Загазованность рабочей зоны: нормативные требования и контроль

На производстве воздух может представлять опасность даже тогда, когда внешне всё выглядит нормально. Утечки из трубопроводов и оборудования, сварочные работы, процессы горения, эксплуатация газовых установок, испарение химических веществ и неисправности вентиляции способны привести к появлению опасных концентраций газов и паров.

Определить проблему по запаху удаётся не всегда. Угарный газ не имеет цвета и запаха, а при высокой концентрации некоторых веществ человек может потерять способность ощущать их присутствие. Поэтому безопасность воздуха нельзя оценивать только по самочувствию работников.

Для контроля используют газоанализаторы и автоматические системы. Они позволяют определить концентрацию конкретного вещества, обнаружить горючие газы и проверить содержание кислорода.

Разберёмся, какие нормативные требования действуют при контроле воздуха рабочей зоны, что именно измеряют на производстве и как подобрать прибор под конкретную задачу.

Что такое загазованность рабочей зоны

Загазованность рабочей зоны означает наличие в воздухе вредных, токсичных или горючих веществ в концентрациях, способных создать опасность для человека или технологического процесса. На практике речь может идти о превышении установленной ПДК вредного вещества либо о достижении опасной концентрации горючего газа относительно НКПР.

Распределение газа в помещении зависит от его плотности относительно воздуха, движения воздушных потоков, температуры, вентиляции и расположения источника утечки. Поэтому одной точки измерения не всегда достаточно, чтобы оценить атмосферу во всём помещении.

Источниками загазованности могут быть негерметичность оборудования, утечки из трубопроводов и резервуаров, сварочные работы, процессы горения, испарение химических веществ и нарушения работы вентиляции.

Чем опасна загазованность

Риск зависит от состава воздуха, концентрации вещества и продолжительности воздействия. Токсичные соединения могут вызывать раздражение дыхательных путей, отравление, головокружение и потерю сознания. Недостаток кислорода особенно опасен при работах внутри резервуаров, колодцев, шахт и других замкнутых пространств. Горючие газы создают пожарную и взрывную опасность. При определённом соотношении газа и воздуха может образоваться взрывоопасная смесь.

Поэтому состояние атмосферы определяют приборами. Запах, внешний вид помещения и самочувствие работника не заменяют инструментальный контроль.

Нормативные требования к воздуху рабочей зоны

При оценке воздуха рабочей зоны учитывают нормативы, установленные для конкретных веществ и условий труда. Единого значения «ПДК загазованности» не существует: допустимая концентрация определяется отдельно для каждого химического соединения.

Какие нормативы применяют

Основным документом при оценке содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны является СанПиН 1.2.3685-21. В нём установлены гигиенические нормативы для конкретных химических веществ. При организации контроля необходимо пользоваться действующей редакцией документа. Если нужного вещества нет в применяемых гигиенических нормативах, дополнительно учитывают другие действующие нормативные документы, отраслевые требования, данные паспорта безопасности химической продукции и утверждённые методики измерений. 

При этом норматив выбирают с учётом конкретного вещества и назначения измерений. Показатель, используемый при оперативном контроле утечки, не всегда равнозначен нормативу, применяемому при оценке условий труда.

ПДК, НКПР и кислород: в чём разница

Для токсичных веществ результат измерения сопоставляют с предельно допустимой концентрацией (ПДК). ПДК характеризует содержание конкретного вещества с учётом установленного нормативного значения.

Горючие газы оценивают иначе. Здесь важно определить, насколько концентрация приближается к нижнему концентрационному пределу распространения пламени, то есть НКПР. Показания газоанализатора могут отображаться в процентах от НКПР.

Кислород контролируют как отдельный параметр атмосферы. Его содержание особенно важно при работах в замкнутых пространствах, где существует риск снижения концентрации кислорода или изменения состава воздуха.

Какие пороги используют для сигнализации

Уставки газоанализаторов и стационарных систем определяют с учётом нормативных требований, технологии и оценки рисков конкретного объекта. Поэтому универсальных значений, подходящих для любого предприятия, нет.

В качестве ориентиров при настройке систем могут использоваться следующие уровни:

• для токсичных веществ предупредительный сигнал может быть установлен на уровне около 0,5 ПДК, а аварийный связан с достижением ПДК;
• для горючих газов предупредительный уровень может составлять 10% НКПР, аварийный 20% НКПР;
• при контроле кислорода могут использоваться уставки ниже 19,5% и выше 23% объёмной доли.

Оперативный контроль и официальные измерения

При обходах, проверке рабочих мест, поиске утечек и оперативной оценке атмосферы удобен переносной газоанализатор. Однако его показания не во всех случаях заменяют официальные измерения в рамках производственного контроля.

Если результаты используют для подтверждения соблюдения гигиенических нормативов, отчётности или других юридически значимых целей, необходимо соблюдать требования к методикам и средствам измерений.

В зависимости от задачи могут потребоваться аттестованные методики, поверенные средства измерений утверждённого типа и участие аккредитованной лаборатории. Поэтому перед покупкой важно определить не только техническую задачу, но и назначение будущих измерений.

Поверка, калибровка и Государственный реестр

Если газоанализатор используется в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, учитывают требования Федерального закона № 102-ФЗ. В зависимости от области применения проверяют, относится ли прибор к средствам измерений, для которых требуется поверка, утверждён ли его тип и внесены ли сведения о нём в Государственный реестр средств измерений. Также учитывают установленный межповерочный интервал.

Эти требования относятся к конкретному средству измерений и области его применения, поэтому перед эксплуатацией необходимо проверить документы именно выбранной модификации. 

Поверка и калибровка решают разные задачи. Поверка подтверждает соответствие средства измерений установленным метрологическим требованиям. Калибровка позволяет определить действительные характеристики прибора и контролировать их в процессе эксплуатации.

Что контролируют на производстве

Перечень контролируемых веществ зависит от технологического процесса, используемого оборудования и сырья. На одном участке достаточно измерять один показатель, на другом требуется одновременно следить за несколькими компонентами.

На практике контролируют:

• кислород;
• угарный газ;
• метан и другие горючие газы;
• сероводород;
• аммиак;
• хлор;
• углекислый газ;
• пары растворителей;
• другие токсичные и горючие вещества.

Если контролировать нужно один газ, достаточно одноканального прибора, например Hardgas S1 и X1. При нескольких потенциально опасных компонентах используют многоканальные модели, например HardGas S4, X4, и X6, которые отличаются конфигурацией каналов и доступными сенсорами.

Какие бывают газоанализаторы

Газоанализаторы отличаются конструкцией, количеством каналов, способом установки и методом отбора пробы. Основное различие связано с задачей: переносной прибор используют при обходах и проверках, а стационарный устанавливают в контролируемой зоне для непрерывного мониторинга.

Переносные газоанализаторы

Переносные модели применяют при обходах, проверке рабочих мест, поиске утечек и оперативной оценке атмосферы.

При одном контролируемом компоненте достаточно одноканальной модели. Если одновременно требуется следить за несколькими газами, используют многоканальное исполнение. Например, переносные HardGas S1, S4, X1, X4 и X6, в зависимости от конфигурации,  позволяют подобрать вариант под разное количество контролируемых компонентов.

При выборе также учитывают наличие встроенного насоса, возможность подключения пробоотборной линии, способ сигнализации и продолжительность автономной работы.

Стационарные газоанализаторы

Стационарные приборы устанавливают в местах, где существует постоянный риск утечки или накопления опасного вещества. Они контролируют атмосферу непрерывно и могут передавать сигнал на пост оператора или в систему автоматизации.

Здесь особенно важны тип сенсора, диапазон измерений, способ передачи сигнала, степень защиты корпуса и взрывозащищённое исполнение. Например, HardGas FX-01, FX-02 и FX-03 предназначены для стационарного контроля, а конкретная конфигурация выбирается в зависимости от измеряемого компонента и условий объекта.

Системы газового контроля

Если контролировать нужно несколько помещений или технологических зон, отдельные датчики объединяют в единую систему. Контроллер получает показания, управляет сигнализацией и передаёт информацию оператору. В зависимости от проекта система может взаимодействовать с вентиляцией, автоматикой отключения оборудования и другими средствами защиты.

Как выбрать газоанализатор

Выбор начинают с перечня веществ и условий эксплуатации. После этого определяют количество каналов, подходящую технологию сенсора и требования к конструкции прибора.

В первую очередь нужно установить:

• Какие газы необходимо контролировать?
• Какие диапазоны измерений требуются?
• Какие нормативы применяются?
• Нужен один или несколько каналов?
• Контроль будет периодическим или непрерывным?
• Потребуется ли принудительный отбор пробы?
• Есть ли требования к взрывозащите?

Затем сравнивают конкретные модели по техническим характеристикам и документам.

Тип сенсора имеет значение

От технологии сенсора зависят диапазон измерений, особенности эксплуатации и требования к обслуживанию.

Электрохимические датчики применяют при контроле кислорода и многих токсичных газов. На их показания могут влиять температура, влажность и другие вещества. Также учитывают срок службы сенсора и возможную перекрёстную чувствительность.

Термокаталитические датчики используют при контроле многих горючих газов. Им необходим кислород, а некоторые соединения способны отравлять чувствительный элемент. К ним относятся, например, пары силиконов, сернистые соединения и соединения свинца.

Инфракрасные датчики применяют при измерении определённых газов, в том числе ряда горючих соединений. Они менее подвержены отравлению, чем термокаталитические сенсоры, но подходят не для всех веществ.

Поэтому при выборе недостаточно найти название нужного газа в характеристиках. Важно проверить тип сенсора и его ограничения.

Перекрёстная чувствительность и калибровочный газ

Сенсор может реагировать не только на целевой компонент, но и на некоторые сопутствующие вещества. Такое свойство называют перекрёстной чувствительностью.

Значение имеет и газ, по которому выполнялась калибровка. Например, термокаталитический сенсор, откалиброванный по метану, при воздействии пропана может показать результат, отличающийся от фактической концентрации.

Перед покупкой стоит уточнить:

• каким газом калибруется сенсор;
• какие коэффициенты пересчёта предусмотрены;
• какие вещества могут влиять на показания;
• можно ли использовать целевой калибровочный газ. 
  

Какие характеристики сравнивать

После выбора сенсора сравнивают конкретные модели по рабочим параметрам. В первую очередь смотрят на диапазон измерений, погрешность и время отклика.

Также учитывают:

• количество каналов;
• тип и ресурс датчиков;
• рабочую температуру;
• степень защиты корпуса;
• продолжительность автономной работы;
• наличие встроенного насоса;
• возможность подключения пробоотборной линии;
• световую, звуковую и вибрационную сигнализацию;
• передачу и хранение результатов;
• возможность замены сенсоров.

Взрывозащита

Если газоанализатор будет работать во взрывоопасной зоне, необходимо проверить соответствие прибора требованиям к такому оборудованию.

Важно сопоставить маркировку Ex с категорией зоны, видом взрывоопасной смеси и условиями эксплуатации. Самого обозначения «взрывозащищённый» недостаточно.

Для оборудования, предназначенного для взрывоопасных сред, применяются требования ТР ТС 012/2011. У конкретного прибора должны быть соответствующие документы и маркировка.

Как организовать контроль загазованности

Правильная организация начинается с оценки рисков объекта. Сначала определяют возможные источники загрязнения и состав газов, затем выбирают точки контроля, периодичность и оборудование.

Как выбрать точки измерений

При проверке учитывают расположение источников выделения газа, рабочие места, вентиляцию и движение воздуха.

Плотность вещества относительно воздуха тоже принимают во внимание. Однако только этого показателя недостаточно, поскольку реальные воздушные потоки могут менять распределение газа.

В зависимости от задачи измерения проводят в нескольких точках и на разных уровнях. При использовании пробоотборной линии учитывают её длину и время прохождения пробы. Перед работой проверяют состояние прибора и выполняют процедуры, предусмотренные производителем.

Контроль в замкнутых пространствах

Резервуары, колодцы, шахты и другие замкнутые пространства требуют особого подхода. Перед входом атмосферу проверяют снаружи, не подвергая работника лишнему риску.

В зависимости от конструкции прибора используют встроенный насос или пробоотборную линию. Это позволяет исследовать воздух на расстоянии от потенциально опасной зоны.

Проверяют содержание кислорода, горючих газов и токсичных веществ. При необходимости измерения выполняют на разных уровнях, поскольку состав атмосферы у дна и под потолком может отличаться.

Что делать при превышении

Порядок реагирования определяют заранее в инструкциях предприятия.

В зависимости от ситуации могут потребоваться:

• Предупредить персонал.
• Ограничить доступ в опасную зону.
• Остановить оборудование, если это предусмотрено инструкциями.
• Локализовать источник опасности.
• Применить предусмотренные средства защиты.
• Проверить эффективность принятых мер.
• Повторно оценить состав воздуха.

Газоанализатор обнаруживает изменение атмосферы, но не устраняет его причину. Дальнейшие действия определяются планом реагирования предприятия.

Обслуживание и калибровка

Надёжность показаний зависит от состояния сенсоров и самого прибора. Необходимо соблюдать сроки обслуживания, следить за ресурсом датчиков, менять фильтры и выполнять проверки, предусмотренные производителем.

Если модель требует калибровки по газовой смеси, процедуру проводят в установленном порядке. Газ и периодичность выбирают согласно документации на конкретный сенсор.

Чек-лист перед выбором газоанализатора для воздуха рабочей зоны

Перед покупкой стоит проверить основные параметры. Такой подход помогает сопоставить характеристики прибора с реальными условиями эксплуатации.

• Определить перечень контролируемых газов.
• Установить необходимые диапазоны измерений и нормативные значения.
• Выбрать переносной или стационарный формат.
• Определить количество каналов.
• Проверить технологию и ограничения сенсоров.
• Уточнить калибровочный газ и перекрёстную чувствительность.
• Проверить требования к взрывозащите.
• Уточнить метрологический статус и необходимость поверки.
• Определить точки и периодичность измерений.
• Проверить требования к обслуживанию и замене датчиков.

Правильно подобранный газоанализатор должен соответствовать не только перечню контролируемых газов, но и условиям эксплуатации, нормативным требованиям и назначению измерений. Сначала определяют риски объекта и параметры контроля, а уже затем выбирают тип прибора, сенсоры и конкретную модель.

Такой подход позволяет использовать оборудование рационально: одноканальный прибор там, где достаточно одного показателя, многоканальный вариант при комплексном контроле и стационарную систему там, где требуется постоянный мониторинг.