Существует три основных типа опасностей, связанных с газом: Горючие, Токсичные, Удушающее вещество.
Опасность, связанная с горючими газами.
Горение представляет собой довольно простую химическую реакцию, при которой кислород быстро соединяется с другими веществами, выделяя при этом энергию. Энергия, главным образом, проявляется в виде теплоты, иногда в виде пламени. В качестве воспламеняющего вещества выступает обычно, но не всегда, углеводородное соединение в твердой, жидкой, парообразной или газообразной форме.
Процесс горения может быть представлен в виде хорошо известного треугольника с огнем.
Для горения всегда необходимы три фактора:
1. Источник воспламенения
2. Кислород
3. Топливо в форме газа или пара
Поэтому целью любой системы противопожарной защиты является устранение, по крайней мере, одной из этих трех потенциальных опасностей.
Образование горючей смеси происходит лишь в определенном диапазоне концентрации газа/воздуха. Данный диапазон индивидуален для каждого газа и пара и ограничен верхним уровнем, известным как “верхний предел взрываемости” (или UEL), и нижним уровнем, именуемым “нижним пределом взрываемости” (LEL).
При значениях менее нижнего предела взрываемости недостаточно газа для взрыва (то есть, смесь недостаточно концентрированная), а при значениях более верхнего предела взрываемости в смеси содержится недостаточное количество кислорода (то есть, смесь слишком концентрированная). Поэтому диапазон воспламенения находится между нижним пределом взрываемости и верхним пределом взрываемости для каждого газа или смеси газов. Вне этих пределов смесь не способна гореть. Увеличение давления, температуры или содержания кислорода в значительной степени увеличивают диапазон воспламенения.
На среднем промышленном предприятии обычно не бывает газов, которые могут выделяться в окружающую среду. В крайнем случае, наблюдается только незначительный фоновый уровень имеющегося газа. Поэтому обнаружение и система раннего предупреждения необходима только с целью обнаружения газа с концентрацией от нуля до нижнего предела взрываемости. Как только эта концентрация будет достигнута, потребуются процедуры отключения оборудования или очистки участка. В действительности это производится при концентрации менее 50% от значения нижнего предела взрываемости, таким образом, обеспечивается необходимый запас прочности.
Однако необходимо всегда помнить о том, что в закрытых или невентилируемых зонах возможно образование концентрации, превышающей верхний предел взрываемости. Поэтому во время инспектирования следует помнить, что при открытии дверей и люков и поступлении воздуха снаружи снижение концентрации газов может привести к образованию опасной, воспламеняемой смеси.
Опасность, связанная с токсичными газами.
Некоторые газы ядовиты и могут представлять опасность для жизни даже при незначительных концентрациях. Некоторые токсичные газы отличаются сильным запахом. Наиболее частото концентрация токсичных газов измеряется в частях на миллион (ppm) или в мг/м3. Например, 1 часть на миллион эквивалента помещению, заполненному 1 миллионом шаров, один из которых красный. Красный шар в данном случае является 1 частью на миллион.
Число людей, погибших от воздействия токсичного газа, превышает число погибших в результате воспламенения горючего газа. (Необходимо отметить, что существует большая группа газов, которые обладают и горючими, и ядовитыми свойствами, поэтому иногда даже для детекторов токсичных газов требуется наличие разрешения для использования в опасных зонах). Основная причина, по которой горючие и токсичные газы рассматриваются раздельно, заключается в том, что вызываемые ими опасности и соответствующие постановления по ним, а также типы требуемых газоанализаторов различны.
Главный вопрос, рассматриваемый в связи с токсичными веществами (не говоря уже об очевидных проблемах экологии), это воздействие на персонал даже в малой концентрации, например, при вдыхании, попадании в желудочно-кишечный тракт или впитывании через кожу. Поскольку отрицательные последствия часто имеют место при дополнительном длительном воздействии, важно измерить не только концентрацию газа, но и также общее время воздействия.
Известны даже случаи синергизма, когда вещества взаимодействуют и совместно оказывают гораздо худший эффект, нежели по отдельности. Вопрос концентрации токсичных веществ на рабочем месте зависит от органической и неорганической составляющей, включая потенциальные последствия для здоровья и безопасности сотрудников, а также возможное загрязнение произведенного конечного продукта (или оборудования, используемого при его производстве) и последующее нарушение привычной рабочей деятельности.
Опасность, связанная с удушающими веществами (дефицит кислорода).
Всем нам, чтобы жить, требуется кислород в воздухе(O2). Воздух состоит из нескольких различных газов,включая кислород. Обычный атмосферный воздухсодержит кислород в концентрации 20,9% в объемном отношении. Если уровень кислорода падает до 19,5% в объемном отношении и менее, считается, что воздухобеднен кислородом. Концентрации кислорода менее 6% в объемном отношении считаются опасными длячеловека.
Обогащение кислородом.
Часто забывают о том, что обогащение кислородом также может представлять опасность. При повышенных значениях O2 увеличивается воспламеняемость материалов и газов. При 24% возможно спонтанное возгорание предметов, например, одежды. Оборудование для ацетилено-кислородной сварки использует кислород и газообразный ацетилен, чтобы добиться чрезвычайно высоких температур. Другими областями, в которых обогащенная кислородом газообразная среда может представлять собой опасность, являются зоны производства или хранения ракетных двигательных установок, продуктов, используемых для отбеливания в целлюлозно-бумажной промышленности, и очистные сооружения Датчики должны иметь соответствующие разрешения для использования в средах, обогащенных O2.