輸氣場站可燃/有毒氣體報警儀的維護

趙洪波

摘 要：文章闡述了輸氣場站可燃氣體報警儀產生的機理，從使用環境、施工安裝和維護保養角度探討可燃/有毒氣體報警儀的常見故障產生的原因，并提出了相應的對策，指導人們實際應用過程中需采取相應的防護措施，從而避免故障的發生，提高設備的可靠性，保障輸氣場站的人身和財產的安全。

關鍵詞：可燃/有毒氣體；報警儀；機理；故障；對策

引言

為了安全生產，可燃/有毒氣體報警儀不僅普遍應用于輸氣場站、化工企業，也逐步應用于賓館、家庭，進行可燃/有毒氣體泄漏監測報警。當被探測區域內的可燃/有毒氣體濃度達到報警設定值時，報警儀立即發出聲、光報警，或遠傳至控制室，以便啟動應急預案，采取安全措施，防止發生爆炸、火災事故，從而保障安全。

無論是企業還是民用，可燃/有毒氣體報警儀的制造、安裝、使用及維護等均沒有統一規定，多是執行行業（企業）標準。在實際應用過程中，報警儀會出現許多故障，多為不監測或監測誤差的現象，如不及時處理，可能會造成（重大）事故。其故障除了產品方面的原因以外，主要是由于使用者不了解其構造、原理，致使安裝、使用不當引起的。筆者著重從可燃/有毒氣體報警儀故障產生的機理和常見故障的分析及對策兩方面，探索故障產生的原因，采取針對性措施，避免故障發生，提高其效能。

1 故障產生的機理

可燃/有毒氣體報警儀的分類和原理主要是依據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氣體濃度。當可燃氣體在鉑絲表面引起氧化反應（無焰燃燒），其產生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發生變化。所以當遇到高溫等因素時鉑絲的溫度發生變化，而鉑絲的電阻率便發生變化，探測的數據也會發生變化。

半導體型報警儀是利用半導體表面電阻變化來測定可燃氣體濃度。用靈敏度較高的氣敏半導體元件，它在工作狀態時，遇到可燃氣體，半導體電阻下降，下降值與可燃氣體濃度有對應關系。

紅外型報警儀是根據氣體在中紅外區的特征吸收峰來檢測氣體的濃度。

從構造上來說，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換為測量信號的部件。指示器是指示氣體濃度測量結果的部件。報警器或遠程控制單元是氣體濃度達到或超過報警設定值時發出報警信號的部件。從可燃/有毒氣體報警儀原理及構造可以看出如果出現電磁干擾會影響探測的信號，出現數據偏差；如果出現碰撞、震動從而造成設備各模塊間斷路會現探測失靈；如果環境過分潮濕或設備進水，也有可能會引起可燃/有毒氣體報警儀出現短路，或線路電阻值發生變化，出現探測故障；如果環境溫度變化較大、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雜，常見故障的主要原因是設備選型不當、使用不當、未按規范要求施工、維護保養不夠等。以下主要通過分析典型故障原因，探索預防對策。

2.1 環境因素干擾

2.1.1 環境溫度影響。可燃/有毒氣體報警器試驗環境溫度一般在15-35℃，工作溫度范圍一般比較寬泛，在0-60℃，甚至更寬。但是實際應用過程中，環境溫度對可燃/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，從而出現誤差和零飄。因此，為杜絕該問題的發生，可燃/有毒氣體報警儀應遠離高溫設備，比如工業鍋爐、空調和取暖設備等，避免熱輻射和太陽直射；當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。可燃/有毒氣體報警儀屬于儀器儀表設備，同樣受電磁干擾影響較大。我們生活的空間，特別是企業工廠，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，均會產生較強的電磁波。電磁環境對可燃/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，將會引起系統的探測出現偏差；儀表線路與動力線、照明線等強電線路鋪設間距較小且無防電磁干擾措施時，系統亦將產生檢測偏差。因此，可燃/有毒氣體報警儀安裝位置、安裝角度、防護措施以及系統布線等方面均應加強防電磁干擾的措施。

2.1.3 塵土、雨水影響。可燃/有毒氣體報警儀的防護等級一般達到IP65或IP66，如果符合要求的話，新設備一般不會受到塵土、雨水的影響。但是，由于設備用于防護作用的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，應及時檢查設備相關O型圈，確保其防護等級，避免設備檢測誤差。

2.1.4 位置及風向因素。當可燃/有毒氣體報警儀的安裝位置和風向不合適時，會直接影響泄露的可燃氣體散發至探測器處，造成不能及時探測，或檢測不準確。因此，行業（企業）標準一般對可燃/有毒氣體報警儀安裝距離及位置是有嚴格要求的，現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氣體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氣體或有毒氣體的檢測器，器安裝高度應距地坪0.3-0.6m；（3）應設置可燃氣體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，應配置便攜式氣體檢測報警儀；（4）當可燃氣體釋放源處于封閉或半封閉廠房內，應在釋放源的上方放置檢測器，還應在廠房內最高點易于積累可燃氣體處設置檢測器；（5）可燃氣體檢測儀的有效覆蓋水平平面半徑，一般室內宜為7.5m，室外宜為15m。在有效覆蓋面積內，可設一臺檢測器。有毒氣體檢測儀與釋放源的距離，室外不宜大于2m，室內不宜大于1m。（6）氣體檢測儀宜布置在可燃氣體或有毒氣體釋放源的最小頻率風向的上風側。

2.1.5 振動因素影響。現在儀器儀表均是模塊化結構，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備模塊的松動，接線松動等情況的發生，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或者調整安裝位置，或者采取柔性安裝支架等，徹底解決或降低振動發生，確保儀表設備的完好運行。

2.2 施工不規范

2.2.1 安裝位置不合適。可燃/有毒氣體報警儀的安裝位置在設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在設備易于泄漏可燃氣體附近，或安裝在泄漏源最小頻率風向的下風側，泄漏的可燃氣體無法充分擴散到可燃/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范》中針對不同可燃氣體、不同區域均有具體詳細的規定，結合實際情況，嚴格執行規范，是確保儀表設備完好的基本保障。

2.2.2 接地不可靠。由于施工隊伍和員工的個體素質存在差異，特別是在時間緊、任務重的條件下，施工質量是保證可燃/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往往存在不可靠接地，布線不規范，投運后不能消除電磁干擾，影響電壓，出現探測數據不準的故障。所以可燃/有毒氣體報警儀施工過程中應可靠接地，規范布線，嚴把施工質量關。

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試，調試合格后方可投入運行。這期間會開展儀表信號線校對、信號調試等工作，但常常忽略擰緊儀表蓋等部件，降低了設備防護等級，造成可燃/有毒氣體報警儀及接線端子處于易進水、灰塵等狀態下，造成電器線路斷路或短路發生。

2.2.4 接線不緊固。可燃/有毒氣體報警儀大多是模塊化結構，不同功能模塊通過插接或焊接連接構成完整系統。經過一段時間的運行，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 調試不規范。施工完后應進行調試，保證可燃/有毒氣體報警儀處于正常工作狀態。如調試工作不規范，不嚴格按照要求進行，會直接影響到今后儀表設備的信號檢測的準確性和可靠性。

2.3 維護保養不到位

2.3.1 探頭進水或堵塞。可燃/有毒氣體報警儀要檢可燃氣體，必須暴露在檢測環境中，所以環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，特別是工作環境較為惡劣的室外環境，如果日常維護保養不到位，造成探頭進水或堵塞，將會導致可燃/有毒氣體報警儀檢測出現誤差或檢測不到可燃氣體。因而，定期對可燃/有毒氣體報警儀進行除塵、清潔、保養是防止發生故障的一個重要工作。

2.3.2 不按規定定期點檢和周檢。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定范圍內；（3）零點檢查；（4）檢查接線是否松動，表蓋等部件是否緊固。（5）保警設定是否改變，報警是否正常。《規范》要求可燃/有毒氣體報警儀需要定期標定（即周檢），每年不少于一次，目的就是對設備進行一次功能性試驗，確保設備完好。周期檢定內容除點檢內容外還有：（1）電流檢查，檢查檢測器的工作電流是否在出廠規定范圍內；（2）零點調整，包括機械零點和動態零點；（3）報警值檢查，用標準氣檢查報警設定值是否與原來一致；（4）氣體濃度校正，用不同濃度的標準氣通入探測器，調整跨度，使輸出盡可能與標準值一致；（5）測定響應速度，用標準氣通入探測器，當表頭指示為標準氣濃度的90%時，所需時間應在規定范圍內，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：電化學式1-3年，半導體式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，為安全需要嚴格執行及時更換超期報警儀。

3 結束語

可燃/有毒氣體報警儀是輸氣場站必備的一種安全監測儀表設備，保證其良好運行狀態，是確保輸氣場站安全生產的可靠保證之一，而實現對可燃/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靈敏、穩定可靠的重要環節，缺一不可。所以，我們了解可燃/有毒氣體報警儀的結構、原理，問題發生的原因，采取有效措施，避免或提前消除故障，這樣才能充分發揮可燃/有毒氣體報警儀的功能，確保安全生產和我們的財產和生命不受損害。