گازهای خطرناک و گاز سنجی

در این مطلب به بررسی گازهای خطرناک، قابل اشتعال و فضای بسته در حوزه ایمنی، بهداشت و HSE خواهیم پرداخت. قطعا پرسنل HSE شاغل در صنایع معادن، آب و فاضلاب و . . . با فضای بسته سر و کار دارند. مطالعه این مطلب بسیار مهم و کاربردی می باشد. جهت جلوگیری از بروز حوادث بهتر است که از حادثه های قبلی عبرت آموزی داشته باشیم. می توانید با مراجعه با عبرتانه این مطلب را هم مطالعه نمایید.

گازهاي قابل اشتعال:
متان كه با فرمول شيميايي  CH4شناخته مي شود بعنوان اولين هيدرو كربن و به دليل داشتن يك اتم كربن سبك ترين هيدروكربن هاست.
هيدروكربن ها در سه حالت فيزيكي مختلف يافت مي شوند.
هيدرو کربن هايی که تا 4 اتم کربن دارند در دمای معمولی به صورت گاز يافت می شوند.
 هيدرو کربن هايی که بين 5 تا 16 اتم کربن دارند در دمای معمولی به صورت مايع يافت می شوند.
هيدرو کربن هايی که بيش از 16 اتم کربن دارند در دمای معمولی به صورت جامد يافت می شوند.


خطرات گازها :
انواع گازها گازهاي خطرناك در سه گروه تقسيم مي شوند :

گازهاي قابل اشتعال
• اتان
• متان
• پروپان و...

        
گازهاي زيان آور و سمي
• سولفيد هيدروژن
• دي اكسيد سولفور
           
 گازهاي بي اثرو خفقان آور
• نيتروژن و ساير گازهاي بي اثر
عمده ترين خطر اين گازها جايگزين شدن با اكسيژن هوا و در نهايت موجب خفگي ميگردد.
اكسيژن نيز در صورتيكه در محيط كم يا زياد گردد خطرناك است.

گاز سنجی (Gas Test)
گاز سنجی را براي شناسايي اتمسفر قابل اشتعال،اتمسفر سمي و زيان آور و بررسي ميزان اكسيژن موجود در هوا انجام مي دهيم.
همان طور كه می دانیم جهت آتش سوزي يا انفجار يك گاز بايد گاز قابل اشتعال با هوا تركيب شده و يك مخلوط قابل انفجار را توليد نمايد و احتياج به يك منبع حرارتي داريم.با توجه به اينكه انجام Gas Test جهت پيشگيري از انفجار گازهاي منتشر شده در هوا است بايد خصوصيات گازها را مورد مطالعه قرار دهيم که اين خصوصيات شامل موارد ذيل است :
 

حدود قابل اشتعال:
تمام گازها و بخارات قابل اشتعال در محدودة خاصي منفجر يا مشتعل مي گردند در واقع اين گازها و بخارات با اكسيژن هوا مخلوط شده و با كوچكترين جرقه اي منفجر يا مشتعل مي گردند در صورتيكه از اين حدود خارج گردد ديگر آتش سوزي و انفجار رخ نخواهد داد.

 
پايين ترين حد قابل انفجار یا (LEL)
پايين ترين غلظتي از يك گاز در هوا كه يك مخلوط قابل اشتعال را توليد كرده و با كوچكترين جرقه اي منفجر يا مشتعل مي گردد براي مثال LEL گاز متان در هوا 5% است اين بدان معناست كه 5% هواي محيط  گاز متان است و در اين غلظت توانايي انفجار را دارد و در صورتيكه از اين ميزان كمتر باشد انفجاري رخ نخواهد داد وقتي كه 5% هوا را گاز متان تشكيل دهد بر روي صفحه نمايشگر دستگاه Gas Test 100% LEL را نشان مي دهد.

 
بالاترين حد قابل انفجار یا ( UEL )
بيشترين ميزان غلظتي از يك گاز در هوا كه توليد يك مخلوط قابل اشتعال نموده و با كوچكترين جرقه اي ايجاد آتش سوزي و انفجار نمايد مثلاً گاز متان در صورتيكه غلظت اين گاز به 15% در هوا برسد اين گاز با كوچكترين جرقه اي منفجر مي گردد اما اگر اين غلظت از 15%  افزايش يابد خطر انفجار يا آتش سوزي برطرف خواهد شد اما به دليل زياد شدن حجم گاز قابل اشتعال امكان خفگي در آن اتمسفر وجود دارد.

نقطه جرقه زنی (Flash Point):
پايين ترين دمايی که در آن مايع برای توليد جرقه در يک شعله کوچک، از خود به ميزان کافی بخار قابل اشتعال در هوا آزاد می کند

نقطه احتراق (Fire Point)  :
پايين ترين دماي موجود در يک ماده که وجود آن برای ادامه اشتعال الزامی است.

چگالي نسبي  بخار:
نسبت حجم ارائه شده در وزن يک گاز و يا بخار به وزن حجم مساوی گازی ديگر (معمولا هوا)


گازهای سمی/ زيان آور:
در دستگاه Gas Test موجود معياراندازه گيري گازهاي سمي بر مبناي  بر مبنای قسمت در ميليون (ppm) است.

مثال ها :  سولفيد هيدروژن (سمی)  نيتروژن (جايگزين اکسيژن می شود)
سولفيد هيدروژن : H2S

• بی رنگ
•  شديدا سمی (در حد مرگ)
• سنگين تر از هوا V.D = 1.19
• بويی شبيه به بوی تخم مرغ گنديده (به بو اتکا نکنيد)
• محلول در آب و هيدروکربن های مايع
• محرک چشم و ريه
• قابل اشتعال
• با شعله آبی رنگ می سوزد
•  در برخی فلزات ايجاد خوردگی می کند

تاثيرات گاز H2S بر حسب غلظت :

• کمترين حد بوی محسوس :   13/0 ppm
• بويی ملايم که با آسانی قابل تشخيص است: 60/4 ppm
• شروع تحريک چشم:   10 ppm
• بوی شديد و نامطبوع:  27 ppm 
• 200 تا 300 ppm – حس بويايی به سرعت از بين می رود، التهاب چشم و دستگاه تنفسی پس از گذشت يک ساعت 
• 500 تا 700 ppm – بيهوشی و احتمالا مرگ پس از 30 تا 60 دقيقه       
•  700 تا 1000  ppm – بيهوشی سريع، قطع تنفس و سپس مرگ
• 1000 تا 2000 ppm – بيهوشی يکباره، توقف سريع تنفس و مرگ در عرض چند دقيقه

اكسيژن:
هوای معمولی  حاوی %20/8 اکسيژن است
هرگونه تغيير از اين مقدار، بيشتر يا کمتر، باعث ايجاد مشکل برای بدن انسان می شود.

كمبود اكسيژن برای انسان مشكلات ذيل را به دنبال دارد:

• در مقادير بين 21 تا 18 % بدن به خوبی فعاليت را تحمل می کند.
• در مقادير بين 18 تا 17% کار سنگين ممکن است منجر به بيهوشی شود.
• در مقادير بين 17 تا 16 % کار سبک منجر به افزايش در تعداد ضربان و تنفس می شود.
• در مقادير بين 10 و پايين تر بيهوشی صورت گرفته و ممکن است منجر به مرگ شود.
• در صورتيكه غلظت اكسيژن افزايش يابد باعث افزايش خطر آتش سوزي و صدمه زدن به ريه انسان و در نهايت موجب خفگي مي گردد.

گاز مونواكسيد كربن:
اين گاز بدون رنگ و بدون بو می باشد.
تاثيرات گاز مونو اكسيد كربن بر بدن انسان بر حسب غلظت :

منابع احتراق :
مشعل جو شکاری
دستگاه و يا تجهيزات داغ
 جرقه حاصله از ابزار
ابزار برقی
الکتريسيته ساکن

به خاطرداشته باشيد كه گازها بسته به چگالي شان در فضاهاي بسته در سطوح مختلف قرار مي گيرند مثلاً گاز متان كه از هوا سبك تر است در زير سقف جمع مي گردد ولي گاز H2S كه از هوا سنگين تر است در كف جمع مي گردد و گازي مانند گاز مونواكسيد كربن كه هم وزن هواست هر جا كه هوا است و جود دارد.

الزامات مربوط به آزمایش گاز و استفاده از وسایل حفاظت فردی در فضای بسته

1-آزمایش گاز
آزمایش گاز باید توسط یک فرد صلاحیت دار انجام شود تا خطرات فضای بسته را ارزیای کند و تایید کند که فضای بسته برای ورود ایمن است.
هرگز از حس بویایی جهت تعیین ایمن بودن اتمسفر داخل یک فضای بسته استفاده نکنید.
بسیاری از گازها و بخارات قابل اشتعال و سمی بی بو و بی رنگ هستند.

2-ترتیب آزمایش گاز
مرحله اول: درصد اکسیژن را تعیین ( قرائت) کنید.
مرحله دوم: درصد گاز قابل اشتعال را قرائت تعیین کنید .
مرحله سوم: درصد گاز سمی را تعیین ( قرائت) کنید.

ابتدا باید درصد اکسیژن محیط تعیین شود زیرا عملکرد دستگاه های  گازیاب برای تعیین درصد گاز قابل اشتعال به درصد اکسیژن محیط بستگی داردو در محیطی با کمبود اکسیژن مقدار گاز اتشگیر نشان داده شده اشتباه است.
سنجش گازهای قابل اشتعال اولویت دوم را دارد زیرا تهدیدات ناشی از آتش و انفجار هم سریع تر و هم شدیدتر از خطر سمیت اکثر گازها و بخارات است. اگر سنجش گازها و بخارات سمی ضروری است ، آنها را در اولویت آخر انجام دهد.

ترتیب سنجش گاز عبارتند از:
1.اکسیژن   2. قابلیت آتشگیری     3. سمیت

آلاینده های موجود در هوا موجب کاهش درصد اکسیژن و نیتروژن نرمال می شود. با قرائت عددی که دستگاه آزمایش گاز نشان می دهد می توان درصد آلاینده های موجود در هوا را محاسبه کرد.

آلاینده چیست؟
آلاینده می تواند گاز بی اثر ، قابل اشتعال و یا سمی باشد. برای تعیین نوع الاینده ، آزمایش های دیگری نیاز است .

اتمسفر غنی از اکسیژن
اگر درصد اکسیژن سنجش شده از ۲۰٫۸ درصد بیشتر باشد احتمال قریب به یقین نشتی اکسیژن از یک کپسول یا منبع اکسیژن نزدیک وجود دارد. چنین شرایطی معادل خطر اتمسفر غنی از اکسیژن ( یعنی اکسیژن بیشتر از ۲۳٫۵ درصد حجمی هوا) است که موجب آتش گرفتن آسان و شدید لباس ، مو و مواد نفتی می شود. به خاطر بسپارید که:
 

• هرگونه نشتی اکسیژن را شناسایی و حذف کنید.
• هرگز از اکسیژن خالص برای تهویه استفاده نکنید.
• هرگز ظروف تحت فشار را داخل فضاهای بسته نگهداری و انبار نکنید.
• هرگاه درصد اکسیژن قرائت شده از دستگاه سنجش اکسیژن کمتر از 20 درصد باشد ، اتمسفر باید خطرناک قلمداد شده و بیشتر بررسی شود خواه دستگاه اشتباه نشان داده باشد و خواه آلاینده ای در هوا موجود باشد.

مواد دارای نقطه جرقه زنی بالا مانند روغن روان کاری ، نفت کوره و نفت گاز معمولا در حین کارهای تعمیراتی گرم شده و اتمسفر قابل اشتعال ایجاد می کنند. اگر آزمایش گازهای قابل اشتعال فقط قبل از شروع به کار انجام شود و به صورت دائمی نباشد، این اتمسفر آتشگیر ایجاد شده در حین کار قابل شناسایی نیست. همچنین اگر آزمایش گاز در حین کار انجام شود ممکن است انفجار سنج قادر به سنجش بخارات گرم مواد دارای نقطه جرقه زنی بالا نباشد، زیرا آنها در لوله نمونه گیری میعان می شوند. تبخیر ماده ای با نقطه جرقه زنی بالاتر از دمای محیط و ایجاد LEL و در نتیجه سنجش آن در این مقدار تقریبا نادر است . انجام برشکاری روی تجهیزی که فقط دارای 50 میلی لیتر نفت است به علت تبخیر نفت می تواند موجب تشکیل بخارات قابل اشتعال شود. وسایل سنجش گاز همیشه کاملا قابل اعتماد نیستند. بازرسی بصری شرایط باید انجام شود.
نشتی هوا به درون دستگاه از اتصالات شل می تواند موجب اثر رقتی شده و غلظت قابل اشتعال کمتر گزارش شود.
اگر فضایی دارای گاز خنثی مثل نیتروژن است جهت سنجش گاز قابل اشتعال از انفجار سنج استفاده نکنید چون این دستگاه برای عملیات نرمال به اکسیژن نیاز دارد. برای چنین محیط هایی از دتکتورهای مادون قرمز IR استفاده کنید.


سنجش گاز
قبل از ورود به هر فضای بسته ای ، سنجش گاز باید در نقاط مناسبی از آن توسط فرد صلاحیتدار انجام شود. اگر فضای بسته بزرگ باشد سنجش گاز باید در چندین نقطه آن انجام شود. مدت زمان سنجش باید حداقل برابر مدت زمان پاسخ دستگاه که توسط شرکت سازنده اعلام شده باشد.
در هر فضای بسته ای اولین سنجش گاز باید در بیرون از فضای بسته انجام شود به این ترتیب که پراب یا لوله نمونه گیری دستگاه را داخل فضای بسته گذاشته و از بیرون قرائت می کنیم . همیشه از درز دهانه آدم رو لوله نمونه برداری را وارد فضا کنید و یا درپوش دهانه را کمی به سمت باد باز کنید( در حالی که فرد نمونه گیر پشت به باد قرار دارد) . هرچند مطمئن شوید که فرد نمونه گیر در صورت نیاز به وسایل حفاظت تنفسی به طور کافی حفاظت شده و یا یک نفر او را همراهی می کند.



آزمایش اتمسفرهای لایه ای :
هنگامی که آماده سازی برای ورود به یک فضای بسته مستلزم پایین رفتن در یک اتمسفر احتمالا لایه ای است ، به ازای هر 4 فوت ( 22/1 متر ) حرکت به سمت پایین باید یک بار  و در همه جهات آزمایش گاز از لوله نمونه برداری استفاده می شود سرعت پایین رفتن فرد ازمایش کننده باید آهسته باشد تا سرعت نمونه گیری و پاسخ دتکتور عقب نماند.
بعضی از گازها و بخارات از هوا سنگین تر هستند و در کف فضای بسته جمع می شوند و بعضی از آنها از هوا سبک تر هستند و در قسمت بالای فضای بسته تجمع می یابند. به دلیل تفاوت دانسیته گازهای سمی مختلف در سطوح مختلف فضای بسته ( یعنی بالا ، وسط و پایین ) باید آزمایش گاز انجام شود.
نکته : فرد صلاحیتدار آزمایش گاز کسی است که چگونگی استفاده از یک دستگاه آزمایش گاز معین را آموزش دیده باشد. ولی مسئولیت اینکه چه گازی و در کجا آزمایش شود با صادر کننده مجوز ورود به فضای بسته است.


سایر احتیاط ها
احتراق ( جوشکاری ، برشکاری ، گرمایش و موتورهای بنزینی و گازوئیل ) و اکسیداسیون ( زنگ زدن آهن ) می توانند خطراتی را در فضای بسته ایجاد کنند . این فرایندها یا اکسیژن فضا را مصرف می کنند و یا محصولات احتراق بعضی از آنها جایگزین اکسیژن شده و کمبود اکسیژن ایجاد می کنند.
برشکاری پیچ های کادمیومی بخارات سمی تولید می کند.
بعد از شروع کار ، فضای بسته را مرتبا آزمایش گاز کنید چون شرایط داخلی آن به دلایلی مانند احتراق ، نشتی، فرایندهای نظافت و غیره دائما در حال تغییر است.
حتی بعد از Purge یک مخزن خالی ، گازها و بخارات سمی و آتشگیر می توانند از دیوارهای اسفنجی واجذب شوند و یا از لجن داخل آن و یا حلال های مصرفی آزاد شوند. همچنین ممکن است در اثر واکنش شیمیایی بین حلال ( مورد استفاده در نظافت ) و لجن داخل فضای بسته گازها و بخارات سمی و آتشگیر آزاد شود.
عملیات جوشکاری در فضای بسته مستلزم تهویه موضعی است. حداقل اکسیژن لازم در محیط کار 19.5 درصد حجمی هواست که از مقدار نرمال آن بین 21 درصد حجمی هوا خیلی فاصله ندارد.

خنثی سازی (inerting) :
جایگزینی گاز یا بخارات هيدروکربن و اکسيژن (هوا ) برای حذف احتمال تشکيل اتمسفر بالقوه قابل اشتعال در یک فضای بسته که بواسطه استفاده از یک گاز بی اثر غيرقابل احتراق،
غيرآلاینده و واکنش ناپذیر ( برای مثال نيتروژن ) یا با استفاده از یک گازی که حاوی ميزان ناکافی اکسيژن برای تامين احتراق (برای مثال گاز سوخت ) انجام میگيرد به گونه ای که اتمسفر غيرقابل اشتعال و واکنش-
ناپذیر حاصل گردد.


فضای بسته :
فضای بسته یکی از محل های کاری پرخطر به شمار میروند که هر ساله به دليل ضعف/فقدان آموزشها و اطلاعات کار در این فضاها، جان شمار زیادی از افراد را به خطر میاندازد.

درحوادث ناشی از کار در فضاهای بسته بيش از %91 از افراد در حين تلاش برای نجات سایر کارکنان جان خود را از دست می دهند. ورود به فضاهای بسته فقط ورود کل بدن را شامل نمیگردد بلکه زمانی که فقط سر جهت بازرسی چشمی سریع در داخل فضای بسته وارد شود نيز ورود به فضای بسته محسوب میگردد.
تجهيزاتی که بدون هشدار قبلی به کار میافتند، گازهای سمّی، مواد شيميایی خورنده یا حلالهای آتشگير از جمله خطراتی هستند که ممکن است در فضاهای بسته وجود داشته باشند.
کار در محل هایی از قبيل چال ها، مخازن، سردابه ها، هاپرها، مخازن شيميایی، ظروف راکتور، حفاری یا سایر انواع محوطه های بسته مشابه کار در فضای بسته محسوب می شود.
بسياری از این فضاها به دليل نوع مواد داخل آنها یا شکل فيزیکی خاصی که دارند میتوانند خطراتی را در محيط کار به وجود آورند. گير افتادن در فضاهای بسته یا تجمع اتمسفر آلوده در آنها به دليل عدم وجود چرخش هوا از جمله خطرات این فضاهاست.
 

کار در داخل فضاهای بسته یکی از خطرناکترین کارها در محيطهای شغلی است. از این رو است که متخصصين ایمنی همواره خطر کار در فضاهای بسته را به کارکنان و کارفرمایان گوشزد می کنند.
اصطلاح پروانه ورود به فضای بسته، به آن فضاهایی اشاره دارد که تعاریف فضای بسته را شامل شده و همچنين به سبب داشتن خطرات ایمنی و بهداشت یا پتانسيل آن، نياز به پروانه ورود داشته باشند.

ویژگی های فضاهای بسته نيازمند دریافت پروانه ورود
تمام فضاهای کاری باید بر مبنای تعریف ارایه شده برای فضاهای بسته، شناسایی شوند. در صورتیکه فضای شناسایی شده حداقل یکی از ویژگیهای زیر را داشته باشد، جزو فضاهای بسته نيازمند پروانه کار شناخته خواهد شد:
 

• اتمسفر فضای بسته حاوی ترکيب اتمسفری خطرناک بوده یا پتانسيل آلوده شدن را دارد.
• حاوی موادی است که ممکن است فرد وارد شده به فضا در آن فرو رفته یا دفن یا غرق شود.
• از نظر شکل فيزیکی به گونه ای است که ممکن است فرد وارده شده در آن گير افتاده یا خفه شود.
• دارای خطرات ایمنی یا سایر تهدیدات برای سلامتی افراد است که میتواند حيات یا سلامت وارد شونده به فضای بسته را در معرض خطر قرار دهد.

امروزه توسعه یافتگی رابطه مستقیمی با برطرف نمودن چالش های فرهنگی ایمنی دارد و آن دسته از صنایعی که نتوانند پایه های فرهنگی ایمنی را تقویت نموده و یا اصولاً از غنای فرهنگ ایمنی برخوردار نباشند و ایمنی را فدای تولید نمایند؛ محکوم به نابودی هستند و در برابر حوادث و بحران ها عملکرد خوبی نخواهند داشت  و صنایعی که با تکیه بر عقلانیت و آموزش در چارچوب قوانین، مقررات و الزامات به پیش بروند به تولید پایدار و ارتقای جایگاه جهانی دست خواهند یافت.

در راستای تولید "پایدار و ایمن" و پیشگیری از حوادث ضمن شناسایی و ارزیابی خطرات ایمنی شغلی و فرآیندی، نسبت به کنترل این خطرات اقدام نموده و با اولویت دادن به اصول پیشگیری و بازدیدهای دوره ای باعث کاهش حوادث و افزایش ضریب ایمنی در صنایع مختلف شوید .

فعالیت های زیر از جمله مواردی است که نیل به این موفقیت را امکان پذیر میکند : 
1. پیاده سازی استانداردها و الگوهای رایج مدیریت ایمنی
2.نظارت بر انجام کلیه فعالیت های اجرایی مجتمع در چارچوب دستورالعمل های کاری موجود
3.آموزش بدو استخدام و ادواری کلیه پرسنل، متناسب با فعالیت های اجرایی آنان
4.برگزاری تمرینات و رزمایش ها و تهیه امکانات لازم برای آمادگی و مقابله با شرایط اضطراری
5.برگزاری جلسات با رده های مختلف سازمان و پیمانکاران در خصوص مسایل مرتبط با ایمنی
6.همکاری منطقه ای و ملی در خصوص اجرای برنامه های مرتبط با بهبود وضعیت ایمنی
7.نظارت بر ایمنی پیمانکاران برای اطمینان از اجرای اصول ایمنی و ایجاد فضای رقابتی مناسب
8.صدور اقدامات اصلاحی و پیشگیرانه و پیگیری رفع عدم انطباق های ایمنی 
9.انجام فعالیت های مرتبط با مدیریت ایمنی فرآیند و تکیه بر اصول علمی و مهندسی در ایمنی
10. بهبود مستمر در فرآیند ثبت، تحقیق و بررسی رویدادها، به منظور کاهش و یا پیشگیری از وقوع بیماری های شغلی و آسیب ها
11. انجام بازرسی های برنامه ریزی شده از کلیه تجهیزات و سیستم های مرتبط با ایمنی و آتش نشانی 
12. بهبود فرآیند مدیریت بحران، به منظور حصول اطمینان از عملکرد دقیق و مناسب افراد و تجهیزات در شرایط اضطراری و پیاده سازی الزامات پدافند غیرعامل و مدیریت بحران در سطح مجتمع