Файл: Перевозка опасных веществ на судах (навалом, в упаковке) (в т ч. включая ознакомление с разделом С 49 Кодекса Федеральных правил сша).doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 267
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
· Опасности возникновения пожара.
· Опасности для здоровья персонала.
В настоящее время для производства замеров используются самые разнообразные приборы с различными принципами действия. Минимальный перечень приборов, которые используются для контроля за атмосферой на судах - газовозах, следующий:
Кислородомер – прибор для измерения концентрации кислорода в атмосфере.
Интерферометр – прибор для измерения % содержания паров углеводородов
в атмосфере.
Детектор взрывоопасных газов (Эксплозиметр) – прибор для измерения взрывоопасных концентраций в пределах НПВ (% LEL).
Эксплозиметр – для определения % содержания паров углеводородов по
объёму.
Прибор для измерения содержания токсичных веществ в атмосфере.
Все эти приборы должны быть на судне в количестве не менее 2-х каждого типа. Однако при транспортировке некоторых газов требуется также наличие специальных приборов для контроля содержания паров этих газов в атмосфере помещений. Например, при перевозке Винил Хлорида требуется наличие на судне специального прибора, позволяющего производить постоянные замеры малых концентраций VCM в течение всего рабочего дня (Long term measuring).
Любая измерительная аппаратура дает информацию о концентрации кислорода, взрывоопасных газов или токсичных газов, только в определенном месте и в определенное время. Однако общее состояние атмосферы в танке может намного отличаться от места, где произведен замер, это состояние может также меняться со временем. Поэтому, для того, чтобы определить действительное состояние атмосферы в танке, замеры необходимо производить в нескольких точках и также производить повторные замеры в тех же точках через определенные интервалы.
Более того, все измерительные приборы откалиброваны на какой-то один газ, и при измерении содержания других газов, необходимо использовать корректировку. Иначе замеры будут произведены с большими ошибками, а в некоторых случаях и с негативными последствиями.
Приборы для измерения взрывоопасных концентраций газов.
Принцип действия таких приборов зависит от диапазона измеряемой концентрации. Для измерения небольших концентраций, находящихся ниже нижнего предела взрываемости, обычно используется метод каталитического сжигания или сгорания газа. Измерение же концентрации более высокого порядка производится на основе замера скорости потери тепла или на измерении показания преломления света (рефракции).
Приборы с каталитическим сенсором.
Рассмотрим принцип действия наиболее популярного эксплозиметра, определяющего концентрацию газов в процентах от НПВ. Cледует помнить, что такой прибор годен только для замеров концентрации газов в воздушной атмосфере, с содержанием кислорода не ниже 10,8% по объёму и таким содержанием паров углеводородов, когда смесь еще не представляет пожароопасности. Шкала прибора разбита на деления от 0 до 100% НПВ.
 |
| |
Рис. 1. Принцип работы эксплозиметра с каталитическим сенсором.
Работа прибора основана на каталитическом взаимодействии нагретой платиновой нити и газов. Платиновая нить нагревается электрическим током 200–320 мА до температуры 450°С. Смесь паров углеводородов и воздуха, попадая на раскаленную нить, сгорает в присутствии катализатора и тем самым увеличивает температуру нити.
Горение – это реакция окисления с образованием углекислого газа, воды и выделением теплоты. Например, для метана процесс горения можно записать так:
СН4 + 2 О2 + 450 ° C + катализатор Þ СО2 + 2 Н2О + 800 кДж
В некоторых приборах платиновая нить заменена керамическим шариком, но принцип действия прибора тот же самый. Увеличение температуры платиновой нити повлечет за собой увеличение сопротивления в цепи, что и будет индицировать прибор.
Схема прибора представляет собой мостик Уитстона с чувствительным элементом в виде каталитической нити накаливания, образующей одно из плеч мостика. Индикатор приводится в состояние готовности в процессе балансировки мостика с каталитической нитью накаливания при температуре, соответствующей требованиям завода-изготовителя, путем контакта нити с пробой чистого воздуха, в результате балансировки определяется «0».
Увеличение сопротивления нити, вызываемое её окислением, нарушает равновесие мостика и вызывает отклонение показаний прибора на величину пропорциональную концентрации газа. Шкала прибора градуируется от 0 до 100% НПВ.
Некоторые приборы содержат дополнительную электрическую схему для снятия показаний в диапазоне 0-10% НПВ.
Для получения устойчивых показаний прибора, напряжение в мостике должно поддерживаться постоянным, при помощи предусмотренной в приборе регулировки.
Другое плечо мостика содержит вторую некаталитическую (вольфрамовую) нить накаливания (компенсирующую), идентичную чувствительной нити, причем обе они расположены в приборе очень близко друг к другу (размер сенсора в целом не превышает нескольких миллиметров).
Вторая нить постоянно находится в контакте с чистым воздухом, такое устройство автоматически компенсирует влияние изменения температуры окружающей среды и влажности на показания прибора.
Регулировочные сопротивления в плечах мостика выполнены из материала, сопротивление которого не зависит от температуры.
Измерения атмосферы такими приборами следует производить в полном соответствии с требованиями завода-изготовителя.
Проба газа закачивается в прибор при помощи ручной или механической помпы. На входе смесь проходит через фильтр, задерживающий микрочастицы, и пламегаситель, предотвращающий попадание пламени, образующегося при сгорании углеводородов, в атмосферу. Такой же пламегаситель установлен и на выходном патрубке. После того как стрелка прибора перестает двигаться по шкале, снимаются показания прибора.
Несбалансированность напряжения на приборе пропорциональна концентрации углеводородов и в 2-3 раза превышающих НПВ, хотя показание прибора не может выходить за пределы 100% от НПВ.
Если измеряемая концентрация в 2 раза превышает НПВ, кислорода в смеси недостаточно для полного сгорания паров углеводорода. На такую концентрацию прибор реагирует следующим образом: стрелка прибора сначала отклоняется до максимальной отметки, а затем вновь падает до нуля. Поэтому при замерах атмосферы помещений с неустановленным содержанием углеводородов следует внимательно наблюдать за показанием прибора, с тем, чтобы не пропустить вышеупомянутое его реагирование.
Продолжительная эксплуатация прибора в атмосфере с повышенным содержанием углеводородов приводит к отложению углерода на нити накаливания и изменяет чувствительность прибора. По той же причине неполного сгорания смеси углеводородов и воздуха прибор не позволяет произвести замеры содержания паров углеводородов в инертной среде или в атмосфере с недостаточным содержанием кислорода (менее 11% по объёму).
На заводе-изготовителе такие приборы калибруются специальными газовыми смесями, содержание которых должно быть указано на бирке прибора. Чувствительность прибора следует контролировать перед каждым его использованием.
Калибровка прибора производится, в зависимости от требований компании каждые два месяца, при помощи специального калибровочного набора. В это же время производят, обычно, и проверку линии отбора проб прибора на герметичность. Для чего сжимают грушу и закрывают газозаборное отверстие. Если протечек нет, то груша остается в сжатом состоянии. И, наконец, не
реже чем один раз в год, прибор должен быть откалиброван в лабораторных условиях с выдачей соответствующего сертификата.
На точность измерения в значительной степени влияют резкие перепады температур и избыточное давление в контролируемой атмосфере, приводящее к высокоскоростному потоку пробы газа.
Приборы с некаталитическим сенсором
Для измерения концентраций углеводородов, находящихся в пределах выше НПВ, обычно используются приборы с нагреваемой некаталитической нитью накаливания (принцип действия прибора точно такой же, как описано выше).
Скорость потери тепла нитью накаливания, и, следовательно, её температура и сопротивление определяются в зависимости от состава газа. Чувствительная нить образует одно из плеч мостика Уитстона и уравновешивается в нулевом положении в момент первоначальной установки прибора. Компенсирующая нить выполняет те же функции, что и в приборе с каталитической нитью накаливания.
При попадании углеводородов на раскаленную нить накаливания происходит потеря тепла нитью накаливания за счет поглощения части тепла молекулами углеводородов и, соответственно, изменение её сопротивления регистрируется прибором. Зависимость потери тепла нитью представляет собой нелинейную зависимость концентрации углеводородов в смеси. Эта зависимость отображается на шкале прибора. Прибор показывает непосредственное содержание углеводородов (НС) в процентах по объёму
.Рис. 3. Эксплозиметр, основанный на принципе поглощения углеводородами инфракрасного излучения.
При попадании углеводородов на раскаленную нить накаливания происходит потеря тепла нитью накаливания за счет поглощения части тепла молекулами углеводородов и, соответственно, изменение её сопротивления регистрируется прибором.
Зависимость потери тепла нитью представляет собой нелинейную зависимость концентрации углеводородов в смеси. Эта зависимость отображается на шкале прибора. Прибор показывает непосредственное содержание углеводородов (НС) в процентах по объёму.
На некаталитическую нить не влияет концентрация газа, поэтому, при превышении концентрации газа рабочей шкалы прибора, прибор «зашкалит» и останется в таком положении, пока присутствуют пары углеводородов.
Измерения следует производить в строгом соответствии с указаниями завода-изготовителя. Прокачка пробы производится до тех пор, пока стрелка прибора не займет устойчивое положение (обычно 15-20 раз). Важно, чтобы в момент измерения, газ был неподвижен в приборе и имел атмосферное давление.
Прибор калибруется специальными углеводородосодержащими смесями на основе азота или углекислого газа. Точность измерений таким прибором во многом зависит от состава замеряемой газовой смеси (она не должна отличаться от смеси, которой откалиброван прибор), давления в помещении. Даже небольшое отклонение от атмосферного давления приводит к значительным отклонениям в показаниях прибора. Поэтому при замерах концентрации газов в помещении с избыточным давлением, после отбора проб необходимо отсоединить пробоотборную линию и дать возможность давлению пробы сравняться с атмосферным.
Общее название приборов с некаталитическим сенсором – Углеводородомеры (HC-meter), GASSCOPE, TANKSCOPE.
Измерение концентрации кислорода.
Анализаторы кислорода обычно используются для того, чтобы определить, является ли атмосфера в помещении (например в танке) в достаточной мере инертной и безопасной для входа.
Стационарные анализаторы используются для постоянного контроля содержания кислорода в вытяжном канале котла и в магистрали инертного газа.
Наиболее часто для измерения содержания кислорода в атмосфере используются:
· Парамагнитные датчики;
· Электролитические датчики;
· Химические жидкости, избирательного поглощения;
Кислород, в отличие от других газов, является сильным парамагнетиком. Благодаря этому свойству, его легко можно обнаружить в самых различных газовых смесях.
Наиболее часто используется прибор, в котором в камере для отбора проб помещена легкая чувствительная рамка, подвешенная свободно в магнитном поле на торсионной нити.
Парамагнитные датчики.
Когда пробу газа прокачивают через камеру ( рис 5), вращающаяся рамка подвергается воздействию момента, пропорционального по величине магнитной восприимчивости данного газа. Равные по величине, но противоположные по направлению моменты, возникают в результате действия электрического тока, проходящего через обмотки катушки, окружающей корпус. Уравновешенный ток и является мерой магнитной силы, пропорциональной содержанию кислорода в пробе. Перед использованием прибор тарируется на ноль с использованием азота или углекислого газа, а максимальное значение устанавливается в воздухе, с содержанием кислорода 21%.