Räjähdysvaarallisissa tiloissa toimivien yritysten keskeisimpiä haasteita on tunnistaa kaasuvuodot riittävän ajoissa ja luotettavasti. Teollisuusympäristöissä kaasuvuodot voivat johtaa vakaviin onnettomuuksiin, jopa räjähdyksiin, jos niitä ei havaita nopeasti. Kiinteästi asennettavat kaasunilmaisimet ovat avainasemassa näiden riskien hallinnassa. Oikeanlaisen ilmaisimen valinta vaatii kuitenkin asiantuntemusta ja ymmärrystä sekä räjähdystilojen luokittelusta että eri tunnistusteknologioiden soveltuvuudesta erilaisiin olosuhteisiin. Tämä opas auttaa sinua ymmärtämään Ex-tilan ilmaisimien valintaan vaikuttavia tekijöitä ja tekemään faktoihin perustuvia päätöksiä, jotka parantavat työympäristösi turvallisuutta.
Miksi räjähdysvaarallisten tilojen kaasunvalvonta on kriittisen tärkeää?
Räjähdysvaaralliset tilat, joissa käsitellään tai varastoidaan palavia nesteitä, kaasuja tai pölyjä, muodostavat erityisen riskialttiita työympäristöjä. Näissä tiloissa pienikin kipinä voi aiheuttaa tuhoisan räjähdyksen, jos ilmassa on riittävästi palavia kaasuja. Räjähdysvaaran jatkuva monitorointi onkin välttämätöntä, jotta mahdolliset vuodot havaitaan ennen kriittisen pitoisuuden saavuttamista.
Teollisuusprosesseissa käytettävät kaasut aiheuttavat erilaisia vaaroja. Jotkin kaasut ovat myrkyllisiä jo pieninä pitoisuuksina, toiset taas syrjäyttävät happea aiheuttaen tukehtumisvaaran. Monet teollisuuskaasut, kuten vety, metaani ja propaani, ovat lisäksi herkästi syttyviä. Ilman jatkuvaa kaasunvalvontaa nämä riskit voivat jäädä huomaamatta, kunnes on liian myöhäistä.
Lainsäädäntö asettaa selkeät vaatimukset räjähdysvaarallisten tilojen turvallisuudelle. ATEX-direktiivi (2014/34/EU) määrittelee vaatimukset laitteille, jotka on tarkoitettu käytettäväksi räjähdysvaarallisissa tiloissa. Suomessa noudatetaan lisäksi SFS-EN-standardeja, jotka määrittelevät kaasunvalvontaan liittyviä teknisiä vaatimuksia.
Räjähdysvaarallisten tilojen luokittelu ja vaatimukset kaasunilmaisimille
Räjähdysvaaralliset tilat luokitellaan sen mukaan, kuinka todennäköistä räjähdyskelpoisen ilmaseoksen esiintyminen on. Tilaluokat 0, 1 ja 2 määrittelevät, millaisia laitteita tiloissa voidaan käyttää. Tilaluokka 0 tarkoittaa tilaa, jossa räjähdyskelpoinen ilmaseos esiintyy jatkuvasti tai pitkäaikaisesti. Tilaluokassa 1 räjähdyskelpoinen ilmaseos esiintyy todennäköisesti normaalitoiminnassa, ja tilaluokassa 2 räjähdyskelpoisen ilmaseoksen esiintyminen on epätodennäköistä ja lyhytaikaista.
Eri tilaluokat asettavat erilaisia vaatimuksia käytettäville kaasunilmaisimille. Tilaluokassa 0 käytettävien ilmaisimien on oltava äärimmäisen luotettavia ja täytettävä tiukimmat turvallisuusvaatimukset. Sensorexin valikoimasta esimerkiksi TELEDYNE MERIDIAN ja CROWCON XGARD BRIGHT soveltuvat vaativimpiinkin tilaluokkiin. Tilaluokissa 1 ja 2 voidaan käyttää laajempaa valikoimaa ilmaisimia, mutta niidenkin on täytettävä Ex-suojauksen vaatimukset.
ATEX- ja IECEx-sertifikaatit ovat olennaisia osoituksia siitä, että laite täyttää räjähdysvaarallisiin tiloihin asetetut vaatimukset. Nämä sertifikaatit varmistavat, että laite on testattu ja todettu turvalliseksi käyttää määritellyissä olosuhteissa. Kaasunilmaisinta valitessa on tärkeää varmistaa, että laitteella on asianmukaiset sertifikaatit juuri siihen tilaluokkaan, johon se aiotaan asentaa.
Ex-merkinnät laitteissa sisältävät olennaista tietoa laitteen soveltuvuudesta eri tilaluokkiin. Merkinnöistä selviää muun muassa laitteen suojausluokka, laiteryhmä ja lämpötilaluokka. Esimerkiksi merkintä ”II 2G Ex db IIC T4 Gb” kertoo, että laite soveltuu tilaluokkaan 1, on suojattu räjähdyspaineen kestävällä kotelolla, soveltuu kaikille kaasuryhmille ja sen pintalämpötila ei nouse yli 135 °C. Näiden merkintöjen ymmärtäminen on keskeistä oikean ilmaisimen valinnassa.
Kaasun tunnistusteknologiat räjähdysvaarallisissa tiloissa
Räjähdysvaarallisissa tiloissa käytetään pääasiassa viittä eri tunnistusteknologiaa: katalyyttistä, infrapuna-, puolijohde- ja sähkökemiallista teknologiaa sekä uutta MPS-teknologiaa (Molecular Property Spectrometer). Jokaisella näistä on omat vahvuutensa ja soveltuvuusalueensa. Teknologian valinta riippuu suuresti valvottavasta kaasusta, ympäristöolosuhteista sekä halutusta tarkkuudesta ja reaktioajasta.
Katalyyttiset sensorit ovat laajasti käytettyjä palavia kaasuja valvottaessa. Ne perustuvat kaasun hapettumisreaktioon kuumalla katalyyttipinnalla, mikä tuottaa lämpöä ja muuttaa sensorin resistanssia. TELEDYNE OLCT 60 ja OLCT 80 -sarjan ilmaisimet hyödyntävät tätä teknologiaa tarkkaan palavien kaasujen valvontaan. Katalyyttisensorit ovat luotettavia ja kustannustehokkaita, mutta voivat ”myrkyttyä” tietyistä kemikaaleista ja vaativat säännöllistä kalibrointia.
Infrapunateknologia (IR) perustuu kaasujen kykyyn absorboida tietyn aallonpituuden infrapunasäteilyä. Tämä teknologia soveltuu erinomaisesti hiilivetyjen valvontaan ja tarjoaa merkittäviä etuja, kuten myrkyttymättömyyden ja vähäisen kalibrointitarpeen. TELEDYNE SIMTRONICS GD10-sarjan ilmaisimet hyödyntävät edistynyttä IR-teknologiaa ja tarjoavat erinomaisen toimintavarmuuden jopa äärimmäisissä olosuhteissa.
Puolijohdesensorit reagoivat kaasun aiheuttamiin muutoksiin puolijohteen pinnan sähkönjohtavuudessa. Ne ovat kustannustehokkaita ja pitkäikäisiä, mutta voivat reagoida useisiin kaasuihin samanaikaisesti, mikä voi aiheuttaa ristikkäisherkkyyttä. TELEDYNE OLCT 20 tarjoaa luotettavaa puolijohdetekniikkaa räjähdysvaarallisiin tiloihin.
Sähkökemialliset sensorit toimivat kaasun aiheuttaman sähkökemiallisen reaktion perusteella. Ne ovat erittäin tarkkoja ja selektiivisiä tietyille kaasuille, kuten hapelle, hiilimonoksidille ja rikkivedylle. CROWCON XGARDIQ-ilmaisimissa käytetään kehittyneitä sähkökemiallisia sensoreita, jotka tarjoavat tarkkaa ja luotettavaa tunnistusta.
MPS-anturit ovat mikrokoneistamalla valmistettuja MEMS-laitteita, jotka mittaavat kaasuseoksen termodynaamisissa ominaisuuksissa resistiivisien lämmityselementtien ja lämpötila-anturien avulla. Myös vallitsevia ympäristöolosuhteita mitataan, jotta niiden muutokset voidaan kompensoida laskennassa. Mitatut termodynaamiset ominaisuustiedot ja olosuhdetiedot käsitellään patentoiduilla algoritmeilla, jotka luokittelevat kaasun ja määrittävät tarkan pitoisuuden. Anturi kalibroidaan ja säädetään tehtaalla, jonka jälkeen kenttäkalibrointi tai -säätö ei ole tarpeen. MPS-antureissa on myös itsetestausominaisuus, jolla vikaantumiset voidaan havaita.
Oikean tunnistusteknologian valinta on ratkaisevan tärkeää luotettavan kaasunvalvonnan varmistamiseksi. Räjähdysvaarallisissa tiloissa ei ole varaa kompromisseihin – jokainen valinta vaikuttaa suoraan turvallisuuteen.
Kiinteän kaasunvalvontajärjestelmän suunnittelu räjähdysvaarallisiin tiloihin
Kaasunilmaisimien optimaalinen sijoittelu on yksi kriittisimmistä tekijöistä tehokkaan kaasunvalvontajärjestelmän suunnittelussa. Sijoittelussa on huomioitava valvottavien kaasujen ominaisuudet: ovatko ne ilmaa raskaampia vai kevyempiä, missä mahdolliset vuotokohdat sijaitsevat ja miten ilmanvaihto vaikuttaa kaasujen leviämiseen. Strateginen sijoittelu mahdollistaa nopean havaitsemisen ja minimoi katvealueita. Esimerkiksi ilmaa raskaampia kaasuja valvottaessa ilmaisimet tulisi sijoittaa lähelle lattiatasoa, kun taas vetyä valvottaessa ilmaisimet tulisi asentaa ylemmäs ja/tai katonrajaan.
Hälytystasojen asettaminen vaatii tarkkaa harkintaa. Tyypillisesti asetetaan vähintään kaksi hälytystasoa: esihälytys ja päähälytys. Esihälytys aktivoituu jo alhaisemmalla pitoisuudella, antaen aikaa korjaaviin toimenpiteisiin. Päähälytys puolestaan käynnistää välittömät suojatoimenpiteet, kuten järjestelmien sammutuksen tai evakuoinnin. Hälytysjärjestelmän integrointi automaatio- ja turvallisuusjärjestelmiin on keskeistä nopean reagoinnin varmistamiseksi. Esim. Sensorex Omega -sarjan keskusyksiköt mahdollistavat joustavan integroinnin erilaisiin järjestelmiin.
Räjähdysvaarallisissa tiloissa varavirta- ja varmuusjärjestelmät ovat usein välttämättömiä. Sähkökatkoksen sattuessa kaasunvalvontajärjestelmän on jatkettava toimintaansa luotettavasti. Tämä voidaan varmistaa UPS-järjestelmillä tai akuilla. Lisäksi redundanttiset järjestelmät, joissa kriittiset komponentit on kahdennettu, parantavat toimintavarmuutta entisestään.
Tulevaisuuden tarpeet tulisi huomioida jo järjestelmän suunnitteluvaiheessa. Skaalautuva järjestelmä, johon voidaan myöhemmin lisätä ilmaisimia tai integroida uusia toimintoja, tarjoaa kustannustehokkaan ratkaisun pitkällä aikavälillä. CROWCON XGARD BRIGHT ja TELEDYNE OLCT 80 WIRELESS mahdollistavat joustavan laajennettavuuden ja langattoman valvonnan, mikä helpottaa järjestelmän päivittämistä tulevaisuudessa.
Kuinka varmistaa kaasunilmaisimien luotettava toiminta pitkällä aikavälillä?
Säännöllinen huolto ja kalibrointi ovat ehdottomia edellytyksiä kaasunilmaisimien luotettavalle toiminnalle. Parhaimmatkaan ilmaisimet eivät säilytä tarkkuuttaan ilman asianmukaista ylläpitoa. Kalibrointitiheys riippuu käyttöympäristöstä, valvottavasta kaasusta ja käytetystä teknologiasta, mutta yleisesti suosittelemme tarkastusta ja kalibrointia vähintään 12 kuukauden välein. Vaativissa olosuhteissa, kuten likaisissa tai kosteissa ympäristöissä, kalibrointia voidaan tarvita useammin.
Sensorien elinkaaren hallinta on keskeinen osa ennakoivaa huoltoa. Eri sensoriteknologioilla on erilaiset elinkaaret – sähkökemialliset sensorit kestävät tyypillisesti 2-3 vuotta, kun taas infrapunasensorit voivat toimia jopa 10 vuotta ja MPS-sensorit jopa yli 10 vuotta. Järjestelmällinen sensorien vanhenemisen seuranta ja oikea-aikainen vaihto varmistavat, että ilmaisimet toimivat jatkuvasti optimaalisella tarkkuudella. TELEDYNE MERIDIAN ja CROWCON XGARDIQ ilmaisimet tarjoavat edistyneet diagnostiikkatoiminnot, jotka helpottavat sensorien kunnon seurantaa.
Asianmukainen dokumentointi on kriittistä sekä turvallisuuden että määräystenmukaisuuden kannalta. Kaikki huoltotoimenpiteet, kalibroinnit ja sensorien vaihdot tulee dokumentoida huolellisesti. Tämä ei ainoastaan auta ylläpitämään järjestelmän toimintavarmuutta, vaan on myös välttämätöntä viranomaistarkastuksia varten. Säännölliset testaukset, kuten kaasutestit, ovat lisäksi tehokkaita tapoja varmistaa, että järjestelmä reagoi asianmukaisesti todellisessa vaaratilanteessa.
Henkilöstön koulutuksen merkitystä ei voi ylikorostaa. Teknisesti edistynytkään järjestelmä ei takaa turvallisuutta, jos henkilöstö ei osaa toimia oikein hälytysten sattuessa tai tunnista järjestelmän toimintahäiriöitä. Säännöllinen koulutus varmistaa, että kaikki ymmärtävät järjestelmän toiminnan, osaavat tulkita hälytyksiä ja tietävät, miten toimia hätätilanteissa.
Asiantuntijan tuki kaasunvalvontaratkaisun valinnassa
Oikean kaasunvalvontaratkaisun valinta räjähdystiloihin vaatii syvällistä asiantuntemusta ja kokemusta. Sensorexilla on yli 45 vuoden kokemus kaasuturvallisuuden parissa, mikä tarjoaa vankan pohjan räjähdystilojen kaasunvalvontaratkaisujen suunnitteluun. Asiantuntemuksemme kattaa niin tunnistusteknologiat, räjähdysturvallisuusmääräykset kuin käytännön sovellutuksetkin erilaisissa teollisuusympäristöissä.
Kokonaisvaltainen palvelumme käsittää koko kaasunvalvontajärjestelmän elinkaaren hankinnan suunnittelusta asennukseen, käyttöönottoon, henkilöstön koulutukseen ja jatkuvaan huoltoon. Tämä lähestymistapa varmistaa järjestelmän optimaalisen toiminnan kaikissa vaiheissa. Monipuolinen Ex-tilan ilmaisinvalikoimamme, joka sisältää mm. TELEDYNE ITRANS 2, OLCT-sarjan ja SIMTRONICS GD10-sarjan ilmaisimet sekä CROWCON XGARD BRIGHT ja XGARDIQ ilmaisimet, mahdollistaa ratkaisun räätälöinnin juuri sinun tarpeisiisi.
Asiakaskohtaisesti räätälöidyt ratkaisut ovat avainasemassa optimaalisen turvallisuustason saavuttamisessa. Jokainen teollisuusympäristö on erilainen, ja standardiratkaisut eivät välttämättä tarjoa parasta mahdollista suojaa. Kartoitamme tarkasti kohteen erityispiirteet ja tarjoamme näiden pohjalta räätälöidyn järjestelmän, joka vastaa täsmällisesti asiakkaan tarpeisiin.
Paikallinen tuki on merkittävä etu kriittisissä tilanteissa. Suomalaisena toimijana tarjoamme tukea Suomeksi ja ymmärrämme paikalliset olosuhteet ja vaatimukset. Nopea reagointi ongelmatilanteisiin minimoi käyttökatkokset ja varmistaa, että turvallisuuden taso säilyy korkeana kaikissa tilanteissa. Tiivis yhteistyö asiakkaidemme kanssa mahdollistaa jatkuvan kehittymisen ja palveluiden parantamisen vastaamaan alati muuttuvia tarpeita ja haasteita.
