Crowcon - gasdetectie om levens te redden
Zoeken op
ARTIKEL
De uitdaging van H2S-monitoring aangaan

Waterstofsulfide (H2S) is een gevaarlijk gas dat moet worden bewaakt rond upstream olie- en gasinstallaties. Detectoren moeten vaak in moeilijke omstandigheden werken, zoals het extreme klimaat in het Midden-Oosten. Dit vormt een probleem voor traditionele H2S-detectoren, die afhankelijk zijn van natte chemie, waarbij het doelgas veranderingen in een elektrolyt teweegbrengt. Hoge temperaturen en een lage luchtvochtigheid hebben de neiging de sensoren uit te drogen, wat de prestaties vermindert en leidt tot frequente vervanging en hogere kosten.

Een mogelijk alternatief is de metaaloxide-halfgeleidertechnologie (MOS), die niet aan hetzelfde probleem lijdt. MOS-sensoren hebben echter nog verscheidene andere belangrijke nadelen. Het meest verontrustend is dat sommige sensoren geneigd zijn te gaan "slapen" als ze een tijdlang geen gas tegenkomen, wat een echt veiligheidsprobleem is.

Bovendien moeten MOS-sensoren worden verwarmd om consistente resultaten te verkrijgen. Ze hebben tijd nodig om op te warmen, wat resulteert in een aanzienlijke vertraging tussen het inschakelen en het correct reageren van de sensor op gas. Fabrikanten bevelen doorgaans aan dat MOS-sensoren 24-48 uur de tijd krijgen om te equilibreren voordat zij worden gekalibreerd. Dit verlengt de tijd voor service en onderhoud en belemmert de productie.

Verwarmers verbruiken ook veel stroom en kunnen resulteren in dramatische temperatuursveranderingen in de DC-voedingskabel. Dit kan resulteren in aanzienlijke veranderingen in de spanning aan de detectorkop en overeenkomstige onnauwkeurigheden in de gasniveau-aflezing.

MOS-sensoren zijn gebaseerd op halfgeleiders, die gevoelig zijn voor drift bij veranderingen in de luchtvochtigheid. De halfgeleiders in computerchips zijn omhuld met epoxyhars om dergelijke problemen te voorkomen, maar dit zou het vermogen van een gassensor om zijn werk te doen belemmeren. Het blootgestelde sensorelement is ook kwetsbaar voor drift wanneer het zich in een zure atmosfeer bevindt, wat typisch is voor de zanderige omgeving van het Midden-Oosten.

Drift kan resulteren in valse alarmen bijH2S-niveausvan bijna nul. Dit wordt soms ondervangen door "nulonderdrukking" op het bedieningspaneel, maar dit heeft belangrijke gevolgen voor de veiligheid. Het bedieningspaneel kan nog enige tijd nadat deH2S-niveauszijn gaan stijgen een nuluitlezing blijven geven. Deze late registratie van lageH2S-niveauskan de waarschuwing voor een belangrijk gaslek vertragen, waardoor de evacuatie vertraging oploopt en levens in gevaar komen.

Deze problemen kunnen worden verergerd door veranderingen in de spanning aan de detectorkop en onnauwkeurigheden in de gasniveau-aflezing veroorzaakt door het verwarmingselement, zoals eerder vermeld.

Positief is dat MOS-sensoren zeer snel reageren opH2S. De noodzaak van een sinter doet dit voordeel echter teniet.H2Sis een "kleverig" gas dat adsorbeert aan oppervlakken, met inbegrip van sinters, waardoor de snelheid waarmee het gas het detectieoppervlak bereikt, wordt vertraagd.

Een nieuwe oplossing

Er is een manier om al deze uitdagingen te overwinnen door de elektrochemische benadering van H2S-detectie aan te passen zodat deze minder gevoelig is voor uitdroging. De Hoge Temperatuur (HT)H2S-sensorvoor XgardIQvan Crowcon gebruikt een combinatie van twee aanpassingen om verdamping te voorkomen, zelfs in het meest barre klimaat.

Ten eerste is de sensor gebaseerd op een hygroscopische (waterminnende) elektrolytische gel die is ontworpen om het vochtgehalte op peil te houden. Ten tweede is de grootte van de porie waardoor gas de sensor binnenkomt verkleind, waardoor het nog moeilijker wordt voor vocht om te ontsnappen.

Bij opslag bij 55°C of 65°C gedurende meer dan een jaar verliest de HTH2Sslechts 3% van zijn gewicht, wat overeenkomt met een zeer laag vochtverlies. Een standaard elektrochemische H2S-sensor zou onder deze omstandigheden in 100 dagen 50% van zijn gewicht verliezen. Dit betekent dat de nieuwe sensor, in tegenstelling tot traditionele modellen, een levensduur van meer dan 24 maanden biedt, zelfs onder woestijnomstandigheden.

Crowcon's HTH2S-sensorwerkt probleemloos in een bedrijfsomgeving tot 70°C bij 0-95%rh. Bij temperaturen boven -25°C heeft deze 0-200ppm-sensor een T90-reactietijd van minder dan 30 seconden, wat beter is dan de meeste andere elektrochemische sensoren voorH2S.