Confined Space Gas Detection PDC Manual - prebes.be · Confined Space Gas Detection PDC Manual 3...

Confined Space Gas Detection PDC Manual

1

Veiligheid in besloten ruimten


2

Gasdetectie

Wat zijn besloten ruimten?

Onder besloten ruimten worden ruimten verstaan die onder normale omstandigheden van de omgeving zijn afgesloten, maar die toch regelmatig moeten worden betreden voor inspecties, reparaties, schoonmaak- en onderhoudswerkzaamheden.

Besloten ruimten komen voor in veel bedrijfstakken. Om een paar voorbeelden te noemen:

Gasdetectie (vervolg)

� Mestkelders en giertanks op agrarische bedrijven;

� Dubbele wanden en sommige andere ruimten op schepen, bijvoorbeeld boegschroefruimten;

� Tankwagens voor het vervoer van vloeistoffen, vaste stoffen en gassen;

� Opslagreservoirs in bijvoorbeeld de petrochemische industrie;

� Rioleringsstelsels;

� Kruipruimten onder gebouwen.


3

Besloten ruimten zijn vooral riskant doordat:

� Zij vaak (resten van) vloeistoffen, gassen en dampen bevatten die - zelf of in combinatie giftig, brandbaar of explosief zijn;

� Er soms onvoldoende zuurstof in aanwezig is;

� Zijn meestal moeilijk toegankelijk zijn (dikwijls alleen via een mangat). Bij calamiteiten leidt dit tot grote problemen. Het reddingswerk van buitenaf is zeer gecompliceerd;

� Besloten ruimten dikwijls slecht te ventileren zijn;

Vergiftiging, verstikking en verbranding (bijvoorbeeld na explosies) zijn dan ook de meest voorkomende gevolgen van ongevallen in besloten ruimten.

Welke maatregelen moeten er worden genomen voordat men de besloten ruimte betreedt?

Voorkomen is beter dan genezen. Als deze uitspraak ergens op van toepassing is, dan is het wel op het werken in besloten ruimten. Voordat de ruimte wordt betreden moet deze eerst goed zijn geventileerd.

Gevolgen van een ongeval


4

Wanneer zich in de ruimte gevaarlijke gassen (kunnen) bevinden (b.v. chloor, CO, SO2, propaan of butaan) moet er na voldoende ventileren door meting worden vastgesteld dat er geen gevaarlijke restconcentraties zijn achtergebleven. Indien gevaarlijke gassen worden uitgedreven met stikstof, moet daarna nog geruime tijd met lucht worden geventileerd en dan mag de ruimte pas worden betreden als door middel van meting is vastgesteld dat er voldoende zuurstof in de ruimte is.

Na het legen van een besloten ruimte moeten alle leidingen die op deze ruimte zijn aangesloten worden losgekoppeld en(goed zichtbaar) worden afgedopt, zodat er geen gassen meer vanuit de leidingen in de ruimte kunnen komen.

Maatregelen

Nooit alleen

Als een of meer werknemers zich in een besloten ruimte bevinden moet er buiten de ruimte altijd iemand aanwezig zijn, die direct alarm kan slaan als er binnen iets mis gaat (voor alle duidelijkheid: deze ‘stand by’ moet onder alle omstandigheden buiten de ruimte blijven en dus ook niet naar binnen gaan om een in moeilijkheden geraakte collega te hulp te schieten).


5

Een besloten ruimte kan pas veilig worden betreden als zich daarin geen giftige of explosieve damp-/luchtmengsels meer bevinden en er voldoende zuurstof (minimaal 18% volume) aanwezig is.

Omdat veel gassen reukloos zijn, zal altijd gebruik gemaakt moeten worden van meetinstrumenten om te kunnen vaststellen of het binnengaan van de ruimte verantwoord is.

Er zijn onder meer explosiemeters, gasdetectors en zuurstofmeters in de handel.

Maatregelen

Het verbrandingsproces

De meest voorkomende branden berusten op de reactie tussen een brandbaar materiaal en de zuurstof uit de lucht.

Voor zo’n reactie zijn een brandbare stof, zuurstof, en een ontstekingsbron nodig. Deze benodigde elementen vinden we terug in de zogenaamde branddriehoek.


6

Branddriehoek

ontstekingsbronzuurstof

brandbare stof

Niet alleen brand- of explosiegevaar zijn van belang bij het meten van al of niet mogelijk gevaarlijke situaties.

Welke meters staan ons dan ten dienste:

•Explosiemeter

•Gasmeetbuisjes

•Gas/dampmeters

•Stofmeters

Welke meters zijn er ?


7

Welke meter staan ons dan ten dienste? (Vervolg)

•Geluidsmeters;

•Verlichtingsterktemeters;

•Stralingsmeters;

•Statische ladingmeters;

•Luchtsnelheid/relatieve vochtigheidsmeters;

•Personal samplers.

Welke meters zijn er ?

Meetprincipes gasdetectie zijn:

� Katalytische verbranding;

� Warmtegeleiding;

� Chromatografie (buisjes);

� Geleidbaarheid;

� Spectrofotometrie (IR,UV);

� Halfgeleiders (Chemosorptie);

� Gaschromatografie;

� Vlam-ionisatie (F.I.D.);

� photo-ionisatie (P.I.D.).


8

Mijnwerkerskanarie

Japanse muis


9

Veiligheidslamp (Flame Safety Lamp)

‘s Werelds meest geavanceerde gasdetectie instrument


10

De drie meetgebieden:

� Zuurstof (gebrek/overschot)

� Brandbare gassen en dampen

� Toxische contaminanten

Samenstelling van omgevingslucht:

� 78 % Stikstof

� 20,9 % Zuurstof

� 1,1 % Restgassen


11

ZUURSTOF IS TEKORT WANNEER DE

CONCENTRATIE O2 LAGER IS DAN 19.5 VOL%

Oorzaken van zuurstoftekort:

� Verdringing

� Microbiologische processen

� Oxidatie

� Verbranding

� Absorptie


12

Zuurstof verdringing in een gesloten tank

O2

O2O

2

O2

O2

O2

N2N

2 N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

O2

N2

N2

N2N

2

N2

N2

N2

N2N

2 N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

stikstof

zuiveren

O2 & N2

argon

Besloten ruimte met een open bovenkant


13

Symptomen van zuurstoftekort

20,9 % Zuurstofconcentratie in schone lucht

19,5 % - 12 % Vermoeidheid/concentratieverlies, reactie vermogen wordt minder, kortademig

12 % - 10 % Verstoorde ademhaling, snel moe, verlies van kritische functies, slechte doorstroming van het bloed

10 % - 6 % Misselijk, overgeven, niet bewegen, bewusteloos, dood

6 % - 0 % Stuiptrekkingen, snakken naar adem, hartstilstand, symptomen verschijnen onmiddellijk, dood in enkele minuten

Zuurstofsensor

� Sensor geeft een spanning af welke evenredig is met de O2 concentratie

� Sensor verbruikt zichzelf en heeft een verwachte levensduur van ca. 2 jaar.


14

Zuurstofsensor

V

Moisture barrier

Capillary

Cathode

pore

ElectrolyteAnode

Voltmeter

Zuurstofoverschot

� Verhoging van het percentage O2 zorgt voor versnelling van de chemische reacties

� Toename van het brandgevaar

� 23,5 Vol% O2 is een zuurstofoverschot


15

Explosiegrenzen

Gelukkig zijn niet alle mengverhoudingen van een brandbaar gas met lucht of zuurstof explosief. Een explosie kan alleen dan voorkomen als de mengverhouding (uit te drukken in volumeprocenten) zich binnen bepaalde grenzen bevindt.

Zo kent ment:

een onderste explosiegrens:

L.E.L. = Lowest Explosive Limit

een bovenste explosiegrens:

U.E.L. = Upper Explosive Limit

Onder de onderste explosiegrens (L.E.L) is de concentratie aan brandbaar gas te gering om met een ontstekingsbron een explosie te veroorzaken.

Boven de bovenste explosiegrens (U.E.L) is er te weinig zuurstof in het mengsel aanwezig om het mengsel te doen exploderen. (Let op toevoer van zuurstof (lucht), dit verlaagt de gasconcentratie zodat het mengsel weer explosief kan worden). Voor ieder gas liggen deze grenzen verschillend.

Explosiegrenzen


16

Gas Concentration

Flammability RangeFlammability Range

0 100% LEL

Explosiegrenzen

Meetcel (detectorruimte)

In de detectorruimte is een actief meetelement aangebracht. Het te meten gas-luchtmengsel stroomt langs het voorverhitte actieve meetelement en zal aldaar verbranden. Deze verbranding resulteert in een weerstand-verandering. Omdat het actieve element is opgenomen in een brugschakeling, zal deze brug uit balans raken, hetgeen een meetsignaal met een wijzeruitslag, op het aanwijsinstrument tot gevolg heeft. De mate van onbalans staat in directe verhouding met de gas-concentratie.


17

Actieve gloeidraadPassievegloeidraad

Sinter metaal

Detecteren van gas met katalysator element

Toxische gassen en dampen

� Detectie technieken:

- Meetbuisjes

- Elektrochemische sensoren

- Photo ionisatie detectoren


18

Aansprakelijkheid

De ARBO-wet stelt de werkgever verplicht er voor te zorgen dat een werknemer veilig kan werken. Dit betekent dat er de nodige veiligheidskleding en/of (gasdetectie) apparatuur aangeschaft dient te worden en men de nodige voorzorgsmaatregelen treft.

Werknemers zijn verplicht deze apparatuur/kleding te gebruiken en de veiligheidsprocedures te volgen om zodoende veilig te kunnen werken. Met andere woorden, is er bijvoorbeeld géén apparatuur aanwezig om de veiligheid tijdens werkzaamheden te garanderen, dan is bij een eventueel ongeval de werkgever aansprakelijk.

Aansprakelijkheid (Vervolg)

Is er wel apparatuur aanwezig, maar wordt deze om welke reden dan ook niet gebruikt, dan is bij een ongeval de werknemer vaak aansprakelijk. Uiteraard zijn er gevallen waarin deze grenzen niet zo duidelijk getrokken kunnen worden, het is dan aan de rechter om hier een oordeel over te vellen.


19

Alarmgrenswaarde gedefinieerd op 3 manieren

� Time Weighted Average (TWA)� Maximale acceptabele Concentratie tijdsgewogen gemiddelde 8 uur (MAC-TGG)

� Short Term Explosure Limit (STEL)� (MAC-TGG 15 minuten)

� Instantaneous� Onmiddellijke overschrijding (MAC-C)

TWA = MAC TGG 8 uur

Hieronder wordt verstaan de tijd over de gemiddelde maximale aanvaardbare concentratie bij een blootstellingduur tot 8 uur per dag en niet meer dan 40 uur per week.


20

TWA berekening

Blootstelling Concentratie TWA

4 uur 100 ppm 50 ppm



INSTANTANEOUS

� Dit is de maximum concentratie waarbij een werknemer mag werken

� Deze mogen nooit overschreden worden ook niet voor een klein moment


21

Short Term Explosure Limit

� STEL = MAC TGG 15 minuten

� De STEL is de Tijd gewogen gemiddelde van inademing van gas gedurende een periode van 15 minuten.

STEL/TWA/Maximaal

Maximaal

STELTWA

15 min.


22

CO Koolmonoxide

•Wordt geproduceerd als verschijnsel van incomplete verbranding

•Is verbonden met interne verbrandingsmotor uitlaatpijp - voertuigen - compressoren - pompen

•Bindt zich aan hemoglobine in de rode bloedlichaampjes

•Vergiftigde cellen kunnen geen O2 transporteren

•Chronische blootstelling zelfs van lage concentraties zijn schadelijk

Kenmerken van CO Koolmonoxide

•Kleurloos

•Reukloos

•Ongeveer even zwaar als lucht

•Brandbaar! (LEL is 12,5 %)

•Giftig!


23

Giftige effecten CO

25 PPM 8 uren TWA

• 600 PPM Hoofdpijn

• 2500 PPM Buitenwesten

• 4000 PPM Snel fataal

Zwavelwaterstof

• Geproduceerd tijdens rotten van organische materialen

•Speciaal verbonden met:

- riolering

- ruwe olie

- marine sedimenten

- looierijen

- papier industrie


24

Kenmerken van zwavelwaterstof

• Kleurloos

• Ruikt naar rotte eieren

• Zwaarder dan lucht

• Corrosief

• Brandbaar (LEL is 4,3 %)

• Oplosbaar in water

• Zeer giftig!

Giftige effecten H2S

1 PPM Ruikbaar

10 PPM TWA

100 PPM Geurloos

300 PPM Bewusteloos

1000 PPM Onmiddellijke ademhalingsstilstand, bewusteloos, gevolgd door dood


25

Toxische sensor

• Gas stroomt de sensor in en bereikt het gevoelige oppervlak

• Elektrode zorgt voor een specifieke reactie

• Gebruik van selectieve externe filters om de kruisgevoeligheid te begrenzen

Elektrochemisch toxisch sensor

Capillair porieExterne filter

Elektrolyt

Tellerelektrode

Referentieelektrode

Gevoelselektrode


26

Wat mist een 4-gas monitor?

• Vluchtige Organische Componenten (VOCs)

- Brandstoffen

- Vetten/olie/ontvetters

- Verf/oplosmiddelen

- Plastic/hars

• De chemische verbindingen wat de industrie weerhoudt!

Wat is een PID?

PID = Photo-Ionisation Detectie


27

Photo-Ionisatie Detectie

Om VOC (Vluchtige Organische Componenten) te meten wordt gebruik gemaakt van een PID (Photo-Ionisatie Detectie).

Dit rust op het principe dat een gas of damp langs een Ultraviolette lichtbron stroomt, vervolgens wordt het gas door deze UV bron elektrisch geladen. Dit heeft tot gevolg dat er een elektrische stroom ontstaat welke evenredig is met de concentratie van de contaminant en deze kan dan weergegeven worden op het display van een PID meter.

Photo-Ionisatie Detectie

•PID maakt gebruik van een Ultra Violette lichtbron om neutraal geladen moleculen aan te schieten zodat ze elektrisch geladen ion worden.

•Dit heeft tot gevolg dat er een elektrische stroom ontstaat in de detector welke de concentratie van de contaminant (vervuiling) weergeeft.

•De hoeveelheid energie die nodig is om een elektron van een specifiek molecuul weg te halen is het ionisatie potentiaal (IP).

•Om een specifieke substantie te meten moet de IP voor een ionisatie detector groter zijn dan de te meten substantie.


28

Hoe werkt een PID?

100.0 ppm

Intrede van hetgas in de meter

Gas passeert deUV lamp

Het gas isnu geïoniseerd Geladen gas ionen

stroomt langs geladenplaten in de sensor en veroorzaakt

een stroom

Stroom wordt gemeten en de concentratie wordt getoond op de meter

+-

+

-

+

-+

-

+-

Gas verlaat de meterin originele toestand

Een optisch systeem maakt gebruik van een Ultraviolet lamp om gassen en

dampen te ontleden

Photoionisatie detectors

•De UV lampen zijn beschikbaar in 3 uitvoeringen met verschillende energie hoeveelheden:

- 9.8 eV

- 10.6 eV

- 11.7 eV


29

Ionisatie Potentiaal (IP)

•IP bepaalt of de PID het gas kan “zien”

•Als de IP van het gas minder is dan de eV van de lamp kan de PID het gas “zien”

•De IP meet de sterkteverbinding van de moleculen van een gas en voert verder geen bewerking uit met correctiefactoren

•De IP zijn beschikbaar bij RAE Benelux b.v.

Wat meet een PID?

8

9

10

11

12

13

14

15

8.4

9.24 9.549.99 10.1 10.5

10.6611.32 11.47

12.1

14.01

Enkele Ionisatie Potentiaal (IP) van enkele gassen

Benzene

ME

K

Vinyl C

hloride

IPA

Ethylene

Acetic A

cid

Methylene

chloride

Carbon Tet.

Carbon

Monoxide

Styrene

Oxygen

Ionization Potential (eV)

11.7 eV Lamp

10.6 eV Lamp

Niet ioniserend9.8 eV Lamp


30

Waarom gebruiken we niet altijd een 11.7 eV lamp?

•9,8 & 10,6 zijn meer specifiek

•10,6 lamp heeft een levensduur van 12 - 24 maanden

•10,6 lamp is voordeliger

•10,6 lamp is meer accuraat

•11,7 lamp is gewenst voor hoger energiegassen bijvoorbeeld Methyl Chloride

•11,7 lamp Lithium Fluoride kristallen absorberen water en verminder sneller

•11,7 lamp heeft een levensduur van ongeveer 2 - 3 maanden

•11,7 lamp is duurder

�Bedankt voor u aandacht

�Vragen ?

Confined Space Gas Detection PDC Manual - prebes.be · Confined Space Gas Detection PDC Manual 3...

Documents

Transcript of Confined Space Gas Detection PDC Manual - prebes.be · Confined Space Gas Detection PDC Manual 3...