Detektor benzenu (C₆H₆)

Detektor benzenu to specjalistyczne urządzenie pomiarowe będące integralną częścią systemu detekcji benzenu stosowanego jako zabezpieczenie osób i obiektów. Najczęściej czujniki benzenu montuje się w obiektach, które wykorzystują tę substancję w procesach produkcyjnych lub ją wytwarzają, a ich rolą jest powiadomienie obsługi, która powinna mieć dostęp do informacji o aktualnym poziomie stężenia benzenu, a także o ewentualnych przekroczeniach ustalonych progów alarmowych.

Detektor benzenu potrafi samodzielnie uruchomić automatyczne systemy zabezpieczające, np. aktywować wentylację mechaniczną, odciąć dopływ zasilania, a jeżeli będzie taka konieczność, to nawet zatrzymać trwający proces produkcyjny. W ten sposób czujniki benzenu pełnią rolę pierwszej linii obrony, wykrywając zagrożenie już na wczesnym etapie i tym samym ograniczając ryzyko poważniejszych konsekwencji.

Charakterystyka i właściwości benzenu

Benzen, wg Chemical Abstracts Services związek o oznaczeniu numerycznym CAS 71-43-2, w codziennych warunkach przyjmuje postać bezbarwnej cieczy o bardzo intensywnym zapachu. Związek ten praktycznie nie łączy się z wodą, natomiast dobrze miesza się z rozpuszczalnikami organicznymi. Dzięki takim właściwościom jest w stanie rozpuszczać tłuszcze czy woski, a przy tym zachowuje wysoką stabilność chemiczną, co sprzyja jego szerokiemu wykorzystaniu w procesach technologicznych. Mimo tego, benzen jest jedną z najbardziej toksycznych substancji stosowanych w przemyśle.

Już krótkotrwała ekspozycja może prowadzić do poważnych konsekwencji zdrowotnych. Kontakt z benzenem może nastąpić zarówno poprzez drogi oddechowe, jak i przez skórę. Objawy zatrucia obejmują podrażnienia, pieczenie i pękanie naskórka, a także działanie obciążające układ nerwowy od senności i zawrotów głowy, po utratę przytomności w cięższych przypadkach. Z tego względu stosowanie przenośnych czujników benzenu, lub wersji stacjonarnych, jak i przenośnej, jest nieodzownym elementem bezpieczeństwa.

W przepisach wartość najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS), liczonego jako średnia ośmiogodzinna, została ustalona na zaledwie 1,6 mg/m³, czyli około 0,5 ppm w temperaturze 20°C. Co istotne, nie określono dopuszczalnych stężeń chwilowych (NDSCh) ani pułapowych (NDSP).Na obiektach konieczne może być także stosowanie detektorów benzenu w zakresie wybuchowym. Norma PN-EN ISO/IEC 80079-20-1 kwalifikuje benzen do substancji lotnych i wyjątkowo łatwopalnych podając dolną granicę wybuchowości przy stężeniu 1,2%v/v w powietrzu, a górną granicę wybuchowości przy 8,6%v/v. Temperatura zapłonu wg normy określana jest na poziomie –11°C, natomiast dane GESTIS wskazują temperaturowy dolny punkt wybuchowości (LEP ang. Lower Explosive Point) na poziomie –12°C. W klasyfikacji ATEX substancję przypisano do grupy IIA i klasy temperaturowej T1.

Dodatkowym czynnikiem jest fakt, że opary benzenu są cięższe od powietrza ich gęstość to około 2,7 razy więcej niż gęstość atmosfery. Powoduje to, że unoszą się nisko nad ziemią, wypełniając wszelkie zagłębienia, studzienki czy nierówności posadzki, co wymaga odpowiednio zaplanowanego systemu wentylacji i przemyślanego rozmieszczenia detektorów benzenu.

Przepisy dotyczące detektorów benzenu

Regulacje z zakresu ochrony przeciwpożarowej nakładają konkretne obowiązki na obiekty w których znajdują się substancje palne takie jak benzen oraz urządzenia zabezpieczające przed wybuchem takie jak czujniki benzenu. Tego typu instalacje czujników benzenu wymagają sporządzenia dokumentacji projektowej i ważne, aby wykonawcą była osoba z odpowiednimi uprawnieniami projektowymi. Projekt ten musi zostać dodatkowo uzgodniony przez rzeczoznawcę ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych. Należy też pamiętać, że w wybranych gałęziach przemysłu obowiązują dodatkowe, szczegółowe regulacje dotyczące stosowania detektorów benzenu, dostosowane do specyfiki danej działalności.

Z kolei z punktu widzenia przepisów BHP każde pomieszczenie, w którym przechowuje się lub stosuje substancje stwarzające zagrożenie, w tym benzen, powinno być wyposażone w system monitorujący atmosferę. Detektory benzenu stanowią w takich systemach podstawowy element wczesnego ostrzegania o ryzyku. Tam gdzie w obiekcie zastosowano czujniki benzenu w celu monitorowania stężenia wybuchowego, i gdzie pracownicy tylko okresowo korzystają z danego pomieszczenia można rozważyć zastosowanie przenośnych czujników benzenu.

Budowa i rodzaje detektorów benzenu

Detektory benzenu stosowane w systemach stacjonarnych umieszczane są najczęściej w obudowach wykonanych z metalu lub tworzyw sztucznych. Wewnątrz znajduje się sensor odpowiedzialny za wykrywanie obecności gazu oraz układ elektroniczny, który wzmacnia i analizuje sygnał, a następnie przekazuje go do systemów nadzorczych odpowiedzialnych za bezpieczeństwo obiektu.

W nowoczesnych czujnikach benzenukonstrukcjach standardem jest rozszerzona funkcjonalność. Wiele urządzeń wyposażono w wyjścia sterujące, umożliwiające automatyczne uruchomienie wentylacji, załączenie syreny zewnętrznej czy aktywację innych zabezpieczeń technicznych. Sygnalizatory akustyczne i optyczne pozwalają na natychmiastową reakcję obsługi, a w niektórych modelach dodatkowo dostępne są wyświetlacze prezentujące aktualny poziom stężenia benzenu.

W instalacjach zlokalizowanych w strefach zagrożonych wybuchem stosuje się wykonania przeciwwybuchowe zgodne z dyrektywą ATEX. Obudowy takich detektorów benzenu mają zwykle wysoki stopień szczelności (np. IP66), co skutecznie chroni przed wilgocią i zapyleniem.

Na rynku można wyróżnić dwie główne grupy detektorów benzenu: autonomiczne czujniki benzenu, działające niezależnie od centrali, oraz detektory benzenu współpracujące z rozbudowanymi systemami detekcji gazów, obejmującymi wiele punktów pomiarowych.

Poza wersjami stacjonarnymi dostępne są również mobilne czujniki benzenu, które charakteryzują się kompaktową budową i niską masą. Dzięki temu można je wygodnie przypiąć do odzieży roboczej przy użyciu solidnych klipsów. Obudowy takich urządzeń zapewniają wysoką odporność mechaniczną oraz szczelność (najczęściej na poziomie IP67). Czytelne, podświetlane wyświetlacze ułatwiają odczyt parametrów w każdych warunkach, a wbudowane alarmy świetlne i akustyczne pozwalają na szybką identyfikację zagrożenia z dużej odległości.

Nowoczesne, modułowe detektory benzenu takie jak Blackline G7c umożliwiają szybką wymianę kartridży gazowych bez konieczności angażowania serwisu, przy jednoczesnym zachowaniu wszystkich wymaganych atestów. Dzięki temu użytkownik ma do dyspozycji jedno urządzenie, które można łatwo dostosować do różnych potrzeb w zakresie detekcji gazów.

Technologie pomiarowe w czujnikach benzenu

Kluczowym podzespołem każdego detektora benzenu jest sensor, czyli element odpowiedzialny za wykrycie obecności gazu oraz pomiar jego stężenia. To właśnie rodzaj zastosowanej technologii detekcji decyduje o dokładności, selektywności i trwałości działania urządzenia.

Przenośne detektory benzenu (niski poziom stężeń) W mobilnych czujnikach benzenu często wykorzystuje się technologię fotojonizacyjną PID. W tej metodzie cząsteczki benzenu poddawane są działaniu promieniowania UV (ok. 10,6 eV), co prowadzi do ich jonizacji i wygenerowania prądu elektrycznego proporcjonalnego do stężenia gazu. Sensory PID działają szybko i dobrze znoszą krótkotrwałe przeciążenia pomiarowe, jednak ich słabą stroną jest niska selektywność reagują na szeroką grupę związków lotnych, a nie wyłącznie na benzen.

Stacjonarne czujniki benzenu (niski poziom stężeń)
W stacjonarnych detektorach benzenu powszechnie stosuje się sensory elektrochemiczne. W tego typu sensorach cząsteczki benzenu wchodzą w reakcję w obecności elektrolitu, co powoduje przepływ prądu elektrycznego odpowiadającego wykrytemu stężeniu. Technologia elektrochemiczna umożliwia dokładny, liniowy pomiar nawet bardzo niskich stężeń, a dzięki dużej selektywności ogranicza ryzyko fałszywych alarmów. Wymaga jednak ochrony sensora przed zbyt wysokimi stężeniami, które mogą prowadzić do jego rozkalibrowania lub uszkodzenia.

Detektor benzenu (średni poziom stężeń w zakresie wybuchowym) Do monitorowania benzenu w zakresie zagrożenia wybuchowego stosuje się sensory katalityczne (pellistory). Składają się one z dwóch elementów aktywnego i referencyjnego tworzących zrównoważony obwód pomiarowy. Palne opary benzenu spalają się katalitycznie na elemencie aktywnym, co podnosi jego temperaturę i zmienia opór elektryczny. Różnica względem elementu referencyjnego odpowiada poziomowi stężenia gazu. Pellistory zapewniają stabilny i liniowy pomiar aż do około 100% DGW, jednak ich długotrwałe wystawienie na wyższe stężenia może spowodować trwałe uszkodzenie (tzw. zatrucie sensora).

Alarmy i zakresy pomiarowe detektorów benzenu

W systemach detekcji benzenu, których celem jest ochrona zdrowia pracowników, progi alarmowe ustala się z uwzględnieniem najwyższych wartości dopuszczalnych, lecz zazwyczaj przyjmują one poziomy niższe niż granice określone w przepisach. Dzięki temu możliwe jest wcześniejsze wykrycie zagrożenia i szybkie podjęcie działań prewencyjnych. Należy pamiętać, że wskaźnik NDS (najwyższe dopuszczalne stężenie) określa średnie, bezpieczne narażenie na benzen w trakcie 8-godzinnej zmiany roboczej. Raczej nie stanowi on jednak bezpośredniego progu dla uruchomienia alarmu lub ewakuacji.

Przykładowy schemat progów alarmowych dla stacjonarnego detektora benzenu:

Przenośne detektory benzenu z czujnikiem PID oferują bardzo szeroki zakres pracy od 0 do nawet 4000 ppm, przy rozdzielczości dochodzącej do 0,1 ppm. Umożliwia to monitorowanie zarówno śladowych stężeń, jak i bardzo wysokich wartości występujących w trakcie awarii instalacji przemysłowych czy podczas akcji ratowniczych. W takich sytuacjach stosuje się podwyższone progi alarmowe (powyżej wartości NDS), aby system działał w sposób dostosowany do specyfiki zdarzeń awaryjnych.

W przypadku czujników benzenu projektowanych do detekcji zagrożenia wybuchem zakres pracy obejmuje 0–100% DGW (dolnej granicy wybuchowości). Progi alarmowe ustala się zazwyczaj w przedziale 10–40% DGW, co daje odpowiedni margines bezpieczeństwa i czas na reakcję obsługi lub urządzeļ wykonawczych.

Poniżej przedstawiono przykładową tabelę progów alarmowych wraz z odpowiadającymi im działaniami urządzeń wykonawczych, odnoszącą się do stężeń benzenu wyrażonych w % DGW:

Lokalizacja montażu detektora benzenu

Ze względu na to, że opary benzenu mają większą gęstość od powietrza i gromadzą się przy podłożu, detektory benzenu powinny być instalowane nisko, w pobliżu poziomu podłoża. Zwykle montuje się czujniki benzenu na wysokości ok. 15–30 cm nad posadzką. Taki odstęp umożliwia swobodny dopływ badanej atmosfery do sensora, ułatwia serwis oraz chroni urządzenie przed stałymi zanieczyszczeniami atmosfery zbierającymi się na podłodze.

Planując rozmieszczenie czujników benzenu, należy unikać przeszkód mogących blokować dopływ gazu do detektora. Urządzenia nie powinny być zasłonięte przez maszyny, składowane materiały (palety) czy meble, ponieważ może to opóźnić dotarcie chmury gazu do sensora. Czujników benzenu nie instaluje się też tuż przy drzwiach, oknach ani otworach wentylacyjnych, gdzie przeciągi mogą rozpraszać benzen zanim zostanie wykryty. Należy zidentyfikować potencjalne “martwe strefy” w pomieszczeniu (obszary bez cyrkulacji powietrza) i w miarę potrzeby objąć je dodatkowymi punktami pomiarowymi.

Kolejnym istotnym aspektem jest zabezpieczenie detektorów benzenuCzujniki benzenu należy montować w miejscach, gdzie nie grozi im przypadkowe uderzenie (np. przez wózki transportowe), a także z dala od źródeł silnych oparów chemikaliów (np. środków czyszczących), które mogłyby zakłócać pomiar co ma znaczenie zwłaszcza dla sensorów niskiego stężenia.

Zastosowania detektorów benzenu

Detektory benzenu powszechnie stosuje się we wszelkich miejscach, gdzie istnieje ryzyko emisji benzenu do otoczenia. Czujniki benzenu stanowią standardowe wyposażenie zakładów chemicznych, fabryk gumy i opon, przemysłu poligraficznego (drukarnie) oraz laboratoriów chemicznych. We wszystkich tych miejscach detektory benzenu umożliwiają wczesne wykrycie niebezpiecznego stężenia gazu i podjęcie działań zapobiegawczych, chroniąc zarówno personel, jak i infrastrukturę obiektu.

Dowiedz się więcej o branżach, w których stosowany jest czujnik benzenu:

OBIEKTY PETROCHEMICZNE

PRZEMYSŁ

MAGAZYNY ŚRODKÓW CHEMICZNYCH

LABORATORIA

Dostępne stacjonarne i przenośne detektory benzenu:

Detektor PolyGard2

   

Detektor PolyGard2 to zaawansowane urządzenie wykrywająco-pomiarowe o prostej i przyjaznej budowie zarówno dla użytkownika jak i instalatora. Cyfrowy czujnik gazów PolyGard2 jest częścią systemu MSR PolyGard2 i może być wyposażony w maksymalnie 3 sensory gazów z ponad 50 dostępnych substancji (w tym tzw. sensory wyniesione czyli oddalone na przewodzie od samego detektora). Detektor oferowany jest w wersji podstawowej oraz z licznymi opcjami i dodatkowymi funkcjami.

Budowa detektora i montaż:
Konstrukcja detektora jest modułowa (obudowa, płyta główna i sensor) co umożliwia wymianę dowolnego elementu bez konieczności wymiany całego detektora. Instalatorzy z pewnością docenią liczne ułatwienia montażowe jak możliwość wyboru otworów pod dławnice i sensory co ułatwia montaż detektora w pionie lub poziomie i dopasowanie do obiektu. Wyjmowana płytka zapewnia łatwą pracę z obudową. Kolejne ułatwienia to dwuprzewodowe wkładki do dławnic umożliwiające wejście i wyjście przewodu jedną dławnicą, wtyczki kablowe umożliwiające podłączenie przewodu do wysokiej jakości zacisków śrubowych i możliwość jego podłączania w dowolnym momencie montażu. Możliwość modyfikacji ilości dławnic na obudowie to świetne rozwiązanie gdy potrzebujemy poprowadzić więcej przewodów, podłączamy wyjścia stykowe w detektorze lub inne elementy instalacji.

Cechy fizyczne:
Czujnik PolyGard2 charakteryzuje się wysoką odpornością na warunki zewnętrzne. Posiada stopień ochrony IP64. Istnieje możliwość zastosowania dodatkowej osłony zwiększającej stopień ochrony do IP66. Obudowa wykonana z poliwęglanu posiada uszczelkę, a przewody są wprowadzane za pomocą uszczelniających się dokręcanych dławnic.

Sensory:
Detektor PolyGard2 może mieć wpięte 1, 2 lub 3 sensory. Wymienne sensory w technologii X-Change to kolejne istotne ułatwienie, które pozwala na bezproblemową eksploatację i obniża koszty utrzymania. Dostępne substancje są wyszczególnione w karcie katalogowej.

Parametry pomiarowe:
Każdy sensor posiada indywidualny adres i jego pomiar jest wyświetlany na centrali. Każdy pomiar może być wskazywany jako wartość bieżąca (CV - current value) oraz jako wartość średnia (AV - average value). Wartość średnia jest szczególnie przydatna przy pomiarach gazów toksycznych gdzie oddziaływanie na człowieka, a tym samym wartości przyjęte w przepisach o najwyższych dopuszczalnych stężeniach (NDS, NDSCh) są wyrażane jako średnia ważona. Dla każdego sensora można ustawić 4 progi alarmowe w detektorze (progi mogą być ustawione dowolnie, na wartość chwilową lub na wartość średnią, w tym na spadek stężenia, na wzrost stężenia lub na oba przypadki np. dla detektorów tlenu).

Ważniejsze parametry wersji podstawowej:
- pomiar 1 do 3 gazów
- 4 progi alarmowe
- 2 równoległe pomiary wartość bieżąca (CV - current value) oraz wartość średnia (AV - average value)
- sensory elektrochemiczne, katalityczne, podczerwone, półprzewodnikowe (freony)
- spełnia normę PN-EN 50271, PN-EN 50545-1 oraz SIL2
- łatwy montaż z użyciem 1 przewodu
- nowoczesna i bezpieczna komunikacja w standardzie cyfrowym RS-485
- wysoka dokładność i stabilność pomiarów
- wymienny moduł sensora w technologii X-Change
- bardzo wysoka odporność detektora na warunki zewnętrzne IP64 (z dodatkową osłoną IP66)
- łatwy montaż i wymiana dzięki wymiennym elementom i wtyczkom instalacyjnym

Wybrane opcje dodatkowe:
- podłączenie maksymalnie trzech sensorów cyfrowych SC2
- możliwość zamontowania sensora cyfrowego SC2 w odległości do 15 metrów od płyty detektora np. dla obiektów wysokich hal produkcyjnych
- podłączenie maksymalnie jednego sensora SSAX1-1 (przeznaczony do pracy w 1 i 2 strefie zagrożenia wybuchem)
- możliwość zamontowania sensora SSAX1-1 w odległości do 5 metrów od płyty detektora np. zagłębienia i windy pojazdów (Parklift)
- wersja z sygnałem 4-20mA
- wersja z przekaźnikiem (wyjściem stykowym)
- zmiennokolorowy wyświetlacz (normalna praca - zielony; alarm - czerwony)
- wbudowany sygnalizator optyczno-akustyczny
- sonda kanałowa do montażu w kanałach wentylacyjnych
- IP 66 dzięki zastosowaniu nasadek SplashGuard dla sensorów cyfrowych SC2 i sensorów analogowych MC2 oraz sensorów SSAX1-1 przeznaczonych do pracy w pierwszej i drugiej strefie zagrożenia wybuchem.

         

KARTA KATALOGOWA
POLYGARD2
WERSJA STANDARDOWA

KARTA KATALOGOWA
POLYGARD2
WERSJE OPCJONALNE
FUNKCJE DODATKOWE

Dokumenty i certyfikaty:
    
Fotografie oraz kolorystyka urządzeń może odbiegać od przedstawionej.

Detektor PolyXeta2 (Ex)

   

Detektor PolyXeta2 to cyfrowy czujnik gazów w wykonaniu przeciwwybuchowym będący elementem systemu detekcji MSR PolyGard2. Może być wyposażony w 1 sensor gazów lub oparów z ponad 50 dostępnych substancji. Detektor jest oferowany w kilku wersjach i opcjach funkcjonalnych co ułatwia dopasowanie systemu do wymagań danego obiektu.

Cechy budowy detektora:
Czujnik gazów PolyXeta2 posiada konstrukcję przeciwwybuchową zgodnie z dyrektywą ATEX, a tym samym może być stosowany w strefach zagrożenia wybuchem zgodnie z nadanymi cechami Ex zawartymi w karcie katalogowej. Urządzenie posiada liczne ułatwienia montażowe jak możliwość zamówienia wersji z dodatkowymi dławnicami, przykręcaną listwę montażową, specjalne przyłącze uziemiające na obudowie i wewnątrz detektora wyposażone w wysokiej jakości śrubunek z zabezpieczeniem samoistnego odkręcenia, samozaciskowe złączki przewodów z dźwigniami ułatwiającymi wetknięcie przewodu czy wtykany panel czołowy w wersji z wyświetlaczem.

Cechy fizyczne:
PolyXeta2 jest także wyjątkowa pod względem odporności i stopnia ochrony. Standardowo oferowany stopień ochrony to IP64, ale projektanci detektora uwzględnili także wymagania obiektów o trudniejszych warunkach i dzięki nakładce SplashGuard możemy zapewnić ochrone na poziomie IP66. Jednak nakładka posiada także secjalny wypust do którego można podłączyć elastyczny wężyk (na stałe lub tymczasowo) i można w ten sposób podać gaz do sensora w celu kalibracji lub okresowego testu. Jest to unikatowe rozwiązanie umożliwiające umieszczenie detektora w strefie niedostępnej (np. w pomieszczeniach czystych) i zapewnienie serwisu z zewnątrz takiego pomieszczenia.

     

Sensor:
Detektor PolyXeta2 wyposażony jest w jeden sensor (lista dostępnych gazów w karcie katalogowej). Oferowane są sensory katalityczne, elektrochemicznie i podczerwone zależnie od rodzaju gazu i potrzeb. Oczywiście w systemie detektor ma swój własny adres i centrala dokładnie identyfikuje urzadzenie. Technologia X-Change zapewnia możliwość samodzielnej wymiany modułu sensorycznego.

Możliwości pomiarowe:
Pomiar detektora wyświetlany jest na centrali i podawane są 2 wartości jednocześnie: wartość bieżąca (CV - current value) oraz wartość średnia (AV - average value). Tym samym alarmy z detektora mogą być ustawiane dowolnie co umożliwia spełnienie wymogów przepisów o najwyższych dopuszczalnych stężeniach NDS i NDSCh. Ma to szczególne znaczenie przy detekcji gazów trujących, których wpływ na organizm ludzki zależny jest zarówno od stężenia jak i od czasu ekspozycji. Detektor może mieć ustawione (konfigurowalne) 4 progi alarmowe (na wzrost, spadek lub w różne strony np. dla detektorów tlenu).

Parametry przeciwwybuchowe:
Detektor PolyXeta2 posiada konstrukcję przeciwwybuchową do zastosowań w strefach zagrożenia wybuchem. Możliwe są 3 warianty wykonania: dla strefy 2, dla strefy 1 i dla strefy 1 z możliwością otwarcia obudowy w strefie zagrożonej. Detektor spełnia stosowne wymogi normy PN-EN 60079 w zależności od wybranej wersji.

Ważniejsze parametry wersji podstawowej:
- 4 progi alarmowe
- 2 równoległe pomiary wartość bieżąca (CV - current value) oraz wartość średnia (AV - average value)
- sensory elektrochemiczne, katalityczne, podczerwone
- spełnia normę PN-EN 50271, SIL2 oraz PN-EN 60079 (ATEX)
- łatwy montaż z użyciem 1 przewodu
- nowoczesna i bezpieczna komunikacja w standardzie cyfrowym RS-485
- wysoka dokładność i stabilność pomiarów
- wymienny moduł sensora w technologii X-Change
- bardzo wysoka odporność detektora na warunki zewnętrzne IP64 (lub IP66 ze SplashGuard)
- łatwy montaż i wymiana dzięki wymiennym elementom i ułatwieniom instalacyjnym

Wybrane opcje dodatkowe:
- zmiennokolorowy wyświetlacz (normalna praca - zielony; alarm - czerwony)
- wersja z sygnałem 4-20mA
- wersja z przekaźnikiem (wyjściem stykowym)

   

KARTA KATALOGOWA
POLYXETA2
DETEKTOR (EX)

Dokumenty i certyfikaty:
      
Fotografie oraz kolorystyka urządzeń może odbiegać od przedstawionej.