Способ определения утечек газа

5 способов как проверить утечку газа в домашних условиях

Из-за своей высокой эффективности при низком потреблении топлива газовое оборудование получило широкое распространение среди населения. Но при всех своих плюсах, к сожалению, голубое топливо действительно может быть опасно при неправильной эксплуатации. Взрывы, пожары, отравления и удушья – вот какие опасности может вызвать 5-процентная концентрация бытового газа в воздухе.

В этой статье мы расскажем, какими методами можно проверить утечку газа у себя дома, и как избежать трагедии.

Причины возникновения утечки газа

В большинстве случаев опасность возникновения утечки газа возникает при неправильной эксплуатации газовых приборов и пренебрежением элементарных правил безопасности. Кроме того, возможны следующие причины:

• проведение самостоятельных газоопасных работ, без согласования с контролирующей организацией;
• нелегальная деятельность лже-специалистов, не имеющих разрешения на проведения подобных работ;
• несоблюдение рекомендаций изготовителя при установке газового оборудования;
• банальный износ газопровода, разрушение его стенок коррозией;
• некачественная сварка, разрыв сварочных швов;
• проблема с гибкой подводкой (газовыми шлангами) – разрывы и повреждения;
• проблема с герметичностью соединений, износ резьбовых соединений или уплотнительных колец;
• неплотное закрытие газового крана или конфорки;
• пламя потухло при включенной плите (пролилась вода, сквозняк или просто горелка загрязнилась);
• газовое устройство неисправно.

Таким образом к утечкам газа чаще всего приводят изнашивание материалов или неправильная работа приборов, входящих в системы ВДГО и ВКГО.

Как проверить утечку в домашних условиях?

При использовании газовых приборов обязательно нужно соблюдать меры предосторожности. Именно поэтому нужно знать, каким образом можно определить утечку газа в квартире. Существует 5 методов проверки, которые вам помогут справиться с этой задачей.

По запаху

Каждый знает, если вы почувствовали резкий специфичный запах в помещении (обычно так пахнут тухлые яйца) – однозначно где-то произошла утечка газа.

Самое интересное, что природный газ не имеет запаха и цвета. Для нашей безопасности его подвергают процессу одоризации – добавляют в безопасном количестве специальное вещество со специфичным запахом. Стоит отметить, что если вы почувствовали запах газа, то его концентрация в воздухе уже достаточно велика и необходимо принять все меры безопасности.

По звуку или на ощупь

При серьезных проблемах с газом может быть слышен характерный свист или шипение. Значит где-то прохудился шланг или произошла разгерметизация соединений. Газ при этом вырывается сильной струей, которую можно даже тактильно ощутить.

Обмыливание

Определить проблемный участок и подтвердить неисправность обычно используют мыльный раствор. Приготовить его достаточно просто. Просто разведите в воде шампунь, мыло или стиральный порошок. Раствор наносится с помощью кисточки на шланги, краны и другие соединительные элементы. Если где-то мыльные пузыри есть, значит в этом месте идет утечка.

Опрессовка

Проверить на утечку труднодоступные места (например, оборудование скрыто за кухонной мебелью), обычно применяют метод опрессовки на остаточное давление.

Итак, этот метод состоит из трех шагов:

• открыть конфорки, чтобы через них прошел газ;
• выключить конфорки и перекрыть газовый кран (таким образом в трубе появится несгоревший газ);
• подождать три минуты, открыть любую конфорку, включить ее на максимальную мощность и поднести спичку с огнем.

Если газ загорится, значит все в порядке. Если ничего не произойдет, значит газ успел где-то выйти, поэтому и не загорелся.

С помощью приборов

Самый безопасный и надежный способ определения утечек – приборный. В этом случае используются специальные датчики или газоанализаторы. Эти устройства с высокой точностью могут определить даже малейшее наличие газа в воздухе.

При превышении определенной нормы они начинают издавать специальные сигналы, чтобы привлечь внимание владельцев к проблеме.

Стоит помнить, что газ легче воздуха. А значит стационарные датчики стоит устанавливать почти под потолком, а никак не около самого прибора или даже на полу. В этом случае от подобного устройства толка никакого нет. Обычно их так ставят разного рода мошенники.

По принципу работы датчики утечки газа делят на три вида:

• Каталитические используются на производствах. Они снабжены специальной камерой, где происходит горение газа даже при его минимальных количествах. При этом меняется температура, на которую и реагирует датчик.
• Полупроводниковые работают только от сети. Они оснащены полупроводниковой пластиной со специальным химическим составом. Если на нее попадает газ, тогда фиксируется изменение электрического сопротивления.
• Самые надежные – инфракрасные датчики. Анализируют воздух с помощью излучения: если будет найдено загрязнение в воздухе – сработает сигнализация. Работают и от батареек, и от сети.

Кроме того, существуют и переносные газоанализаторы, которыми пользуются специалисты газовых служб во время проверок газового оборудования. С очень высокой точностью они определяют в воздухе даже малейшее наличие газа.

Бонус: как обнаружить утечку вне дома

Решили вынести этот способ в отдельный пункт. Внимательно осмотрите траву и снег около газопровода вне дома. Если они пожелтели или появились бурые пятна – значит есть протечка.

Что делать если обнаружена утечка газа

Итак, если вы обнаружили утечку или есть хоть какое-то подозрение на нее необходимо четко следовать следующим инструкциям:

• выключите все газовые приборы и перекройте кран на газопроводе;
• откройте все окна, чтобы проветрить помещение;
• не зажигайте огонь и не пользуйтесь электрическими приборами, чтобы не спровоцировать взрыв;
• покиньте загазованное помещение, оповестите соседей о проблеме;
• вне помещения вызовите аварийную службу (по телефону 04 или 104) и дождитесь приезда специалистов.

Ни в коем случае не пытайтесь устранить неисправность самостоятельно, обязательно обращайтесь к специалистам.

Если газ загорелся – не тушите его самостоятельно! Он не взорвется, пока горит. Покиньте помещение и вызовите спасателей!

Как не допустить утечки: профилактика

Для этого достаточно соблюдать меры предосторожности, правила безопасного пользования газом и рекомендации изготовителя газового оборудования.

• Не оставляйте работающие газовые устройства без присмотра.
• Не устанавливайте, не ремонтируйте, не меняйте газоиспользующие устройства самостоятельно.
• При пользовании плитой обязательно открывайте окна на кухне, проветривайте помещение.
• Проводите регулярное техническое обслуживание всех приборов систем ВКГО.
• Покидай дом, выключите все приборы и перекрывайте кран на газопроводе.
• Не используйте плиту для сушки вещей или обогрева.
• Сначала зажигайте спичку, только потом открывайте газ.
• Пользоваться неисправными приборами категорически запрещено!

Выводы и видео по теме

Обязательно посмотрите эти два видео от МЧС России, посвященных утечке газа в квартире.

Обязательно соблюдайте правила эксплуатации приборов, оперативно реагируйте на любую возможность появления утечки газа. Содержите устройства в техническом исправном состоянии, проводите его регулярное обслуживание.

При любых вопросах с газом обращайтесь только к специалистам, которые документально могут подтвердить свой допуск к подобным работам.

Сталкивались ли вы с утечкой газа, как решили проблему и насколько быстро? Ваши советы могут помочь другим читателям. Оставляйте свои комментарии, на все ваши вопросы ответят наши эксперты.

Источник

Методы визуализации утечек газов

Автор: Б.Б. Хроленко (Компания “ГК РЕСУРС”, руководитель направления по локализации утечек газов)

Опубликовано на портале «Химическая техника», май 2021

Своевременная локализация утечек газов для нефтегазовых предприятий является важной частью диагностики, потому что утечки могут привести к авариям, отравлению персонала и большим финансовым потерям. Даже небольшая утечка может нанести серьезный ущерб. Чтобы создать эффективную систему контроля объектов на предмет утечек и обеспечить требования промышленной безопасности, нужно определить слабые места таких объектов.

Комплекс мероприятий по выявлению утечек после пусконаладочных работ (ПНР), ремонтных и сварочных работ резервуаров, трубопроводов может быть недостаточным. Так же коррозия металла, разрушение уплотнений из-за вибрации, старение материалов, ослабление резьбы гаек и болтов, воздействие перепадов температур и давления – всё это ведёт к быстрому износу элементов газовых систем. Как следствие, нарушается герметичность, что приводит к утечке газа.

Слабые места нефтегазовых систем:

• Задвижки и уплотнения газопровода.
• Уплотнения вентилей трубопроводов.
• Фланцевые соединения труб.
• Сальниковые узлы.
• Патрубки сброса.
• Клапаны отсечки.
• Линия продувки.
• Сосуды под давлением: газоотделители, фильтры.

Система технологической безопасности для предотвращения утечки природного газа и выбросов других углеводородов предполагает регулярные осмотры, планово-предупредительные работы, своевременное обслуживание, эксплуатацию оборудования и систем трубопроводов в соответствии с инструкциями, нормативными документами отрасли.

Методы локализации утечек

Тем не менее, соблюдение общих правил работы со сложными инженерно-техническими системами не гарантирует отсутствие аварий. Для обнаружения утечек используют следующие методы:

Рисунок 1. Метод «обмыливания».

Нанесение мыльного раствора на места, подверженные утечкам. Рассмотрим плюсы и минусы данного метода. При «обмыливании» мы видим точное место утечки, а не где-то рядом, также мы можем видеть несколько утечек на одном небольшом участке. Этот метод дешевый и простой в приготовлении. Теперь к минусам: мыльная эмульсия провоцирует коррозию металлов; её невозможно применять при минусовых температурах, к примеру, на предприятиях Севера России (правда, существуют специальные морозостойкие поверхностно-активные вещества (ПАВ)); её необходимо готовить каждый раз перед проверкой, и из-за использования различного мыла и непостоянного состава воды из разных отдельно взятых труб, раствор имеет непостоянные характеристики. Так что «мыльность» от раствора к раствору меняется. Также обмылить большие участки трубопроводов и прочего оборудования очень трудозатратно и малоэффективно.
Рисунок 2. Многоканальный газоанализатор для
персональной защиты, измеряющий горючие газы
и пары, а также O2, CO, NO2, SO2 и H2S.

Использование газоанализатора в предполагаемом месте утечки. Такие приборы — это второй по доступности метод. Они недостаточно точно определяют место утечки, т.к. работают по концентрации газа в воздухе, также на точность может повлиять незначительный сквозняк или ветер на открытых объектах. Информацию об утечке мы видим либо на дисплее прибора, либо слышим в динамиках, без возможности точной локализации места выхода газа. Детекторы газоанализаторов настроены на конкретный газ, то есть газоанализатор, предназначенный для определения углеводородов, не сработает на монооксид углерода или гелий. То есть даже «обмыливание» нам дает более точные результаты. Также газоанализатор является измерительным прибором, который нуждается в периодической поверке. К преимуществам этих приборов можно отнести удобство в использовании, их портативность и вариативность: есть ручные приборы, мобильные, закрепляемые поверх спецодежды персонала и стационарные с регулируемыми уставками на отключение оборудования и на вывод предупреждающего или аварийного сигнала на пульт управления.
Рисунок 3. Инспекция конденсатоотводчиков и
клапанов.

Детекторы акустические. Эти легкие портативные приборы просты в использовании, не требуют специального обучения, выявляют утечки с расстояния. Как правило, идут в комплекте с наушниками. Имеют регулировку чувствительности датчика и уровня громкости наушников. С помощью гибкого наконечника можно находить утечки в труднодоступных местах. Основным преимуществом является возможность поиска различных типов газов. К недостаткам можно отнести: ограниченное расстояние определения источника утечки, сложность в интерпретации данных, даже для опытного дефектоскописта. Есть большая вероятность принять высокочастотный шум или вибрацию за утечку. В большинстве случаев простые акустические детекторы с одним микрофоном необходимо будет комбинировать с классическими методами поиска утечек.
Рисунок 4. Применение визуально-акустического
дефектоскопа на российском НПЗ.

Из наиболее доступных дистанционных способов можно выделить использование визуально-акустического течеискателя. Прибор позволяет на расстоянии обнаружить утечку газов, измерить объем газа, рассчитать размер потерь в рублях.

Визуально-акустический течеискатель выполнен в корпусе мобильной камеры. Основной рабочий орган – параболические микрофоны. Они регистрируют ультразвук в диапазоне частот 2-35 кГц. Большое количество встроенных микрофонов позволяет дефектоскопу выполнять свою функцию с большой точностью и отсеивать ложные сигналы-помехи.

С 2019 года компания ГК РЕСУРС является официальным дистрибьютором финского производителя Noiseless Acoustics Ltd и эксклюзивно предлагает визуально-акустический дефектоскоп NL-камера. NL-камера является новинкой в сфере неразрушающего контроля и благодаря 124 сверхчувствительным микрофонам способна находить различные источники звука в диапазоне от 2 до 65 кГц, в зависимости от выбранных настроек. А алгоритм искусственного интеллекта на основании данных тысяч измерений сопоставляет и локализует дефект и его характер максимально точно (Рисунок 5).

Рисунок 5. Дисплей визуально-акустического дефектоскопа NL-camera.

Технология ультразвуковой дефектоскопии

Прибор работает, обнаруживая ультразвуковой сигнал утечек, вызванных турбулентностью газа, создаваемой перепадом давления (Рисунок 6). Звуковая волна достигает микрофонов прибора менее чем на 1 мсек., этого времени достаточно, чтобы 4-х ядерный процессор ARM 1.4 ГГц обработал сигнал, обнаружил местоположение источника звука и визуализировал его. Для ультразвуковой визуализации с большим количеством микрофонов можно провести аналогию с матрицей тепловизора: каждый микрофон подобен пикселю матрицы, и чем больше этих “пикселей”, тем точнее акустическое изображение, и с большего расстояния мы можем инспектировать объекты.

Рисунок 6. Ультразвуковой сигнал, вызванный турбулентностью газа.

Промышленный шум меньше мешает прибору на высоких частотах. С утечками газов обычно можно добиться хороших результатов, если сконцентрироваться на звуках выше 20 кГц. NL камера моментально обнаруживает звуки, в диапазоне возникновения утечки газов, что дает лучшие результаты с меньшими усилиями пользователя при диагностике. По умолчанию камера не воспринимает почти весь мешающий шум.

• Инфракрасная камера – это самый эффективный и дорогостоящий вариант дистанционной визуализации утечек (Рисунок 7). Прибор позволяет обнаружить невидимый газ и визуализировать его на дисплее в виде газового облака или потока.

Рисунок 7. Инфракрасная камера для визуализации углеводородов.

Компания ГК РЕСУРС является дистрибьютором передового производителя тепловизионного оборудования FLIR Systems и для визуализации газов предлагает инфракрасные камеры серии GF. Оборудование компании пользуется заслуженной популярностью и востребовано в нефтегазовой отрасли: на нефтеперерабатывающих заводах, транспортных сооружениях газоперерабатывающих заводов, объектах нефтедобычи.

Как работает оптическая визуализация газа?

Ярким примером работы методов визуализации углеводородов является тепловизор серии GF. Конструктивно тепловизор представляет собой портативный прибор, оснащенный объективом, экраном. Основной рабочий орган – инфракрасный детектор в качестве чувствительного элемента. Электроника обрабатывает сигнал с детектора. На экран выводится термограмма. (Рисунок 8).

Рисунок 8. Визуализация утечки бутана.

Работа таких устройств основана на том, что газ поглощает инфракрасный спектр в определенном диапазоне. Чувствительная камера определяет, какой конкретно диапазон инфракрасного излучения поглощен и визуализирует это место. Такие камеры созданы на основе самых современных технологий и обладают сверхчувствительными детекторами. Для сравнения большинство углеводородов поглощают инфракрасное излучение в диапазоне 3,2-3,4 микрометра, а углекислый газ (CO2) – 4,2-4,4 микрометра. Это очень узкий спектр, поэтому каждый прибор имеет встроенный специальный фильтр OGI (optical gas imaging – визуализация газов). Фильтр ограничивает длину волны распространения газа, отвечает за визуализацию и вывод графической информации о локализации утечки на экран устройства.

Рисунок 9. Конструкция системы оптической визуализации газа.

Все объекты испускают и отражают инфракрасное излучение, совокупность этих излучений мы назовем фоновым излучением. Когда это излучение попадает в объектив ИК-камеры, оно проходит через линзу до фильтра, который пропускает на детектор длины волн, соответствующие газам, для поиска которых предназначена данная камера (Рисунок 9). Таким образом, если между фоновыми объектами и ИК-камерой находится утечка газа – “газовое облако”, это облако поглощает часть фонового излучения в спектре соответствующего газу. При этом количество излучения, передаваемого детектору, будет меньше, что позволяет камере визуализировать газ (Рисунок 10).

Рисунок 10. Эффект газового облака.

Как видно из принципа работы, между входящим в газовое облако излучением и выходящим из него должна быть разница. На рисунке 11 входящее и выходящие излучения показаны красной и синей стрелками соответственно.

Рисунок 11. Контраст облака.

Условия визуализации утечек газов инфракрасной камерой:

• Газ частично поглощает излучение в диапазоне пропускания фильтра камеры.
• Газовое облако контрастирует с фоном в ИК-спектре.
• Различные температуры облака газа и фона.
• Газовое облако подвижно.
• Точно откалиброванная камера для измерения температуры.

Область применения ИК камер и тепловизоров

На крупных производствах, где эксплуатируется большое количество нефтегазового оборудования с тысячами мест потенциальных утечек, выявить все их при помощи газоанализатора невозможно. Использование ИК-камеры или тепловизора позволяет в десятки раз быстрее выполнить проверку, чем при использовании классических методик.

Для мониторинга и автоматизации процесса обнаружения утечек на критических местах устанавливают не переносные, а стационарные модели. Они ведут круглосуточный мониторинг газопроводов, что удобно для труднодоступных и удаленных объектов. Такие инструменты находятся на буровых платформах морского базирования, на газораспределительных станциях и газоперерабатывающих заводах. Подойдут стационарные оптические средства визуализации углеводородов для биологических газов, нефтехимических заводов, скважин.

Применяется оптическая визуализация газов не только в нефтегазовой отрасли. В энергетике для предотвращения отключений оборудования проверяют высоковольтные выключатели и КРУЭ на предмет утечек элегаза (шестифтористая сера – SF₆) ИК-камерой FLIR GF 306. На электростанциях (ТЭЦ, АЭС) работают турбогенераторы с водородным охлаждением. Чтобы находить утечки водорода быстро и эффективно применяют камеру FLIR GF 343, только в качестве индикаторного газа используется углекислый газ СO₂. На сталелитейных заводах для защиты персонала и окружающей среды от токсичных концентраций угарного газа (монооксид СО), работают камерой FLIR GF 346. Для визуализации около 10 газообразных хладагентов используют FLIR GF 304. Также существуют универсальные камеры, к примеру неохлаждаемая инфракрасная камера GF-77 способна визуализировать метан (CH₄), гексафторид серы (SF₆), аммиак (NH₃), диоксид серы (SO₂), окислы азота (N₂O) и другие. Неохлаждаемая камера не имеет модуль с охладителем Стирлинга, что делает ее более компактной и легкой в ущерб чувствительности (Рисунок 12).

Рисунок 12. Сравнение термограммы с камеры GF320 (слева) и GF77 (справа).

Взрывозащищённая камера тепловизор FLIR GFx320 прошла сертификацию для эксплуатации в зонах класса опасности II по ATEX.

Преимущества инфракрасных приборов

• Скорость определения источника утечки камерой GF320 в десятки раз быстрее чем при использовании других приборов, что позволяет сразу предпринять меры для устранения аварийной ситуации. По факту это дает значительную экономию ресурсов, в разы увеличивает безопасность на объекте, снижает объем утечек.
• Для определения источника и места дефекта персонал не входит в газовое облако, определяя объем утечки и ее место на безопасном расстоянии.
• Камера фиксирует все события в памяти. Ее данные используются в дефектных ведомостях, протоколах, актах по факту утечек и аварийных ситуаций. При необходимости можно сформировать автоматический отчет о событии.
• Модели GF320 и GF77 определяют более 400 видов углеводородов. GF320 позволяет совершать температурную калибровку для увеличения контраста фоновой и газовой температур, что позволяет визуализировать газовое облако в 99% случаев с высокой точностью.
• Дополнительно может фиксироваться перегрев оборудования.
• Есть возможность использовать как стационарные, так и переносные камеры.
• Взрывозащищенное исполнение.

Результаты испытаний оборудования ультразвукового и инфракрасного приборов

Независимо от погодных условий, характерных для различных климатических зон и времени года, проделанная с помощью тепловизоров серии GF работа на объектах одной из нефтедобывающих компаний России принесла ожидаемые результаты. Съемка проводилась при температуре воздуха до – 45°C, в дождь со снегом и в солнечную погоду. Камеры обнаружили самые незначительные утечки этана, пропилена, метана, смеси водорода с 10% содержанием метана.

Также были проведены сравнительные испытания ультразвукового и инфракрасного приборов визуализации газа на одном из крупнейших НПЗ РФ. Основное преимущество инфракрасных камер — это возможность определить направление распространения газового облака, даже в системах, где утечки минимальные, и турбулентность, необходимая для приборов ультразвукового контроля, отсутствует. Из 10 утечек метана, определенных ИК-камерой GF320, ультразвуковая NL камера локализовала 8 (Рисунок 13).

Рисунок 13. Работа с ультразвуковой и инфракрасной камерами.

Это достаточно неплохой результат если учесть, что ультразвуковые приборы стоят в 5 раз дешевле инфракрасных. С ИК-камерой можно работать в прямой видимости объекта исследования, а ультразвуковая технология хорошо зарекомендовала себя в поиске утечек по отраженным сигналам в труднодоступных местах. В следующем примере мы наглядно покажем как на нефтехимическом производстве с помощью визуально-акустического течеискателя NL-камера в несколько шагов была найдена утечка газа с расстояния до 100 метров методом отраженного сигнала. (Рисунок 14).

Рисунок 14. Работа с ультразвуковой камерой по отраженному сигналу.

Для более детального сравнения визуально-акустической камеры и инфракрасной камеры GF предлагаем ознакомиться с таблицей 1.

Таблица 1. Сравнение приборов для локализации утечек газов.

Нужно отметить, что технология инфракрасной визуализации газов значительно эффективнее существующих на данный момент методик. Комплексное использование традиционных методов, ультразвуковой диагностики и оптической инфракрасной визуализации значительно снижает вероятность аварии на оборудовании нефтегазового хозяйства.

Источник