趙洪波

摘 要：文章闡述了輸氣場站可燃?xì)怏w報警儀產(chǎn)生的機理，從使用環(huán)境、施工安裝和維護保養(yǎng)角度探討可燃/有毒氣體報警儀的常見故障產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的對策，指導(dǎo)人們實際應(yīng)用過程中需采取相應(yīng)的防護措施，從而避免故障的發(fā)生，提高設(shè)備的可靠性，保障輸氣場站的人身和財產(chǎn)的安全。

關(guān)鍵詞：可燃/有毒氣體；報警儀；機理；故障；對策

引言

為了安全生產(chǎn)，可燃/有毒氣體報警儀不僅普遍應(yīng)用于輸氣場站、化工企業(yè)，也逐步應(yīng)用于賓館、家庭，進行可燃/有毒氣體泄漏監(jiān)測報警。當(dāng)被探測區(qū)域內(nèi)的可燃/有毒氣體濃度達(dá)到報警設(shè)定值時，報警儀立即發(fā)出聲、光報警，或遠(yuǎn)傳至控制室，以便啟動應(yīng)急預(yù)案，采取安全措施，防止發(fā)生爆炸、火災(zāi)事故，從而保障安全。

無論是企業(yè)還是民用，可燃/有毒氣體報警儀的制造、安裝、使用及維護等均沒有統(tǒng)一規(guī)定，多是執(zhí)行行業(yè)（企業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)。在實際應(yīng)用過程中，報警儀會出現(xiàn)許多故障，多為不監(jiān)測或監(jiān)測誤差的現(xiàn)象，如不及時處理，可能會造成（重大）事故。其故障除了產(chǎn)品方面的原因以外，主要是由于使用者不了解其構(gòu)造、原理，致使安裝、使用不當(dāng)引起的。筆者著重從可燃/有毒氣體報警儀故障產(chǎn)生的機理和常見故障的分析及對策兩方面，探索故障產(chǎn)生的原因，采取針對性措施，避免故障發(fā)生，提高其效能。

1 故障產(chǎn)生的機理

可燃/有毒氣體報警儀的分類和原理主要是依據(jù)氣體傳感器工作原理進行分類，市場上可燃/有毒氣體報警儀種類繁多，常用的主要是催化型、半導(dǎo)體型和紅外型報警儀三類。

催化型報警儀是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測定可燃?xì)怏w濃度。當(dāng)可燃?xì)怏w在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化。所以當(dāng)遇到高溫等因素時鉑絲的溫度發(fā)生變化，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化，探測的數(shù)據(jù)也會發(fā)生變化。

半導(dǎo)體型報警儀是利用半導(dǎo)體表面電阻變化來測定可燃?xì)怏w濃度。用靈敏度較高的氣敏半導(dǎo)體元件，它在工作狀態(tài)時，遇到可燃?xì)怏w，半導(dǎo)體電阻下降，下降值與可燃?xì)怏w濃度有對應(yīng)關(guān)系。

紅外型報警儀是根據(jù)氣體在中紅外區(qū)的特征吸收峰來檢測氣體的濃度。

從構(gòu)造上來說，可燃/有毒氣體報警儀一般由檢測器、傳感器、指示器、報警器或遠(yuǎn)程控制單元組成。檢測器由采樣裝置、傳感器和前置放大電路組成的部件。傳感器是將樣品氣體的濃度轉(zhuǎn)換為測量信號的部件。指示器是指示氣體濃度測量結(jié)果的部件。報警器或遠(yuǎn)程控制單元是氣體濃度達(dá)到或超過報警設(shè)定值時發(fā)出報警信號的部件。從可燃/有毒氣體報警儀原理及構(gòu)造可以看出如果出現(xiàn)電磁干擾會影響探測的信號，出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差；如果出現(xiàn)碰撞、震動從而造成設(shè)備各模塊間斷路會現(xiàn)探測失靈；如果環(huán)境過分潮濕或設(shè)備進水，也有可能會引起可燃/有毒氣體報警儀出現(xiàn)短路，或線路電阻值發(fā)生變化，出現(xiàn)探測故障；如果環(huán)境溫度變化較大、高溫或低溫也會使探測故障。

2 故障分析及對策

輸氣場站可燃/有毒氣體報警儀故障原因十分復(fù)雜，常見故障的主要原因是設(shè)備選型不當(dāng)、使用不當(dāng)、未按規(guī)范要求施工、維護保養(yǎng)不夠等。以下主要通過分析典型故障原因，探索預(yù)防對策。

2.1 環(huán)境因素干擾

2.1.1 環(huán)境溫度影響。可燃/有毒氣體報警器試驗環(huán)境溫度一般在15-35℃，工作溫度范圍一般比較寬泛，在0-60℃，甚至更寬。但是實際應(yīng)用過程中，環(huán)境溫度對可燃/有毒氣體報警儀的影響還是比較大的，特別是高溫環(huán)境影響最大，直接影響可燃/有毒氣體報警器鉑絲的電阻率的變化，從而出現(xiàn)誤差和零飄。因此，為杜絕該問題的發(fā)生，可燃/有毒氣體報警儀應(yīng)遠(yuǎn)離高溫設(shè)備，比如工業(yè)鍋爐、空調(diào)和取暖設(shè)備等，避免熱輻射和太陽直射；當(dāng)然北方寒冷天氣對儀表也有一定影響，必要時可以采取保溫措施。

2.1.2 電磁干擾?？扇?有毒氣體報警儀屬于儀器儀表設(shè)備，同樣受電磁干擾影響較大。我們生活的空間，特別是企業(yè)工廠，有很多電磁干擾存在，比如電焊、高壓電纜、高壓電器、雷電等等，均會產(chǎn)生較強的電磁波。電磁環(huán)境對可燃/有毒氣體報警儀的影響途徑主要是：空中電磁波干擾、電源及其他輸入輸出線上的窄脈沖群以及人體靜電。比如，可燃/有毒氣體報警儀接近電機安裝時，將會引起系統(tǒng)的探測出現(xiàn)偏差；儀表線路與動力線、照明線等強電線路鋪設(shè)間距較小且無防電磁干擾措施時，系統(tǒng)亦將產(chǎn)生檢測偏差。因此，可燃/有毒氣體報警儀安裝位置、安裝角度、防護措施以及系統(tǒng)布線等方面均應(yīng)加強防電磁干擾的措施。

2.1.3 塵土、雨水影響?？扇?有毒氣體報警儀的防護等級一般達(dá)到IP65或IP66，如果符合要求的話，新設(shè)備一般不會受到塵土、雨水的影響。但是，由于設(shè)備用于防護作用的O型膠圈因材料、老化等因素影響，隨著時間的推移，其防護等級可能會降低，致使可燃/有毒氣體報警儀在運行過程中會受到灰塵、潮濕、雨淋等因素的影響，引起故障。因此，應(yīng)及時檢查設(shè)備相關(guān)O型圈，確保其防護等級，避免設(shè)備檢測誤差。

2.1.4 位置及風(fēng)向因素。當(dāng)可燃/有毒氣體報警儀的安裝位置和風(fēng)向不合適時，會直接影響泄露的可燃?xì)怏w散發(fā)至探測器處，造成不能及時探測，或檢測不準(zhǔn)確。因此，行業(yè)（企業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)一般對可燃/有毒氣體報警儀安裝距離及位置是有嚴(yán)格要求的，現(xiàn)在以天然氣為例來說一下氣體報警儀在安裝時需要注意的一些問題：（1）檢測比空氣輕的可燃?xì)怏w或有毒氣體的氣體檢測儀，其安裝高度宜高出釋放源0.5-2m；（2）檢測比空氣中的可燃?xì)怏w或有毒氣體的檢測器，器安裝高度應(yīng)距地坪0.3-0.6m；（3）應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w或有毒氣體檢測報警儀的場所，宜采用固定式氣體報警儀，否則，應(yīng)配置便攜式氣體檢測報警儀；（4）當(dāng)可燃?xì)怏w釋放源處于封閉或半封閉廠房內(nèi)，應(yīng)在釋放源的上方放置檢測器，還應(yīng)在廠房內(nèi)最高點易于積累可燃?xì)怏w處設(shè)置檢測器；（5）可燃?xì)怏w檢測儀的有效覆蓋水平平面半徑，一般室內(nèi)宜為7.5m，室外宜為15m。在有效覆蓋面積內(nèi)，可設(shè)一臺檢測器。有毒氣體檢測儀與釋放源的距離，室外不宜大于2m，室內(nèi)不宜大于1m。（6）氣體檢測儀宜布置在可燃?xì)怏w或有毒氣體釋放源的最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。

2.1.5 振動因素影響?，F(xiàn)在儀器儀表均是模塊化結(jié)構(gòu)，一個個獨立的功能模塊通過接口相連，共同完成整體儀表的功能。因此，如果可燃/有毒氣體報警儀安裝位置存在振動，那么長時間的振動可能會造成儀表設(shè)備模塊的松動，接線松動等情況的發(fā)生，致使儀表失靈。因此，要減少振動對儀表的影響，我們可以采取加固基礎(chǔ)或者調(diào)整安裝位置，或者采取柔性安裝支架等，徹底解決或降低振動發(fā)生，確保儀表設(shè)備的完好運行。

2.2 施工不規(guī)范

2.2.1 安裝位置不合適?？扇?有毒氣體報警儀的安裝位置在設(shè)計階段都是理論推斷確定的，不一定符合實際情況。因此，按圖施工的可燃/有毒氣體報警儀在實際運行過程中也會出現(xiàn)不同程度的問題，這很多是因為安裝位置不合適造成的。工廠現(xiàn)場實際情況決定可燃/有毒氣體報警儀的安裝位置。如可燃/有毒氣體報警儀未設(shè)在設(shè)備易于泄漏可燃?xì)怏w附近，或安裝在泄漏源最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，泄漏的可燃?xì)怏w無法充分?jǐn)U散到可燃/有毒氣體報警儀附近，從而使泄漏險情無法及時被可燃/有毒氣體報警儀探知。《氣體檢測報警儀安裝規(guī)范》中針對不同可燃?xì)怏w、不同區(qū)域均有具體詳細(xì)的規(guī)定，結(jié)合實際情況，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范，是確保儀表設(shè)備完好的基本保障。

2.2.2 接地不可靠。由于施工隊伍和員工的個體素質(zhì)存在差異，特別是在時間緊、任務(wù)重的條件下，施工質(zhì)量是保證可燃/有毒氣體報警儀完好運行的先決條件。實際上，可燃/有毒氣體報警儀或其系統(tǒng)往往存在不可靠接地，布線不規(guī)范，投運后不能消除電磁干擾，影響電壓，出現(xiàn)探測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)的故障。所以可燃/有毒氣體報警儀施工過程中應(yīng)可靠接地，規(guī)范布線，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)。

2.2.3 防護等級降低。可燃/有毒氣體報警儀在投運前必須進行調(diào)試，調(diào)試合格后方可投入運行。這期間會開展儀表信號線校對、信號調(diào)試等工作，但常常忽略擰緊儀表蓋等部件，降低了設(shè)備防護等級，造成可燃/有毒氣體報警儀及接線端子處于易進水、灰塵等狀態(tài)下，造成電器線路斷路或短路發(fā)生。

2.2.4 接線不緊固。可燃/有毒氣體報警儀大多是模塊化結(jié)構(gòu)，不同功能模塊通過插接或焊接連接構(gòu)成完整系統(tǒng)。經(jīng)過一段時間的運行，由于各種原因會造成插接信號線段子出現(xiàn)松動，焊接信號線接頭處腐蝕脫開，造成線路短路、斷路或增加線路電阻，從而影響正常檢測功能。

2.2.5 調(diào)試不規(guī)范。施工完后應(yīng)進行調(diào)試，保證可燃/有毒氣體報警儀處于正常工作狀態(tài)。如調(diào)試工作不規(guī)范，不嚴(yán)格按照要求進行，會直接影響到今后儀表設(shè)備的信號檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.3 維護保養(yǎng)不到位

2.3.1 探頭進水或堵塞。可燃/有毒氣體報警儀要檢可燃?xì)怏w，必須暴露在檢測環(huán)境中，所以環(huán)境中的各種污染性氣體、水分和積塵進入探測器是無法避免的，其對探測器造成的工作條件的損壞是客觀存在，特別是工作環(huán)境較為惡劣的室外環(huán)境，如果日常維護保養(yǎng)不到位，造成探頭進水或堵塞，將會導(dǎo)致可燃/有毒氣體報警儀檢測出現(xiàn)誤差或檢測不到可燃?xì)怏w。因而，定期對可燃/有毒氣體報警儀進行除塵、清潔、保養(yǎng)是防止發(fā)生故障的一個重要工作。

2.3.2 不按規(guī)定定期點檢和周檢。日常的點檢和周檢工作必不可少，實際運行過程中，很多問題多是由于點檢和周檢不到位，致使可燃/有毒氣體報警儀帶病工作。其點檢一般每月一次，主要內(nèi)容有：（1）儀器的外觀檢查，指示燈是否正常工作；（2）電源電壓是否指在規(guī)定范圍內(nèi)；（3）零點檢查；（4）檢查接線是否松動，表蓋等部件是否緊固。（5）保警設(shè)定是否改變，報警是否正常?！兑?guī)范》要求可燃/有毒氣體報警儀需要定期標(biāo)定（即周檢），每年不少于一次，目的就是對設(shè)備進行一次功能性試驗，確保設(shè)備完好。周期檢定內(nèi)容除點檢內(nèi)容外還有：（1）電流檢查，檢查檢測器的工作電流是否在出廠規(guī)定范圍內(nèi)；（2）零點調(diào)整，包括機械零點和動態(tài)零點；（3）報警值檢查，用標(biāo)準(zhǔn)氣檢查報警設(shè)定值是否與原來一致；（4）氣體濃度校正，用不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣通入探測器，調(diào)整跨度，使輸出盡可能與標(biāo)準(zhǔn)值一致；（5）測定響應(yīng)速度，用標(biāo)準(zhǔn)氣通入探測器，當(dāng)表頭指示為標(biāo)準(zhǔn)氣濃度的90%時，所需時間應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，主要是檢查探測器的過濾器或防爆罩是否堵塞等。

2.3.3 元器件老化。任何設(shè)備都有使用壽命，常用可燃/有毒氣體報警儀使用壽命為：電化學(xué)式1-3年，半導(dǎo)體式3-4年，紅外線式不少于2年。從可靠性考慮，可燃/有毒氣體報警儀超期服役會因元件老化引起的故障趨于增加，因此，為安全需要嚴(yán)格執(zhí)行及時更換超期報警儀。

3 結(jié)束語

可燃/有毒氣體報警儀是輸氣場站必備的一種安全監(jiān)測儀表設(shè)備，保證其良好運行狀態(tài)，是確保輸氣場站安全生產(chǎn)的可靠保證之一，而實現(xiàn)對可燃/有毒氣體報警儀全過程的管理，即合理選型、正確安裝、日常點檢、周期檢定，是保證可燃/有毒氣體報警儀響應(yīng)靈敏、穩(wěn)定可靠的重要環(huán)節(jié)，缺一不可。所以，我們了解可燃/有毒氣體報警儀的結(jié)構(gòu)、原理，問題發(fā)生的原因，采取有效措施，避免或提前消除故障，這樣才能充分發(fā)揮可燃/有毒氣體報警儀的功能，確保安全生產(chǎn)和我們的財產(chǎn)和生命不受損害。