Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Газовая среда под контролем

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Газовая среда под контролем

А.А. Железнов, С.Я. Тронин, ФГУ ВНИИ ГОЧС МЧС России
А. Н. Кудяков, начальник службы РХБЗ 294 Центра спасательных операций особого риска МЧС России

При тушении пожара, проведении аварийно-спасательных и других неотложных работ (АСДНР) в зоне заражения необходимо знать значение концентрации взрывопожароопасных (ВПОВ) и опасных химических веществ (ОХВ) в воздухе, чтобы предотвратить взрыв газового облака или поражение человека. Для этого и существуют приборы газового контроля

Многие токсичные вещества при определенных концентрациях, соединяясь с воздухом, образуют взрывоопасные смеси. С целью предотвращения взрывов газовой смеси или поражения ОХВ при тушении пожаров и проведении АСДНР пожарным и спасателям необходимо контролировать состав и концентрацию ВПОВ и ОХВ. При работах в шахтах, колодцах, цистернах и других замкнутых, плохо вентилируемых помещениях нужно дополнительно контролировать концентрацию кислорода в воздухе, так как недостаточное его содержание является причиной целого ряда несчастных случаев и гибели людей. Для определения состава газовой смеси и концентрации вещества в воздухе используются приборы газового контроля.

Классификация газоанализаторов

Приборы газового контроля подразделяются по:

  • назначению - газоанализаторы и газосигнализаторы;
  • принципу действия - оптические, фотометрические, термохимические и др.;
  • способу определения состава и концентрации газовой смеси - дистанционные и локальные;
  • способу установки - стационарные, подвижные (переносные, бортовые), носимые;
  • времени работы - постоянного и периодического действия.

Газоанализатор - это прибор для определения качественного и количественного состава газовой смеси. Газосигнализатор -автоматический прибор для непрерывного или периодического контроля состояния воздуха и выдачи сигналов о появлении в нем ВПОВ, ОХВ или недостаточном содержании кислорода.

Наибольшее распространение получили оптические приборы газового контроля, принцип действия которых основан на избирательном поглощении газами лучистой энергии в инфракрасной, ультрафиолетовой или видимой областях спектра. Работа термохимических приборов основана на измерении теплового эффекта химической реакции анализируемого вещества. Каталитическое окисление вещества может протекать на твердом катализаторе или нагретой каталитически активной нити при прохождении через них газовой смеси.

Применяются также приборы, действие которых основано на электрохимическом, полярографическом, кулонометрическом, люминесцентном и других методах индикации.

Дистанционные приборы работают по принципу активной и пассивной локации. В качестве источника излучения в активной локации используется лазер. О появлении ОХВ судят по изменению излучения до и после его взаимодействия с ОХВ. При пассивной локации регистрируют собственное излучение ОХВ на фоне излучения окружающей среды. Локальные приборы определяют состав и концентрацию газов в месте их нахождения; применяются при мониторинге химически опасных (ХОО) и взрывопожароопасных объектов (ВПОО), проведении химической разведки зоны заражения.

Стационарные приборы устанавливают с целью мониторинга ВПОО и ХОО, контроля выбросов в окружающую среду ВПОВ и ОХВ; подвижные (переносные, бортовые) приборы применяют на машинах химической разведки в составе бортовых комплексов, а носимые приборы используют также при проведении химической разведки в зонах заражения. Приборы газового контроля в зависимости от целей и задач химического мониторинга могут быть постоянного и периодического действия.

В ГОСТ Р 22.1.05-95 "Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Средства технического мониторинга. Общие технические требования" и ГОСТ Р 22.8.03-95 "Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Технические средства разведки. Общие технические требования" приведена классификация приборов и средств наземной химической разведки.

Требования к приборам

Приборы газового контроля, используемые для определения состава воздуха и концентраций ОХВ при мониторинге или чрезвычайной ситуации на ХОО, должны обеспечивать определенный диапазон измерений содержания веществ в атмосфере (см. таблицу).

В целях принятия решений об эвакуации, использовании средств коллективной и индивидуальной защиты, проведении противопожарных и других мероприятий при измерении с помощью приборов газового контроля должны учитываться (регистрироваться) допустимые концентрации ОХВ и кислорода в воздухе:

  • от 1 ПДК ОХВ в воздухе населенных мест;
  • от 1 до 15 ПДК ОХВ в воздухе рабочей зоны с обязательной регистрацией (указанием) превышения указанного уровня;
  • от 0,3 до 1% объемных ОХВ в воздухе с обязательной регистрацией (указанием) превышения указанного уровня;
  • от 16 до 22% объемных кислорода в воздухе с обязательной регистрацией (указанием) превышения указанного уровня;
  • от 10 до 200% нижнего КПВ;
  • от 10 до 12% объемных для негорючих и невзрывоопасных ОХВ в воздухе с регистрацией (указанием) превышения указанного уровня;
  • суммарное содержание ОХВ в воздухе от 0,5 до 2000 мг/дм3.

Бортовой комплекс дополнительно должен обеспечивать:

  • измерение в автоматическом режиме содержания (регистрации) ОХВ в воздухе на ходу транспортного средства в пределах указанных выше значений, приведенных к высоте 1 м от уровня земли для ОХВ, имеющих плотность паров относительно воздуха более 1, и без ограничений по высоте для ОХВ, имеющих плотность паров менее 1;
  • отбор в автоматическом режиме проб воздуха на ходу транспортного средства;
  • отбор, транспортирование, хранение газовых, жидких и твердых проб для последующего качественного и количественного анализа в стационарных условиях;
  • измерение на расстоянии не менее 3 км концентрации ОХВ от 1 ПДК в воздухе рабочей зоны, на расстоянии не менее 7 км - концентрации от 1 мг/дм3;
  • отображение информации в масштабе времени, близком к реальному;
  • совместимость средств измерения, отображение обработки и передачи данных;
  • передачу данных на пункт сбора и обработки по телекодовому или радиосигналу.

К бортовым приборам газового контроля предъявляются специфические требования:

  • наличие радиоэлектронной защиты -приборы не должны создавать в питании сети помех;
  • живучесть и стойкость к внешним воздействиям - приборы должны сохранять работоспособность при температуре от -60 до +60 °С, при относительной влажности до 98%, пониженном атмосферном давлении воздуха до 500 мм рт. ст., воздействии инея и росы, звуковых колебаний и вибрации в диапазонах определенных частот, ударных нагрузок, ускорений и при других неблагоприятных факторах;
  • надежность (вероятность безотказной работы не менее 0,99 за время непрерывной работы 8 ч; при доверительной вероятности Р=0,9 срок службы не менее 3 лет, штатной эксплуатации - 7 лет);
  • эргономика и техническая эстетика - органы управления должны быть размещены на расстоянии не более 600 мм от плечевого сустава оператора, просты при манипулировании, хорошо видимы и досягаемы.

В соответствии с ГОСТ Р 51801-2001 приборы газового контроля для мониторинга ОХВ должны быть стойкими к воздействию газо- и парообразных агрессивных ОХВ, в которых они эксплуатируются. Кроме того, в ГОСТе установлены номинальные условия эксплуатации, транспортирования и хранения изделий в агрессивных средах. Определены воздействующие концентрации ОХВ, относительная влажность и температура воздуха, при которых приборы должны сохранять свою работоспособность. Разброс концентрации ОХВ может достигать нескольких порядков в зависимости от требований к приборам и типа ОХВ.

Комплексы и приборы газового контроля

Наиболее сложными и многофункциональными являются приборы для дистанционного обнаружения ВПОВ и ОХВ, объединенные в стационарные и переносные (подвижные, бортовые) комплексы, которые позволяют достаточно оперативно проводить измерения для идентификации веществ и определения их концентрации.

Мобильная лидарная станция (комплекс дистанционной химической разведки и контроля)

Позволяет определять в окружающей атмосфере превышение индекса ПДК газов: азота диоксида и оксида, аммиака, бензола, ксилола, озона, толуола, диоксида и монооксида углерода, формальдегида, органических веществ сложной структуры, в том числе фосфорорганиче-ских соединений, а также аэрозолей. Метод определения - непрерывный гетеродинный ИК-лидар. Дальность обнаружения 0,2-4 км, время измерения всех ОХВ не более 5 мин. Станция базируется на шасси ЗИЛ-131. Изготовитель - ФНПЦ "НПО ГИПО".

Мобильная химическая лаборатория на базе автомобиля УАЗ-3962

Назначение: оперативный контроль качественного и количественного содержания ОХВ в воздухе, воде, почве. Количество определяемых веществ: в воздухе - 37, воде - 62, почве - 54. Время подготовки к работе не более 20 мин. Запас реактивов - на 100 определений. В состав оборудования для контроля газовой среды входят: набор-лаборатория "Пчелка-Р", комплект газоаналитических приборов фирмы Dr..ager, рту-теметрический комплекс УКР-1, универсальный прибор газового контроля УПГК, укладка для экспресс-анализа воздуха и воды с помощью индикаторных трубок DLE-Set. Также в комплект входит вспомогательное оборудование для отбора проб, проведения анализов, обработки результатов, приема и передачи информации, система электропитания от бортовой сети автомобиля. Диапазон измерения концентраций, мг/дм3: 0...300 - по аммиаку; 0...500 - по монооксиду углерода; 0...50 -по водороду цианистому; 0...10 - по хлору; 0...200 - по сероводороду.

Газосигнализатор-спектрометр ионной подвижности СИП "Корсар-Х"

Ставится на химических разведывательных машинах. Предназначен для эпизодического или непрерывного обнаружения и идентификации в воздухе открытых пространств паров и газов ОХВ: аммиака, формальдегида, пиридина, хлора и др., отравляющих веществ: зарина, зомана и др. При обнаружении ОХВ (ОВ) прибор с заданным порогом чувствительности дает звуковой и световой сигнал "Опасно". Чувствительность прибора колеблется от 8x10е мг/дм3 (по ОВ) до 1хЮ2 мг/дм3 (по аммиаку). Работоспособность сохраняется при температуре от -40 до +45 °С, относительной влажности до 98%, атмосферном давлении от 630 до 800 мм рт. ст. Масса не более 10,5 кг. Изготовитель - ЗАО "АСТЭК", г. Тула.

Газосигнализатор СИП "Вега-М"

Аналогичен прибору "Корсар-Х". Имеет программное обеспечение для работы по заданному алгоритму. Автоматически обрабатывает и анализирует спектрограммы выходного сигнала и передает их на ПЭВМ. Масса - не более 16,5 кг. Изготовитель -ЗАО "АСТЭК", г. Тула.

Газоанализаторы фотоионизационные серии "КОЛИОН"

Могут использоваться на разведывательных машинах или для комплектования пеших химических разведывательных дозоров. Позволяет измерять концентрации ВПОВ, органических и неорганических ОХВ в воздухе, обнаруживать места утечек и выбросов этих веществ и определять их интенсивность. Принцип измерения фотоионизационный и электрохимический. Определяет наличие и концентрации в воздухе около 100 веществ, в том числе аммиака, ацетона, гидразина, сероуглерода, хлора, этилмеркаптана и др. Значения концентраций ВПОВ и ОХВ представляются в цифровом виде на дисплее. Время измерения концентрации ОХВ не более 3 с по хлору ("КОЛИОН-701") и не более 90 с по окислам азота ("КОЛИОН-1В-04). Диапазон измерения 0...2000, срабатывания сигнализации 0...200 мг/м3. Эксплуатируется при температуре от -20 до +50 °С, относительной влажности до 90%, атмосферном давлении от 680 до 780 мм рт. ст. Масса не более 1,5 кг. Изготовитель - ООО "БАП "Хромдет-Экология", г. Москва.

Набор-лаборатория "Пчелка-Р"

Эта лаборатория предназначена для проведения экспресс-анализа загрязнения воздуха, воды, почвы, соков овощей и фруктов. Зараженность воздуха контролируется с использованием индикаторных трубок (ИТ), цвет наполнителя которых изменяется в зависимости от концентрации ОХВ в воздухе. Также применяются индикаторные элементы (ИЭ) или безаспирационные экспресс-тесты (ЭТ). В комплект для контроля воздуха входят: набор индикаторных средств (ИТ, ИЭ, ЭТ), насос-пробоотборник (аспиратор), вспомогательные инструменты, защитные патроны, фильтры. Набор позволяет определять ВПОВ и ОХВ, которые при взаимодействии с наполнителем индикаторных средств меняют окраску индикатора. Определение концентрации ОХВ производится по длине и интенсивности окраски индикатора. ИТ достаточно специфичны, однако имеются вещества, мешающие идентификации компонента, присутствующего в воздухе. Набор используется при температуре воздуха от 15 до 30 °С, относительной влажности от 30 до 80%, атмосферном давлении от 680 до 780 мм рт. ст. Масса не более 3 кг. Изготовитель - МП "Крисмас".

Универсальный прибор газового контроля УПГК

Предназначен для контроля и измерения концентрации ВПОВ и ОХВ в воздухе. Имеется ряд модификаций прибора, позволяющих определять степень заражения как почвы, воды, различных поверхностей, так и одежды. Состоит из блоков управления, пробоотбора, измерения, выносного комплекта, комплекта ИТ, пневмоэлектриче-ского кабеля, съемного блока питания, устройства термодесорбции почвы, техники и одежды, кабеля питания от борта наземного или воздушного транспорта, зарядно-питающего устройства. Работает в двух режимах управления:

  • с подключенным блоком измерительным на основе фотоионизационного детектора;
  • с подключенным блоком пробоотбора и комплектом индикаторных трубок.

При работе в первом режиме газоанализатор предназначен для контроля, измерения, поиска мест (зон) утечек и оперативного уровня суммарной концентрации более 50 ОХВ, во втором - для контроля, идентификации и измерения концентрации ОХВ с помощью ИТ. Прибор работает в специальном исполнении при температуре от -40 до +50 °С, общепромышленном от -10 до +50 °С. Масса не более 6,5 кг. Изготовитель - ГосНИИ "Химаналит".

Заключение

Контроль загазованности воздуха необходим не только в период ликвидации последствий техногенной аварии на взрыво-пожароопасном или химически опасном объекте, тушении пожара, работах в колодцах и цистернах, но и в повседневной жизни. Особенно важно проводить измерения состава воздушной среды в городах, на трассах автомобильных дорог, на рабочих местах и вблизи взрывопожароопасных и химически опасных объектов. Правильный выбор приборов позволяет вовремя определить наличие ВПОВ и ОХВ в воздухе, их концентрацию, состав газовой смеси, принять необходимые меры защиты и уменьшить риск поражения пожарных, спасателей и населения, находящихся в зоне заражения, уменьшить или предотвратить ущерб окружающей среде.

На стр. 54 настоящего номера журнала представлена сводная таблица приборов газового контроля малого габарита. Информация получена непосредственно от производителей и поставщиков данной продукции.

Опубликовано: Журнал "Противопожарные и аварийно-спасательные средства" #3, 2006
Посещений: 9703


  Автор
 

Железнов А.А.

ФГУ ВНИИ ГОЧС МЧС России

Всего статей:  2


  Автор
 

Тронин С. Я.

ФГУ ВНИИ ГОЧС МЧС России

Всего статей:  10


  Автор
 

Кудяков А.Н.

Начальник службы РХБЗ 294 Центра спасательных операций особого риска МЧС России

Всего статей:  1

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций