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气体检测仪在密闭空间中的场景应用

作者:万安迪

发布时间:2025-09-23

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  密闭空间中的危险气体大致可以分为三大类:氧气(不足或过量)、可燃气体、有毒气体。

  这些气体的产生原因大致创括:空间中的自然过程(比如分解、腐烂等);与密闭空间相关的工作过程;在空间中使用的或产生的物质;外在污染源等;

  作为密闭空间进人的危险评估,一定要考虑到密闭空间内部和外部其它部位的状况,以及它们对密闭空间的潜在影响。在很多情况下,引起密闭空间内危险气体存在的源头也许并不在密闭空间之内。比如,在很多炼油厂、化工厂中,设备中有毒和爆气体的释放是经常存在的,而由于气体的可流动性,一个区域的危险气体释放会很快扩散到其它区域,而在遇到密闭空间的结构时,这些气体就可能通过扩散、渗透、下沉等方式进人密闭空间,因此,在决定密闭空间进人的有毒有害气体检测方法时,要充分考虑到所有可能的情况发生。

  氧气不足或过量

  密闭空间中,影响人员健康的氧气浓度检测要考虑到两个浓度点:氧气浓度太低会造成窒息;而超过常量的过量氧气可能会引起不可想象的对燃烧或其它的化学反应的加速或提高。

  氧气在正常空气中的浓度大约是20.9%,与之共存的大部分气体组成(超过78%)是氦气,其余的包括少量的水蒸气、一氧化碳和其它的微量气体。因此,作为氧气检测器的“零点”--正常情况下的显示浓度,大多数制造商设定的氧气传感器的校正浓度值是20.9%,也有少数厂家为方便设为21.0%。

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  过量的警报值。在更高浓度的氧气环境中使用的检测仪器必须经过测试或要求仪器商提供可以在此环境下的使用许可。大多数的仪器不保证在高于23.5%体积的氧气浓度下的本质安全。因此,仪器上的标签必须注明不可以在氧气浓度超过某一氧气浓度中使用。常见本仪器的本质安全仅在爆炸气体/空气(21%氧气)混合条的仪器警示如下:件下进行测试。该仪器不可在氧气浓度超过 23.5%的环境中使用。

  用户如果需要在富氧环境中使用任何仪器,都要参考仪器说明书或直接同制造商联系,确认仪器的使用限制。

  实际工作中,只要氧气浓度在20.9%以外或者是有的仪器的21%),都表明处于不正常的状态。低于正常浓度的氧含量表明其它组分的浓度不正常或者有污染物的存在。此时,即使是氧气的浓度没有超过危险限定,在进人密闭空间之前,用户也要确认引起这种不正常读数的原因。

  最为安全的措施是只有仪器的读数同“新鲜空气”中相同才能进入密闭空间。唯一的例外是确切知道非正常读数的原因或者条规条例明确规定了允许进人此种环境。

  氧气不足的原因

  密闭空间的氧气不足是经常遇到的情况。氧气不足的原因很多,比如微生物行为、置换、燃烧、氧化以及吸收和吸附等。工作行为也是其中重要的原因,使用溶剂、涂料、清洁剂或者是加热工作都可能影响氧气含量。

  微生物行为

  微生物通过新陈代谢的方式分解有机化合物。耗氧分解是其中最为有效(快速的)的生化过程。需氧微生物消耗氧气产生一氧化碳是它们主要的大气代谢过程。密闭空间中存在微生物行为的首要检测标志就是氧气浓度的降低和一氧化碳浓度的提高。微生物行为可以很快地消耗密闭空间中的氧气。而这种过程中需要的有机物质可以非常非常得少。曾有报道,在一个干燥空间(大约2.2m),检测得到空间底部的氧气浓度仅为5%!这个空间过去一直在进行经常性的采样检测,而从未检测到氧气不足。进一步的研究显示,产生这种不正常的原因就是在空间底部发现一个老鼠的粉状尸体。可以相信即使是这个小小的有机体的分解就足以产生如此高的缺氧状态。

  置换

  在工业场合,氧气不足的原因还可能包括其它气体或蒸气对委气的置换。气体和蒸气很容易进行扩散,并且在水平方向上场多分布。另一方面,气体和燕气又会在垂直方向上形成很明显的滚度梯度分布。那些比空气轻的气体会上升,而重一些的则会下沉,它们就好像是看不见的液体一样进行不断的扩散过程,并积聚在较为低洼的地方,比如深坑、管井、基础或其它的地下设施。比空气重的气体一般说的是氩气、氮气、丙烷等,而比空气重的蒸气一般是汽油或其它的一些溶剂类物质。

  有些时候,置换可能是有意而为之。比如有时需要对一些存储罐、容器通入一些气体和蒸气等,这些都是有目的的置换氧气的行为。尽管这种通入二氧化碳(干冰)和气的方法在工业过程中比较常见,但缺氧就成为意外。

  检测氧和其它有毒气体的工作应当在密闭空间的最低点到最高点的整个垂直分布上进行。对于以往氧缺乏的事故研究表明:即使在入口处的氧气含量正常,但在密闭空间的底部,已经存在了致命的氧气不足。

   研究表明,当深度下降仅仅为 3m 时,氧气浓度已经从20.9%下降至14%。如果仅仅从进人点的时候检测(这是经常的),可能就无法发现在空间底部的氧气不足。因此,所有的容器空间的垂直分布都要进行仔细的检测。

  氧化

  生锈实际上就是一种消耗氧气的氧化过程,在湿度的存在下,锈蚀消耗氧气。在某些密闭空间,比如船舱、水罐或其它有金属暴露的空间,金属的锈蚀可能会引起强烈的氧气不足。

  燃烧

  燃烧需要消耗氧气。在密闭空间中进行焊接或者加热等工作都要引起足够的重视。燃烧不仅仅消耗氧气,同时也会产生大量的有毒气产物,包括氮、碳、硫的氧化物。

  吸收/吸附

  有些物质可以在空气中直接吸收/吸附氧气,常见的是活性炭。潮湿的活性炭可以一直吸附空气中的氧气直至饱和。同样没有处理的混凝土也会吸收氧气。