مقدمه

بر خلاف سیستم‌های اعلام حریق که  دستورالعمل‌های شفافی  برای جانمایی و مکان یابی دیتکتورها و سایر تجهیزات دارند، هیچ استاندارد مشابهی برای مشخص کردن دقیق محل نصب دیتکتور گاز وجود ندارد. این تجهیزات فقط دارای راهنماهای مورد تایید صنایع برای جانمایی و برآورد تعداد آشکارسازها هستند. این موضوع به دلیل پیچیدگی و تخصصی بودن تشخیص گاز  است. چرا که بیش از ۴۰۰ نوع گاز با خواص متنوع که عوامل محیطی مانند گرما ، فشار و غیره به روش‌های مختلف بر آنها تثیر می‌گذارند توسط افراد و صنایع گوناگون مورد استفاده هستند.

این مقاله  بر آن است تا قوانین جاری داخلی و بین‌المللی و نکات کاربردی تجهیزات در صنعت و ساختمان‌های شهری را بررسی نموده و راهکاری بهینه برای جانمایی سیستم‌های تشخیص گاز ارائه دهد. علاوه بر این، به راه‌حل‌های مختلفی که تولید کنندگان معتبر این سیستم‌ها برای تشخیص گاز دارند نیز خواهد پرداخت. به عنوان مثال استفاده از سیستم‌های نمونه‌برداری گاز آدرس‌پذیر که برای مکان‌های با دسترسی دشوار یا مکان‌هایی که آشکارسازهای سنتی کار نمی‌کنند، ایده‌آل است؛ برای نمونه می‌توان به اتاق‌های تمیز یا اتاق‌های سرور (Clean Rooms, Server Rooms) اشاره کرد. در نهایت، بر اهمیت تعمیر  و نگهداری مؤثر سیستم‌های تشخیص گاز توسط نیروهای آموزش دیده و با مهارت که می‌توانند عملکرد درست و به موقع سیستم را تضمین کنند، تأکید می‌کند.

آشکارسازهای گاز معمولاً از نظر محل قرارگیری به سه گروه مجزا طبقه‌بندی می‌شوند :

حفاظت از سایت‌های صنعتی

آشکارسازهای گاز قابل اشتعال معمولاً در این گروه طبقه‌بندی می‌شوند . گازهای قابل اشتعال به جز ایجاد خفگی به علت کاهش سطح اکسیژن محیط، عموماً به خودی خود سمی نیستند بنابراین موقعیت استراتژیک آشکارسازها جایی است که انتظار می‌رود گاز بر اساس چگالی نسبی آن نسبت به هوا (سنگین‌تر یا سبک‌تر) در آن جمع شود.

پایش فرآیند

معمولاً سیستم‌های تشخیص گاز در این بخش برای نظارت،اعلام خطر یا به عنوان بخشی از کنترل فرآیند استفاده می‌شوند کهمی‌تواند شامل نظارت بر سطح VOC ( ترکیبات آلی فرار ) قبل و بعد از فیلتر کردن، نظارت بر بخار حلال (LEL) در کوره‌های خشک‌کن، کنترل تهویه در پارکینگ‌ها و ساختمان‌ها و غیره باشد. محل قرارگیری این آشکارسازها معمولاً بر اساس کاربرد خاص، پس از در نظر گرفتن فرآیند، نوع گاز یا بخار، جهت حرکت هوا و دمای محیط تعیین می‌شود. برای تعیین محل درست محل نصب دیتکتور گاز در چنین کاربردهایی معمولا نیاز به برگزاری جلسات متعدد با طراحان، مجریان و بهره‌برداران از کارخانه یا خط فرآیند می‌باشد تا از بهترین محل قرارگیری آشکارسازها برای اثربخشی بالا اطمینان حاصل شود.

 سیستم‌های تشخیص گاز حفاظت از جان

در چنین سیستم‌هایی، نگرانی این است که یک گاز خفه‌کننده یا سمی مستقیماً پرسنل و نفرات حاضر در محل رادر خطر قرار دهد. در چنین مواقعی محل نصب آشکارساز بر اساس مشخصات عمومی گاز و نسبت چگالی آن به هوا و سطح تجمع گاز در محیط تعیین می‌شود. شایان ذکر است که در سیستم‌های حفاظت جان استفاده از 2 ست آشکارساز برای افزایش ایمنی جانی افراد بهتر است. مجموعه‌ی اول آشکارسازها به عنوان نظارت بر فرآیند عمل کرده و تشخیص بر اساس چگالی نسبی گاز نسبت به هوا انجام می‌شود. این مجموعه از آشکارسازها معمولاً برای صدور فرمان‌های احتیاطی مانند روشن کردن تهویه‌ی اضافی برای کاهش غلظت گاز در محل یا اعلام خطر به ایستگاه آتش‌نشانی محلی یا مدیر ساختمان استفاده می‌شوند.

مجموعه دوم آشکارسازها در سطح حدودی قد افراد در حال کار نصب می‌شوند. هنگام برنامه‌ریزی سیستم، باید به تنظیم دقیق سطوح هشدار برای آشکارسازها توجه دقیقی شود. در مواردی که یک گاز بسیار سنگین‌تر از هوا است، آشکارساز گاز در منطقه تنفسی نصب شده و سطح هشدار در سطح پایین‌تری از منطقه‌ی خطر تنظیم می‌شود تا متصرفین، فرصت توجه به هشدار و تخلیه‌ی به موقع محل را داشته باشند.

به عنوان مثال یک کارگاه پر کردن کپسول نیتروژن مایع را در نظر بگیرید. می‌دانیم که در حین این عملیات ممکن است نیتروژن مایع نشت کرده و به سرعت به بخار تبدیل شود. در این حالت، آشکارسازهای اکسیژن، سطح پایین کیفیت هوا را تشخیص داده و بلافاصله فرمان تهویه‌ی اضافی را که معمولا باید در سطح زمین نصب شده باشد صادر می‌کنند. اگر تهویه نتواند به طور موثر  و در زمان مناسب کیفیت هوا را به سطح قابل قبول برساند، از آشکارسازهای موجود در منطقه تنفسی (ارتفاع سر افراد در حال کار) برای هشدار و تخلیه‌ی پرسنل از محل استفاده می‌شود تا زمانی که سطح اکسیژن در هوای محیط به محدوده‌ی ایمن بازگردد.

شکل 1:  مثال نشت گاز از سیلندر CO₂

آشکارسازهای گاز با روش نمونه‌برداری تخصصی Gas Sampling System

علاوه بر آشکارسازهای ثابت مبتنی بر حجم انتشار گاز ، طیف وسیعی از آشکارسازهای گاز با روش نمونه‌برداری نیز در بازار موجود هستند که می‌توان آنها را در محیط‌های مختلف به کار برد. این آشکارسازها در مواردی استفاده می‌شوند که نصب آشکارساز گاز استاندارد دشوار یا غیر عملی باشد.

برخی کاربردهای این تجهیزات عبارتند از: مناطق با دسترسی دشوار به دلیل ارتفاع، سختی دسترسی، اندازه یا وزن آشکارساز، فضاهایی که ورود و خروج به آنها ممنوع بوده یا فقط در شرایط خاص مجاز است، جایی که به منظور به حداقل رساندن آلودگی ورود و خروج به آن محدود شده است. آشکارسازهای نمونه‌بردار گاز، ماژول‌های آدرس‌پذیری هستند که با استفاده از فناوری پمپ پیزوالکتریک کار می‌کنند و می‌توانند در کنار آشکارسازهای استاندارد نصب شوند. می‌توان این دستگاه‌ها را طوری تنظیم کرد که با مکش یک نمونه هوای فیلتر شده و تمیز از راه دریچه‌ای جداگانه، به طور مداوم نقطه صفر یا کالیبراسیون خود را (بسته به آشکارساز) بررسی و اصلاح کنند. هرچند نصب مستقیم آشکارساز مبتنی بر انتشار، در ناحیه‌ی تحت پوشش همیشه بهترین گزینه است اما ماژول‌های نمونه‌برداری نیز به عنوان راه حل جایگزین، بسیار کاربردی هستند.

شکل 2:  جانمایی دیتکتور گاز بر اساس نوع گاز

تشخیص گازهای سرما ساز (Cryogenic Gas Detection)

برای تشخیص گاز در کاربردهایی که شامل استفاده از گازهای سرد شده به روش کرایوژنیک مانند هلیوم مایع یا نیتروژن هستند، ملاحظات دقیقی لازم است. در زمان انتشار اولیه، گازهای سرد شده با این روش معمولاً می‌توانند دمای پایین‌تر و چگالی بالاتری نسبت به محیط اطراف خود داشته باشند و بنابراین، رفتاری متفاوت از حالت گازی خود خواهند داشت. در این مورد، باید دو مجموعه آشکارساز برای ایمنی بهینه در نظر گرفته شود، یکی برای تشخیص سطح پایین در حالت سرد شده‌ی گازها و دیگری برای پوشش ایمنی جانی.

شکل 3: دیتکتور گازهای سرد کننده

پوشش آشکارسازهای گاز

مانند دیتکتورهای دود، دیتکتور گاز نیز قادر است مساحتی تا 75 متر مربع را با شعاع عملیاتی 5 متری پوشش دهد. البته باید در نظر داشت همانگونه که پیشتر اشاره شد عوامل زیادی بر این امر تاثیر می‌گذارند. عواملی مانند جریان هوای تهویه، ویژگی‌های گاز، تجهیزات موجود در منطقه، هندسه‌ی اتاق و غیره.

شکل 4:  پوشش دیتکتور گاز

الزامات کالیبراسیون و سرویس برای سیستم‌های تشخیص گاز

بررسی و کالیبراسیون منظم مطابق با کدهای BS EN 60079-29-2:2007 برای همه‌ی سیستم‌های تشخیص گاز الزامی است. دوره‌ی سرویس و کالیبراسیون تابعی از کاربرد بر اساس شرایط محیطی است که دستگاه در آن نصب شده است. در مورد دوره‌ی زمانی بررسی و نظارت، اغلب مراجع صنعتی و استانداردی بر این موضوع اتفاق نظر دارند که سیستم‌های تشخیص گاز باید حداقل هر ۶ ماه یکبار سرویس شوند. علاوه بر این، PUWER 1998 (مقررات تهیه و استفاده از تجهیزات کار) بیان می‌کند که “تجهیزات ایمنی باید عملکرد مؤثر داشته باشند به همین منظور بایستی به طور مداوم نگهداری و تعمیر شوند”. با در نظر گرفتن این مطالب، ضروری است که هر ساختمان یا کاربر سیستم ایمنی تشخیص گاز ، برنامه‌ای مدون برای سرویس و نگهداری تجهیزات ایمنی و حفاظتی خود داشته باشد.

جانمایی اجزای سیستم تشخیص و اعلام خطر گاز

پنل‌های کنترل

پنل‌های کنترل باید خارج از منطقه‌ای قرار گیرند که آشکارسازهای گاز متصل به آنها آنجا نصب شده‌اند. تابلوی کنترل باید به گونه‌ای قابل دسترسی باشد که هنگام فعال شدن آژیر تخلیه، مشاهده‌ی سطح گاز و منطقه‌ی خطر از طریق تابلو امکان‌پذیر باشد.

استفاده از پنل‌های تکرار کننده    (Repeater Panel) برای ارسال هشدار از راه دور نیز می‌تواند به عنوان راه حل تکمیلی در نظر گرفته شود.

شکل 6 :کنترل پنل‌های تشخیص گاز و تابلوی اطفاء حریق

هشدارهای دیداری و شنیداری (Audible Visual Alarms)

به عنوان یک قاعده کلی، اگر آشکارساز گاز در یک منطقه نصب شده باشد، باید حداقل یک تجهیز صوتی-تصویری (آژیر فلشر) برای هشدار به پرسنلی که ممکن است در همان منطقه باشند، وجود داشته باشد. هشدارهای صوتی-تصویری معمولاً آژیرهای فلشرهای استاندارد هستند. برای قابل تشخیص بودن هشدار وجود گاز از دیگر هشدارها مانند حریق یا موارد دیگر بهتر است رنگ چراغ هشدار گاز، زرد یا نارنجی در نظر گرفته شود. همچنین پیشنهاد می‌گردد تون صدای آژیر گاز با بقیه‌ی آژیرها متفاوت در نظر گرفته شود.

شکل 6:  هشدار دیداری و شنیداری گاز

اعلام‌کننده‌ها (Annunciators)

اعلام‌کننده‌ها دستگاه‌های آدرس‌پذیری هستند که معمولاً در کنار در ورودی نصب شده و در صورت بروز هشدار گاز، یک پیام بصری صوتی واضح ایجاد می‌کنند؛ تا افراد را از ورود به منطقه‌ای که خطر گاز در آن وجود دارد، آگاه کند.این تجهیزات در مقایسه با آژیر فلشرهای استاندارد از بسیاری جهات مزیت دارند. آن‌ها را می‌توان روی داکت استاندارد نصب کرد، احتمال اشتباه گرفتن با سایر آژیرها در آنها کم است؛ می‌توان آن‌ها را به کلیدهای Slam مجهز کرد؛ و پیام هشدار نمایش داده شده و صفحه نمایش رنگی چشمک‌زن آن‌ها بدون ابهام است.

شکل 7: اعلام کننده

مخروط‌های جمع‌کننده‌ی گاز و محافظ‌های پاشش

مخروط‌های جمع‌کننده‌ی گاز را می‌توان برای استفاده در مناطقی که دیتکتورها بالای تأسیسات گاز مانند بویلرها یا کنتورها در اتاق‌هایی با سقف بلند قرار می‌گیرند، در نظر گرفت. این مخروط‌ها به دیتکتورهایی که درست بالای تأسیسات گاز قرار دارند، متصل شدهتا قابلیت دیتکتورها را برای تشخیص نشت گاز افزایش دهند.

شکل 8:  یک دیتکتور گاز به همراه مخروط جمع کننده گاز

برای آشکارسازهایی که در سطح پایین نصب می‌شوند، نصب محافظ پاشش آب می‌تواند برای محافظت از حسگرها در برابر شستشوی کف، پاشش باران، گرد و غبار و غیره مناسب باشد.

گرد آورنده : احمدرضا ترابی

منبع