如何做好危险作业的气体分析

张东成

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

安全生产

如何做好危险作业的气体分析

张东成

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

根据《GB 30871-2014 化学品生产企业特殊作业安全规范》，对动火作业、受限空间作业提出气体分析的要求。探讨如何做好危险作业的气体分析，在气体分析前准备、气体分析过程和气体分析后等三个方面确保气体分析结果准确，分析人员安全。

危险作业；气体 分析

1 危险作业存在的风险辨识与气体分析

化学品生产企业在生产区域内进行动火作业、受限空间作业，很可能发生着火、爆炸、窒息和中毒等作业风险，所以在作业前，必须对作业区域内容、作业过程进行有关气体的分析检测，确保动火作业、受限空间作业过程中，作业人员的安全。

动火作业，必须要进行爆炸气体分析；受限空间作业，必须要进行氧气含量气体分析、有毒有害气体分析。

2 如何做好危险作业气体分析

2.1 气体分析前的准备

2.1.1 气体分析人员的培训

对气体分析人员进行仪器使用、维护等的培训，确保能正确使用气体分析仪器，保障气体分析结果准确。

2.1.2 气体分析仪表的量程

各类气体分析仪表都有其固定的检测范围，只有检测数据在检测值的上、下限范围内，才能保证检测数据的准确。长时间在超过其检测上限的环境中工作，极易对检测仪表的传感器造成永久性损坏。实际工作中一般选择量程较大的气体分析仪表。

2.1.3 气体分析仪表的校验、调零

国家计量法中对涉及到作业人员健康和安全的检测仪表校验划归为强制性校验仪表，仪表的定期校验必须强制执行。使用人员要注意该仪表是否在校验期内。仪表在每一次使用前，都要校正回零位。有毒有害气体校正，在检测区域外的清洁环境中要校正调零。对于氧含量气体分析仪表，要根据实际环境中的氧含量值调校，不同地区的氧含量值是不一样的，要依据当地环保或职防部门提供的数据确定。爆炸气分析的仪表在使用前，在清洁环境中调零。

2.1.4 气体分析仪表的电源

气体分析仪表的电力供应一般是碱性电池。较长时间不用时，要将电池取出。对于泵吸式的气体分析仪表，电力消耗很大，要保证检测结果的准确，开机时首先要检测电池的电力，如有电池的报警声，要及时更换电池，保证机器的正常运作。

2.1.5 便携式检测传感器的使用寿命

气体分析仪表的关键部件是气体传感器，依其原理有物理化学性质的传感器、物理性质的传感器、电化学性质的传感器。有毒有害气体的传感器一般是电化学性质的传感器，使用时间一般为1～2年；LEL传感器的使用时间相对长些，一般为3年；氧含量传感器的使用寿命最短，大约为1年。强制性效验的目的就是检查传感器的使用时间是否在有效期内，所以，气体分析仪表的使用一定要在传感器的有效期内使用，失效要及时更换传感器部件。

2.1.6 气体分析仪表的报警设置

按照《GBZ 2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值》第1部分：化学有害因素中职业接触限值10mg·m-3，按照转换公式转化后为6.59×10-6，建议一级报警为3×10-6，二级报警设置为6×10-6。在气体分析前一定要检查报警值的设置是否合理，必要时重新进行设置。

2.1.7 便携式检测报警仪表的传感器中毒

各类直读式监测仪表都有其固定的监测范围，监测数据应在监测值的上、下限范围内，才能保证监测数据的准确。长时间在超过其监测上限的环境中工作，极易对监测仪表的传感器造成永久性损坏，即传感器“中毒”。

对于LEL传感器最为有害的气体是含硅化合物，其他的有害物质包括含铅类化合物，比如含四乙基铅的汽油会严重降低传感器的灵敏度，特别是对高燃点的化合物比如甲烷的灵敏度。另外，高浓度的卤代烃会在催化头高热的情况下分解为HCl，可能会造成传感器的腐蚀，降低测量信号。硫化氢和其他还原性硫化合物，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（比如硝基烷烃）都可以被氧化成为矿物酸，也会对传感器造成腐蚀。热的有机酸（比如乙酸）或直接暴露于酸性气体（比如HCl、硫酸蒸气）也可能腐蚀传感器。通常情况下，硅类化合物被看成是毒化物质而硫化氢被看成抑制物质。然而，上面提到的物质都会对催化燃烧传感器有不同程度的灵敏度降低。

2.1.8 气体分析过程中的个体防护问题

采样分析人员在进行密闭的气体监测分析时，一定要注意自身的安全，避免发生缺氧窒息、中毒事故。对生产现场的情况不太熟悉时，必须由属地、生产装置安排专人陪同进行。如需进入监测，必须佩带正压自给式空气呼吸器，同时必须进行安全监护。

2.2 危险作业气体分析过程需要关注的问题

2.2.1 气体分析检测对象的选择

毒物的共存性是普遍存在的，所以，既要保障作业人员的安全健康，又要讲求工作的科学性、高效性，正确选择检测对象尤为重要。根据毒物的毒性大小划分等级，将级别高的作为重点检测物质；毒性小、以慢性毒性为主的物质次之。对于一个存在有硫化氢气体、二氧化硫气体、气态烃的有限空间，有毒有害气体的检测就要以硫化氢气体的检测为主，二氧化硫气体次之，气态烃最后。如做爆炸气分析，要以气态烃为主，硫化氢气体次之，二氧化硫气体最后。

2.2.2 气体分析采样点的设置

进入有限空间作业前，进行有毒有害气体分析，首先要了解该空间可能存在的气体种类，这样便于监测。根据K=Mx/29值选择监测空间的层面。K值情况参见表1。

K值大于1，表明该物质相对于空气的比重较大，一般积聚于该空间的底层（下层）；K值等于1，表明该物质相对于空气的比重为1，一般主要积聚于该空间的中层；K值小于1，表明该物质相对于空气的比重较小，一般积聚于该空间的上层。同时，对于其他层面，也要选择几个点进行监测。对于一种物质，应首先确定重点监测的层面，其他层面可选择性监测几个点。这样，该物质监测的数据才具有代表性。

表1 不同气体对空气的K值

2.2.3 气体分析的检测次序

分析项目应按次序进行检测。“有限空间作业票”中气体分析项目中有三大类：氧含量分析、有毒有害气体分析、爆炸气分析。在分析时，先做氧含量分析，再作爆炸气分析。目前的爆炸气分析仪的原理是催化燃烧式。当有限空间中的氧气含量达不到燃烧需要的条件时，即缺氧条件下，首先测定该空间的爆炸气分析，检测的传感器不能正常响应，导致检测结果有误。只有当氧气含量合格后，才能进行爆炸气分析。

2.2.4 气体分析仪表的检测距离

同一种物质的气体分析仪表有泵吸式、弥散式两种。泵吸式的气体分析仪表有内置的吸气泵，能将外界的气体吸入进行分析检测，不需要与检测面或物体表面接触很近；而弥散式的气体分析仪表，主要靠气体的扩散到其传感器来进行分析检测，传感器要与检测面或物体很接近，才能获得比较准确的检测结果。

2.2.5 气体分析仪表的响应时间

不同的气体分析仪表的检测响应时间是不相同的。泵吸式的便携式LEL检测仪表，响应时间较快约为30s；弥散式的便携式LEL检测仪表，响应时间较慢约为60s。现场的检测时间不应短于其响应的时间，仪表显示数值达到稳定后，此时的显示数值就比较准确。

2.2.6 气体分析时不同物质间的相互干扰

如工作环境中存在有二氧化硫气体、二氧化氮气体、氯气，需要进行二氧化硫、二氧化氮或氯气的检测时，这3种检测气体对电化学传感器都有响应，即它们之间存在相互的干扰。因此，在检测某一种物质时，其他物质会影响到检测数据的准确性。这时就应避免使用气体分析仪表，改用化学分析法进行检测，才能保证检测结果的真实可靠。

2.3 气体分析后结果处理

2.3.1 危险作业票填写气体分析结果

对于环境中测量物质浓度或含量低于相应气体分析仪表的检测下限的，一般检测结果为0，但是不能认为环境中不存在，而可能是该物质浓度或含量低于仪表的检测能力。一般报告检测结果为其检测下限的1/2。

在动火作业票、受限空间作业票的相应位置填写气体分析结果，分析时间到分钟，分析人员签名，分析地点现场人员需要确认签字。

2.3.2 气体分析结果合格的判断依据

被测气体或蒸气的爆炸下限大于或等于4%时，其被测浓度应不大于0.5%（体积分数）；被测气体或蒸气的爆炸下限小于4%时，其被测浓度应不大于0.2%（体积分数）。氧含量浓度不小于20%；有毒有害气体按照《GBZ 2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值》第1部分：化学有害因素中职业接触限值的标准判断，应注意单位统一。

2.3.3 气体分析结果的时效性或有效性

进入密闭空间作业前30min，或者气体分析结果出来后，30min内进入有效；超过这个时间，必须重新进行检查分析。

密闭空间气体监测结果的有效性，即密闭空间气体监测结果合格后完成一次作业能提供保障作业安全的时间（分钟）。二次作业或需连续作业时，隔60min时间，需进行一次监测；特殊动火和特殊受限空间作业，需要连续动态进行气体分析。

一般情况下受限空间作业票有效期不超过24h。对于装置全面停车检修期间，经全面检查合格后，“有限空间作业票”有效期不超过72h。分析结果报出0.5h后，仍未开始作业应重新进行分析。

2.3.4 结果判定时需要注意单位统一

《GBZ 2.1- 2007工作场所有害因素职业接触限值》第1部分：化学有害因素中职业接触限值：最高允许浓度（mg·m-3）、时间加权平均容许浓度（mg·m-3）、短时间接触允许浓度（mg·m-3）。

便携式检测报警仪器测得的气体浓度都是体积浓度（ppm），浓度单位ppm与mg·m-3的换算按下式计算：

质量浓度/mg·m-3=M气体分子量/22.4×ppm数值×［273/（273+T气体温度）］ ×（P压力/101325）

式中M为气体分子量，ppm为测定的体积浓度值，T为温度，P为压力。ppm和mg·m-3换算对照表见表2。

表2 ppm和mg·m-3的对照表

3 结论

在《GB 30871-2014化学品生产企业特殊作业安全规范》中，动火作业和受限空间作业被列入特殊作业，在化学品生产企业称为危险作业，存在着火、爆炸、窒息和中毒的风险，所以必须进行气体分析。本文从气体分析前的准备、气体分析过程和气体分析后三方面阐述了如何进行气体分析及气体分析结果的准确处理等相关问题，同时指出，在气体分析中，要做好气体分析人员的个体防护。

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