tehnika sigurnosti - rudarsko-geološko-naftni...
TRANSCRIPT
Tehnika sigurnostiTehnika sigurnosti
Principi indikacije plinova
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Osnovni principi– Infracrveni (apsorpcija elektromagnetskog zračenja u
IC spektru)– Kataliti čki (toplina reakcije izgaranja plina)– Elektrokemijski (kemijska reakcija plina na elektrodi
uzrokuje električni potencijal)– Fotoionizacijski (ionizacija plina UV-zračenjem
uzrokuje električni potencijal)– Kolorimetrijski (reagens osjetljiv na specifični plin
mijenja boju u prisutnosti plina)– Interferometrijski (razlika u indeksu loma svijetlosti
kroz različite plinove)
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Infracrveni– apsorpcija infracrvenih elektromagnetskih valova (svjetlosti)– razlika u intenzitetu dolaznog i odlaznog zračenja proporcionalna
sadržaju plina
molekula metana
reducirani intenzitet zbog apsorpcije
dolazni intenzitetzračenja
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Infracrveni– svojstvo plinova da apsorbiraju uski spektar valnih duljina– spektar specifičan za određeni plin, bez velikog preklapanja s
ostalim plinovima– omogućuje selektivnost mjerenja
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Infracrveni
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Infracrveni
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Infracrveni
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Kataliti čki– za gorive plinove i pare (primarno za metan u rudarstvu)– oksidacijom (gorenjem) plinova oslobađa se toplina– toplina je proporcionalna sadržaju mjerenog plina– bazira se na toplini reakcije
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 887 kJ
katalizator - snižava temperaturu paljenjagorivog plina (metan 650-750°C)
platinska nit – zagrijava se do temeperaturepaljenja (cca 400°C)
u prisutnosti gorivog plina izgaranjem sepovećava temperatura niti što uzrokuje
promjenu električnog otpora
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Kataliti čki– uglavnom do donje eksplozivne granice
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Kataliti čki
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Kataliti čki– zapravo indicira smjesu gorivih plinova, neselektivno– svaki plin u zraku koji senzor može potaknuti na gorenje– primarno su kalibrirani za detekciju metana ali mogu poslužiti i
za druge plinove
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Elektrokemijski– kemijska reakcija redukcije ili oksidacije plina na mjernoj elektrodi– galvanski članak (baterija) čiji napon ovisi o sadržaju mjerenog plina
mjerna elektroda – plemeniti metal (Pt)redukcija kisika
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
brojačka elektroda – olovo (Pb)oksidacijom se troši i prelazi u olovni oksid
2Pb + 4OH- → 2PbO + 4e- + 2H2O
molekule kisika
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Elektrokemijski– vrsta elektrolita i materijal elektroda ovise o ciljanom plinu– omogućuju selektivnost mjerenja– veliki je broj mjerljivih plinova ovom metodom
Plin Mjerna elektroda Brojačka elektroda
H2S H2S + 4 H2O —> H2SO4 + 7 H+ + 8e- O2 + 4 H + 4e- —> 2 H2O
CO CO + H2O —> CO2 + 2 H+ + 2e- O2 + 4 H + 4e- —> 2 H2O
Cl2 2 H2O —> O2 + 4 H+ + 4e- 2 H+ + Cl2 + 2e- —> 2 HCl
SO2 SO2 + 2 H2O —> H2SO4 + 2 H+ + 2e- O2 + 4 H + 4e- —> 2 H2O
H2 H2 —> 2 H+ + 2e- O2 + 4 H + 2e- —> H2O
NO NO+ 2 H2O —> HNO3+ 3 H+ + 3e- O2 + 4 H + 4e- —> 2 H2O
NO2 2 H2O —> O2 + 4 H+ + 4e- NO2 + 2 H + 2e- —> NO + H2O
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Elektrokemijski
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Fotoionizacijski– zračenje UV-spektrom privremeno izbija elektrone iz molekula plina
zbog čega postaju pozitivno nabijene (ionizacija)– elektroni i pozitivno nabijene molekule uzrokuju električni potencijal
na elektrodama proporcionalan sadržaju mjerenog plina
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Fotoionizacijski– svojstvo plinova i para da imaju različitu energiju ionizacije– ionizira sve plinove ispod energije ionizacije UV-lampe
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Fotoionizacijski– UV lampe različitih energija ionizacije omogućuju djelomičnu
selektivnost– namjena: za mjerenje hlapljivih organskih spojeva jer je njihova
energija ionizacije manja nego za uobičajene sastojke zraka– hlapljivi organski spojevi: formaldehid, pare benzina i dizel goriva,
razni odoranti
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Interferometrijski– razlika u indeksu loma svijetlosti (brzini širenja) kroz različite
medije (plinove)
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Interferometrijski– razlika u indeksu loma svijetlosti (brzini širenja) kroz različite
medije (plinove)
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Interferometrijski
čisti zrak zrak s 4 % metana
Principi mjerenja i indikacije plinovaPrincipi mjerenja i indikacije plinova
• Kolorimetrijski– bazira se na promjeni boje reagensa specifičnog za određeni plin
Tehnika sigurnostiTehnika sigurnosti
Metode mjerenja i uređaji
Metode mjerenjaMetode mjerenja
• Analiti čke metode– dugotrajne (uzimanje uzoraka, laboratorijske analize)– potrebne kvalifikacije radnika– neke metode analize su skupe jer se obavljaju u posebno
opremljenim laboratorijima (IR i UV spektrometrija, plinska kromatografija…)
• Instrumentalne metode– u rudarstvu je najčešće potrebna trenutna indikacija plinova kako
bi se zaštitila radna sredina i osoblje, spriječile nezgode– prijenosni i stacionarni instrumenti koji omogućuju kontinuirano
praćenje sadržaja plinova ili trenutnu indikaciju, alarmiranje, služe kao osobna zaštita
– brzo, jednostavno za uporabu, dovoljno precizno, pouzdano, jeftino u odnosu na analitičke metode
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Davyeva lampa• početkom 19. stoljeća engleski kemičar Humphry Davy• omogućuju osvetljavanje bezzapaljenja metana• metalna mrežica onemogućujeprijenos energije plamena u okolinu• platinska nit svjetli u prisutstvumetana nekoliko minuta nakongašenja lampe• simbol struke • pojavom električne rasvjetepostupno nestaju ali se zadržavajuzbog detekcije metana i deficitakisika• postoje razne izvedbe
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja• Davyeva lampa
• pojavom metana pojavljuje se plavičasti plamen• porastom koncentracije metana raste visina plamena sve do 6%
metana kada dolazi do eksplozije i gašenja unutar lampe• nedostatkom kisika smanjuje se visina plamena do 16% kisika
kada se lampa gasi• u prisustvu metana lampa gori i do 13 % kisika ali plavkastim
plamenom
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Metanometri (eksplometri)• koriste katalitički princip mjerenja
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Metanometri (eksplometri)
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Interferometri
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Indikatorske cjev čice za trenutne koncentracije plinova• kolorimetrijsko mjerenje
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Indikatorske cjev čice za mjerenje izloženosti• nije potrebna pumpa, rade na principu difuzije• indikacija (očitanje) ovisi o koncentraciji plina i vremenu izloženosti• mjerenje od 1 do 8 sati • izloženost: prosječna koncentracija u mjerenom vremenu (smjeni)
• izloženost = indikacija (ppm*h) / vrijeme (h)
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Indikatorske plo čice za trenutne koncentracije• kolorimetrijsko mjerenje• pločice sadrže reagens za mjerenje jednog plina• omogućuje 10 mjerenja
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Indikatorske plo čice za trenutne koncentracije• koriste se uz analizator• uređaj iz pločice očitava vrstu plina, kalibracijske parametre,
mjerni opseg• optički očitava koncentraciju
plina s mjerne kapilare i prikazuje na zaslonu
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Multifuncionalni prijenosni ure đaji• služe kao sredstva osobne zaštite – osoblje ih nosi za vrijeme
rada u potencijalno ugroženoj atmosferi• mjerenje trenutnih koncentracija• mjerenje izloženosti, memorija bilježi koncentraciju u određenim
vremenskim intervalima (nekoliko sekundi do nekoliko minuta)• zvučno i vizualno alarmiranje u slučaju prekoračenja dopuštenih
koncentracija
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Multifuncionalni prijenosni ure đaji• konfiguracija za mjerenje jednog plina
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• Multifuncionalni prijenosni ure đaji• konfiguracija za mjerenje više plinova• omogućena izmjena i postavljanje
senzora za ciljane plinove• koriste infracrvene, katalitičke
i elektrokemijske senzore• sa ili bez ugrađene pumpe
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• stacionarni ure đaji• fiksni (dio rudničkih instalacija)• služe za kontinuirano praćenje plinova• povezuju se u mrežu (žično ili bežično) s centralnom stanicom
koja pohranjuje i analizira podatke sa senzora• koriste se gdje postoje stalni izvori opasnosti i potreba za
trenutnom indikacijom i alrarmiranjem (npr. rudnici s metanskom atmosferom)
• uglavnom u trajnim prostorijama, ulazna i izlazna vjetrena okna
Uređaji za indikaciju i mjerenjaUređaji za indikaciju i mjerenja
• stacionarni ure đaji• prenosivi• privremeno kontinuirano praćenje plinova
Tehnika sigurnostiTehnika sigurnosti
Sredstva osobne zaštite
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Zaštitne maske (filtarske)
nepovratni ventil(izlaz pri izdisanju)
filtar(ulaz pri udisanju)
POLUMASKA MASKA
tijelo maske - obrazine
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Zaštitne maske (filtarske)• služe kao zaštita od specifičnih plinova ili smjese plinova• djeluju pročišćavanjem okolnog zraka - kemijskim vezivanjem
opasne tvari na adsorbent• za normalno disanje okolni zrak mora imati >15 % O2• adsorbent u filtru je potrošan – ograničeno vremensko djelovanje
(specificirano na filtru)• adsorbent u filtru ima svoj kapacitet - za ispravno djelovanje
koncentracija štetnog plina mora biti ispod dozvoljene – klasa filtra
• mogu poslužiti kao zaštita i izvanrednim okolnostima• najčešće su dio stalne radne opreme gdje su poznate štetnosti u
radnoj atmosferi
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Zaštitne maske (filtarske)
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Samospasioci• 80-90 % smrtnih slučajeva pri požarima i eksplozijama
uzrokovano je trovanjem ugljičnim monoksidom• samospasioci – u izvanrednim okolnostima (požari, eksplozije,
prodori opasnih plinova) omogućavaju disanje pri prolasku kroz ugroženu atmosferu i pri povlačenju (evakuaciji)
• nisu dio stalne radne opreme
• vrste:• filtracijski samospasioc – filtrira vanjski zrak• izolacijski samospasioc (autonomni aparati za disanje )
– dišni organi izolirani od vanjskog zraka• otvoreni krug disanja (izdah u atmosferu)• zatvoreni krug disanja (recirkulirajući, regenerativni)
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Filtracijski samospasioc
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• odvlaživa č• aktivni ugljen impregniran litijevim kloridom
(9%) i kalcijevim bromidom (91%) • uklanja vlagu (radi katalizatora), donekle
uklanja SOx, NOx i H2S
• katalizator• poznat kao ‘hopkalit’• smjesa granula manganovog oksida,
bakrovog oksida i srebrnog oksida• koristi O2 iz okoline da bi oksidirao otrovni
CO u neotrovni CO22CO + O2 → 2CO2 + toplina
• upija vlagu iz zraka što mu skraćuje vrijeme djelovanja na CO
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• izmjenjiva č topline• odvlaživač i katalizator – egzotermne
reakcije (temperatura pri višim koncentracijama CO i do 90 °C)
• izmjenjivač topline hladi zrak prije udisanja
• oslonac za bradu• zagrijano kućište• spriječava prijenos topline
• štipaljka za nos• spriječava udisanje kroz nos
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Filtarski samospasioc• vrijeme djelovanja ovisi o:
• plućnoj ventilaciji (fizičkom opterećenju)• sadržaju vlage u zraku• koncentraciji ugljičnog monoksida• konstrukciji (kapacitetu) samospasioca• definira se pri normalno disanju (30 l/min), 1% CO i
17 % O2 – djelovanje 30 do 80 minuta
• Prednosti i mane• potreban kisik u okolini (min. 17%)• koncentracija CO (max. 1,5 %)• lagan za nošenje
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Izolacijski aparat s komprimiranim zrakom(autonomni aparat s komprimiranim zrakom)• otvoreni krug disanja (udah iz uređaja, izdah u
atmosferu)• boce komprimiranog zraka• vrijeme korištenja 30-60 min, ovisi o kapacitetu
boca i fizičkom naporu korisnika• čelične boce su teške za nošenje• više ga koriste službe za spašavanje,
vatrogasci (u struci se ne naziva samospaciocem)
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Izolacijski aparat s komprimiranim zrakom(autonomni aparat s komprimiranim zrakom)
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Izolacijski samospasioc(autonomni regenerativi aparat)
• recirkulirajući susutav, potpuno izoliran od atmosfere
• upotreba bez obzira na koncentraciju štetnih plinova
• koristi se kisik izdisaja• omogućuje dulje korištenje (do 4 h)• apsorbira ugljični dioksid i vlagu• nadomjestak kisika iz vlastitig izvora
• podvrste (prema izvoru kisika)• koprimirani kisik (boca)• kemijski vezani kisik
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Izolacijski samospasioc s komprimiranim kisikom
dišna vrećica
usnikapsorpcijska patrona
boca komprimiranog kisika
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Izolacijski samospasioc s komprimiranim kisikom
• apsorpcijska patrona
- kacijev hidroksid, Ca(OH)2 (cca. 75%)- voda, H2O (cca. 20%)- natrijev hidroksid, NaOH (cca. 3%)- kalijev hidroksid, KOH (cca. 1%)
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Izolacijski samospasioc s kemijski vezanim kisikom
dišna vrećica
usnik
patrona KO2
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Izolacijski samospasioc s kemijski vezanim kisikom
• patrona kalijevog dioksida• aktivira se vlagom i CO2 iz izdaha (automatska regulacija količine
generiranog kisika• istovremeno apsorbira CO2 i generira kisik
kalijev dioksid CO2 i vlaga izdaha generirani kisik
apsorbirani CO2
Sredstva osobne zaštiteSredstva osobne zaštite
• Testiranje samospacioca