اختبار الغازات والأبخرة

اختبار الغازات والأبخرة
Gas And Vapor Testing

اختبارات الغاز والابخرة والاجهزة المختلفة وانواعها وكيفية التعامل مع الغازات السامة والضارة.

اختبار الغازات والأبخرة

الأبخرة والغازات المتفجرة والقابلة للاشتعال
Explosive and Combustible Vapors & Gases

يمكن منع حوادث اشتعال الغازات والأبخرة المتفجرة والقابلة للاشتعال بتحديد مكان وكمية المخاليط المتفجرة – لأخذ التدابير والاحتياطات المناسبة مثل أبعاد مصادر الاشتعال – أو تقليل أو منع تكون مثل هذه المخاليط.

وعملية تحديد نسبة الأكسجين لها أهمية كبيرة في الحكم علي كفاءة نظام الإزاحة بالغازات الخاملة (Purging with Inert Gases) وبواسطتها أيضا يمكن بيان مدي الحاجة إلي أجهزة التنفس عند الدخول إلي الأوعية والخزانات أو الأماكن المحصورة Confined Areas لذا يلزم دراسة وفهم أجهزة الكشف المتاحة ونظريات تشغيلها وطرق معايرتها.

مبدأ تشغيل أجهزة الكشف عن الغازات والأبخرة المتفجرة والقابلة للاشتعال
Operating Principles

تتلخص نظرية عمل الجهاز في وجود مقاومة كهربائية مسخنة Heated Electrical Resistance (عبارة عن فتيلة محفره من البلاتين) Platinum Catalytic Filament تعتبر هذه المقاومة جزء من دائرة كهربائية مشتملة علي أربع مقاومات في حالة اتزان كهربي – وتسمي هذه الدائرة بقنطرة هويستون – Wheatstone Bridge. ويكون فرق الجهد بين هذه المقاومات منعدم (=صفر).

وعند سحب عينه من الغازات أو الأبخرة المتفجرة أو القابلة للاشتعال داخل غرفة الاحتراق Combustion Chamber – يحدث اشتعال الخليط مع الهواء علي سطح المقاومة ويسمي بتفاعل الاحتراق الحفزي أو السطحي Catalytic or Surface Combustion.

من شأن هذا التفاعل رفع درجة حرارة المقاومة (الفتيلة) فيحدث انحراف في اتزان قنطرة هويستون – نتيجة لتغير المقاومة.

يتناسب هذا الانحراف طرديا مع تركيز الغازات القابلة للاشتعال في الخليط الاستعالي أو الانفجاري.

وتكون القراءة المسجلة علي الجهاز هي جزء في المائة من الحد الادني للاشتعال أو الانفجار.

وتتم عملية سحب العينة بواسطة الضغط علي (أو عصر) شفاط من المطاط عدة مرات حسب التعليمات المدونة علي الجهاز … أو بواسطة طلمبة صغيرة مع الجهاز تعمل بالبطارية الجافة.

وتؤخذ العينة علي بعد Remotely Sampling باستخدام ماسورة سحب أو خرطوم من المطاط.

ملاحظات علي هذا النوع من الأجهزة

- لابد من وجود الأكسجين مع العينة حتي يتم تفاعل الأكسدة (أو الاحتراق) نسبة الأكسجين في الهواء الجوي 21% نسبة حجمية.

- أخذ عينات مختلطة بالبخار Steamy Samples يعطي قراءات أقل من الواقع … كما أن تكاثف البخار داخل الجهاز نسبيا عن حرارة الوسط المحيط للعينة قد يؤدي إلي تلف وتعطل الجهاز.

- يجب تجنب أخذ عينات ذات درجات حرارة عالية كالتي يتم أخذها من الأفران أو المجففات (Ovens or Driers) – حتي لا تتكاثف الأبخرة والغازات كأبخرة رابع أيثيل الرصاص (T.E.L) والسليكون.

- وهناك بعض الأجهزة تزود بفلتر كيميائي تتصاعد من مادته أبخرة تتفاعل مع الرصاص مكونة مركبات لا تحدث تسمم للعامل المساعد أو المقاومة المحفرة.

- يجب معايرة أجهزة القياس علي اسطوانة حاوية للخليط الانفجاري (نسبة الخلط مع الهواء هي الحد الادني للانفجار L.E.L).

 أجهزة الكشف وتحديد نسبة الأكسجين
Oxygen Indicators

يقوم مبدأ تشغيل الجهاز أساسا علي الخلية الكهروكيميائية (Electro-Chemical Cell) أو المسماة بالخلية الجلفانية (Galvanic Cell).

والضغط الجزئي للأكسجين في الهواء الجوي Oxygen Partial Pressure هو الذي يتحكم في معدل انتشار الأكسجين خلال الغشاء أو الحاجز المسامي – إلي الخلية الكهروكيميائية.

وتتكون الخلية الكهروكيميائية من أقطاب Electrodes – (الكترودات) منغمسة في محلول الكتروليتي معين Electrolyte.

ففي بعض الأجهزة تصنع الالكترودات أو الأقطاب من الذهب (المهبط أو الكاثود) ومن الرصاص (المصعد أو الانود) – مع محلول الكتروليني أساسي – ولينتشر الأكسجين من خلال واجهة الخلية الحساسة (Sensing Cell Face) المصنعة من بوليمر فلورو كربون Flouro Carbon Polymer … إلي داخل الخلية الكهروكيميائية حيث يحدث تفاعل أكسدة واختزال Redox Reaction يكون من نتيجة توالد الكترونات (أو تيار كهربائي صغير) يمكن تكبيره وقراءته علي مبين (Indicator) – هذا التيار الكهربائي يتناسب طرديا مع الضغط الجزئي للأكسجين.

ويقسم تدريج المبين من صفر% إلي 25% حيث أن نسبة الأكسجين المسموح بها لعمل الإنسان تتراوح بين (17.5% - 19.5% نسبة حجمية) ويمكن تحديد الصفر علي التدريج بسحب عينة نقية من النتروجين أو البروبان وخالية تماما من الأكسجين.

ويتم سحب العينة بواسطة شفاط من الكاوتش أو المطاط Rubber Aspirator أو بواسطة طلمبة أو مضخة صغيرة في الجهاز تعمل بالبطارية .. مع مراعاة ألا تكون الطاقة الكهربية المتولدة من الجهاز مصدرا للاشتعال وخاصة في الأجواء المتفجرة أو القابلة للاشتعال.

الكشف عن الغازات والأبخرة السامة والضارة
Toxic And Noxious Gases & Vapors Detection

الأنابيب الكاشفة: Detection Tubes

هي أنابيب زجاجية أطرافها (ملحومة). تحتوي علي مادة صلبة علي هيئة حبيبات مشربة (أو مطعمة) بمادة كاشفة اللون Colour Reagent. والأنابيب مدون عليها أرقام وحروف – فأما الأرقام فتشير إلي الحد الادني للقياس جزء في المليون ج . م . م. (P.P.M) .. أو بالنسبة الحجمية Vol % وأما الحروف فتشير إلينوعية المادة المرا الكشف عنها (NH3 أمونيا – ثاني أكسيد الكربون CO2 – أول أكسي الكربون CO – ثاني أكسيد الكبريت SO2 .. ألخ). ويتم سحب العينة يدويا بواسطة طلمبة أو مضخة شفط (بمنفاخ) .. انظر الرسم أو بواسطة مضخة أتوماتيكية تعمل بالبطارية القابلة للشحن Rechargable Battery كالجهاز المسمي بالـ Toximeter.

والنوع الأول هو الشائع في المصفاة وفيما يلي طريقة تشغيله:

اختبار تهريب المضخة: Pump-Leak Test

قبل عمليات الكشف يجب التأكد من عدم تهريب المضخة بوضع الانبوب المقفول من الطرفين (قبل كسر أطرافه) داخل فتحة سحب الطلمبة (المضخة) ثم يضغط المنفاخ الكاوتشوك ويتركز

وللتأكد من أن المضخة لا تهرب يجب أن يكون انفراج (انبساط) المنفاخ كاملا عند مرور أكثر من 10 دقائق. ويلاحظ عدم الانفراج الكامل عندما لا يحدث امتداد كامل للسلسلة الواصلة بين اللوحتين الأمامي والخلفي للمنفاخ.

التشغيل: :Operation

1- اكسر طرفي الأنبوب الكاشف.
2- اغمد الأنبوب الكاشف داخل فتحة سحب المضخة بإحكام بحيث يكون اتجاه السهم علي الأنبوب الكاشف مشيرا إلي الداخل ناحية المضخة (انظرالشكل).
3- أقبض علي المضخة باليد اليمني ماسكا إياها كما هو موضح بالشكل.
4- لسحب العينة اضغط المنفاخ الكاوتشوك حتي النهاية .. ثم دعه يتمدد.

فعند الانضغاط يخرج ما بالمنفاخ من هواء خلال منفذ أو صمام الخروج الموجود باللوح الأمامي للمنفاخ.

نتيجة لخروج تفريغ داخل المنفاخ يقفل صمام الخروج Outlet Valve ويدخل الهواء (العينة) من خلال فتحة أنبوبة الكاشف بينما يتمدد (ينفرج) المنفاخ ليعود إلي وضعه الأصلي.

كل مشوار انضغاط ثم انفراج للمنفاخ يعني سحب 100سم3 من العينة خلال الأنبوب ، لاحظ عدد المشاوير المطلوبة للأنابيب المختلفة.

سرعة مرور الهواء من خلال الأنبوب يتوقف علي

- قوة الزنبرك Spring داخل المنفاخ المطاطي.
- مقاومة المادة الكاشفة المالئة للأنبوب.

ويمكن إجراء الاختبار عن بعد (Remotely Test) بتركيب هوز (خرطوم Hose) مع المضخة ينتهي بماسك للأنبوب (Tube Holder).

ملحوظة

يجب مراعاة التعليمات الخاصة بالسلامة عند أخذ عينات من الأجواء الحاوية للغازات السامة والضارة .. وضرورة ارتداء أجهزة التنفس وملابس الوقاية المناسبة حيث أن بعض السموم تنتقل إلي الجسم عن طريق مسامات الجلد.