Основные причины и места утечки газа
Иногда обычной бытовой утечки достаточно для мощного взрыва. Взрывоопасная смесь образуется в том случае, когда концентрация голубого топлива в воздухе достигает 5-15%. При таких обстоятельствах «спусковым крючком» послужит даже включение света в помещении.
В быту используется два вида газа: природный, который централизованно подается через магистральный трубопровод, и сжиженный, хранящийся в специальных баллонах. Зачастую неприятности связаны именно с газовыми баллонами. Они взрываются при падении, неправильном хранении и использовании.
Помимо элементарной халатности и игнорирования правил эксплуатации приборов, в числе распространенных причин утечки следующие:
- переоборудование, самовольная установка газовых котлов и плит в ненадлежащем месте, без предварительного согласования со специалистами;
- нелегальное подключение приборов частными лицами, не имеющими разрешения на подобные работы;
- износ газовых труб;
- некачественно выполненная сварка, разрыв сварных стыков;
- коррозионные разрушения стенок газопровода;
- разрывы и повреждения шлангов, соединяющих оборудование с магистралью;
- стирание уплотнительных материалов на кранах и шлангах, плохое качество резьбовых соединений;
- неплотное закрытие газового вентиля;
- потухшее пламя при включенной конфорке (из-за сквозняка, пролитой воды, загрязнений конструкции);
- неправильная работа горелки.
Одна их самых банальных бытовых причин – неполное закрытие газовой конфорки.
Обычно утечка происходит в местах точечной деформации труб и вентилей снаружи и внутри дома, в области порыва шлангов газовой плиты, негерметичных резьбовых, фланцевых соединений. К этому приводит изнашивание и старение материалов.
Комплекс профилактических мер
Предотвратить утечку газа, связанные с ней экстремальные ситуации и другие нежелательные проблемы позволит ряд превентивных мер.
Правила, обязательные к соблюдению для всех бытовых потребителей:
- выходя из дома, выключайте все газовые приборы, перекрывайте вентили, отвечающие за подачу газа;
- не подключайте и не ремонтируйте оборудование самостоятельно или с привлечением сомнительных специалистов, также нельзя вносить никакие изменения в конструкцию;
- контролируйте исправность функционирования приточно-вытяжной вентиляции, требуйте проверки тяги у специалистов газовой компании, регулярно проветривайте помещения;
- не пользуйтесь плитой с целью обогрева, просушки вещей и других предметов из горючих материалов;
- помните о правильной последовательности включения приборов: сначала зажечь спичку, а уже после открывать газ;
- не оставляйте включенное оборудование без присмотра, не допускайте к нему детей и лиц, не знакомых с правилами эксплуатации;
- проверяя утечку, не используйте зажженные спички и зажигалку.
Что касается газовых баллонов, заправлять их нужно исключительно в специализированных пунктах. Хранить емкости следует в хорошо вентилируемых помещениях, но не на балконах, не в квартирах и гаражах. Находиться они должны в вертикальном положении в тени, поскольку нагревание от солнечных лучей им противопоказано.
Самое главное правило – не пренебрегать нормами, прописанными в инструкции по безопасной эксплуатации приборов.
Установленное в доме газовое оборудование должно быть в исправном состоянии, соответствовать техническим требованиям, проходить регулярные обслуживания и проверки. Пользоваться неисправными приборами категорически запрещено.
Методы визуализации утечек газов
Автор: Б.Б. Хроленко (Компания “ГК РЕСУРС”, руководитель направления по локализации утечек газов)
Опубликовано на портале «Химическая техника», май 2021
Время прочтения: 15 минут
Своевременная локализация утечек газов для нефтегазовых предприятий является важной частью диагностики, потому что утечки могут привести к авариям, отравлению персонала и большим финансовым потерям. Даже небольшая утечка может нанести серьезный ущерб. Чтобы создать эффективную систему контроля объектов на предмет утечек и обеспечить требования промышленной безопасности, нужно определить слабые места таких объектов.
Комплекс мероприятий по выявлению утечек после пусконаладочных работ (ПНР), ремонтных и сварочных работ резервуаров, трубопроводов может быть недостаточным. Так же коррозия металла, разрушение уплотнений из-за вибрации, старение материалов, ослабление резьбы гаек и болтов, воздействие перепадов температур и давления – всё это ведёт к быстрому износу элементов газовых систем. Как следствие, нарушается герметичность, что приводит к утечке газа.
Слабые места нефтегазовых систем:
- Задвижки и уплотнения газопровода.
- Уплотнения вентилей трубопроводов.
- Фланцевые соединения труб.
- Сальниковые узлы.
- Патрубки сброса.
- Клапаны отсечки.
- Линия продувки.
- Сосуды под давлением: газоотделители, фильтры.
Система технологической безопасности для предотвращения утечки природного газа и выбросов других углеводородов предполагает регулярные осмотры, планово-предупредительные работы, своевременное обслуживание, эксплуатацию оборудования и систем трубопроводов в соответствии с инструкциями, нормативными документами отрасли.
Методы локализации утечек
Тем не менее, соблюдение общих правил работы со сложными инженерно-техническими системами не гарантирует отсутствие аварий. Для обнаружения утечек используют следующие методы:
Нанесение мыльного раствора на места, подверженные утечкам. Рассмотрим плюсы и минусы данного метода. При «обмыливании» мы видим точное место утечки, а не где-то рядом, также мы можем видеть несколько утечек на одном небольшом участке. Этот метод дешевый и простой в приготовлении. Теперь к минусам: мыльная эмульсия провоцирует коррозию металлов; её невозможно применять при минусовых температурах, к примеру, на предприятиях Севера России (правда, существуют специальные морозостойкие поверхностно-активные вещества (ПАВ)); её необходимо готовить каждый раз перед проверкой, и из-за использования различного мыла и непостоянного состава воды из разных отдельно взятых труб, раствор имеет непостоянные характеристики. Так что «мыльность» от раствора к раствору меняется. Также обмылить большие участки трубопроводов и прочего оборудования очень трудозатратно и малоэффективно.
персональной защиты, измеряющий горючие газы
и пары, а также O2, CO, NO2, SO2 и H2S.Использование газоанализатора в предполагаемом месте утечки. Такие приборы — это второй по доступности метод. Они недостаточно точно определяют место утечки, т.к. работают по концентрации газа в воздухе, также на точность может повлиять незначительный сквозняк или ветер на открытых объектах. Информацию об утечке мы видим либо на дисплее прибора, либо слышим в динамиках, без возможности точной локализации места выхода газа. Детекторы газоанализаторов настроены на конкретный газ, то есть газоанализатор, предназначенный для определения углеводородов, не сработает на монооксид углерода или гелий. То есть даже «обмыливание» нам дает более точные результаты. Также газоанализатор является измерительным прибором, который нуждается в периодической поверке. К преимуществам этих приборов можно отнести удобство в использовании, их портативность и вариативность: есть ручные приборы, мобильные, закрепляемые поверх спецодежды персонала и стационарные с регулируемыми уставками на отключение оборудования и на вывод предупреждающего или аварийного сигнала на пульт управления.
клапанов.Детекторы акустические. Эти легкие портативные приборы просты в использовании, не требуют специального обучения, выявляют утечки с расстояния. Как правило, идут в комплекте с наушниками. Имеют регулировку чувствительности датчика и уровня громкости наушников. С помощью гибкого наконечника можно находить утечки в труднодоступных местах. Основным преимуществом является возможность поиска различных типов газов. К недостаткам можно отнести: ограниченное расстояние определения источника утечки, сложность в интерпретации данных, даже для опытного дефектоскописта. Есть большая вероятность принять высокочастотный шум или вибрацию за утечку. В большинстве случаев простые акустические детекторы с одним микрофоном необходимо будет комбинировать с классическими методами поиска утечек.
дефектоскопа на российском НПЗ.Из наиболее доступных дистанционных способов можно выделить использование визуально-акустического течеискателя. Прибор позволяет на расстоянии обнаружить утечку газов, измерить объем газа, рассчитать размер потерь в рублях.
Визуально-акустический течеискатель выполнен в корпусе мобильной камеры. Основной рабочий орган – параболические микрофоны. Они регистрируют ультразвук в диапазоне частот 2-35 кГц. Большое количество встроенных микрофонов позволяет дефектоскопу выполнять свою функцию с большой точностью и отсеивать ложные сигналы-помехи.
С 2022 года компания ГК РЕСУРС является официальным дистрибьютором финского производителя Noiseless Acoustics Ltd и эксклюзивно предлагает визуально-акустический дефектоскоп NL-камера. NL-камера является новинкой в сфере неразрушающего контроля и благодаря 124 сверхчувствительным микрофонам способна находить различные источники звука в диапазоне от 2 до 65 кГц, в зависимости от выбранных настроек. А алгоритм искусственного интеллекта на основании данных тысяч измерений сопоставляет и локализует дефект и его характер максимально точно (Рисунок 5).
Технология ультразвуковой дефектоскопии
Прибор работает, обнаруживая ультразвуковой сигнал утечек, вызванных турбулентностью газа, создаваемой перепадом давления (Рисунок 6). Звуковая волна достигает микрофонов прибора менее чем на 1 мсек., этого времени достаточно, чтобы 4-х ядерный процессор ARM 1.4 ГГц обработал сигнал, обнаружил местоположение источника звука и визуализировал его. Для ультразвуковой визуализации с большим количеством микрофонов можно провести аналогию с матрицей тепловизора: каждый микрофон подобен пикселю матрицы, и чем больше этих “пикселей”, тем точнее акустическое изображение, и с большего расстояния мы можем инспектировать объекты.
Промышленный шум меньше мешает прибору на высоких частотах. С утечками газов обычно можно добиться хороших результатов, если сконцентрироваться на звуках выше 20 кГц. NL камера моментально обнаруживает звуки, в диапазоне возникновения утечки газов, что дает лучшие результаты с меньшими усилиями пользователя при диагностике. По умолчанию камера не воспринимает почти весь мешающий шум.
- Инфракрасная камера – это самый эффективный и дорогостоящий вариант дистанционной визуализации утечек (Рисунок 7). Прибор позволяет обнаружить невидимый газ и визуализировать его на дисплее в виде газового облака или потока.
Компания ГК РЕСУРС является дистрибьютором передового производителя тепловизионного оборудования FLIR Systems и для визуализации газов предлагает инфракрасные камеры серии GF. Оборудование компании пользуется заслуженной популярностью и востребовано в нефтегазовой отрасли: на нефтеперерабатывающих заводах, транспортных сооружениях газоперерабатывающих заводов, объектах нефтедобычи.
Как работает оптическая визуализация газа?
Ярким примером работы методов визуализации углеводородов является тепловизор серии GF. Конструктивно тепловизор представляет собой портативный прибор, оснащенный объективом, экраном. Основной рабочий орган – инфракрасный детектор в качестве чувствительного элемента. Электроника обрабатывает сигнал с детектора. На экран выводится термограмма. (Рисунок 8).
Работа таких устройств основана на том, что газ поглощает инфракрасный спектр в определенном диапазоне. Чувствительная камера определяет, какой конкретно диапазон инфракрасного излучения поглощен и визуализирует это место. Такие камеры созданы на основе самых современных технологий и обладают сверхчувствительными детекторами. Для сравнения большинство углеводородов поглощают инфракрасное излучение в диапазоне 3,2-3,4 микрометра, а углекислый газ (CO2) – 4,2-4,4 микрометра. Это очень узкий спектр, поэтому каждый прибор имеет встроенный специальный фильтр OGI (optical gas imaging – визуализация газов). Фильтр ограничивает длину волны распространения газа, отвечает за визуализацию и вывод графической информации о локализации утечки на экран устройства.
Все объекты испускают и отражают инфракрасное излучение, совокупность этих излучений мы назовем фоновым излучением. Когда это излучение попадает в объектив ИК-камеры, оно проходит через линзу до фильтра, который пропускает на детектор длины волн, соответствующие газам, для поиска которых предназначена данная камера (Рисунок 9). Таким образом, если между фоновыми объектами и ИК-камерой находится утечка газа – “газовое облако”, это облако поглощает часть фонового излучения в спектре соответствующего газу. При этом количество излучения, передаваемого детектору, будет меньше, что позволяет камере визуализировать газ (Рисунок 10).
Как видно из принципа работы, между входящим в газовое облако излучением и выходящим из него должна быть разница. На рисунке 11 входящее и выходящие излучения показаны красной и синей стрелками соответственно.
Условия визуализации утечек газов инфракрасной камерой:
- Газ частично поглощает излучение в диапазоне пропускания фильтра камеры.
- Газовое облако контрастирует с фоном в ИК-спектре.
- Различные температуры облака газа и фона.
- Газовое облако подвижно.
- Точно откалиброванная камера для измерения температуры.
Область применения ИК камер и тепловизоров
На крупных производствах, где эксплуатируется большое количество нефтегазового оборудования с тысячами мест потенциальных утечек, выявить все их при помощи газоанализатора невозможно. Использование ИК-камеры или тепловизора позволяет в десятки раз быстрее выполнить проверку, чем при использовании классических методик.
Для мониторинга и автоматизации процесса обнаружения утечек на критических местах устанавливают не переносные, а стационарные модели. Они ведут круглосуточный мониторинг газопроводов, что удобно для труднодоступных и удаленных объектов. Такие инструменты находятся на буровых платформах морского базирования, на газораспределительных станциях и газоперерабатывающих заводах. Подойдут стационарные оптические средства визуализации углеводородов для биологических газов, нефтехимических заводов, скважин.
Применяется оптическая визуализация газов не только в нефтегазовой отрасли. В энергетике для предотвращения отключений оборудования проверяют высоковольтные выключатели и КРУЭ на предмет утечек элегаза (шестифтористая сера – SF6) ИК-камерой FLIR GF 306. На электростанциях (ТЭЦ, АЭС) работают турбогенераторы с водородным охлаждением. Чтобы находить утечки водорода быстро и эффективно применяют камеру FLIR GF 343, только в качестве индикаторного газа используется углекислый газ СO2. На сталелитейных заводах для защиты персонала и окружающей среды от токсичных концентраций угарного газа (монооксид СО), работают камерой FLIR GF 346. Для визуализации около 10 газообразных хладагентов используют FLIR GF 304. Также существуют универсальные камеры, к примеру неохлаждаемая инфракрасная камера GF-77 способна визуализировать метан (CH4), гексафторид серы (SF6), аммиак (NH3), диоксид серы (SO2), окислы азота (N2O) и другие. Неохлаждаемая камера не имеет модуль с охладителем Стирлинга, что делает ее более компактной и легкой в ущерб чувствительности (Рисунок 12).
Взрывозащищённая камера тепловизор FLIR GFx320 прошла сертификацию для эксплуатации в зонах класса опасности II по ATEX.
Преимущества инфракрасных приборов
Результаты испытаний оборудования ультразвукового и инфракрасного приборов
Независимо от погодных условий, характерных для различных климатических зон и времени года, проделанная с помощью тепловизоров серии GF работа на объектах одной из нефтедобывающих компаний России принесла ожидаемые результаты. Съемка проводилась при температуре воздуха до – 45°C, в дождь со снегом и в солнечную погоду. Камеры обнаружили самые незначительные утечки этана, пропилена, метана, смеси водорода с 10% содержанием метана.
Также были проведены сравнительные испытания ультразвукового и инфракрасного приборов визуализации газа на одном из крупнейших НПЗ РФ. Основное преимущество инфракрасных камер — это возможность определить направление распространения газового облака, даже в системах, где утечки минимальные, и турбулентность, необходимая для приборов ультразвукового контроля, отсутствует. Из 10 утечек метана, определенных ИК-камерой GF320, ультразвуковая NL камера локализовала 8 (Рисунок 13).
Это достаточно неплохой результат если учесть, что ультразвуковые приборы стоят в 5 раз дешевле инфракрасных. С ИК-камерой можно работать в прямой видимости объекта исследования, а ультразвуковая технология хорошо зарекомендовала себя в поиске утечек по отраженным сигналам в труднодоступных местах. В следующем примере мы наглядно покажем как на нефтехимическом производстве с помощью визуально-акустического течеискателя NL-камера в несколько шагов была найдена утечка газа с расстояния до 100 метров методом отраженного сигнала. (Рисунок 14).
Для более детального сравнения визуально-акустической камеры и инфракрасной камеры GF предлагаем ознакомиться с таблицей 1.
Нужно отметить, что технология инфракрасной визуализации газов значительно эффективнее существующих на данный момент методик. Комплексное использование традиционных методов, ультразвуковой диагностики и оптической инфракрасной визуализации значительно снижает вероятность аварии на оборудовании нефтегазового хозяйства.
Признаки утечки газа надо знать всем
Природные газы в своем большинстве, являются для человека серьезными источниками опасности. Однако наиболее распространенными в использовании, а значит и самыми опасными, являются сжиженный углеводородный газ, доставляемый потребителям в баллонах, а также метан, транспортируемый по газораспределительным сетям. Именно они чаще всего наносят урон имуществу и вред здоровью, а иногда и отнимают жизнь. Поэтому знания о признаках утечки газа приобретают весьма ценный характер.
Для безопасной эксплуатации газопроводов весьма важное значение имеет своевременное определение и ликвидация утечки газа, особенно во внутридомовых и подземных газопроводах, расположенных вблизи производственных и жилых зданий. Причинами утечек могут быть коррозионные разрушения стенок газопровода, разрыв сварных стыков при недостаточной температурной компенсации, некачественно выполненная сварка, а также не герметичность резьбовых, фланцевых соединений и самих газовых приборов. Наблюдение за состоянием наружных газопроводов и сооружений на них производится работниками газоснабжающих организаций во время систематических обходов трасс газопроводов. Так за 2022 год было выявлено 5 случаев загазованности подъездов жилых домов в городах Слоним, Лида, Щучин, Островец и приняты своевременные меры по локализации и ликвидации аварийной ситуации силами аварийно-диспетчерских служб филиалов УП «Гроднооблгаз».
Природный и сжиженный газ, для коммунально-бытового применения (домашний газ) обладает резким характерным запахом – это сделано для того, чтобы потребители могли на запах определить утечку газа. Таким образом, первым признаком утечки газа во внутридомовых и подземных газопроводах является характерный неприятный запах (комбинация запахов гнилой капусты, чеснока, лука и нечистот). Дополнительными внешними признаками утечек газа в подземных газопроводах являются:
– пожелтение растительности;
– появление пузырей на поверхности воды;
– появление бурых пятен на снегу;
– шипение газа;
– нарушение земляного покрова;
– в местах утечек жидкой фазы сжиженного углеводородного газа образование снежного инея или выпадение росы.
Утечка газа вызывает удушье, отравление, головную боль. Но это не самые страшные ее последствия. Результатом утечки может стать взрыв, ущерб от которого несопоставим даже с пожаром.
Чтобы избежать столь печальных последствий, следует неукоснительно соблюдать все рекомендации по пользованию газовыми приборами, в том числе плитами, колонками, печами. Осуществлять регулярный уход за ними, не затягивать с ремонтом или даже с заменой.
Если вы почувствовали в закрытом помещении запах газа, первым делом следует прекратить его подачу. Для этого необходимо перекрыть кран. При этом, ни в коем случае, не зажигайте спичек, не закуривайте, по возможности не включайте свет и любые электроприборы. Это исключит возможность воспламенения газа от искры, а соответственно и взрыва.
Откройте настежь все окна в квартире, зафиксируйте двери, чтобы они не закрывались сквозняком. Хорошенько проветрите квартиру до полного исчезновения запаха газа. В это время желательно вообще покинуть загазованное помещение.
Если даже при перекрытом кране, газ продолжает проникать в помещение, возвращаться в него до приезда аварийной службы строго запрещено.
Не зависимо от времени суток, при запахе газа вызывайте аварийную газовую службу УП «Гроднооблгаз» по телефону 104.
И помните проверкой, а тем более ремонтом, всего газового оборудование может заниматься только квалифицированный специалист.
Заместитель главного инженера
УП «Гроднооблгаз»
П.И. Кохан
Способ #5 — использование датчиков и газоанализатора
Наиболее безопасный, надежный и практичный способ распознавания утечки – установка в помещении газодетектора. Это специальный прибор, оборудованный датчиками, которые фиксируют наличие в воздухе метана и угарного газа.
В случае превышения концентрации данных веществ срабатывают световые и звуковые сигналы, оповещающие хозяина о проблеме. Устанавливается устройство на расстоянии не ниже 30 сантиметров от потолка.
Проводные датчики работают от сети, беспроводные – от аккумуляторов. Первые более просты в обслуживании, не нуждаются в контроле над уровнем заряда батареек. Вторые – мобильны и не зависят от электрического питания.
Основное различие моделей – способ определения концентрации топлива, согласно которому выделяют три типа газоанализаторов:
- каталитические;
- полупроводниковые;
- инфракрасные.
Каталитические газоанализаторы чаще используются на промышленных объектах, могут работать, как от сети, так и от батареек. Их оборудуют камерой, в которой происходит горение небольшого количества газа, запускаемое даже при незначительных превышениях его концентрации. При этом меняется температура катушки, на что электронная микросхема реагирует срабатыванием извещений.
Полупроводниковые датчики доступны по цене, предназначены для бытового использования. Работают только от сети, при этом расход электроэнергии у них минимален.
Инфракрасные модели – самые надежные и удобные. Функционируют они от батареек и от сети. В числе их преимуществ – моментальное срабатывание, минимум ложных тревог, экономное потребление энергии.
Помимо стационарного оборудования, осуществляющего непрерывный анализ газовой среды, есть переносные газоанализаторы, которые применяют для поиска места протечки в трубах или кратковременного измерения концентрации газа. Обычно ими пользуются специалисты газовых служб.
Выводы и полезное видео по теме
Полезная информация об утечке газа от МЧС:
Обзор наиболее эффективных способов выявления утечки, которые применяются в домашних условиях:
Какое бы газовое оборудование не использовалось в быту, важно придерживаться правил эксплуатации и вовремя реагировать на сигналы, свидетельствующие о возможной утечке газа. Чтобы распознать эти сигналы и проверить, действительно ли где-то выходит газ, пользуйтесь предложенными выше способами, а при наличии проблем незамедлительно обращайтесь к специалистам.
Помните, что предельно внимательное обращение с газом в домах и квартирах, и соблюдение правил эксплуатации позволяет обезопасить и сохранить здоровье, жизнь и имущество.
Вы лично сталкивались с проблемой утечки газа и успешно ее решили? Поделитесь с другими пользователями своим опытом – опишите свой способ обнаружения места утечки, расскажите, как быстро вам удалось ликвидировать проблему. Оставляйте полезные рекомендации, участвуйте в обсуждении этой актуальной темы – форма обратной связи расположена ниже.
Источник
