Časopis 112 ROČNÍK XXIII ČÍSLO 7/2024

Protiplynový kontejner je součástí vozového parku stanice Klatovy od roku 2019 a jeho konstrukce a vybavení se při náročných zásazích již mnohokrát osvědčily. Vyšetřování příčiny vzniku požáru novostavby rodinného domu vyžadovalo vzhledem ke složitému mechanismu jeho vzniku maximální nasazení a spolupráci všech osob, které se na vyšetřování podílely. Při řešení mimořádných událostí jsou hasiči a další zasahující vystaveni řadě nebezpečí. Hasiči jsou mimo jiné vybaveni i detekčními přístroji na stanovení koncentrace hořlavých par a plynů (explozimetry nebo také LEL senzory). Virtuální asistent řídícího důstojníka neboli VARD je webovou aplikací vyvinutou pro Hasičský záchranný sbor hl. m. Prahy a určenou především pro řídící důstojníky, velící důstojníky směn, krajské operační a informační středisko a členy výjezdové skupiny ochrany obyvatelstva. 

Při řešení mimořádných událostí (MU) jsou hasiči a další zasahující vystaveni řadě nebezpečí. Jedno z nich představuje ohrožení záchranářů únikem nebezpečných chemických látek, kdy celá řada těchto úniků je spojena s rizikem vzniku výbušného prostředí. K tomu může docházet například během výroby, dopravy nebo manipulace s hořlavými kapalinami. Jedním z nejdůležitějších úkolů jednotek požární ochrany (PO) u MU je průzkum místa zásahu, jehož cílem je potvrdit, nebo vyloučit přítomnost nebezpečných chemických látek a získat o nich další informace [1].

K tomu využívají jednotky PO detekční a měřicí věcné prostředky, a tak snižují míru rizika a zvyšují ochranu zasahujících osob. Hasiči jsou mimo jiné vybaveni i detekčními přístroji na stanovení koncentrace hořlavých par a plynů (explozimetry nebo také LEL senzory).

Nejrozšířenější explozimetry používané u Hasičského záchranného sboru České republiky (HZS ČR) obsahují katalytický senzor, který pracuje na principu katalytického spalování hořlavých plynů a par, kdy tento proces doprovází změna teploty a elektrického odporu, jenž se následně měří. Tyto explozimetry vyžadují pro svou činnost atmosféru s koncentrací minimálně 10 % kyslíku [2].

Jedním z nejfrekventovaněji používaných detekčních přístrojů, které jsou rozšířeny v rámci HZS ČR, je GasAlert Micro 5 (výrobce BW Technologies by Honeywell). Tento typ detektoru je možné vybavit až pěti kusy senzorů pro detekci a stanovení koncentrace různých plynných látek ve vzduchu. Detektor pro hasiče je zpravidla vybaven čtyřmi nebo pěti senzory:

• explozimetrem,
• oxymetrem (senzor na stanovení koncentrace kyslíku ve vzduchu),
• senzorem pro detekci a stanovení koncentrace oxidu uhelnatého,
• senzorem pro detekci a stanovení koncentrace sulfanu,
• fotoionizačním detektorem (PID).

Uvedený explozimetr je určený pro zjištění procent dolní meze výbušnosti hořlavých plynů a par hořlavých kapalin (% LEL). Explozimetr se z tohoto důvodu označuje také jako LEL senzor podle anglického názvu Lower Explosion Limit. Ověřování měřicích vlastností právě tohoto LEL senzoru bylo hlavním předmětem testování.

Činnost LEL senzoru je ohrožena tzv. katalytickými jedy, které způsobují otravu LEL senzoru, kupříkladu silikonové výpary. Tyto látky zabrání katalytickému spalování a LEL senzor se stává nefunkčním a poskytuje nulový signál při přítomnosti výbušné látky. Z tohoto důvodu je možné LEL senzor chránit filtrem. Ten však zapříčiní, že není možné detekovat správně procenta dolní meze výbušnosti některých nebezpečných látek, jako je například aceton a toluen nebo také benzín a nafta [3]. Proto byly testovány LEL senzory s filtrem i bez něj, aby se ověřilo, zda jsou citlivé v plném rozsahu měřených nebezpečných látek při měření dolních koncentračních mezí výbušnosti hořlavých plynů a par hořlavých kapalin.

Byly testovány detekční přístroje GasAlert Micro 5 s vnitřním čerpadlem osazené LEL senzorem s filtrem i bez filtru. Testovací plynná směs se připravovala do tedlarového vaku o objemu 10 l tak, že byl vak napuštěný 8 l vzduchu a bylo přidáno definované množství hořlavého plynu nebo hořlavé kapaliny, jež byla následně zplyněna. Připravená plynná směs byla vzorkována na LEL senzory po dobu pěti minut. Na následujících grafech jsou uvedené časové závislosti procent dolní meze výbušnosti vybraných hořlavých plynů a par hořlavých kapalin. Z hlediska porovnání procent dolních mezí výbušnosti, ale i doby odezvy LEL senzorů vybraných hořlavých plynů a par hořlavých kapalin se potvrdilo, že LEL senzor s filtrem není schopen detekovat některé plyny (tab. 1) a jsou i rozdíly v době odezvy a v naměřených procentech dolních mezí výbušnosti.

Dolní meze výbušnosti benzínu je možné měřit jak LEL senzorem bez filtru, tak LEL senzorem s filtrem. LEL senzor s filtrem má ale delší dobu odezvy. Metodou plynové chromatografie s hmotnostním spektrometrem bylo zjištěno, že filtr LEL senzoru zachytává těžší složky benzínu (naftalen a těžší molekuly), které jsou méně těkavé. Filtrem prochází pouze lehčí složky benzínu. To však senzoru nebrání plnit jeho ochrannou funkci, protože v automobilovém benzínu je většina těkavých složek zodpovědná za jeho výbušné vlastnosti, a proto je možné úspěšně měřit páry benzínu i LEL senzorem, který je chráněný filtrem z křemenných vláken.

Při těchto zkouškách se také zjistilo, že zničené LEL senzory ukazují stále nulovou hodnotu procent dolní meze výbušnosti při měření plynné směsi vzduchu s hořlavými plyny a parami hořlavých kapalin bez zjevné signalizace nefunkčnosti LEL senzoru na detekčním přístroji.

V dalším testování byla pozornost soustředěna na odhalení příčin nefunkčnosti LEL senzoru. Ten s filtrem i bez něj měřil střídavě plynnou směs vzduchu s parami benzínu nebo ethanolu po dobu 150 hodin. Po této době byly oba typy LEL senzorů stále funkční a nedošlo k jejich zničení. Po těchto zkouškách se přešlo k ověření vlivu zapnutí a následného okamžitého vypnutí detekčních přístrojů na životnost LEL senzorů s filtrem a bez filtru. Detektory byly ponechány v chemické laboratoři a byly dvakrát denně zapnuty a ihned vypnuty. Jejich funkčnost byla ověřována měřením plynné směsi vzduchu s automobilovým benzínem. Při těchto zkouškách se ukázalo, že již po 40 opakováních ukazují LEL senzory s filtrem i bez něj při měření plynné směsi vzduchu s automobilovým benzínem nulové odezvy procent dolní meze výbušnosti. LEL senzory s filtrem i bez něj byly tímto způsobem zničeny. Na LEL senzory se zachytávají plyny a páry hořlavých kapalin i v případě, že je detektor vypnutý a po jeho zapnutí potřebuje LEL senzor čas, aby došlo ke spálení všech nachytaných látek, což negativně ovlivňuje jeho životnost.

Volba LEL senzoru s filtrem či bez filtru je v rukou uživatelů a závisí na jejich preferencích. Při nesprávném zacházení s LEL senzorem, zejména pak při jeho okamžitém vypínání ihned po zapnutí, je ve střednědobém horizontu ohrožena funkčnost obou LEL senzorů.

Na základě tohoto testování vyplynulo několik doporučení k používání explozimetrů pracujících na principu katalytického spalování a sloužících ke stanovení procent dolní meze výbušnosti plynů a par hořlavých kapalin. S těmito doporučeními byli seznámeni rovněž příslušníci HZS ČR, a to v rámci oficiální služební komunikace. Níže je uveden zkrácený výňatek těchto doporučení, která se odrážejí od způsobu použití explozimetrů u HZS ČR.

Doporučení č. 1

Při pravidelné kontrole explozimetru je vhodné ho po spuštění v čistém prostředí ponechat v provozu minimálně po dobu 15 minut, lépe však po dobu 30 minut. Zcela nevhodné je zkoušet explozimetr v garáži za probíhající zkoušky agregátů.

Doporučení č. 2

Explozimetr je vhodné uskladňovat v přepravních obalech doporučených výrobcem, u kterých je minimalizováno riziko uvolňování látek poškozujících LEL senzor. Vyvarujte se uskladňování explozimetru v prostředí, kde je zvýšené riziko kontaminace LEL senzoru, např. za přítomnosti pohonných hmot, dezinfekčních a dekontaminačních prostředků. Vhodnost výběru daného přepravního obalu konzultujte s výrobcem explozimetru. I vhodný obal lze sekundárně dlouhodobě kontaminovat látkami, které způsobí poškození LEL senzoru, např. dezinfekčními činidly. Při pravidelné očistě explozimetrů nebo přepravních obalů není vhodné používat přípravky s těkavými organickými látkami ani agresivní chemikálie, jako je např. Savo nebo Persteril. Vhodné jsou roztoky na bázi vody. Při očistě explozimetrů používejte pouze přípravky doporučené výrobcem.

Doporučení č. 3

Za účelem ověření a zajištění správné funkčnosti explozimetru se doporučuje v pravidelných intervalech kontrolovat LEL senzor „bump“ testem, který je stanoven a odsouhlasen výrobcem explozimetru, a to za použití kalibračního plynu. V případě nárazové expozice LEL senzoru nebezpečnými látkami (např. v podmínkách požáru), které mohou ohrozit funkčnost LEL senzoru (např. sloučeniny síry, výpary sloučenin křemíku, halogenované sloučeniny), je doporučeno před dalším použitím explozimetru řádně provést rovněž „bump“ test, a to v souladu s pokyny a doporučením výrobce. Pokud dojde při používání explozimetru v průběhu měření k přetížení LEL senzoru (hodnota koncentrace plynu, kterou signalizuje LEL senzor, pomalu klesá i v prostředí, kde bezpečně víte, že se hořlavé páry a plyny již nenachází), se doporučuje ponechat explozimetr vždy zapnutý v čistém prostředí, dokud se samovolně nevyčistí. V některých případech může docházet k vyčištění LEL senzoru i v řádu několika hodin.

Na závěr je nutné zdůraznit, že uvedená doporučení a závěry se ve všech detailech netýkají přístrojů osazených jiným typem senzoru umožňujícím detekci a stanovení koncentrace hořlavých par a plynů, např. TCD senzor, IR senzor nebo PID senzor. Informace o typu senzoru je nutné získat z technické dokumentace detektoru. Během používání a údržby explozimetrů je vhodné primárně vycházet z pokynů a doporučení stanovených jeho výrobcem.

Seznam informačních zdrojů

[1] MATĚJKA, J., Chemická služba: učební skripta. Praha: MV-GŘ HZS ČR, 2012.
[2] MAXA, P., Detekce nebezpečných plynů u jednotek požární ochrany v Karlovarském kraji: bakalářská práce. Praha: ČVUT Fakulta biomedicínského inženýrství, 2019.
[3] https://www.gasmonitors.cz/dulezite-informace. 

kpt. Ing. Petra BURSÍKOVÁ, Ph.D., Technický ústav požární ochrany, kpt. Ing. Jiří MATĚJKA, MV-generální ředitelství HZS ČR

vytisknout  e-mailem  X Corp.   Facebook