Zanieczyszczenia gazowe powietrza są ubocznym skutkiem wielu przemysłowych procesów technologicznych. Bez wątpienia pracownicy branż związanych z przemysłem wydobywczym, rafineryjnym, chemicznym czy metalurgicznym są najbardziej narażeni na kontakt z niebezpiecznymi gazami i parami. Także proces spawania jest źródłem trujących gazów, przy czym ich skład chemiczny i stężenie zależą od stosowanej metody spawania. Poza tym regularne kontrole ich stężenia i ewentualnych nieszczelności muszą przeprowadzać dło: MSA wszystkie zakłady produkcyjne, w których stosowane są instalacje ciśnieniowe i przesyłowe gazów.

Jeśli gazy nie występują w znanym i nadającym się do oddychania składzie, bezpieczeństwo oddechowe człowieka jest zagrożone. Co więcej, wszystkie gazy są potencjalnie niebezpieczne. Bez znaczenia, czy są skroplone, sprężone czy w naturalnej fazie – to ich stężenie ma kluczowe znaczenie. Istnieją trzy główne kategorie zagrożeń związanych z gazami:

• zagrożenie wybuchem gazów palnych i wybuchowych,
• zagrożenie tlenowe, w tym niebezpieczeństwo wystąpienia zamartwicy z powodu wyparcia tlenu oraz zwiększonej palności ze względu na podwyższone stężenie tlenu,
• zagrożenie zatruciem gazami toksycznymi.

Nawet nieszkodliwe gazy, takie jak argon, hel czy azot, mogą okazać się niebezpieczne, jeśli nagłe ich uwolnienie wypiera niezbędny do życia tlen. Taka sytuacja grozi bowiem uduszeniem. Z kolei nadmiar tlenu zwiększa zagrożenie pożarowe i może spowodować samozapłon materiałów palnych. Niezbędna okazuje się zatem niezawodna detekcja tego rodzaju zagrożeń. Jednak bez narzędzi pomocniczych ludzie nie są w stanie rozpoznać ich wystarczająco wcześnie, aby podjąć odpowiednie kroki zaradcze.  

Co należy zmierzyć i jak
Wybór właściwej metody pomiarowej ma kluczowe znaczenie przy identyfikacji zagrożeń gazowych. Każda z nich ma swoje atuty oraz ograniczenia i jest bardziej lub mniej optymalna dla pewnych grup gazów (gazów palnych, toksycznych i tlenu). Dlatego pierwszym krokiem powinno być sprawdzenie, jakie rodzaje gazów, par czy innych substancji niebezpiecznych mogą występować w miejscu pracy. Poza tym warto również zastanowić się, czy w danym miejscu konieczne są pomiary krótkookresowe, długookresowe czy ciągłe.

Istnieje kilka sposobów wykrywania gazów w środowisku przemysłowym. Jednak każdy z nich bazuje na dwóch podstawowych rodzajach urządzeń: detektorach przenośnych bądź stacjonarnych.

Detektory przenośne
Przenośne detektory gazów służą do badania stężenia gazów toksycznych, wybuchowych i neutralnych. Zazwyczaj są to niewielkie urządzenia pozwalające na monitorowanie strefy oddechowej korzystającej z nich osoby. Detektory z modułem komunikacji bezprzewodowej umożliwiają kontrolę zdalną, a nawet wykrycie zasłabnięcia. Urządzenia przenośne mogą także służyć do monitorowania większych obszarów oraz sprawdzania pomieszczeń zamkniętych przed wejściem do nich pracowników.

Rozróżniamy dwa główne rodzaje przenośnych detektorów gazów:

• jednogazowe do wykrywania jednego gazu,
• wielogazowe potrafiące wykryć kilka gazów (od 2 do 6).

Jeśli zagrożenie spowodowane gazami lub parami toksycznymi zawęzić można do jednego gazu lub jednego elementu przewodzącego, idealnym rozwiązaniem do kontroli osobistej w miejscu pracy będą małe, trwałe i ergonomiczne detektory jednogazowe. Urządzenia takie można nosić bezpośrednio na odzieży roboczej, blisko obszaru oddechowego, bez ograniczania swobody ruchów pracownika. Nieprzerwanie monitorują one otaczające powietrze i generują alarm (wizualny, akustyczny i/lub wibracyjny), gdy stężenie gazowe przekracza skonfigurowaną w urządzeniu wartość graniczną. Umożliwia to pracownikom szybką reakcję na zagrożenia występujące podczas codziennej pracy oraz nieprzewidziane zdarzenia podczas prac konserwacyjnych i napraw.

Jeśli w miejscu pracy występują różne substancje niebezpieczne, zaleca się stosowanie wielogazowych urządzeń do pomiarów ciągłych. Umożliwiają one jednoczesne stosowanie różnych metod pomiarowych (sensorów podczerwonych, katalitycznych, PID i elektrochemicznych), wykorzystując zalety każdej z nich. Dobór sensorów jest zależny od danego zastosowania i umożliwia nieprzerwaną detekcję do 6 gazów w czasie rzeczywistym. Poza monitorowaniem osobistym i strefowym wyposażenie opcjonalne pozwala także na zastosowanie mierników wielogazowych do pomiarów przed wejściem do pomieszczenia i detekcji nieszczelności.

Należy pamiętać, że detektory (zależnie od zastosowanej technologii pomiarowej) mogą być wystawione na kontakt z gazem tylko na czas wykonywania pomiaru. Długotrwała styczność z gazem lub przekroczenie zakresu pomiarowego powoduje konieczność szybszej kalibracji lub wymiany modułów sensorycznych.

Detektory stacjonarne
Detektory stacjonarne są statycznymi systemami wykrywania gazów palnych, toksycznych i tlenu służącymi do monitorowania procesów przemysłowych i ochrony ludzi. Systemy stacjonarne działają w sposób ciągły, niezależnie od rodzaju aktywności pracowników. Akustycznie i optycznie sygnalizują przekroczenie ustalonych stężeń, a w razie potrzeby automatycznie aktywują systemy ograniczające groźbę zatrucia (np. system intensywnej wentylacji, odcinający dopływ czynnika toksycznego lub wstrzymujący proces technologiczny). Dodatkowo sygnał alarmu może być przekazywany do odpowiednich służb lub osób zobowiązanych sprawdzić jego przyczynę. Wskazania systemu mogą być archiwizowane w sposób ciągły, co pozwala na uzyskanie obrazu warunków panujących na stanowisku pracy.

Systemy stacjonarne mogą – podobnie jak przenośne – wykrywać jeden lub wiele gazów, korzystać z różnych metod pomiarowych jednocześnie i monitorować od jednego do kilkudziesięciu punktów pomiarowych.

Aby stacjonarny system detekcji gazów pracował prawidłowo, należy właściwie dobrać urządzenia, uwzględniając warunki panujące w monitorowanym obiekcie (np. temperaturę, wilgotność, obecność gazów zakłócających) oraz potrzeby użytkowników. Istotne jest też właściwe ustalenie progów alarmowych na poziomie zapewniającym bezpieczeństwo: zbyt nisko ustawione mogą wywoływać niepotrzebne alarmy i zakłócać funkcjonowanie monitorowanego obiektu.

Kolejny ważny krok to właściwy wybór miejsca instalacji detektorów o największym prawdopodobieństwie gromadzenia się gazów i powstania zagrożenia. Trzeba przy tym uwzględnić ciężar właściwy gazu, ruch powietrza w monitorowanej strefie oraz lokalizację otworów wywiewnych i nawiewnych.