Lel в газоанализаторах что это

Руководство по проведению анализа атмосферы в замкнутых пространствах

Это руководство по применению содержит общую информацию, а также является напоминанием об угрозах, сопряженных с опасными атмосферными факторами в замкнутых пространствах.

В руководстве рассматриваются следующие темы:

• определение замкнутого пространства;
• атмосферные опасности, характерные для замкнутых пространств;

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАМКНУТОГО ПРОСТРАНСТВА

Работа в замкнутых пространствах является частью повседневных рабочих процессов на производстве.

Замкнутым считается пространство:

• достаточных размеров, чтобы сотрудник мог туда войти и выполнять некую работу;
• с ограниченным или закрытым входом и выходом;
• не предназначенное для продолжительного пребывания в нем человека.

Замкнутое пространство, требующее разрешения на доступ, можно охарактеризовать как:
обычное замкнутое пространство, для которого правдиво хотя бы одно из следующих утверждений:

• содержит или может содержать опасную атмосферу;
• содержит материалы, склонные к поглощению;
• устроено таким образом, что вошедший может оказаться в ловушке и задохнуться;
• содержит любую известную угрозу безопасности или здоровью.

Ниже приведены примеры замкнутых пространств:

• Резервуары для хранения и цистерны.
• Канализация и колодцы.
• Подземные хозяйственные помещения.
• Склады для сельскохозяйственной продукции.
• Железнодорожные цистерны.
• Бункеры на морских суднах.
• Тоннели.
• Зерновые элеваторы.

АТМОСФЕРНЫЕ ОПАСНОСТИ В ЗАМКНУТЫХ ПРОСТРАНСТВАХ

Под атмосферными опасностями в замкнутых пространствах подразумевается воздействие на тех, кто входит в помещение, которое может привести к смерти, попаданию в ловушку, травмам или острым заболеваниям, по одной или нескольким из перечисленных ниже причин.

Концентрация кислорода в воздухе ниже 19,5% (дефицит кислорода) или выше 23,5% (переизбыток кислорода).

Возможные последствия пребывания в атмосферах с недостаточным или избыточным содержанием кислорода

Содержание кислорода (об. %)	Последствия и симптомы (при атмосферном давлении)
> 23,5%	Перенасыщение кислородом, высокая опасность воспламенения
20,9%	Концентрация кислорода в обычном воздухе
19,5%	Минимально допустимый уровень кислорода
От 15% до 19%	Снижение способности к усердной работе; возможно нарушение координации и проявление ранних симптомов у людей, имеющих проблемы с сердцем, легкими или кровообращением
От 10 до 12%	Дыхание становится чаще и глубже, плохая ориентация, посинение губ
От 8 до 10%	Психическое расстройство, обмороки, потеря сознания, мертвенно-бледный цвет лица, тошнота и рвота
От 6 до 8%	После 4–5 минут еще есть шансы на восстановление. Через 6 минут наступает смерть в половине случаев. Через 8 минут смерть наступает в 100% случаев.
От 4 до 6%	Впадение в кому через 40 секунд, конвульсии, остановка дыхания, смерть

Указанные значения являются приблизительными и могут отличаться в зависимости от состояния здоровья и физической активности конкретного человека.

Горючие газы

Содержание легковоспламеняющихся газов или паров в воздухе на уровне более 10% нижнего предела взрывоопасной концентрации (LEL/НПВК), но ниже верхнего предела взрывоопасной концентрации (UEL/ВПВК).

Сравнение нижнего (LEL) и верхнего (UEL) пределов взрывоопасной концентрации

• Минимальную концентрацию (воздушно-топливной смеси), при которой газ может воспламениться, называют нижним пределом взрывоопасной концентрации (LEL). Если концентрация ниже этого предела, ее недостаточно для воспламенения.
• Максимальная концентрация газа, при которой он может воспламениться — это верхний предел взрывоопасной концентрации (UEL). Если концентрация выше, то смесь слишком насыщена, чтобы воспламениться.

ТЕТРАЭДР ПОЖАРА

Для воспламенения требуется наличие четырех составляющих:

1. топлива;
2. кислорода для поддержания горения;
3. нагревания или источника возгорания;
4. цепной реакции (все три вышеупомянутые составляющие должны присутствовать в достаточных пропорциях для распространения огня).

Это называют тетраэдром пожара (ранее известный как треугольник пожара). Если хотя бы один из этих элементов отсутствует, воспламенение будет невозможным. Четвертая составляющая (цепная реакция) предполагает, что не все смеси топлива с кислородом при нагревании способны поддерживать горение. Необходимы особые пропорции, чтобы пламя могло распространяться. Это означает, что при обычном составе воздуха концентрация топлива должна находиться между LEL и UEL.

ГОРЮЧИЙ ГАЗ: ПРОЦЕНТНЫЙ ОБЪЕМ

LEL метана составляет 5 об. %, а UEL — 15 об. %. Если концентрация метана в замкнутом пространстве достигает 2,5% — это 50% LEL (соответственно, 5 об. % — это 100% LEL). При концентрации от 5 до 15 об. % от искры может произойти взрыв. Для разных газов 100% LEL составляет разную концентрацию в процентном объеме. Ниже приведены несколько примеров.

LEL пропана составляет 2,1 об. %; LEL пентана — 1,5 об. %; LEL гексана — 1,1 об. %, а LEL бензина — 1,3 об. %.

ТОКСИЧНЫЕ ГАЗЫ

Содержание токсичных соединений в атмосфере выше предельно допустимой концентрации, учрежденной организациями OSHA, NIOSH и ACGIH. Ниже приведены примеры распространенных токсичных газов, характерных для замкнутых пространств.

Токсичный газ	TWA (Макс за 8 ч)	STEL (Макс единовременно)	Верхний предел
Аммиак (NH3)	25 ppm	35 ppm	—
Окись углерода (CO)	25 ppm	—	200 ppm
Хлор (Cl2)	0,5 ppm	1 ppm	—
Цианистый водород (HCN)	—	—	4,7 ppm
Сероводород (H2S)	10 ppm	15 ppm	—
Оксид азота (NO)	25 ppm	—	—
Диоксид серы (SO2)	2 ppm	5 ppm	—

Опасное для жизни воздействие: CO и H2S

Последствия от воздействия окиси углерода

ppm	Длительность	Последствия и симптомы
35	8 часов	Предельно допустимая концентрация
200	3 часа	Небольшая головная боль, дискомфорт
400	2 часа	Головная боль, дискомфорт
600	1 час	Головная боль, дискомфорт
От 1000 до 2000	2 часа	Головокружение, дискомфорт
От 1000 до 2000	От 30 мин до 1 часа	Нарушение равновесия
От 1000 до 2000	30	Слегка учащенное сердцебиение
От 2000 до 2500	30	Потеря сознания
4000	> 1 часа	Смертельный исход

Последствия от воздействия сероводорода

ppm	Длительность	Последствия и симптомы
10	8 часов	Предельно допустимая концентрация
От 50 до 100	1 час	Слабовыраженное раздражение глаз и органов дыхания
От 200 до 300	1 час	Выраженное раздражение глаз и органов
От 500 до 700	30 мин –1 час	Потеря сознания, смерть
> 1000	Несколько минут	Потеря сознания, смерть

МОНИТОРИНГ ЗАМКНУТЫХ ПРОСТРАНСТВ НА ПРЕДМЕТ НАЛИЧИЯ ОПАСНЫХ АТМОСФЕРНЫХ ФАКТОРОВ

Прежде чем войти в замкнутое пространство, следует проверить состояние воздуха в нем. Анализ атмосферы в замкнутом пространстве на предмет опасностей необходимо производить удаленно, непосредственно перед входом в такое пространство и в указанном ниже порядке.

• Кислород. Убедитесь, что там достаточно кислорода.
• Горючие газы. Убедитесь, что там нет горючих газов.
• Токсичные газы. Убедитесь, что содержание токсичных газов не превышает предельно допустимую концентрацию, учрежденную OSHA. Из токсичных газов в замкнутых пространствах чаще всего обнаруживается сероводород (H2S) и окись углерода (СО), но могут присутствовать и другие токсичные соединения.

Чтобы определить неоднородную концентрацию газов и паров в замкнутом пространстве, важно отбирать несколько образцов: в верхней, средней и нижней части пространства. Газы могут скапливаться в высокой концентрации вверху или внизу замкнутого пространства, в зависимости от их плотности по сравнению с воздухом (большая или меньшая). Разреженные газы и пары в пределах миллионных долей распределяются в замкнутом пространстве равномерно.

Особенно важно брать образцы на некотором расстоянии от проема, поскольку из-за проникновения воздуха в зону возле входа извне может сложиться ложное впечатление о достаточности кислорода в воздухе.

После завершения удаленной проверки, если по ее результатам зона является безопасной для пребывания человека, необходимо оформить соответствующие разрешения на вход в замкнутое пространство и соблюдать их. После первого входа в замкнутое пространство в нем должен непрерывно производиться мониторинг воздуха. Сопровождающий или наблюдатель при работе в замкнутом пространстве должен постоянно следить за составом воздуха. Условия в замкнутом пространстве могут незаметно измениться из-за утечек, токсичных испарений или вследствие определенных действий с содержимым помещения.

Отказ от ответственности. Это руководство по применению содержит только общее описание анализа атмосферы в замкнутых пространствах. Ни при каких обстоятельствах не разрешается входить в замкнутое пространство или использовать оборудование для мониторинга никому, кроме квалифицированного и специально обученного персонала, и только после внимательного ознакомления со всеми инструкциями, а также при соблюдении всех правил техники безопасности.

Что такое lel в газоанализаторах?

• 

Одним из показателей, фиксируемых газоанализатором, является LEL. Расшифровывается эта аббревиатура как Low Explosion Level и обозначает нижний концентрационный предел распределения пламени. Разберем подробнее, что же это за понятие.

Нижний концентрационный предел распределения пламени (или НКПР) — минимальное значение концентрации горючего компонента в газовой смеси, которого достаточно для того, чтобы запущенный процесс горения мог распространиться от искрового разряда к любому участку газовой смеси. Таким образом, если концентрация горючего компонента смеси не достигла НКПР, смесь не будет гореть и не создаст опасность взрыва. Также относительно безопасной является смесь, в которой концентрация вещества, подверженного горению, превышает верхний концентрационный предел распространения пламени — в этом случае для сгорания без остатка не хватит окислителя, которого в смеси слишком мало по отношению к горючему компоненту.

Данный показатель является жизненно важным и требует непрерывного отслеживания и регулирования.

Факторы, влияющие на значения НКПР:

• Повышенная температура может расширить диапазон взрываемости, так как увеличивается энергия активации
• Концентрация окислителя (например, кислорода воздуха) также смещает значение НКПР.
  Давление оказывает существенное влияние на ВКПР, не влияя при этом на НКПР..
• Добавки-флегматизаторы — негорючие вещества, вводятся в состав смеси для снижения её взрывоопасности. В качестве флегматизаторов могут использоваться инертные газы.

Целесообразны хранение и переработка горючих смесей при концентрациях, не достающих до НКПР и превышающих ВКПР. Каждое соединение характеризуется собственными значениями в заданных условиях, поэтому точные расчеты процесса необходимы.

Переработка газовых смесей при концентрациях ниже НКПР нерентабельна и малоэффективна, поэтому используют смеси, пересыщенные горючим и неспособные к распространяющемуся возгоранию или взрыву из-за недостатка окислителя. В случае использования вакуумного оборудования необходимо постоянное поддержание герметичности, поскольку кислород воздуха, проникнув в рабочую смесь, создаст угрозу взрыва.

Компания “Дром-сервис” предлагает купить газоанализаторы — портативные или стационарные, чтобы точно фиксировать и при необходимости регулировать концентрации горючих веществ в рабочих зонах вашего предприятия и поддерживать неизменную безопасность труда.

Если у Вас есть вопросы по подбору и приобретению газоанализаторов, то запросите получение консультации и/или коммерческого предложения по электронной почте: kp@drom-service.ru или по телефону: +7 (3812) 66-50-52, +7 (495) 118-41-94

LEL 0-100% LEL Измерения

Чтобы вещество могло воспламениться, оно должно по существу смешиваться с воздухом с определенной скоростью. Это соотношение различается в зависимости от свойств горючих материалов и выражается в диапазоне значений. Нижний предел, при котором горючий материал может взорваться в воздухе, называется нижним пределом взрываемости (LEL). Эти значения также используются для воспламеняемости, но более низкий предел взрываемости (LEL) используется чаще, потому что он не содержит большой разницы. Например, нижний предел взрываемости (значение LEL) для аммиака составляет 16 процентов, 4 процентов сероводорода, 1,3 процентов бензина, 7,3 процентов метилового спирта и 5 процентов метана.

Предельные значения воспламенения для различных веществ были определены. Однако, если газовая смесь обнаружена в окружающей среде, расчет производится на основе концентрации и пределов воспламенения составляющих компонентов.

Наша компания выполняет измерения LEL 0-100% LEL в рамках измерений газа. В этих исследованиях соблюдаются соответствующие правовые нормы, стандарты и методы испытаний, опубликованные отечественными и зарубежными организациями.

Чтобы обеспечить пожаро- и взрывобезопасность в рабочей среде, легковоспламеняющиеся пары в окружающей среде должны быть ниже значений LEL. Газовые детекторы, которые обычно используются для измерения присутствия горючего материала в замкнутых пространствах, дают значения LEL путем деления фракций (например, 0-100% LEL). Наиболее подходящий результат заключается в том, что значение LEL на измерительных приборах равно нулю. В этом случае, однако, разрешение на горячую и горячую работу должно быть выдано. Значения LEL, которые следует учитывать, следующие:

• Если уровень находится в диапазоне между процентами 0-5, ввод разрешен и могут выполняться искровые задания.
• Если уровень находится между процентами 5-10, задания, которые вызывают искры, останавливаются.
• Если уровень составляет от 10 до процентов 25, это считается ситуацией, требующей дополнительного внимания, и ввод запрещен.
• Если уровень выше 25 процента, существует опасность взрыва, принимаются меры предосторожности и рабочая зона покидается.

LEL and UEL Explained (Explosive Gas)

The lower explosive limit (LEL) is the minimum concentration of a specific combustible gas required to fire combustion when in contact with oxygen (air). If the concentration of the gas is below the LEL value, the mix between the gas itself and the air is too weak to spark. The upper explosive limit (UEL) is the maximum level of concentration of the gas that will burn when mixed with oxygen; when the gas concentration is above the UEL value for the gas/vapor, the mix is too “fat” to ignite or explode.

LEL AND UEL: WHY ARE IMPORTANT?

The range between the lower and the upper explosive limit (LEL / UEL %) is defined as the flammable range of a specific explosive and flammable gas.

Examples of LEL for common gases:

• LEL for Hydrogen: 4.0
• LEL for Methane: 5.0

The risk of explosion of combustible gases has to be managed carefully in any production site handling gases.

To fire an explosion, three conditions should occur at the same time:

1. The presence of combustible gas, the fueling element, in a specific concentration
2. Presence of oxygen
3. The existence of a sparking element (that ignites the two elements)

The proportion of fuel and the oxygen needed to generate an explosion depends on the type of combustible gas. Gases will ignite only when mixed with air within a specific concentration range. If the gas is mixed with oxygen with too low or too high concentrations, the gas will not ignite and explode.

The lower and the upper explosion values (LEL and UEL) define the required level of concentration by type of gas.

Explosions will occur for gas concentrations within the LEL and the UEL value, not above or below, and the maximum explosive power will be for concentration at the midpoint of the flammable range.

LEL UEL CHART

(Note: LEL / UEL values are based on room temperature and atmospheric pressure, ignition fired by a tube of 2-inch diameter.

As the temperature, the pressure and the ignition increase, the explosive limits by gas vary.

The values are determined empirically and may change depending on the source of the information). The lower and the upper explosive limits by gas are:

LEL/UEL METERS

To operate safely in hazardous environments, i.e. closed spaces with combustible gases present, the concentration of the gas should be monitored closely.

As the concentration of the gas exceeds 20% of the gas LEL, is considered unsafe.

To monitor gas concentration value in closed and hazardous environments, operators may use LEL meters (also called, LEL meters/detectors) which are designed with catalytic bead and infrared sensing elements to measure the lower explosive limit of gases.

These gas detectors give warnings to the operators whenever the combustible gas is present in the environment at levels around 10%.

LEL meters are rather sophisticated devices, that feature microprocessors based modular design with self-calibration and digital display of the information.

The most used LEL meter is the Wheatstone bridge type, which is effective for most applications and environments.

However, the Wheatstone bridge LEL detector may not be effective for specific conditions, or gases, that require higher sensitivity sensors. The PID detectors (“Photoionization detectors”) are an option when a more accurate LEL measurement is required in hazardous environments.

PID can measure the concentration of inflammable gases and other toxic gases even at very low levels (from ppb, i.e. parts per billion, up to 10k ppm, i.e. 1%).

PIDs are way more sensitive tools then common LEL meters and are generally more expensive. PIDs are suited to measure the following organic compounds:

• Alcohol
• Aromatics
• Amines & Amides
• Chlorinated hydrocarbons
• Ketones & Aldehydes
• Sulfur compounds
• Unsaturated hydrocarbons
• Saturated hydrocarbons – like butane and octane

The inorganic compounds that can be measured by photoionization detectors are:

• Ammonia
• Bromine
• Iodine
• Hydrogen sulfide
• Nitric Oxide
• Semiconductor gases