油田在用氣體檢測儀不合格原因分析及對策

樊　靖，馬　紀

中國石油長慶油田分公司技術監測中心（陜西西安710018）

油田在用氣體檢測儀不合格原因分析及對策

樊靖，馬紀

中國石油長慶油田分公司技術監測中心（陜西西安710018）

氣體檢測儀是油田監控油氣區域場所內可燃氣、有毒有害氣體濃度的重要手段。對2015年油田氣體檢測儀檢定不合格數量進行了統計并對原因進行了歸類，同時針對原因進行了分析，制定對策，旨在提高油田氣體檢測儀的使用準確性，提升檢定合格率。

氣體檢測儀；不合格；漂移；誤差

氣體檢測儀是一種氣體泄露濃度檢測儀器儀表，主要利用氣體傳感器來檢測環境中存在的氣體濃度。近年來，氣體檢測儀廣泛應用于石油化工、安全環保、化學工業等各個行業，尤其在石油化工中的使用更為廣泛。長慶油田加強對危險區域的監控力度，油氣區域都安裝了固定式氣體檢測儀，同時要求外部施工單位現場作業配備便攜式氣體檢測儀。氣體檢測儀是否正常工作直接關系企業的財產安全和現場作業人員的生命安全［1］。

1　不合格分類

氣體檢測儀屬于國家強制檢定計量器具，可燃氣、有毒有害氣體、氧氣等檢定周期不大于1年，技術監測中心承擔了油田氣體檢測儀的入庫檢驗以及廠級單位的周期檢定工作，每年檢測數量達8 000～10 000臺，其中由于各類原因導致不合格數量200余臺，導致檢定不合格的原因有外觀不合格、示值超差、響應時間超差、通氣無反應、零點漂移等［2］。

2　不合格原因分析

2.1外觀不合格

國家計量檢定規程規定，氣體檢測儀外觀是首次檢定、后續檢定中必檢的項目。在油田使用中，便攜式檢測儀經常使用在修井、鉆井、油井維護等工作中，這些場所中，現場作業條件差，由于現場作業人員的保養不到位導致報警器的標識被油泥覆蓋模糊、出廠編號磨損無法辨識，背光不顯示或者充電接觸觸點損壞［3］。

2.2響應時間超差

1）未使用專用進氣罩。氣體檢測儀檢定時如果進氣罩與傳感器探頭接觸過緊，氣體無法正常溢流出去，產生正壓力，反之進氣罩與傳感器探頭接觸過松，外界氣體混入標準氣體進入探頭內，導致標準氣體實際值偏小。檢定規程中規定擴散式儀器應有專用進氣罩，油田便攜式氣體檢測儀種類繁多，多達幾十種，由于現場管理不到位，進氣罩經常丟失，采用自制進氣罩標定，無法控制檢定氣體與探頭之間的接觸距離，導致檢定響應時間超差。

2）標準氣體流量設置不正確。氣體檢測儀在規定的流量范圍內能才能保證良好的靈敏度，當流量小于測量要求時會使傳感器表面達不到真實的濃度，可燃氣體燃燒后得不到新氣體及時補充，燃燒不能繼續進行；氣體流量過大時，又會使元件散熱增大，降低了靈敏度。檢定規程給出了氣體流量基本的范圍，但是由于各廠家的設備存在差異，各廠家在說明書中對檢定流量做了進一步要求。在檢定過程中，檢定人員按照檢定規程設置標準氣體濃度時，如果所設定的流量與說明書要求的流量相差較大時，常常導致檢定中響應時間超差。

2.3示值超差

1）氣體檢測儀與控制柜通訊不連續?，F場氣體檢測儀一般由主控制器與現場安裝的檢測儀兩部分組成，主控器與檢測儀之間采用分線式連接，主控器與RTU連接后將信號傳遞到電腦上進行實時監控，當環境中氣體的濃度達到或超過預置報警值時，現場檢測儀將信號傳遞到主控制器，主控器發出報警指示，同時電腦監控進行閃爍報警。在現場檢定時，經常發現主控制器與現場檢測儀示值相差甚遠或者現場的檢測儀示值正常但是主控器無顯示，造成這類情況有兩種原因：一是現場管理不到位，氣體檢測儀布線時未按照既定的位置、深度布線，二次施工時線路被挖斷，導致現場有示值顯示，主控器無報警響應；二是現場使用的主控器在機房內受到其他電子設備的電磁干擾出現較大的漂移，導致示值超差［4］。

2）環境影響?？扇細怏w檢測儀大多屬于催化燃燒式，燃燒的實質是元件表面吸附的甲烷與吸附的氧離子之間反應，生成CO2和H2O?，F場檢定時，冬季油區溫度經常在0℃以下。在這種環境條件下檢定，標準氣體的惰性增強，分子內能降低，反應不夠活躍，甲烷與氧離子之間的反應遞減，導致儀表顯示值出現誤差。

3）氣體濃度與電流（電壓）信號成非線性關系。氣體檢測儀基本組成包括氣體傳感器、數模轉換電路、控制電路等方面。一般來說氣體檢測的濃度與經放大器放大的信號（經過溫度等方面的修正后）成線性關系。但是在實驗室進行檢定中發現，由于廠家選用或生產的探頭質量差，檢定時氣體氣體檢測儀濃度與電流（電壓）信號并非成線性關系，比如通入60%LEL（標準氣體檢測濃度下線），可燃標準氣體進行檢定合格，但是通入40%、80%時，出現較大的偏差［5］。

2.4通氣無反應

1）催化劑抑制物。在油氣生產現場，油氣中除了可燃氣經常伴有硫化物。硫化合物（經常與氣體一起釋放）會消除傳感器的活性，導致傳感器喪失敏感性并對目標氣體完全無反應，最終導致氣體檢測儀檢定通氣無反應。

2）傳感器探頭處濾網堵塞。日常使用中，雜質或者其他東西直接進入傳感器中，損壞傳感器，因此氣體檢測儀探頭處都會安裝濾網。在油氣現場作業時，由于作業人員的保養不到位，導致油泥、焊渣等一些雜志進入過濾網中，阻塞氣體通道導致氣體無法進入傳感器中與探頭發生反應，出現通氣無反應或者誤差偏大。

2.5零點漂移

1）環境影響。油田所屬站點地處山區或沙漠，環境條件惡劣，大風、沙塵天氣較多，晝夜溫差大，易造成氣體檢測儀主板和傳感器損害。例如：美國霍尼韋爾公司生產的紅外可燃氣體檢測報警儀，對使用環境條件要求較高，沙塵、高溫等都會對其產生一定程度的影響，導致零點漂移無法調整。

2）質量問題?？扇細怏w檢測報警器采用惠斯登電橋的方式將氣體濃度大小反映為電流的大小輸出，部分廠家采用定電壓路橋供電的方式，實際中電阻受環境溫度的影響會產生變化，進而導致電橋失去平衡，產生較大的零點漂移。

3　對策及建議

3.1加強現場儀表管理

1）加強日常維護保養。每周按動報警器自檢試驗系統一次，檢查系統的運行情況，檢查連接部位、顯示器和控制按鈕，檢查故障燈，檢查防爆密封件和緊固件，檢查探頭有無堵塞，檢查防水情況等內容。

2）建立檢測儀臺賬。對現場使用的氣體檢測儀建立臺賬，監控檢測儀的運行情況，同時將附件登記在冊。

3）合理選型?，F場安裝固定式氣體檢測儀時要合理化布線，保證埋線深度，防止其他施工對通訊造成破壞，同時主控制器盡量保證安裝在防雷防電磁干擾的地方。

3.2強化人員培訓

1）加強使用人員培訓。應對使用人員進行相關知識的培訓，使其熟悉檢測儀的工作性能和使用方法，掌握簡單故障排除方法，做到保管有序，使用規范。

2）規范檢定人員操作。檢定人員檢定時應采用專業通氣罩，同時對檢測儀進行檢定前采用檢定規程與使用說明書相結合的方法，選擇合適的通氣流量。

3.3加強監管力度

建議加強進入油田檢測儀的監管力度，選擇資質齊全，技術力量較雄厚的專業檢測單位進入油田檢測市場。同時針對現場環境，選擇適合環境條件的氣體檢測儀。

3.4合理規劃檢定時間

各油氣生產單位盡量調整氣體檢測報警儀的檢定時間，盡量避開冬季檢定。

［1］全國環境化學計量技術委員會.可燃氣體檢測報警器檢定規程：JJG 693-2011［S］.北京：中國質檢出版社，2011.

［2］全國環境化學計量技術委員會.一氧化碳檢測報警器檢定規程：JJG 915-2008［S］.北京：中國質檢出版社，2009.

［3］全國環境化學計量技術委員會.硫化氫氣體檢測儀檢定規程：JJG 695-2003［S］.北京：中國計量出版社，2004.

［4］李博，朱茜，孔小平，等.淺談氣體檢測報警儀的科學檢定［J］.計量與測試技術，2009，36（7）：3-4.

［5］顏偉.淺談可燃氣體檢測報警器的檢測［J］.計量與測試技術，2013，40（7）：37-38.

Gas detectors are used for the concentration monitoring of the combustible gas，toxic and harmful gas in the oil and gas areas of Changqing Oilfield.The number statistics of the unqualified gas detectors in the use of the oilfield in 2015 was finished，and the rea?sons leading to the gas detectors unqualified were classified and analyzed.The corresponding countermeasures were formulated in order to improve the detection accuracy and pass percent of the gas detectors.

gas detector；non conformity；drift；error

樊靖（1987-），男，主要從事流量計量機氣體檢測儀檢測工作。

本文編輯：路萍2016-06-25