Veiligheid in besloten ruimten

Confined Space Gas Detection PDC Manual

Veiligheid in besloten ruimten

1


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.

2


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;

Gevolgen van een ongeval 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.

3


Maatregelen 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.

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).

4


Maatregelen 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.

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.

5


Branddriehoek

ontstekingsbron

zuurstof

brandbare stof

Welke meters zijn er ? 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

6


Welke meters zijn er ? Welke meter staan ons dan ten dienste? (Vervolg) •Geluidsmeters; •Verlichtingsterktemeters; •Stralingsmeters; •Statische ladingmeters; •Luchtsnelheid/relatieve vochtigheidsmeters; •Personal samplers.

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.).

7


Mijnwerkerskanarie

Japanse muis

8


Veiligheidslamp (Flame Safety Lamp)

‘s Werelds meest geavanceerde gasdetectie instrument

9


De drie meetgebieden:

Zuurstof (gebrek/overschot) Brandbare gassen en dampen Toxische contaminanten

Samenstelling van omgevingslucht:

78 % Stikstof 20,9 % Zuurstof 1,1 % Restgassen

1 0


ZUURSTOF IS TEKORT WANNEER DE CONCENTRATIE O2 LAGER IS DAN 19.5 VOL%

Oorzaken van zuurstoftekort:

Verdringing Microbiologische processen Oxidatie Verbranding Absorptie

1 1


Zuurstof verdringing in een gesloten tank

O2 & N2 O2N2 N2 N2 O2 O N2 2 N N2 2 N2 O2 N2 N2 N N2 2 N O O O2 N2

2

2

N2N2 N2 N2 N 2 N N2 2 N N2 2 N2 N2 N2 N2 N N2 2 N N N N2 N2

stikstof zuiveren

2

2

2

2

Besloten ruimte met een open bovenkant

argon

1 2


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.

1 3


Zuurstofsensor Moisture barrier

Cathode

V

Capillary pore

Electrolyte

Voltmeter

Anode

Zuurstofoverschot

Verhoging van het percentage O2 zorgt voor versnelling van de chemische reacties Toename van het brandgevaar 23,5 Vol% O2 is een zuurstofoverschot

1 4


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

Explosiegrenzen 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.

1 5


Explosiegrenzen Gas Concentration Flammability Flammability Range Range

0

100% LEL

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.

1 6


Detecteren van gas met katalysator element

Sinter metaal Passieve gloeidraad

Actieve gloeidraad

Toxische gassen en dampen

Detectie technieken: - Meetbuisjes - Elektrochemische sensoren - Photo ionisatie detectoren

1 7


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.

1 8


Alarmgrenswaarde gedefinieerd op 3 manieren

Time Weighted Average (TWA)

Short Term Explosure Limit (STEL)

Maximale acceptabele Concentratie tijdsgewogen gemiddelde 8 uur (MAC-TGG)

(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.

1 9


TWA berekening Blootstelling

Concentratie

TWA

4 uur

100 ppm

50 ppm

8 uur

100 ppm

100 ppm

12 uur

100 ppm

150 ppm

INSTANTANEOUS

Dit is de maximum concentratie waarbij een werknemer mag werken Deze mogen nooit overschreden worden ook niet voor een klein moment

2 0


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 STEL TWA

15 min.

2 1


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!

2 2


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

2 3


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

2 4


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 porie

Externe filter

Gevoels elektrode

Referentie elektrode

Elektrolyt Teller elektrode

2 5


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

2 6


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.

2 7


Hoe werkt een PID? Een optisch systeem maakt gebruik van een Ultraviolet lamp om gassen en dampen te ontleden

+ Intrede van het gas in de meter

+ -

100.0 ppm

+

+ -

-

Het gas is nu geïoniseerd

Gas passeert de UV lamp

+

Stroom wordt gemeten en de concentratie wordt getoond op de meter

Gas verlaat de meter in originele toestand

Geladen gas ionen stroomt langs geladen platen in de sensor en veroorzaakt een stroom

Photoionisatie detectors •De UV lampen zijn beschikbaar in 3 uitvoeringen met verschillende energie hoeveelheden: - 9.8 eV - 10.6 eV - 11.7 eV

2 8


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? Enkele Ionisatie Potentiaal (IP) van enkele gassen 9.8 eV Lamp

15 Ionization Potential (eV)

10.6 eV Lamp

Niet ioniserend

11.7 eV Lamp

14.01

14 13

12.1 11.32 11.47

12 11

10.5 9.99 10.1

10 9

10.66

9.24 9.54 8.4

8 Carbon Monoxide

Oxygen

Carbon Tet.

Methylene chloride

Acetic Acid

Ethylene

IPA

Vinyl Chloride

MEK

Benzene

Styrene

2 9


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 Vragen

voor u aandacht

?

3 0

Veiligheid in besloten ruimten

Recommend Documents