Метан ағуы: немен іздеу керек және неге PID жарамайды

PID-детектор метанды анықтамайды: Ion Science деректері бойынша метанның иондану энергиясы 12,6 эВ, ал PID иондану энергиясы шамның энергиясынан жоғары емес заттарды ғана көреді, ең қуатты шам 11,7 эВ. Қысымдағы метан ағуының орны ультрадыбыстық ағу іздегішпен немесе акустикалық камерамен табылады, ал CH₄ концентрациясы басқа принциптегі аспаппен, мысалы, инфрақызыл (NDIR) анализатормен өлшенеді.

Неліктен PID метанды көрмейді

Фотоиондаушы детектор (PID) сынаманы ультракүлгін сәулемен сәулелендіреді. Фотон энергиясы жеткілікті болса, молекула электронын жоғалтады, ал аспап пайда болған тоқты өлшейді: ол концентрацияға пропорционал. Ion Science деректері бойынша шам иондану энергиясы шам фотондарының энергиясына тең немесе одан төмен заттарды ғана иондайды.

Зат немесе PID-шам	Иондану энергиясы / фотон энергиясы, эВ
Бензол	9,25
Ацетон	9,7
10,0 эВ шам	10,0
Күкіртсутек	10,5
10,6 эВ шам (стандартты)	10,6
Метанол	10,9
Хлороформ	11,4
11,7 эВ шам	11,7
Метан	12,6

Деректер Ion Science-тің «What is a PID?» техникалық мақаласынан алынған. Метан кез келген шамнан жоғары тұр, сондықтан таза метан ағуында PID нөл көрсетеді. Бұл аспаптың ақауы емес, әдістің физикасы. Сол мақалада Ion Science PID мүлдем әсер етпейтін заттарды атайды: таза ауаның құрамдас бөліктері, асыл газдар, шағын молекулалардың көпшілігі (сутек, CO, SO₂ және т.б.), табиғи газ, соның ішінде метан мен этан, фторлы қосылыстар, соның ішінде SF₆.

Метан жанында PID-пен жұмыс істеудегі екі қателік

• Одорантқа әсер ету. Ion Science табиғи газдың одоранты метилмеркаптанды PID көретін заттарға жатқызады. Аспап одорацияланған газ ағуының жанында әсер етуі мүмкін, бірақ көрсеткіш метанға емес, одорантқа және басқа ҰОҚ-қа қатысты.
• Сигналдың басылуы. Ion Science деректері бойынша су буы, метан және көмірқышқыл газы шамның иондаушы сәулесін басып, көрсеткішке әсер етуі мүмкін. Сынамада метан көп болса, ҰОҚ бойынша көрсеткіштер төмендетіліп көрсетілуі мүмкін.

PID шынымен қажет жерлер — ұшпа органикалық қосылыстар, бензол, LDAR бағдарламалары — «Өнеркәсіптік нысандардағы газ және ҰОҚ ағуын іздеу: Ion Science PID-детекторлары» мақаласында талданған.

Метан ағуын немен іздеу керек

Міндет	Әдіс	Не береді	Шектеуі
Қысымдағы құбырдағы немесе арматурадағы ағу орнын табу	Ультрадыбыстық ағу іздегіш	Сигнал максимумы бойынша ағу нүктесін	Газды анықтамайды және концентрацияны өлшемейді
Үлкен аймақты, эстакаданы, биік трассаны қарау	Акустикалық камера	Кескіндегі дыбыс көзін	Табылған нүкте жақыннан нақтыланады
CH₄ концентрациясын өлшеу	Метан анализаторы, мысалы, инфрақызыл (NDIR)	Метан концентрациясын	Ағудың нақты қай жерде екенін көрсетпейді
Сол аймақта ҰОҚ өлшеу	PID-детектор	Ұшпа органикалық қосылыстардың концентрациясын	Метанды көрмейді

Ультрадыбыс: газға қарамастан ағу орны

Саңылау арқылы қысыммен шыққан газ турбуленттілік тудырады, ал ол ультрадыбыс береді. SDT өзінің ультрадыбыстық аспаптарын сығылған ауа мен газдардың ағуын іздеуге арналған деп сипаттайды: аспап химиялық құрамды емес, ағып шығуды естиді, сондықтан ол үшін метанның ауадан айырмашылығы жоқ. Бұл қалай жұмыс істейтіні — «Ультрадыбыстық ағу іздегіш: қалай жұмыс істейді және нені табады» мақаласында; аралау тәртібі ауа ағуын іздегендегідей: «Сығылған ауаның ағуын қалай табуға болады: 5 тәсіл».

Жарылыс қаупі бар аймақтар үшін аспаптың орындалуы маңызды. SDT желісінде бұл ATEX орындалуындағы SDT270 ультрадыбыстық детекторы (Ex ia IIC T3/T2 Ga) және ATEX нұсқасындағы SonaVu+ акустикалық камерасы (Class I, Division 1); SonaVu+ карточкасында қолданылу салалары арасында ұшпа шығарындыларды (fugitive emissions) анықтау көрсетілген. ATEX камерасы туралы толығырақ — «Жарылыс қаупі бар аймақтардағы ультрадыбыстық диагностика: жаңа SonaVu+ ATEX камерасы» мақаласында.

Метан анализаторы: концентрация

CH₄ мөлшерін білу қажет болғанда — биогазда, когенерациялық қондырғыда, қауіпсіздікті бақылау үшін — метанды көретін принциптегі анализатор керек. Мысалы, Cambridge Sensotec компаниясының Rapidox 1100 CH₄ анализаторы NDIR инфрақызыл принципімен жұмыс істейді, 4–20 мА және RS232/Modbus шығыстары және бағдарламаланатын апаттық шектері бар.

Нысандағы жұмыс тәртібі

1. Не қажет екенін анықтаңыз: ағу орнын табу, метан концентрациясын өлшеу немесе ҰОҚ бақылау. Аспап осыған байланысты.
2. Аспаптың жұмыс істейтін аймағыңызға рұқсат етілгеніне көз жеткізіңіз (жарылыс қаупі бар аймақтар үшін ATEX орындалуы).
3. Қысымдағы құбырлар мен арматураны ультрадыбыстық аспаппен аралап шығыңыз немесе аймақты акустикалық камерамен қараңыз; табылған ағуларды белгілеңіз.
4. Концентрация қажет жерде оны метан анализаторымен, ал ҰОҚ-ты PID-детектормен өлшеңіз, PID метанды көрмейтінін есте сақтаңыз.
5. Орындар мен көрсеткіштерді жазып, жөндеу тағайындаңыз.

Қай аспапты таңдау керек

• Қысымдағы газ ағуының орны, сонымен қатар ультрадыбыстық диагностиканың басқа міндеттері — SDT340; жарылыс қаупі бар аймақтар үшін — ATEX орындалуындағы SDT270.
• Үлкен аймақтар мен биік трассаларды шолу — SonaVu+ акустикалық камерасы, ATEX нұсқасы бар.
• Метан концентрациясы — Rapidox 1100 CH₄ анализаторы.

KEG TRK SDT ультрадыбыстық аспаптарын, Ion Science PID-детекторларын және Rapidox анализаторларын Қазақстанда жеткізеді. Бағасы сұраныс бойынша.

Дереккөздер

• Ion Science. Technical/Application Article 01: What is a PID?
• Ion Science. Cross Sensitivity of Photoionization Detectors.
• SDT Ultrasound Solutions. Compressed Air & Gas Leak Detection.
• SDT Ultrasound Solutions. Detecting Compressed Air and Gas Leaks Using the SDT340.