مقدمه درباره سیستم تشخیص و اعلام نشت گاز های خطرناک
خروج ناخواسته گاز از محفظه‌ای که در طی آن خطرات جدی مثل انفجار، مسمومیت یا خفگی رخ دهد را نشت گاز می‌گویند. این موضوع در محیط‌های صنعتی یا معادن خیلی اهمیت پیدا می‌کند چون گازی مثل متان با یک جرقه می‌تواند فاجعه بیافریند. یک راه‌حل برای جلوگیری از این رخدادها: استفاده از سیستم تشخیص و اعلام نشت گاز های خطرناک است.
نشت گاز یعنی چه و چرا این‌قدر مهم است؟
نشت گاز به معنی خروج غیرکنترل‌شده‌ی یک گاز از محفظه‌ی مخصوص به فضای اطراف است. در صورتی که این گاز سمی یا خفه‌کننده باشد طی یک سهل‌انگاری اتفاقات جبران‌ناپذیری رخ می‌دهد.
یکی از این گازهای سمی: مونوکسید کربن (CO) است که نه رنگ دارد و نه بو. با این حال تنها چند صد PPM از آن در هوا کافی است تا انسان را در چند دقیقه به کما ببرد یا حتی باعث مرگ بشود.
یا گاز متان که بی‌بو و سبک است، اگر نشت کند و به غلظت ۵ تا ۱۵ درصد در هوا برسد، با یک جرقه‌ی کوچک می‌تواند انفجاری با قدرت یک نارنجک دستی به وجود بیاورد. به همین دلیل باید حضور گازهای خطرناک را جدی گرفت، حتی اگر هنوز هیچ بویی به مشام نرسیده باشد.
انواع گازهای خطرناک که باید شناسایی بشوند!
در محیط‌های صنعتی با سه دسته‌ی اصلی از گازها سروکار داریم:
- گازهای قابل اشتعال: مانند متان، پروپان، بوتان و هیدروژن. این گازها با رسیدن به غلظت خاصی (نزدیک به حد پایین انفجار یا همان LEL)، می‌توانند با کوچک‌ترین شعله یا جرقه منفجر بشوند.
- گازهای سمی: مانند مونوکسید کربن و سولفید هیدروژن. حتی در مقادیر کم (چند ده یا چند صد PPM) برای انسان سمی هستند.
- گازهای خفه‌کننده یا بی‌اثر: مانند نیتروژن یا دی‌اکسید کربن که اگر جای اکسیژن را بگیرند، انسان را خفه می‌کنند.
سیستم‌های تشخیص نشت گاز چگونه کار می‌کنند؟
سیستم‌های تشخیص نشت گاز شامل دو بخش اصلی هستند: حسگر (سنسور) و سیستم اعلام خطر.
حسگرها برای شناسایی نوع خاصی از گاز طراحی شده‌اند و به‌محض تشخیص وجود آن گاز در محیط، به بخش هشدار سیگنال می‌فرستند. انواع حسگرها به شرح زیر هستند:
- الکتروشیمیایی: مناسب برای گازهای سمی مثل CO و H₂S.
- کاتالیتیک بید: مخصوص گازهای قابل اشتعال مثل متان.
- مادون قرمز (IR): برای گازهای هیدروکربنی و CO₂.
- اولتراسونیک: تشخیص نشتی‌های پرفشار از طریق صدای آن.
- نیمه‌هادی (MOS): حساس به طیف وسیعی از گازها.
- هولوگرافیک: استفاده از تغییرات نوری برای تشخیص حضور گاز.
هر کدام از حسگرهای گفته شده یک تکنولوژی خاصی دارند. به عنوان مثال سنسور مادون قرمز با تشخیص جذب نور در طول موج خاصی متوجه حضور گاز می‌شود، در حالی که سنسور کاتالیتیک، با اکسید کردن گاز و تغییر مقاومت الکتریکی وجود آن را شناسایی می‌کند.
گازسنج چیست؟
گازسنج یک دستگاه اندازه‌گیری حضور گازهای خاص است که برای تشخیص و سنجش یک سری گازهای سمی استفاده می‌شود. این تجهیزات غلظت گازهای سمی، قابل اشتعال یا حتی گازهای بی‌اثر را در هوا اندازه‌گیری می‌کنند و در صورت بالا بودن سطح خطرناک، هشدار می‌دهند.
گازسنج‌ها به سنسورهایی مجهز هستند که بر اساس نوع گاز مورد نظر، طراحی شده‌اند؛ مثلاً سنسور الکتروشیمیایی برای گازهای سمی مثل مونوکسید کربن یا سولفید هیدروژن، یا سنسور کاتالیتیک برای گازهای قابل اشتعال مثل متان و پروپان.
گازسنج‌ها به‌طور کلی به دو دسته تقسیم می‌شوند:
قابل حمل (Portable)
گازسنج قابل حمل برای استفاده‌ی پرسنل طراحی شده است. آن‌ها باتری‌خور و سبک‌وزن هستند. همچنین به‌راحتی در لباس یا کمربند متصل می‌شوند. برای ورود به فضاهای محدود (مثل مخازن یا تونل‌ها)، این نوع گازسنج‌ها ضروری هستند.
ثابت (Fixed)
گازسنج ثابت در مکان‌هایی که احتمال نشت گاز وجود دارد به‌صورت دائمی نصب می‌شوند. آن‌ها مستقیماً به سیستم کنترل مرکزی متصل می‌شوند و در صورت نشت گاز، آلارم‌های صوتی و نوری فعال می‌کنند.
کاربردهای سیستم‌های تشخیص نشت گاز
سیستم تشخیص و اعلام نشت گاز های خطرناک در هر جایی که احتمال نشت گاز وجود داشته باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. مثل:
- صنایع نفت و گاز
- پتروشیمی و نیروگاه‌ها
- معادن
- ساختمان‌های مسکونی و تجاری
صنایع نفت و گاز: یکی از خطرناک‌ترین جاهای نشت گاز
در صنعت نفت و گاز کار از مواد خام قابل اشتعال مثل متان، اتان و هیدروکربن‌ها روزانه استفاده می‌شود. این مواد در خطوط انتقال، مخازن ذخیره، تأسیسات فرآوری، سکوهای دریایی و حتی ایستگاه‌های تقویت فشار، همواره در حال جریان هستند.
کوچک‌ترین نشتی در این فضاها منجر به یک انفجار زنجیره‌ای می‌شود. به همین دلیل سیستم‌های تشخیص نشت گاز به‌صورت ثابت در نقاط مهم استفاده می‌شود. بعضی شرکت‌ها از سنسورهای مادون قرمز مسیر باز برای پایش طولانی‌مدت فضاهای باز تا شعاع ۱۰۰ متر استفاده می‌کنند.
پتروشیمی ها و نیروگاه ها: وقتی انرژی با شیمی ترکیب می‌شود
در نیروگاه‌ها و مجتمع‌های پتروشیمی وجود مواد شیمیایی خطرناک، گازهای سمی و واکنش‌های گرمازا باعث می‌شود نظارت مداوم بر هوا واجب باشد. گازهایی مثل H₂S و آمونیاک در این محیط‌ها هم سمی هستند و هم خورنده.
در خیلی از پتروشیمی‌ها از ترکیب سیستم تشخیص و اعلام نشت گاز های خطرناکی مثل الکتروشیمیایی با سیستم‌های کنترلی اتوماتیک استفاده می‌شود.
معادن: جایی که هوا باید دائماً بررسی شود
سیستم‌های تشخیص گاز از قدیم در معادن زغال‌سنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. گاز متان که در لایه‌های زمین انباشته شده، در صورت آزاد شدن و تماس با هوا، به‌راحتی منفجر می‌شود. همچنین گاز مونوکسید کربن که در نتیجه احتراق ناقص یا فعالیت ماشین‌آلات به وجود می‌آید، یکی از عوامل مرگ‌ومیر در تونل‌ها و فضاهای بسته است. در معادن مدرن از گازسنج‌های چندگانه قابل حمل (Multi-Gas Detectors) استفاده می‌شود که همزمان چند نوع گاز را پایش می‌کنند.
ساختمان‌های مسکونی و تجاری: امنیت خانه از لوله های گاز شروع می‌شود
شاید تصور شود که نشت گاز فقط مختص صنایع بزرگ است، اما واقعیت این است که بسیاری از حوادث گازی مرگ‌بار در منازل اتفاق می‌افتند. نشت گاز شهری یا تجمع گاز CO ناشی از خرابی بخاری یا آبگرمکن می‌تواند باعث مسمومیت شدید یا مرگ ساکنان شود. نصب یک گازسنج کوچک در آشپزخانه یا نزدیک وسایل گازسوز، با قیمتی کم می‌تواند جان خانواده‌ها را نجات بدهد.
نگهداری، کالیبراسیون و اهمیت آموزش در سیستم‌های تشخیص گاز
نکته‌ای که خیلی از افراد نادیده می‌گیرند، نگهداری صحیح از سیستم تشخیص و اعلام نشت گاز های خطرناک است. اگر دستگاه به‌درستی کالیبره نشود، در زمان بحران اصلاً عمل نمی‌کند یا حتی هشدار اشتباه بدهد.
- کالیبراسیون باید هر ۶ ماه تا ۱۲ ماه انجام بشود.
- تست عملکرد (Proof Test) باید به‌صورت دوره‌ای انجام بشود تا اطمینان حاصل بشود که دستگاه در وضعیت واقعی کار خواهد کرد.
- اپراتورها برای تفسیر آلارم و عکس‌العمل صحیح، باید آموزش ببینند.
آینده سیستم تشخیص و اعلام نشت گاز های خطرناک چگونه است؟
سیستم‌های تشخیص نشت گاز همزمان با پیشرفت تکنولوژی دنیا و ظهور هوش مصنوعی، پیشرفته‌تر شده‌اند. امروزه سنسورها می‌توانند به شبکه‌های بی‌سیم متصل بشوند و به صورت بلادرنگ وضعیت گازها را به اتاق کنترل یا حتی موبایل اپراتور ارسال کنند. هوش مصنوعی می‌تواند رفتارهای غیرعادی را تحلیل کند و حتی پیش‌بینی کند که احتمال نشت گاز در چه نقطه‌ای بالاتر است.
سخن پایانی
اگر سیستم تشخیص و اعلام نشت گاز های خطرناک به درستی نصب و به‌موقع کالیبره بشود، همچنین اگر پرسنل بدانند چگونه باید با آن‌ها کار کنند، می‌توانند از بروز بسیاری از فجایع جلوگیری کنند. پس همین امروز خرید این سیستم‌ها را در اولویت قرار دهید و با آموزش صحیح و نگهداری منظم، ایمنی محیط خود را تضمین کنید. اقدام به موقع، بهترین راهکار برای زندگی ایمن است.
سایتتون فوق‌العاده‌ست، خسته نباشید.