כיצד מיישמים גלאי גזים רעילים ומזיקים בתעשייה?
במציאות, רבים מהגזים שנתקלים בהם מבחינת בטיחות והיגיינה הם תערובות של גזים אורגניים ואנא-אורגניים. מסיבות שונות, ההבנה הנוכחית שלנו לגבי גזים רעילים ומזיקים מתמקדת יותר בגזים דליקים, גזים שעלולים לגרום להרעלה חריפה (מימן גופרתי, מימן ציאניד וכו'), וכמה גזים רעילים נפוצים (פחמן חד חמצני), חמצן ועוד. גלאים, לפיכך, מאמר זה יתמקד תחילה בהחדרת גלאים כאלה, ויציע הצעות ליישום של גלאי גזים רעילים ומזיקים שונים (אנאורגניים/אורגניים) בהתבסס על המצב הנוכחי.
הסיווג של גלאי הגז הרעיל והמזיק ומרכיבי המפתח של גלאי הגז המקוריים הם חיישני גז.
חיישני גז ניתן לחלק לשלוש קטגוריות באופן עקרוני:
א) חיישני גז המשתמשים בתכונות פיזיקליות וכימיות: כגון סוג מוליכים למחצה (סוג בקרת פני השטח, סוג בקרת נפח, סוג פוטנציאל פני השטח), סוג בעירה קטלטית, סוג מוליכות תרמית מוצקה וכו'.
ב) חיישני גז המשתמשים בתכונות פיזיקליות: כגון הולכת חום, הפרעות אור, בליעת אינפרא אדום וכו'.
ג) חיישני גז המשתמשים בתכונות אלקטרוכימיות: כגון אלקטרוליזה בפוטנציאל קבוע, סוללה גלוונית, אלקטרודת יון דיאפרגמה, אלקטרוליט קבוע וכו'.
על פי המפגעים אנו מחלקים גזים רעילים ומזיקים לשתי קטגוריות: גזים דליקים וגזים רעילים.
בשל תכונותיהם וסכנותיהם השונות, גם שיטות הזיהוי שלהם שונות.
גז דליק הוא הגז המסוכן ביותר שנתקל בו באירועים פטרוכימיים ובאירועים תעשייתיים אחרים. זה בעיקר גזים אורגניים כמו אלקנים וכמה גזים אנאורגניים כמו פחמן חד חמצני. פיצוץ גז דליק חייב לעמוד בתנאים מסוימים, כלומר: ריכוז מסוים של גז בעירה, כמות מסוימת של חמצן ומספיק חום כדי להצית את מקור האש שלהם, אלו הם שלושת יסודות הפיצוץ (כגון משולש הפיצוץ המופיע באיור השמאלי למעלה), חסר אחד לא, כלומר, היעדר אחד מהתנאים הללו לא יגרום לשריפה ופיצוץ. כאשר גז דליק (קיטור, אבק) וחמצן מתערבבים ומגיעים לריכוז מסוים, יתרחש פיצוץ בעת מפגש עם מקור אש בטמפרטורה מסוימת. אנו מכנים את ריכוז הגז הדליק שמתפוצץ כאשר הוא נתקל במקור שריפה כגבול ריכוז הפיצוץ, המכונה גבול הפיצוץ, והוא מתבטא בדרך כלל באחוזים. למעשה, תערובת זו אינה מתפוצצת בשום יחס ערבוב אלא בעלת טווח ריכוז.
החלק המוצל מוצג בתמונה הימנית למעלה. לא יתרחש פיצוץ כאשר ריכוז הגז הדליק הוא מתחת ל-LEL (Lower Explosive Limit) (ריכוז גז דליק לא מספיק) ומעל ל-UEL (Upper Explosive Limit) (לא מספיק חמצן). ה-LEL וה-UEL של גזים דליקים שונים שונים (ראה את המבוא של הגיליון השמיני), שאליו יש לשים לב בעת כיול המכשיר. למען הבטיחות, בדרך כלל עלינו להפעיל אזעקה כאשר ריכוז הגז הדליק הוא 10 אחוז ו-20 אחוז מ-LEL, כאן, פירושו של 10 אחוז LEL. כאזעקת אזהרה, ו-20 אחוז LEL כאזעקת סכנה. זו הסיבה שאנו קוראים לגלאי הגז הדליק הידוע גם בשם גלאי LEL.
יש לציין כי 100 האחוזים המוצגים בגלאי ה-LEL לא אומר שריכוז הגז הדליק מגיע ל-100 אחוז מנפח הגז, אלא מגיע ל-100 אחוז מה-LEL, השווה לגבול הפיצוץ הנמוך ביותר של הדליק. גַז. אם זה מתאן, 100 אחוז אחוז LEL =4 אחוז ריכוז נפח (VOL). בעבודה, הגלאי שמודד את הגזים הללו על ידי LEL הוא גלאי הבעירה הקטליטי הנפוץ שלנו. העיקרון שלו הוא יחידת זיהוי של גשר דו-כיווני (הידוע בכינויו גשר Wheatstone). אחד מגשרי תיל הפלטינה מצופה בחומרי בעירה קטליטיים. לא משנה איזה סוג של גז דליק, כל עוד ניתן להציתו על ידי האלקטרודות, ההתנגדות של גשר חוטי הפלטינה תשתנה עקב שינויי טמפרטורה. ריכוז הגז הדליק הוא ביחס מסוים, וניתן לחשב את ריכוז הגז הדליק באמצעות מערכת המעגל והמיקרו-מעבד של המכשיר. גלאי VOL מוליכות תרמית המודדים ישירות את ריכוז הנפח של גזים דליקים זמינים אף הם בשוק. יחד עם זאת, קיימים כבר גלאים משולבים LEL/VOL. גלאי דליקות VOL מתאים במיוחד למדידת ריכוזים נפחיים (VOL) של גזים דליקים בסביבות אנוקסיות (לא מספיק חמצן).
גזים רעילים יכולים להתקיים לא רק בחומרי הגלם הייצור, כמו רוב החומרים הכימיים האורגניים (VOC), אלא גם בתוצרי לוואי של חוליות שונות בתהליך הייצור, כגון אמוניה, פחמן חד חמצני, מימן גופרתי וכו'. הם הסכנות הגדולות ביותר לעובדים. פגיעה מסוג זה כוללת לא רק פגיעה מיידית, כגון אי נוחות פיזית, מחלות, מוות וכו', אלא גם פגיעה ארוכת טווח בגוף האדם, כגון נכות, סרטן וכדומה. גילוי הגזים הרעילים והמזיקים הללו הוא בעיה שמדינותינו המתפתחות צריכות להתחיל להקדיש לה תשומת לב מלאה.
