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Einleitung
Die Messung von Luftschadstoffen spielt
in verschiedenen Arbeitsbereichen eine
bedeutende Rolle. Dort, wo ein Auftreten
gefährlicher Gaskonzentrationen nicht
auszuschließen ist, ist über Messungen
sicherzustellen, dass Grenzwerte eingehalten
werden. Grundsätzlich kann zwischen
personen- und ortsbezogener Messung unterschieden
werden. Die personenbezogene
Messung gibt Auskunft über die Konzentration
gefährlicher gasförmiger Substanzen
am aktuellen Aufenthaltsort der Person und
wird darum in vielen Fällen bevorzugt. Sie
ist besonders dann angebracht, wenn sich
die zu überwachende Person an verschiedenen
Orten eines insgesamt gefährlichen
Umfeldes aufhält. Eine ortsbezogene Messung
kann dann sinnvoll sein, wenn ein
klar definiertes Umfeld bemessen werden
soll und sich die zu überwachende Person
in eben diesem Bereich aufhält.
Enge Räume (im englischen Sprachgebrauch
„Confined Space“) sind ein typisches
Anwendungsgebiet für solche ortsbezogenen
Messungen. Aber auch bei
bestimmten stationären Arbeiten, wie
Schweißen, können ortsbezogene Messungen
sinnvoll sein. Ist die Entscheidung über
orts-, bzw. personenbezogene Messung
gefallen, bleibt die Frage nach Ein- oder
Mehrgasmessung, die im Rahmen dieses
Beitrages etwas ausführlicher behandelt
werden soll.
Ob Eingas oder Mehrgas: Flexibilität
kann ein wichtiges Kriterium sein
Schon die Bezeichnung Eingas- oder Mehrgasgerät
beschreibt den Unterschied der
beiden möglichen Vorgehensweisen. Es ist
möglich, nur einen oder mehrere Gefahrstoffe
gleichzeitig zu messen. Sowohl bei
Eingas- als auch bei Mehrgasgeräten kann
jedoch weiter differenziert werden. Ein
wesentlicher Aspekt neben den Features
eines Messgerätes ist seine Flexibilität in
Bezug auf Austauschbarkeit der Sensoren.
So sind Messgeräte vorhanden, bei denen
die Art der einsetzbaren Sensoren klar
definiert ist, während bei anderen unterschiedliche
Sensoren eingesetzt werden
können. Der Anschaffungspreis der weniger
flexiblen Messsysteme ist natürlich niedriger.
Ist jedoch abzusehen, dass das Messsystem
nicht nur für die Messung einer
Substanz oder – bei Mehrgasgeräten –
einiger weniger Substanzen, sondern für
unterschiedliche Stoffe eingesetzt werden
soll, sollte die Entscheidung für ein möglichst
flexibles Gerät getroffen werden.
Sensoren können dann je nach Applikation
ausgetauscht werden. Ein Eingasmessgerät,
das z.B. für die Messung von Sauerstoff
eingesetzt wurde, kann nach Wechsel des
Sensors („plug and play“) zum Messen von
Kohlenmonoxidkonzentrationen eingesetzt
werden. Werden dabei Smart-Sensoren
eingesetzt, befinden sich die Kalibrierdaten
also im Sensor-EPROM, ist nicht einmal die
Neukalibrierung des Messgerätes erforderlich.
Im Eingasbereich seien als Beispiele
für Geräte, die für ein bestimmtes Gas konzipiert
sind, die microPac Familie oder die
neuen Pac 1000, 3000, 5000 genannt.
Beim Dräger Pac III ist ein Wechsel zwischen
verschiedenen Gasarten innerhalb ein
und desselben Gerätes möglich. Im Mehrgasbereich
sind beim Dräger X-am 3000
die Sensoren klar definiert, während das
X-am 7000 nicht nur das eigenhändige
Auswechseln der Sensoren, sondern auch
einen Wechsel zwischen verschiedenen
Sensorarten ermöglicht.
Eingas oder Mehrgas – das hängt ganz
von der Anwendung ab
Natürlich muss die Frage nach Eingasoder
Mehrgasmesssystem abhängig von der
Anwendung gestellt werden. Insofern sollen
im Folgenden verschiedene Applikationen
betrachtet und damit die Frage nach den
Entscheidungskriterien beantwortet werden.
Raffinerien
Im Raffinerie-Bereich geht es insbesondere
während der so genannten „Turnarounds“
oder „Shut-Downs“ darum, eine Vielzahl von
Personen, häufig auch Arbeiter von
anderen Firmen, gleichzeitig mit Gasmessgeräten
auszustatten. Die wesentliche Gasgefahr
in verschiedensten Bereichen in
der Raffinerie ist Schwefelwasserstoff. Normalerweise
werden die Arbeiter zusätzlich
mit einer filtrierenden Fluchtmaske ausgestattet,
so dass sie sich bei Auftreten eines Alarms vor hohen Schwefelwasserstoffkonzentrationen
in Sicherheit bringen können.
Dräger microPac plus oder Pac 1000,
3000, 5000 sind einsetzbare Eingasmesssysteme.
Beim microPac plus kann
zwischen der Anzeige eines o.k.-Modus
oder der Konzentrationsanzeige gewählt
werden, Pac 1000 und 3000 zeigen die
Konzentration an, sobald der eingestellte
Grenzwert erreicht oder überschritten ist,
das Pac 5000 zeigt während der gesamten
Messdauer die Schwefelwasserstoffkonzentration
in ppm an. Alle genannten Geräte
alarmieren optisch, akustisch und durch
Vibration. |
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Bei Begehung von engen Räumen (Confined
Space) während der genannten
Shut-Downs ist damit zu rechnen, dass
neben Schwefelwasserstoff weitere Gasgefahren
auftreten. Je nach Typ des engen
Raumes können brennbare Substanzen
oder Kohlenmonoxid auftreten, auch Sauerstoffmangel
ist eine mögliche Gefahrenquelle.
In diesem Fall, also für Freigabemessungen
enger Räume, ist natürlich der
Einsatz eines Mehrgasgerätes angebracht,
das mit Pumpe ausgestattet sein sollte, um
die Luft auch aus tieferen engen Räumen
mit Hilfe eines Verlängerungsschlauches
zu pumpen und untersuchen zu können.
Werden Reinigungs-, Schweiß- oder Lötarbeiten
ausgeführt, kann es sinnvoll sein,
während der Arbeiten weiter zu messen,
bzw. eine personenbezogene Mehrgasmessung
durchzuführen.
Stahlerzeugung
Bei der Stahlerzeugung wird aus Koks
Kohlenmonoxid zur Reduktion des Eisenoxids
(Eisenerzes) erzeugt. Insofern ist hier
grundsätzlich mit dem Auftreten hoher Konzentrationen
des toxischen Kohlenmonoxids
zu rechnen. Der Bereich der Stahlerzeugung
stellt also ein typisches Beispiel für
die personenbezogene Eingasmessung dar.
Zusätzlich spielt die CO-Leckagesuche in
diesem Bereich eine Rolle. Auch hierzu
kann ein Eingasmessgerät eingesetzt werden,
das für diese Anwendung mit Pumpe
und Sonde ausgestattet wird.
Kühlhäuser
Gerade in Großkühlbereichen, also in Kühlhäusern,
Kühllagern aber auch in der Herstellung
von Lebensmitteln und Getränken
wird Ammoniak als Kühlmittel eingesetzt.
Aufgrund der erstickenden und ätzenden
Wirkung des Ammoniak-Gases ist hier die
personenbezogene Messung mit einem
Eingasmessgerät sinnvoll. Das Eingasmessgerät
kann auch in diesen Bereichen zur
Leckagesuche eingesetzt werden, sofern es mit Pumpe, Verlängerungsschlauch und
Leckage-Sonde ausgestattet werden kann.
Gerade bei Ammoniaksensoren gibt es erhebliche
Qualitätsunterschiede. So enthält
der elektrochemische Dräger XS-Ammoniak-
Sensor eine spezielle Elektroden-Elektrolyt-
Zusammenstellung, die eine Sensor-
Lebensdauer von zwei Jahren auch dann
gewährt, wenn der Sensor z. B. bei Leckagesuchen
höheren Dosen Ammoniak ausgesetzt
wurde.
Goldgewinnung
Zur Goldgewinnung aus schwach goldhaltigem
Gestein wird bei der sogenannten
Cyanidlaugung eine Lösung von Kaliumoder
Natriumcyanid eingesetzt, um selbst
geringste Goldspuren im Stein (1 g Gold
pro Tonne Gestein) nutzbar zu machen.
Bei der Methode handelt es sich um ein
einfaches, effizientes und kostengünstiges
Verfahren, bei dem jedoch äußerst toxisches
Blausäuregas in relevanten Konzentrationen
freigesetzt wird. Auch bei diesem Verfahren
macht die personenbezogene Eingasmessung
Sinn. Mit dem microPac plus ist
ein wartungsfreies, einfach zu bedienendes
und relativ kostengünstiges Eingasgerät
vorhanden, das die personenbezogene Messung
auch in wirtschaftlich weniger
entwickelten Ländern erlaubt.
Begasung
Für die Begasung von Waren oder Hölzern
wird zum Abtöten von Holzschädlingen
Magnesium- oder Aluminiumphosphid eingesetzt,
das Phosphorwasserstoff freisetzt.
Bei Container-Kontrollen, aber auch beim
Begasungsvorgang selbst ist eine personenbezogene
Messung der Phosphorwasserstoffkonzentration
angebracht, da es sich
um eine äußerst toxische Substanz handelt.
Auch für diese Applikation ist ein einfach
zu bedienendes, wartungsfreies Eingasmessgerät
(microPac plus PH3) verfügbar,
das speziell für die personenbezogene
Messung konzipiert ist und den Benutzer
optisch, akustisch und über Vibration
alarmiert, sofern die voreingestellten Grenzwertkonzentrationen
erreicht oder überschritten
werden.
Abwasserkanäle
(Rohrleitungen, enge Räume)
Im Gegensatz zu den obigen Beispielen ist
beim Betreten eines Abwasserkanals nicht mit einem bestimmten Gas zu rechnen, vielmehr
kann eine Gefährdung von ganz verschiedenen
Substanzen ausgehen. Durch
Zersetzung organischen Materials kann es
zur Bildung von Methan kommen. Hierbei
können Konzentrationen bis in den Explosionsgrenzen-
oder sogar Volumenprozent-
Bereich auftreten. Außerdem kann Methan
aus undichten Stadtgasleitungen in Abwasserkanäle
eindringen, zumal Stadtgasund
Abwasserleitungen häufig in unmittelbarer
Nähe zueinander verlaufen. Bei den
erwähnten Zersetzungsprozessen wird darüber
hinaus Sauerstoff verbraucht. Sofern
sich eiweißhaltiges Material zersetzt, kann
es außerdem zur Entstehung von Schwefelwasserstoff
kommen. In diesem Fall sollten
also mindestens drei Sensoren im tragbaren
Messgerät zum Einsatz kommen: Ein Sensor
zur Messung von brennbaren Gasen
(katalytischer Ex-Sensor oder Infrarot-Ex-
Sensor), ein elektrochemischer Sensor
zur Sauerstoffmessung und ein elektrochemischer
Sensor zur Schwefelwasserstoffmessung.
Idealerweise zeigt das Display die
drei Konzentrationen parallel und deutlich
lesbar an. Ein tragbares Gerät, das diese
Anforderungen erfüllt, ist das Dräger X-am
3000. Eine weitere relevante Substanz im
Abwasserbereich ist Kohlendioxid. Es entsteht
als Produkt natürlicher, biologischer
Stoffwechselprozesse, insbesondere in
biologischen Stufen von Kläranlagen. Die
Messung von Kohlendioxid ist grundsätzlich
mit elektrochemischen Sensoren möglich,
jedoch sind infrarotoptische Sensoren aufgrund
ihres schnelleren Ansprechverhaltens
besser geeignet. Insofern bietet das optimale
Mehrgasgerät für den Abwasserbereich
auch noch die Möglichkeit der Installation
eines infrarotoptischen Sensors für
Kohlendioxid. Diese Anforderungen und
darüber hinaus Wasserdichtigkeit und die
Möglichkeit der Kombination eines IR-CO2-
Sensors wahlweise mit katalytischem
Ex-Sensor oder IR-Ex-Sensor erfüllt das
Mehrgasgerät X-am 7000. Je nach Anwendungsfall
können entsprechende Sensoren
in Eigenregie eingesetzt werden, und das
gilt beim X-am 7000 auch für die Ex- und
IR-CO2-Sensoren. Auch die in das Messgerät
integrierte Pumpe kann vom Anwender
selbst nachgerüstet oder ausgetauscht
werden.
Enge Räume generell
Das für Abwasserleitungen und Kanäle
Gesagte gilt grundsätzlich auch für andere
enge Räume, wie Schächte, Rohrleitungen,
Kabelkanäle etc. In allen diesen engen
Räumen („Confined Space“) kann es bei
Eintrag organischen Materials zu Fäulnisprozessen
kommen, so dass die im Zusammenhang
mit Abwasser genannten Gasgefahren
auftreten können. Darüber hinaus
kann durch unvollständige Verbrennungsprozesse
(z. B. Kabelbrand, Schwelbrand)
das toxische Kohlenmonoxid entstehen. Für
diese Applikation sollte ein Mehrgasgerät
zum Einsatz kommen, das idealerweise die
Messung von fünf Gasen ermöglicht (Ex,
Sauerstoff, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff,
Kohlenmonoxid). Diese Anforderung
wird ebenfalls vom X-am 7000 erfüllt.
Dipl.-Ing. Oliver Schirk
Dräger Safety AG & Co. KGaA
Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass die Entscheidung für tragbare Eingas- oder
Mehrgasgeräte abhängig von der jeweiligen Anwendung ist. Im Bereich einzeln auftretender
toxischer Substanzen reicht ein Eingasmessgerät aus. Sobald neben der toxischen Substanz
auch mit Sauerstoffmangel zu rechnen ist, empfehlen sich zusätzlich die Messung
der Sauerstoffkonzentration und damit der Einsatz eines Mehrgasmessgerätes. Bei Freigabemessungen
für enge Räume muss normalerweise mit verschiedenen Luftschadstoffen
gerechnet werden, so dass der Einsatz eines Mehrgasmessgerätes (optimal: fünf Gase,
wechselbare Sensoren) anzuraten ist. |
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Dräger Safety AG & Co. KGaA |
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