Detektor octanu etylu (C₄H₈O₂),
Detektor octanu butylu (C₆H₁₂O₂),
Detektor octanu metylu (C₃H₆O₂)

Detektor octanu etylu to specjalistyczne urządzenie pomiarowe stosowane jako element systemów bezpieczeństwa w miejscach, gdzie substancja ta jest magazynowana, przetwarzana lub użytkowana. Celem czujnika octanu etylu jest wczesne wykrycie obecności oparów zanim ich stężenie osiągnie poziom niebezpieczny dla ludzi lub infrastruktury.

Po przekroczeniu ustalonego progu alarmowego, czujnik octanu etylu może automatycznie uruchomić sygnalizację ostrzegawczą oraz inne środki ochrony najczęściej wentylację mechaniczną lub inne urządzenia wykonawcze zgodnie ze scenariuszem zaprojektowanym przez osobę odpowiedzialną za instalację.

Warto podkreślić, że pomimo podobieństwa nazw, detektory octan butylu (C₆H₁₂O₂) czy czujniki octanu metylu (C₃H₆O₂), to osobne urządzenia. Ich zasada działania oraz konstrukcja są zbliżone, jednak każdy czujnik jest indywidualnie dostosowany do konkretnego związku chemicznego i jego charakterystyki pomiarowej.

Charakterystyka substancji – octan etylu, butylu i metylu

Octan etylu (CAS: 141-78-6), octan butylu (CAS: 123-84-4) oraz octan metylu (CAS: 79-20-9) to łatwopalne związki organiczne z grupy estrów kwasu octowego, powszechnie stosowane jako rozpuszczalniki. W warunkach normalnych wszystkie występują w postaci cieczy. Octan etylu i metylu mają charakterystyczny, przyjemny zapach przypominający owoce, natomiast octan butylu wyróżnia się ostrzejszą wonią, zbliżoną do zapachu bananów.

Rozpuszczalność w wodzie różni się w zależności od rodzaju octanu najlepiej rozpuszcza się octan metylu, a najsłabiej octan butylu.

Zgodnie z obowiązującymi regulacjami BHP, substancje te mają wyznaczone dopuszczalne stężenia w miejscu pracy (NDS i NDSCh), a ich opary są uznawane za palne i wybuchowe. Parametry dotyczące właściwości wybuchowych oraz temperatura zapłonu (FP, z ang. Flash Point) zostały określone w normie PN-EN ISO/IEC 80079-20-1.

Ze względu na znacznie wyższą gęstość oparów w porównaniu do powietrza, wszystkie trzy związki mają tendencję do opadania w kierunku podłoża i mogą gromadzić się w zagłębieniach, co stanowi istotne ryzyko przy projektowaniu systemów detekcji.

Związek	Gęstość wzgl. powietrza (0°C)	NDS [mg/m3] Dz.U.2018 Poz.1286	NDSCh [mg/m3] Dz.U.2018 Poz.1286	DGW / LEL [%] PN-EN ISO/IEC 80079-20-1	GGW / UEL [%] PN-EN ISO/IEC 80079-20-1	Klasa temperaturowa i grupa wybuchowości PN-EN ISO/IEC 80079-20-1
Octan etylu	3,04	734	1468	2,0	12,8	T1 IIA
Octan butylu	4,01	240	720	1,2	8,5	T2 IIA
Octan metylu	2,56	250	600	3,1	16,0	T1 IIA

Przepisy w zakresie detektorów octanu etylu, butylu i metylu

Przepisy z zakresu BHP nakładają obowiązek stosowania systemów ostrzegających o zagrożeniach w pomieszczeniach, gdzie przechowuje się lub używa substancji sklasyfikowanych jako niebezpieczne. W takich instalacjach detektory octanu etylu, a także czujniki octanu butylu i octanu metylu, stanowią zazwyczaj podstawowy element systemu bezpieczeństwa.

Z kolei regulacje przeciwpożarowe definiują tego typu czujniki jako urządzenia ochronne, których zadaniem jest pomiar stężeń grożących wybuchem oraz automatyczne uruchomienie zabezpieczeń, takich jak wentylacja mechaniczna, wyłączenie zasilania czy odcięcie dopływu medium za pomocą zaworów. Zgodnie z przepisami, urządzenia tego typu muszą być uwzględnione w dokumentacji projektowej przygotowanej przez osobę z odpowiednimi uprawnieniami, a projekt powinien być uzgodniony przez rzeczoznawcę ds. ochrony przeciwpożarowej.

W niektórych branżach czujniki octanu etylu, butylu lub metylu mogą podlegać także dodatkowym, specyficznym regulacjom branżowym, określającym szczegółowe wymagania techniczne i eksploatacyjne.

Budowa czujnika octanu etylu, czujnika octanu butylu lub czujnika octanu metylu

Czujniki octanu etylu, octanu butylu oraz octanu metylu posiadają zbliżoną konstrukcję techniczną. Ich głównym elementem jest sensor gazu, który realizuje pomiar i przekazuje sygnał do układu elektronicznego odpowiedzialnego za jego zasilanie, wzmocnienie oraz konwersję na sygnał możliwy do odczytu przez urządzenia nadrzędne, takie jak centrala systemu detekcji. Detektor octanu etylu może funkcjonować jako samodzielne urządzenie pomiarowe lub stanowić element rozbudowanego systemu z jednostką centralną i wieloma punktami detekcyjnymi.

Dodatkowe funkcje i wyposażenie umożliwiają dopasowanie detektora do konkretnego zastosowania. Wśród najczęstszych opcji można wymienić: różne warianty obudowy, otwory pod dodatkowe dławnice kablowe, wbudowane wyjścia sterujące, wyświetlacze cyfrowe oraz sygnalizację optyczno-akustyczną.

W zastosowaniach lakierniczych, gdzie często wykorzystuje się detektory octanu etylu, butylu lub metylu, istotną funkcją dodatkową jest możliwość zastosowania osłony o podwyższonej klasie ochrony IP66. Pomaga ona chronić sensor przed drobinkami unoszącymi się w powietrzu, które mogą zatykać membranę wlotu detektora. W przypadku instalacji w strefach zagrożonych wybuchem, urządzenie musi być wyposażone w certyfikację zgodną z dyrektywą ATEX, zapewniającą bezpieczeństwo pracy w takich warunkach.

Detektor octanu etylu, octanu butylu i octanu metylu – sposób działania?

Detektory octanu etylu najczęściej bazują na technologii katalitycznej, umożliwiającej wykrywanie stężeń gazu w zakresie stanowiącym zagrożenie wybuchowe. Zasada działania tej technologii opiera się na porównaniu sygnałów generowanych przez dwa elementy: reaktywny oraz bierny. W warunkach normalnych bez obecności gazu sygnały z obu elementów są identyczne, a układ pozostaje w stanie równowagi niezależnie od wpływu czynników zewnętrznych, takich jak temperatura czy wilgotność.

W momencie pojawienia się oparów octanu etylu, cząsteczki gazu ulegają utlenieniu na elemencie reaktywnym, co skutkuje wzrostem temperatury i przewodności, a tym samym zmianą wartości sygnału. Różnica sygnałów pomiędzy elementami pozwala na precyzyjny pomiar stężenia gazu.

Detektor octanu etylu, butylu i metylu – alarmy i zakres pomiarowy

Zgodnie z obowiązującymi przepisami w zakresie ochrony przeciwpożarowej, za prawidłowy dobór parametrów alarmowych oraz scenariuszy działania systemu detekcji odpowiada projektant posiadający stosowne uprawnienia. Czujniki octanu etylu pracują zazwyczaj w zakresie 0–100% DGW, a konkretne poziomy ostrzegawcze i alarmowe zostały zestawione w poniższej tabeli.

Podczas określania poziomów alarmowych należy mieć na uwadze, czy zadziałanie urządzeń zabezpieczających w odpowiednim momencie będzie wystarczające, by zapobiec osiągnięciu dolnej granicy wybuchowości (DGW). Przykładowo, jeśli scenariusz zakłada zamknięcie zaworu, należy ocenić, czy pozostała w instalacji ilość substancji nie spowoduje dalszego wzrostu stężenia do poziomu niebezpiecznego co może być zależne np. od pojemności rurociągu.

W przypadku braku możliwości spełnienia tego warunku, projekt może wymagać korekt, takich jak zastosowanie dodatkowych zaworów, mocniejszej wentylacji czy podziału instalacji na mniejsze sekcje w celu ograniczenia ryzyka.

Poziom gazu	Pomiar gazu	Reakcja urządzeń wykonawczych
0% DGW	Brak alarmu	Brak reakcji
10% DGW	Alarm poziomu 1	Załączenie I biegu wentylacji
20% DGW	Alarm poziomu 2	- Załączenie II biegu wentylacji lub układu wymiany powietrza - Załączenie optycznego sygnału alarmowego - Powiadomienie operatora obiektu
30% DGW	Alarm poziomu 3	- Załączenie akustycznego sygnału alarmowego - Powiadomienie wyznaczonych pracowników za pomocą SMS
40% DGW	Alarm poziomu 4	- Zabezpieczenie procesu (np. odcięcie dopływu zaworem elektromagnetycznym) - (opcjonalnie) zamknięcie procesu - (opcjonalnie) odłączenie zasilania obiektu
Zakres pomiarowy 0-100% DGW

Wybór lokalizacji detektorów oparów octanu etylu, -butylu i -metylu

Opary octanu etylu, butylu i metylu są znacznie cięższe od powietrza, co powoduje ich gromadzenie się przy podłożu oraz w zagłębieniach pomieszczeń. Z tego względu czujniki oparów octanu etylu, butylu i metylu umieszczane są zazwyczaj nisko około 20–30 cm nad poziomem posadzki, co umożliwia zarówno wygodny dostęp serwisowy, jak i ogranicza ryzyko zanieczyszczeń z najniższej warstwy powietrza.

Osoba odpowiedzialna za projekt systemu detekcji musi uwzględnić kilka istotnych czynników wpływających na skuteczność działania czujników. Należą do nich: odległość od potencjalnych źródeł emisji, kierunki i siła przepływu powietrza, unikanie montażu w bezpośrednim sąsiedztwie nawiewów, okien czy drzwi, a także identyfikacja przeszkód ograniczających swobodną dyfuzję oparów, takich jak urządzenia produkcyjne czy składowane materiały.

Zastosowania czujników octanu etylu, czujników octanu butylu i czujników octanu metylu

Octan etylu, octan butylu i octan metylu wykorzystywane są głównie w przemyśle jako składniki rozpuszczalników oraz w zakładach, które magazynują lub przetwarzają substancje niebezpieczne w szczególności w zakładach chemicznych.

Czujniki octanu etylu znajdują dodatkowe zastosowanie w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i farmaceutycznym, natomiast detektory octanu butylu również spotyka się w branży kosmetycznej i lekowej. Octan metylu wykorzystywany jest m.in. w przemyśle cukierniczym oraz podczas syntez organicznych, co również uzasadnia konieczność stosowania dedykowanych czujników.

Branże, w których stosowane są detektory oparów octanów:
– przemysł chemiczny,
– przemysł kosmetyczny,
– przemysł farmaceutyczny,
– przemysł spożywczy,
– przemysł cukierniczy,
– magazyny substancji niebezpiecznych,
– laboratoria i instalacje technologiczne.

Dowiedz się więcej o branżach, w których stosowane są detektory octanu etylu, butylu i metylu: