一、监测对象与报警限值
热处理现场气体监测围绕”缺氧、有毒、可燃”三类风险设计，报警值须结合 GBZ 2.1 与工艺安全分析（HAZOP）确定。
| 气体 | 低报 | 高报 | 联锁动作 | 主要来源 |
|---|---|---|---|---|
| O₂ 缺氧 | 19.5% | 23.5%（富氧） | 预警通风 | N₂ 置换、封闭空间、燃烧耗氧 |
| CO | 25 ppm | 50–100 ppm | 通风 → 切断 → 撤离 | 渗碳气氛、不完全燃烧、烟气 |
| H₂S | 10 ppm | 15–20 ppm | 撤离 | 含硫介质、有机物腐败 |
| LEL（可燃气） | 10% LEL | 20–25% LEL | 通风 → 切断气源 → 停机 | H₂、CH₄、渗碳气、油蒸气 |
| CO₂ | 0.5% | 1–3% | 通风 | 燃烧产物、人员积聚 |
| H₂（专用） | 按工艺（如 1% vol） | 联锁切断 | 紧急切断 + 氮气稀释 | 保护气、分解氨 |
| VOC（溶剂） | 按 TLV | 按 LEL 折算 | 通风 → 停机 | 清洗剂、淬火油轻组分 |
二、传感器原理对比
| 原理 | 检测对象 | 优点 | 局限 |
|---|---|---|---|
| 电化学 | CO、H₂S、O₂（原电池） | 灵敏度高、成本低 | 电解液干涸，寿命 2–3 年；怕高浓度冲击 |
| 红外（NDIR） | CO₂、CH₄、碳氢化合物 | 选择性好、寿命长、抗中毒 | 不测 H₂；对水汽干扰需补偿 |
| 催化燃烧 | LEL（可燃气） | 线性输出、广谱 | 硅化物/硫化物中毒；缺氧环境读数偏低 |
| 热导 | H₂（高量程） | 稳定、耐 H₂S 中毒 | 需参比气；低浓度不敏感 |
| PID | VOC（ppb–ppm 级） | 极宽谱、灵敏度高 | 灯窗污染；需按物质系数校准 |
| 激光 / 开路式 | 线状路径可燃气 | 大范围开路监测 | 对准与镜窗清洁要求高 |
三、监测点位设计
- 气源与阀组区：汇流排、减压阀、法兰接头正下方与通风死角；氢气密度小，测点偏上部。
- 炉区：炉门与取样口周边、气氛管路穿墙处；停炉开炉工序加密监测。
- 淬火区：油槽开口周边（蒸汽重于空气，测点低位 0.3–0.6 m）。
- 封闭空间：地沟最低处、炉膛内部（进入前 + 进入中连续监测，见有限空间专题）。
- 除尘与粉体：除尘器进出口、灰斗（粉尘防爆 + CO 阴燃监测）。
- 布点原则：覆盖所有释放源；密度大于空气测低位、小于空气测高位；通风口与人员操作位设点；采样管长度与延迟时间计入响应。
四、报警分级与联锁
| 级别 | 触发 | 声光 / 通知 | 自动动作 | 人工动作 |
|---|---|---|---|---|
| 预警 | 低报 | 本地声光 + 中控提示 | 启动通风 | 现场确认泄漏源 |
| 报警 | 高报 | 全厂声光 + 推送负责人 | 切断气源、停止加热 | 按预案撤离与处置 |
| 紧急 | 高高报 / 通信故障 | 广播撤离 | 紧急停车（ESD） | 应急队伍集结 |
联锁优先级：安全联锁（切断、停机）应为硬接线或经 IEC 61511 评估的安全仪表系统，不得依赖上位机软联锁；联锁旁路须走变更管理（MOC）并限时恢复。
五、标定与维护
| 项目 | 周期 | 内容 |
|---|---|---|
| Bump test（功能测试） | 每次使用前 / 每月 | 通标气验证响应与报警功能 |
| 零点 + 量程标定 | 固定式 3–6 个月；便携式按说明书（通常 6–12 个月） | 标准气体标定，记录标定曲线 |
| 计量检定 | 按法规/客户要求（通常 12 个月） | 出具检定证书 |
| 传感器更换 | 到期或失效即换 | 电化学 2–3 年、催化 3–5 年、红外 5 年+ |
| 采样系统维护 | 每月 | 过滤器、冷凝液排放、泵流量核查 |
失效模式：传感器”中毒”后可能输出”正常”读数——bump test 是唯一可靠的在线验证手段。严禁跳过功能测试直接进入作业。
六、便携式仪表使用要点
- 开机自检与新鲜空气置零：在确认洁净的环境中置零。
- 扩散 vs 泵吸：密闭空间、地沟必须泵吸取样；注意取样管长度与响应延迟。
- 读数稳定再记录：T90 响应时间因气体而异（CO 数秒、甲烷红外十秒级）。
- 报警处置：任何报警立即撤离并按预案上报，不得随手消音继续作业。
- 维护记录：bump test、标定、充电与传感器更换日期纳入设备台账。
监测仪表自身在危险区域的安装须符合防爆分区与设备选型要求。