سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازهای خالص و ترکیبی تماس بگیرید.02146837072 – 09033158778

۱. کالیبراسیون در عسلویه و بندرعباس

مناطق ویژه اقتصادی عسلویه و بندرعباس به عنوان قطب‌های اصلی صنعت نفت، گاز، پتروشیمی و همچنین صنایع فولاد و بندری کشور، نقش بسزایی در اقتصاد ملی ایفا می‌کنند. این تمرکز صنعتی، هرچند سودمند، چالش‌های زیست‌محیطی و ایمنی قابل توجهی را نیز به همراه دارد. یکی از مهم‌ترین این چالش‌ها، کنترل و نظارت بر انتشار و حضور آلاینده‌های گازی در محیط کار و اتمسفر اطراف این صنایع است. گازهای سمی، قابل اشتعال، و حتی گازهای بی‌اثر در غلظت‌های بالا می‌توانند تهدید جدی برای سلامت انسان، ایمنی تأسیسات و کیفیت محیط زیست محسوب شوند.

دستگاه‌های اندازه‌گیری گاز (گازسنج‌ها) ابزارهای حیاتی برای پایش این آلاینده‌ها هستند. این تجهیزات با سنجش غلظت گازهای مختلف مانند H2S (سولفید هیدروژن)، CO (مونوکسید کربن)، O2 (اکسیژن)، CH4 (متان)، LEL (حد پایین اشتعال‌پذیری) و ترکیبات آلی فرار (VOCs) اطلاعات لازم را برای ارزیابی ریسک و اتخاذ تدابیر پیشگیرانه فراهم می‌کنند. با این حال، دقت و اعتبار نتایج حاصل از این گازسنج‌ها به طور مستقیم به کالیبراسیون صحیح و دوره‌ای آن‌ها بستگی دارد.

کالیبراسیون فرآیندی است که طی آن، عملکرد یک ابزار اندازه‌گیری با یک استاندارد مرجع مقایسه و در صورت لزوم تنظیم می‌شود تا از صحت و دقت نتایج اطمینان حاصل گردد. در محیط‌های صنعتی مانند عسلویه و بندرعباس، که شرایط عملیاتی سخت، دماهای بالا، رطوبت زیاد و حضور مواد شیمیایی خورنده متداول است، این نیاز به کالیبراسیون اهمیتی دوچندان پیدا می‌کند.

این مقاله با هدف ارائه یک نگاه جامع و علمی به فرآیند کالیبراسیون گازسنج و آنالیز گاز در این مناطق تدوین شده است. تلاش بر این است که تمامی جنبه‌های مرتبط، از اهمیت مبانی نظری تا چالش‌های عملی و راهکارهای نوین، به تفصیل مورد بررسی قرار گیرند.

۲. اهمیت کالیبراسیون گازسنج و آنالیز گاز

۲.۱. تضمین ایمنی شغلی:
صنایع عسلویه و بندرعباس محیط‌هایی بالقوه خطرناک هستند. حضور گازهایی مانند سولفید هیدروژن (H2S) که سمی و کشنده است، مونوکسید کربن (CO) که بازدارنده انتقال اکسیژن در خون است، و متان (CH4) که با ایجاد اختناق و همچنین قابلیت اشتعال، خطر جانی ایجاد می‌کند، امری رایج است. گازسنج‌های کالیبره شده دقیق، به کارکنان هشدار می‌دهند تا در معرض سطوح خطرناک این گازها قرار نگیرند. در صورت عدم کالیبراسیون، گازسنج ممکن است غلظت واقعی گاز را کمتر نشان دهد (خطای سیستمی منفی) یا حتی هیچ واکنشی نشان ندهد، که این امر می‌تواند منجر به ورود کارکنان به مناطق آلوده و بروز حوادث ناگوار شود.

۲.۲. حفاظت از محیط زیست:
فعالیت‌های صنعتی در این مناطق، در صورت عدم کنترل صحیح، می‌توانند منجر به انتشار انواع آلاینده‌های گازی به اتمسفر شوند. گازهایی مانند SO2 (دی‌اکسید گوگرد)، NOx (اکسیدهای نیتروژن) و VOCs می‌توانند باعث باران اسیدی، تخریب لایه اوزون، و ایجاد مه دود (سموگ) شوند. آنالیز دقیق گازهای خروجی از دودکش‌ها و همچنین پایش کیفیت هوای محیطی، که به طور مستقیم به عملکرد صحیح گازسنج‌ها وابسته است، به صنایع کمک می‌کند تا از رعایت استانداردهای زیست‌محیطی اطمینان حاصل کنند و تأثیر فعالیت‌های خود را بر محیط زیست به حداقل برسانند. کالیبراسیون نادرست می‌تواند منجر به عدم تشخیص انتشار آلاینده‌های مضر و در نتیجه نقض مقررات زیست‌محیطی گردد.

۲.۳. اطمینان از کیفیت محصولات:
در برخی صنایع، مانند صنایع غذایی (بسته بندی عسل) یا فرآوری برخی مواد شیمیایی، کیفیت گازهای مورد استفاده در فرآیند یا گازهای تولید شده به عنوان محصول جانبی، اهمیت دارد. به عنوان مثال، در فرآیند بسته‌بندی برخی محصولات، ممکن است از گازهای خاصی برای حفظ تازگی استفاده شود. کالیبراسیون صحیح گازسنج‌ها اطمینان می‌دهد که غلظت این گازها در حدود مجاز و مطلوب قرار دارد.

۲.۴. قابلیت اطمینان عملیاتی و اقتصادی:
نشت گازهای قابل اشتعال مانند متان یا هیدروژن می‌تواند منجر به آتش‌سوزی و انفجارهای ویرانگر شود که خسارات مالی عظیمی را به همراه دارد. تشخیص زودهنگام این نشت‌ها توسط گازسنج‌های کالیبره شده، از وقوع حوادث بزرگ جلوگیری می‌کند. همچنین، در فرآیندهای صنعتی که نیاز به کنترل دقیق غلظت گازها وجود دارد، کالیبراسیون نادرست می‌تواند منجر به کاهش راندمان تولید، افزایش مصرف مواد اولیه و تولید محصولات نامنطبق با استاندارد شود که همگی جنبه‌های اقتصادی منفی دارند.

۲.۵. انطباق با استانداردها و مقررات:
نهادهای نظارتی ملی و بین‌المللی، استانداردهایی را برای حداکثر غلظت مجاز آلاینده‌های گازی در محیط کار و همچنین برای روش‌های اندازه‌گیری و کالیبراسیون تجهیزات تعیین کرده‌اند. کالیبراسیون منظم و مستند گازسنج‌ها، یکی از الزامات اصلی برای انطباق با این استانداردها و جلوگیری از جریمه‌ها و توقف فعالیت‌های عملیاتی است.

۳. روش‌های کالیبراسیون گازسنج

کالیبراسیون گازسنج‌ها بر پایه مقایسه پاسخ دستگاه اندازه‌گیری با یک گاز مرجع با غلظت معلوم و استاندارد انجام می‌شود. این فرآیند معمولاً شامل مراحل زیر است:

۳.۱. انتخاب گازهای استاندارد (Calibration Gases):

گازهای تکی (Single-component gases): برای کالیبراسیون سنسورهای تکی، از گازهای استاندارد با خلوص بالا و غلظت معلوم استفاده می‌شود. برای مثال، برای کالیبراسیون سنسور H2S، از گاز H2S در غلظت‌های مشخص (مثلاً ۱۰ ppm یا ۵۰ ppm) در یک گاز حامل (مانند نیتروژن یا هوا) استفاده می‌شود.

گازهای ترکیبی (Multi-component gases): برای گازسنج‌های چندگانه، از مخلوطی از گازها در غلظت‌های مشخص استفاده می‌شود. این امر زمان کالیبراسیون را کاهش می‌دهد، اما نیاز به دقت بالاتری در تهیه مخلوط گازی دارد.

۳.۲. تهیه گازهای استاندارد:

کپسول‌های گاز تحت فشار (Pressurized gas cylinders): رایج‌ترین روش، استفاده از کپسول‌های گاز استاندارد است که غلظت گازهای موجود در آن‌ها توسط آزمایشگاه‌های معتبر تضمین شده است. این کپسول‌ها باید دارای تاریخ انقضاء و گواهی کالیبراسیون معتبر باشند.

ژنراتورهای گاز (Gas generators): در برخی موارد، به ویژه برای گازهایی که به سرعت تجزیه می‌شوند (مانند H2S) یا برای حجم کالیبراسیون زیاد، از ژنراتورهای گاز استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها با واکنش‌های شیمیایی یا الکتروشیمیایی، گاز مورد نظر را در لحظه تولید کرده و غلظت آن را تنظیم می‌کنند.

۳.۳. روش‌های کالیبراسیون:

کالیبراسیون صفر (Zero Calibration): در این مرحله، گازسنج در معرض گازی قرار داده می‌شود که عاری از آلاینده مورد نظر است (مانند هوای تمیز یا نیتروژن خالص). این کار برای تنظیم نقطه صفر دستگاه و اطمینان از عدم نشان دادن مقدار خطا در غیاب آلاینده انجام می‌شود.

کالیبراسیون اسپَن (Span Calibration): در این مرحله، دستگاه در معرض گاز استاندارد با غلظت معلوم (معمولاً در محدوده کاری مورد انتظار) قرار داده می‌شود. سپس، دستگاه تنظیم می‌شود تا غلظت صحیح را نمایش دهد. این کالیبراسیون، نقطه حساسیت (Span) سنسور را تعیین و تنظیم می‌کند.

کالیبراسیون چند نقطه‌ای (Multi-point Calibration): برخی سنسورها، به ویژه سنسورهای الکتروشیمیایی، ممکن است در محدوده‌های غلظتی مختلف، پاسخ غیرخطی داشته باشند. در این حالت، کالیبراسیون در دو یا سه نقطه مختلف (نقطه صفر، نقطه میانی، و نقطه بالایی) انجام می‌شود تا خطی بودن یا عدم خطی بودن پاسخ دستگاه پوشش داده شود.

۳.۴. تجهیزات مورد نیاز:

گازسنج مورد نظر (Unit under calibration – UUC): دستگاهی که قرار است کالیبره شود.

گازهای استاندارد کالیبراسیون: کپسول‌های گاز استاندارد با غلظت‌های معلوم و معتبر.

رگولاتورها (Regulators): برای کنترل دقیق جریان و فشار گاز استاندارد.

شیلنگ‌ها و اتصالات: از جنس مقاوم در برابر گاز مورد نظر و بدون نشتی.

آداپتورهای اتصال: برای اتصال کالیبراسیون به دستگاه.

سیستم تهویه یا هود: برای اطمینان از ایمنی در هنگام استفاده از گازهای استاندارد.

نرم‌افزار یا ابزار ثبت نتایج: برای مستندسازی فرآیند کالیبراسیون.

۳.۵. فرآیند گام به گام کالیبراسیون:

آماده‌سازی: اطمینان از اینکه گازسنج در حالت عملیاتی پایدار قرار دارد و سنسورها به حد کافی فعال شده‌اند.

کالیبراسیون صفر: دستگاه را به یک جریان هوای تمیز یا گاز خنثی متصل کرده و نقطه صفر را تنظیم کنید.

کالیبراسیون اسپَن: دستگاه را به جریان گاز استاندارد با غلظت معلوم متصل کنید. پس از پایدار شدن نمایشگر، دستگاه را طوری تنظیم کنید که غلظت صحیح را نمایش دهد.

بررسی مجدد: پس از کالیبراسیون اسپَن، مجدداً دستگاه را در معرض گاز صفر قرار دهید تا اطمینان حاصل شود که نقطه صفر همچنان صحیح است.

ثبت نتایج: نتایج کالیبراسیون (قبل و بعد از تنظیم)، تاریخ، نام تکنسین، و شناسه دستگاه باید ثبت و مستند شود.

۳.۶. دوره‌های کالیبراسیون:
دوره‌های کالیبراسیون به نوع گازسنج، نوع سنسور، شرایط محیطی، و توصیه‌های سازنده بستگی دارد. به طور کلی، کالیبراسیون باید به صورت روزانه (قبل از شروع کار)، هفتگی، یا ماهانه انجام شود. همچنین، پس از هرگونه تعمیر، ضربه، یا در صورت مشکوک بودن به نقص عملکرد، باید کالیبراسیون صورت گیرد.

۴. آنالیز گاز در عسلویه و بندرعباس

آنالیز گاز در این مناطق به دو دسته کلی تقسیم می‌شود:

۴.۱. پایش محیطی (Environmental Monitoring):
هدف از این نوع آنالیز، سنجش غلظت آلاینده‌های گازی در هوای محیطی (چه در فضای باز و چه در فضاهای بسته مانند کارگاه‌ها، اتاق‌های کنترل، و فضاهای confined) است.

گازهای رایج مورد پایش:

H2S (سولفید هیدروژن): گازی با بوی تخم مرغ گندیده، بسیار سمی و خورنده، که در فرآیندهای پالایشگاهی و تولید گاز طبیعی رایج است.

CO (مونوکسید کربن): گازی بی‌رنگ و بی‌بو، حاصل از احتراق ناقص، که باعث کاهش توانایی خون در حمل اکسیژن می‌شود.

O2 (اکسیژن): سنجش اکسیژن برای اطمینان از وجود مقدار کافی آن در فضاهای بسته (جلوگیری از خفگی) و همچنین در برخی فرآیندها که نیاز به کنترل اتمسفر اکسیدکننده یا احیاکننده دارند، حیاتی است.

CH4 (متان) و سایر هیدروکربن‌ها (HC): به عنوان گازهای قابل اشتعال و در برخی موارد سمی، پایش آن‌ها برای جلوگیری از انفجار و آتش‌سوزی ضروری است.

SO2 (دی‌اکسید گوگرد) و NOx (اکسیدهای نیتروژن): به عنوان آلاینده‌های اصلی ناشی از احتراق سوخت‌های فسیلی، پایش آن‌ها برای ارزیابی اثرات زیست‌محیطی و رعایت استانداردها مهم است.

VOCs (ترکیبات آلی فرار): بسیاری از این ترکیبات، اثرات نامطلوب بر سلامت انسان و محیط زیست دارند و حضورشان در محیط کار باید کنترل شود.

۴.۲. پایش فرآیندی (Process Monitoring):
در این حالت، آنالیز گاز برای کنترل و بهینه‌سازی فرآیندهای صنعتی انجام می‌شود.

نمونه‌برداری از خطوط فرآیند (In-line sampling): برداشت نمونه از جریان گاز در درون خطوط لوله یا مخازن برای اندازه‌گیری غلظت گازهای خاص.

آنالیز گازهای خروجی (Stack Gas Analysis): سنجش غلظت آلاینده‌ها در دودکش‌ها و فلرها برای اطمینان از رعایت حدود مجاز انتشار و همچنین برای بهینه‌سازی راندمان احتراق.

بررسی کیفیت هوا در فضاهای confined: اندازه‌گیری غلظت گازهای خطرناک قبل از ورود کارکنان به فضاهای بسته‌ای که ممکن است اتمسفر آن‌ها تغییر کرده باشد (مانند تانک‌ها، مخازن، چاه‌ها).

۵. چالش‌ها در کالیبراسیون و آنالیز گاز در عسلویه و بندرعباس

مناطق عسلویه و بندرعباس با ویژگی‌های خاص خود، چالش‌های منحصر به فردی را در زمینه کالیبراسیون و آنالیز گاز ایجاد می‌کنند:

۵.۱. شرایط محیطی سخت:

دما و رطوبت بالا: دماهای بالا و رطوبت زیاد در این مناطق می‌تواند بر عملکرد سنسورها تأثیر گذاشته و منجر به خطای اندازه‌گیری شود. همچنین، تجمع رطوبت در اتصالات و تجهیزات می‌تواند باعث خوردگی یا مسدود شدن آن‌ها گردد.

گرد و غبار و ذرات معلق: وجود گرد و غبار و ذرات ریز در هوا می‌تواند باعث کثیف شدن فیلترها، مسدود شدن مسیر گاز به سنسور، و در نتیجه کاهش دقت یا از کار افتادن دستگاه شود.

محیط خورنده: حضور بخارات نمکی، مواد شیمیایی خورنده (اسیدها، بازها) و گازهایی مانند H2S، باعث خوردگی سریع بدنه دستگاه‌ها، اتصالات و سنسورها می‌شود.

۵.۲. تنوع گازهای مورد اندازه‌گیری:

وجود طیف وسیعی از گازها: صنایع در این مناطق طیف وسیعی از گازها را تولید یا استفاده می‌کنند که هر کدام نیازمند سنسور و روش کالیبراسیون خاص خود هستند.

گازهای با غلظت پایین: برخی آلاینده‌ها، مانند H2S، در غلظت‌های بسیار پایین (ppb) نیز خطرناک هستند و سنجش دقیق آن‌ها نیازمند سنسورهای بسیار حساس و کالیبراسیون دقیق با گازهای استاندارد با غلظت پایین است.

گازهای قابل اشتعال: اندازه‌گیری دقیق حد پایین اشتعال‌پذیری (LEL) برای جلوگیری از انفجار، نیازمند استفاده از سنسورهای مناسب (مانند کاتالیستی یا مادون قرمز) و کالیبراسیون با مخلوط‌های هیدروکربنی استاندارد است.

۵.۳. الزامات دقت و اعتبار:

اهمیت حیاتی نتایج: خطای کوچک در اندازه‌گیری می‌تواند منجر به پیامدهای فاجعه‌بار ایمنی یا زیست‌محیطی شود. بنابراین، اطمینان از دقت نتایج کالیبراسیون امری حیاتی است.

استانداردها و گواهینامه‌ها: نیاز به انطباق با استانداردها (مانند ISO، IEC) و ارائه گواهینامه‌های معتبر کالیبراسیون، نیازمند سیستم مدیریت کیفیت قوی و پیروی دقیق از روش‌ها است.

۵.۴. دسترسی به گازهای استاندارد و تجهیزات:

پیچیدگی تهیه گازهای استاندارد: تهیه کپسول‌های گاز استاندارد با غلظت‌های دقیق و مخلوط‌های پیچیده، به خصوص برای گازهای فعال یا گران‌قیمت، می‌تواند دشوار و هزینه‌بر باشد.

کالیبراسیون در محل (On-site Calibration): انجام کالیبراسیون در محل، به خصوص در سکوها یا مناطق دورافتاده، نیازمند انتقال تجهیزات کالیبراسیون، گازهای استاندارد، و پرسنل آموزش‌دیده است که خود چالش‌هایی را به همراه دارد.

۵.۵. آموزش و مهارت پرسنل:

نیاز به تکنسین‌های ماهر: کالیبراسیون و آنالیز گاز نیازمند دانش تخصصی در زمینه عملکرد سنسورها، تکنیک‌های کالیبراسیون، و تفسیر نتایج است. کمبود پرسنل آموزش‌دیده و با تجربه می‌تواند یکی از چالش‌های اصلی باشد.

پیچیدگی تجهیزات: با پیشرفت تکنولوژی، گازسنج‌ها و آنالایزرها پیچیده‌تر می‌شوند و نیاز به آموزش مداوم پرسنل برای استفاده و نگهداری صحیح آن‌ها وجود دارد.

۵.۶. مدیریت و نگهداری تجهیزات:

فواصل زمانی کالیبراسیون: تعیین فواصل زمانی مناسب برای کالیبراسیون، به خصوص با توجه به شرایط محیطی متغیر، نیازمند تحلیل داده‌های عملکردی و تجربه‌های گذشته است.

عمر سنسورها: سنسورهای الکتروشیمیایی و کاتالیستی عمر محدودی دارند و پس از مدتی نیاز به تعویض دارند. مدیریت موجودی سنسورهای یدکی و زمان‌بندی تعویض آن‌ها، بخشی از چالش‌های نگهداری است.