重新進(jìn)行分析。

2.3.4 結(jié)果判定時(shí)需要注意單位統(tǒng)一

《GBZ 2.1- 2007工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》第1部分：化學(xué)有害因素中職業(yè)接觸限值：最高允許濃度（mg·m-3）、時(shí)間加權(quán)平均容許濃度（mg·m-3）、短時(shí)間接觸允許濃度（mg·m-3）。

便攜式檢測(cè)報(bào)警儀器測(cè)得的氣體濃度都是體積濃度（ppm），濃度單位ppm與mg·m-3的換算按下式計(jì)算：

質(zhì)量濃度/mg·m-3=M氣體分子量/22.4×ppm數(shù)值×［273/（273+T氣體溫度）］ ×（P壓力/101325）

式中M為氣體分子量，ppm為測(cè)定的體積濃度值，T為溫度，P為壓力。ppm和mg·m-3換算對(duì)照表見(jiàn)表2。

表2 ppm和mg·m-3的對(duì)照表

3 結(jié)論

在《GB 30871-2014化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)特殊作業(yè)安全規(guī)范》中，動(dòng)火作業(yè)和受限空間作業(yè)被列入特殊作業(yè)，在化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)稱為危險(xiǎn)作業(yè)，存在著火、爆炸、窒息和中毒的風(fēng)險(xiǎn)，所以必須進(jìn)行氣體分析。本文從氣體分析前的準(zhǔn)備、氣體分析過(guò)程和氣體分析后三方面闡述了如何進(jìn)行氣體分析及氣體分析結(jié)果的準(zhǔn)確處理等相關(guān)問(wèn)題，同時(shí)指出，在氣體分析中，要做好氣體分析人員的個(gè)體防護(hù)。

Gas Analysis of Hazardous Ooperation

ZHANG Dong-cheng
（Guangxi Petrochemical Company， CNPC， Qinzhou 535008， China）

O 659.36

B

1671-9905（2015）09-0070-03

2015-07-10