Анализ воздушной среды перед ремонтом установки НПЗ: что, чем и когда

Плановый ремонт готовят неделями: продукт выводят по графику, аппараты пропаривают и промывают по отработанной схеме. После аварийной остановки установки времени меньше, а сюрпризов больше. Федеральные нормы и правила (ФНП) «Правила безопасного ведения газоопасных, огневых и ремонтных работ», утверждённые приказом Ростехнадзора № 528, относят такой ремонт к внеплановым или аварийно-восстановительным работам (п. 108). Требования к анализу воздуха те же, что при плановом ремонте, но выполнить их сложнее. По анализу пожаров на резервуарах (статистика 1980-х годов, приведена в обзоре 2021 года) больше трети аварийных ситуаций, 34,7 %, было связано с предремонтной подготовкой. Ниже разбираем, что, где, когда и каким прибором мерить, чтобы допуск к работам опирался на реальную картину, а не на один утренний замер.

Когда проводят анализ воздушной среды при ремонте установки

ФНП № 528 требуют анализа воздушной среды в пяти точках процесса. Каждая из них — отдельное условие допуска, одна не заменяет другую.

• После подготовки оборудования, перед сдачей в ремонт. Анализ на кислород и опасные вещества в оборудовании, трубопроводах и коммуникациях (п. 132).
• Перед газоопасной работой. Лабораторный или экспресс-анализ на кислород и опасные вещества из перечня газоопасных работ, с записью в наряде-допуске (п. 31).
• Перед работой внутри аппарата или ёмкости. Анализ внутри на кислород и пары, газы (п. 44). При работе внутри без СИЗОД контроль ведут непрерывно (п. 54).
• Перед огневыми работами и после перерыва больше часа. Анализ на месте работ: в рабочей зоне, аппаратах, трубопроводах, коммуникациях (п. 95).
• Во время огневых и ремонтных работ. Контроль газовоздушной среды в аппаратах и в зоне работ в порядке, который определяют руководитель подразделения и эксплуатирующая организация (пп. 72, 96, 124).

Конкретную периодичность в часах для газоопасных работ правила не задают. Её устанавливает руководитель структурного подразделения вместе с мероприятиями по подготовке и проведению работы (п. 22), для огневых работ — по п. 72.

Чем ремонт после аварийной остановки отличается от планового

Состав воздуха после аварийной остановки менее предсказуем. Вот что чаще всего ломает картину, на которую рассчитан типовой наряд.

• Остатки продукта. Нефтепродукт остаётся в застойных зонах, на тарелках колонн, в шламе на дне и в непромытых участках трубопроводов. Пары выделяются заново, когда шлам ворошат, а аппарат нагревается на солнце или от пропарки.
• Азот и пар после продувки. Азот не имеет цвета и запаха, а в бескислородной среде человек может потерять сознание после одного-двух вдохов. Бескислородная атмосфера бывает не только внутри аппарата, но и снаружи у открытого люка.
• Сероводород и меркаптаны. На установках, перерабатывающих сернистую нефть, H₂S остаётся в аппаратах и отложениях. При 100 ppm обоняние пропадает за несколько минут, поэтому «не пахнет» ничего не значит.
• Водород. На гидроочистке, риформинге и гидрокрекинге водородсодержащий газ остаётся в системе. Его не видят ни инфракрасный (ИК) датчик, ни фотоионизационный детектор (ФИД) — подробнее ниже.
• Продукты горения. Если на установке был пожар, в остывающих аппаратах и под завалами возможны тление и оксид углерода, а при горении сернистого сырья — диоксид серы. Это инженерная оценка: специальной нормы о газоанализе после пожара нет, поэтому эти вещества стоит включать в перечень анализов по решению технолога.
• Пирофорные отложения. Сульфиды железа самовозгораются на воздухе при вскрытии аппарата. О них — отдельный раздел.
• Горячие аппараты. Внутрь допускают после охлаждения до 30 °C. Выше — только с дополнительными мерами: непрерывной обдувкой свежим воздухом, термозащитной одеждой и обувью, перерывами. При 50 °C и выше работать внутри запрещено (п. 47).
• Неплотная арматура. Закрытая задвижка не отсекает аппарат: газ и продукт проходят через неё из соседних систем под давлением. Поэтому правила требуют стандартных заглушек по схеме и записи о каждой в журнале (пп. 43, 62, 87).

Работы по локализации и ликвидации последствий аварии идут по плану мероприятий без наряда-допуска, но только до устранения прямой угрозы (пп. 12, 69). Дальше подготовка к ремонту и сам ремонт оформляются в общем порядке, с нарядами и анализами.

Подготовка оборудования к ремонту: где в ней анализ воздуха

В подготовке оборудования к ремонту газоанализ стоит дважды: при контроле продувки по отходящим газам и после подготовки, перед сдачей объекта в ремонт (ФНП № 533, п. 23; ФНП № 528, п. 132). Для допуска к ремонту раньше мерить бессмысленно: замер в аппарате, который не отглушили и не продули, показывает состояние на одну минуту, а не результат подготовки. Но сама подготовка не безопасна: разгерметизация и установка заглушек — газоопасные работы (п. 9), на них нужны свой анализ воздуха и СИЗОД. Последовательность по ФНП № 528 (пп. 28, 43, 113) и ФНП № 533 «Общие правила взрывобезопасности…» такая.

1. Снять давление и освободить оборудование от продукта. Исключить поступление веществ из смежных систем и источники искр.
2. Отключить заглушками по схеме. Схемы освобождения, промывки, продувки, пропарки и мест установки заглушек прикладывают к наряду-допуску (п. 25).
3. Промыть, пропарить, продуть инертным газом и воздухом — в зависимости от свойств продукта. Продувка должна исключать застойные зоны. Её эффективность контролируют по кислороду или горючим веществам в отходящих газах, автоматически или отбором проб (ФНП № 533, п. 23). Это первый газоанализ в цепочке, и делает его технологический персонал.
4. Проверить полноту подготовки и провести анализ на кислород и опасные вещества в оборудовании, трубопроводах и коммуникациях (ФНП № 528, п. 132).
5. Сдать объект в ремонт по акту. Без акта наряд-допуск на ремонтные работы не выдают (п. 119).
6. Газоопасные и огневые работы в ходе ремонта оформляют отдельными нарядами со своими анализами и прикладывают к наряду на ремонт (п. 126).

Какие газы и пары контролировать

На установках нефтепереработки обычно мерят кислород, горючие газы и пары, сероводород, оксид углерода, бензол и пары нефтепродуктов, после пожара — ещё диоксид серы. Точный состав задаёт перечень газоопасных работ установки: содержание кислорода и опасных веществ «согласно месту и характеру работы» (ФНП № 528, п. 31).

Нормы дают ПДК в мг/м³, а электрохимические каналы показывают ppm. Пороги тревоги переводите из мг/м³ и ставьте не выше ПДК: заводская уставка в ppm может оказаться выше нормы.

Почему ноль на канале горючих газов не значит «ниже ПДК»

Главная ловушка таблицы — две разные шкалы. 20 % НКПР — граница взрывоопасности, ПДК — граница отравления, и, как мы показывали на примере НКПР и ПДК растворителей в покрасочной камере, они отличаются на порядки. Пример с бензолом: его НКПР — 1,2 % об. (ГОСТ 31610.20-1-2020, табл. B.1), значит, одно деление канала горючих газов, 1 % НКПР, — это около 120 ppm. ПДК бензола 15 мг/м³ — около 5 ppm, примерно в 25 раз меньше одного деления. Канал горючих газов на четырёхгазовом приборе может показывать ноль, когда бензол уже выше ПДК в несколько раз. С парами бензина то же: при НКПР 1,4 % об. ПДК 300 мг/м³ — меньше одного деления канала горючих. Поэтому для огневых работ в среде паров нефтепродуктов реальную границу задаёт ПДК (п. 97), а не 20 % НКПР.

Поэтому правила ставят оба условия: при огневых работах горючие не выше 20 % НКПР (п. 95), а опасные вещества не выше ПДК (п. 97). На установках с ароматикой и парами нефтепродуктов для ПДК нужен отдельный канал ФИД или лабораторный анализ. Учтите взрывозащиту: бензол на НПЗ связан прежде всего с риформингом, а это водородная установка, где нужна подгруппа IIC. У Колионов подгруппа IIB, поэтому для зон с водородом берите ФИД-прибор с IIC, например ALTAIR 5X PID или АНКАТ-7664 Микро с ФИД-каналом. Какую модификацию газоанализатора с ФИД взять под ваши вещества, разобрано на странице о газоанализаторах Колион с ФИД.

Где отбирать пробу

Пробу берут в верхней, средней и нижней зонах аппарата, в смежных объёмах и у люка снаружи. Места отбора указывают на схеме к наряду-допуску на огневые работы (ФНП № 528, п. 78), а для огневых работ анализ берут «в рабочей зоне, аппаратах, трубопроводах, коммуникациях» (п. 95). Радиуса в метрах правила не задают. Практика расследований показывает, где замер чаще всего промахивается.

• По высоте аппарата. Пары бензина, сероводород и большинство нефтепродуктов тяжелее воздуха и копятся внизу: у днища, в приямках, лотках, траншеях. Водород и метан легче воздуха и уходят вверх, под площадки и в верхнюю часть колонн. Одного замера у люка мало.
• Смежные объёмы. Соседние ёмкости, непромытые участки трубопроводов, колодцы и лотки промканализации. При огневых работах крышки колодцев засыпают слоем песка не менее 10 см, а сливные воронки и выходы лотков герметизируют (пп. 90–92). Пробу из них берут до начала работ.
• У люка снаружи. После продувки азотом бескислородная среда выходит из открытого люка наружу. Совет по химической безопасности США (CSB) расследовал случай на американском НПЗ: реактор продували азотом, работник у открытого люка пытался достать проволокой упавший внутрь рулон ленты и оказался в аппарате. Погибли он и бригадир, который полез его спасать. Расследование отдельно подчеркнуло, что бескислородная среда бывает и снаружи у проёма.

Пробу из аппарата берут через люк зондом с насосом, не опуская прибор внутрь на шнуре. Здесь важно время: проба идёт по шлангу, и показания устанавливаются не сразу. Стандарт EN 60079-29-1 (п. 5.4.15) даёт минимальный ориентир — 3 секунды на метр трубки плюс время отклика прибора. Производители часто требуют больше, поэтому время прокачки берите из руководства по эксплуатации своего прибора. Тяжёлые пары оседают на стенках длинной или неподходящей трубки. В бюллетене британского надзора по охране труда (HSE) пары горючего вещества через трубку дошли до 90 % показания больше чем за 15 минут, а метан — меньше чем за 5 секунд. Замер дал «чисто», огневые работы разрешили, при взрыве погиб человек. Как считать время прокачки и почему для замера в аппарате нужен прибор с насосом, мы разбирали в статье о том, чем индивидуальный газоанализатор отличается от переносного.

Как часто повторять анализ газовоздушной среды и куда записывать результат

Анализ повторяют после каждого перерыва в огневых работах больше часа (ФНП № 528, п. 95). Во время огневых работ контроль ведут в аппаратах, коммуникациях и зоне работ (п. 96) в порядке, который определил руководитель подразделения (п. 72). В ремонтной зоне порядок и периодичность контроля определяют заранее, а анализ проводят ещё и по требованию руководителя работ подрядчика. Сами ремонтные работы ведут при отсутствии опасных веществ в ремонтной зоне (п. 124). При работе внутри аппарата без СИЗОД контроль и подача свежего воздуха непрерывны (п. 54). Наряд продлевают на следующую смену, только если анализ подтвердил, что условия не изменились (пп. 20, 71).

Если в зоне огневых работ опасные вещества превысили ПДК, работы прекращают и возобновляют только после устранения причины загазованности (п. 97). Газоопасные и огневые работы в одном помещении и рядом на открытой площадке не совмещают, если в зону работ могут выделяться пожаровзрывоопасные вещества (пп. 35, 94). После аварийной остановки на установке одновременно работают несколько бригад, и за этим запретом нужно следить особо. Атмосфера меняется быстрее, чем кажется. В бюллетене CSB об огневых работах есть два показательных случая. В первом газоанализ записали в наряд в 7:00, а записей о замере после обеденного перерыва и перед началом резки около 14:30 нет. При взрыве погибли трое. Во втором замер сделали только перед началом сварки: за пять часов воздух прогрелся примерно на 8 °C, испарение из резервуара выросло, и пары вышли в зону работ. В 7 из 11 аварий при огневых работах, описанных в бюллетене, газоанализ не проводили ни до, ни во время работ.

Результаты записывают в наряд-допуск. В рекомендуемых формах нарядов на газоопасные и огневые работы есть таблица «Анализ воздушной среды перед началом и в период проведения работ» (приложения 2 и 4 к ФНП № 528). В неё вносят дату и время отбора, место, определяемые компоненты, допустимую концентрацию, результат и подпись того, кто проводил анализ.

Пирофорные отложения: чем опасны при вскрытии аппарата

Пирофорные отложения — сульфиды железа, которые образуются на стенках аппаратов, работающих с сероводородом. Это колонны, сепараторы, реакторы, резервуары сырой нефти и кислой воды. Пока к отложениям нет доступа воздуха, они не греются. Но воздух может подсосать и в закрытый аппарат: через неплотности, при остывании и конденсации пара. Поэтому при пропарке давление в аппарате держат чуть выше атмосферного. При вскрытии они окисляются кислородом воздуха с сильным разогревом и могут воспламенить пары нефтепродукта, остатки продукта и даже металлическую насадку колонны. По российской статистике пожаров на резервуарах (1980-е годы) самовозгорание пирофорных соединений — 11,6 % причин, из них 62,5 % случаев пришлось на НПЗ.

ФНП № 533 выделяют работы с пирофорными отложениями в отдельный раздел (пп. 359–371).

• Работы ведут по наряду-допуску на газоопасные или огневые работы и по отдельной инструкции предприятия (пп. 359–360).
• Перед осмотром и ремонтом аппарат пропаривают не меньше 24 часов, поддерживая давление чуть выше атмосферного (пп. 363–364).
• Затем его заполняют водой доверху, а уровень снижают не быстрее 0,5 м в час, чтобы отложения окислялись медленно (п. 365).
• Люки для проветривания открывают начиная с верхнего, чтобы не было сильного движения воздуха (п. 368).
• Разбираемые детали держат влажными, а извлечённые отложения — под слоем воды (пп. 362, 370).

Прибора, который «видит пирофор», нет, и газоанализ закрывает только часть риска. Раскалённые частицы окисляющегося отложения поджигают горючую паровоздушную смесь, а также остатки жидкого продукта и горючие твёрдые материалы. Поэтому до вскрытия внутри не должно быть горючих выше допустимого, а остатки продукта удаляют промывкой и пропаркой. При окислении сульфидов железа выделяется диоксид серы. Если при вскрытии сернистого аппарата канал SO₂ начал расти, это повод остановить работы и увлажнить отложения. Обратное неверно: отсутствие SO₂ не доказывает, что отложения не греются. Следите и за другими признаками — разогревом отложений и стенок, дымом. По итогам расследования взрыва резервуара от самовоспламенения пирофорных отложений Ростехнадзор рекомендовал при зачистке отбирать пробы отложений в лабораторию, чтобы выявить пирофорные соединения. Учтите перекрёстную чувствительность: электрохимический датчик SO₂ частично реагирует и на сероводород.

Какой газоанализатор нужен для газоопасных и огневых работ

Для газоопасных и огневых работ нужен переносной газоанализатор с насосом и зондом, а для ПДК паров нефтепродуктов — ещё и ФИД. На ремонте обычно работают три уровня контроля. Лаборатория даёт точный анализ перед допуском и определяет вещества, которые переносной прибор не различает, например бензол в смеси углеводородов. Газоспасатель или газоаналитик с переносным прибором, насосом и зондом снимает пробы по точкам и уровням и делает повторные анализы. Работник в зоне носит индивидуальный газоанализатор, который непрерывно следит за воздухом в зоне дыхания. Индивидуальный прибор не заменяет замер внутри аппарата и в смежных объёмах.

Правила по охране труда при работе в ограниченных и замкнутых пространствах (приказ Минтруда № 902н) на опасные производственные объекты с собственными ФНП формально не распространяются (п. 3). Но их требования к приборам — хорошая практика и для НПЗ: газоанализатор с принудительным отбором пробы (п. 125) и с индикацией концентрации, а не просто сигнализатор (п. 131). Нижний порог тревоги по кислороду в 902н — не ниже 19 % об. (п. 145), но для работы в аппарате без СИЗОД ФНП № 528 требуют не менее 20 % (п. 53). Ставьте 20 %: это укладывается в обе нормы.

Ограничения датчиков, о которых нужно знать

• Термокаталитический датчик без кислорода занижает показания. Он сжигает газ на нагретом элементе, и при кислороде ниже 10 % об. его показаниям доверять нельзя. После продувки азотом он может показать ноль при высокой концентрации горючих. Поэтому кислород мерят первым, а в инертной среде нужен ИК-канал. Подробнее — на странице о переносном 4-канальном газоанализаторе на CH₄, CO, H₂S и O₂.
• Термокаталитический датчик отравляется. Силиконы из герметиков и смазок, соединения свинца и высокие концентрации сероводорода снижают чувствительность, и самодиагностика прибора этого не замечает.
• ИК-датчик не видит водород. На водородных установках нужен термокаталитический канал или специальный датчик водорода. Удобна пара «ИК + термокатализ» в одном приборе: ИК работает без кислорода, термокаталитический видит водород, но только при кислороде не ниже 10 % об. Водород в азоте после продувки водородной системы не видит ни один из этих каналов: ноль на обоих не значит, что водорода нет. Его определяют лабораторным анализом или отдельным датчиком водорода, пригодность которого для инертной среды подтверждена документацией прибора.
• Калибровка по метану занижает пары бензина. Термокаталитический датчик, настроенный по метану, на парах бензина покажет примерно в 2,5 раза меньше реального % НКПР, на гексане — примерно в 2 раза меньше, а у отдельных моделей расхождение доходит до 3–5 раз. Это коэффициенты зарубежных производителей. Для вашего прибора берите коэффициент из руководства по эксплуатации или калибруйте по веществу, которое реально есть на установке.
• Тяжёлые фракции и богатая смесь. Термокаталитические датчики с фильтром от силиконов плохо видят пары дизельного топлива и керосина, для них лучше ФИД. В непродутом аппарате при концентрации паров выше верхнего предела датчик может показать низкое значение или ноль. Если канал ушёл в зашкал и вернулся к нулю, это не значит, что газа нет и датчик исправен.
• ФИД с обычной лампой 10,6 эВ не видит метан, этан, пропан и водород. Его задача — пары нефтепродуктов и бензол на уровне ПДК, а не взрывоопасность. ФИД неизбирателен: прибор, откалиброванный по изобутилену, показывает сумму веществ, а не долю бензола в ней.
• Датчик CO реагирует на водород. У многих датчиков оксида углерода перекрёстная чувствительность к водороду 20–40 %, отсюда ложные тревоги на водородных установках. Ложные тревоги приучают людей не обращать внимания на сигнал.
• Взрывозащита по подгруппе газов. Для зон с водородом нужен прибор с маркировкой IIC. Подгруппы IIB для водородных установок недостаточно.

Приборы из каталога под ремонт установки

Данные и цены — с карточек товаров на октябрь 2026 года, актуальную цену смотрите на карточке. Номера в Госреестре СИ и действие свидетельств сверяйте по описанию типа конкретной модели.

Проверка газом и поверка

Каждый рабочий день перед замерами прибор проверяют подачей газа известной концентрации: все ли каналы откликаются и срабатывают ли пороги. Внеочередную проверку делают после зашкаливания, после работы в сернистой среде или рядом с силиконами, после падения и намокания. Для этого нужна поверочная газовая смесь под модель газоанализатора в сроке годности. Для ФИД — смесь изобутилена, для четырёхгазового прибора — многокомпонентная смесь горючего газа, CO и H₂S с кислородом, азот в ней — газ-носитель. Без кислорода термокаталитический канал правильно не откликнется.

ФНП № 528 отдельных требований к средствам измерений не содержат. Но измерение массовой концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны входит в сферу государственного регулирования единства измерений (102-ФЗ, ч. 3 ст. 1; п. 4.43 перечня, утверждённого постановлением Правительства от 02.06.2026 № 683). Для таких измерений нужны средства измерений утверждённого типа с действующей поверкой. Проверьте сроки поверки до начала ремонта, а не в день допуска. Поверку газоанализаторов мы организуем с записью во ФГИС «Аршин».

Типичные ошибки анализа воздуха перед ремонтом

• Замер только у люка — тяжёлые пары внизу, водород вверху и азот в застойной зоне остаются незамеченными.
• «Анализ был утром» — после перерыва больше часа анализ повторяют (п. 95), а при изменении условий наряд закрывают и оформляют новый (п. 126).
• Ноль на канале горючих в азоте — термокаталитический датчик без кислорода молчит, ИК-датчик не видит водород.
• Проверка ПДК прибором, который меряет % НКПР — ноль на канале горючих газов не значит, что бензол и пары нефтепродуктов ниже ПДК.
• Калибровка по метану при парах бензина без поправки — термокаталитический датчик занижает показания примерно в 2,5 раза.
• Короткий замер через длинный шланг — прибор показывает воздух, который был в шланге.
• Прибор без проверки газом — отравленный датчик выглядит исправным.
• Задвижка вместо заглушки — продукт приходит из соседней системы уже после анализа.
• Вскрытие сернистого аппарата всухую — пирофорные отложения вспыхивают при притоке воздуха.

Частые вопросы

Как часто проводят анализ воздушной среды при проведении огневых работ?

Перед началом работ и после каждого перерыва больше одного часа (ФНП № 528, п. 95). Во время работ контроль ведут в аппаратах, коммуникациях и в зоне работ (п. 96) в порядке, который определил руководитель структурного подразделения (п. 72).

При какой концентрации горючих газов запрещены огневые работы?

Выше 20 % от нижнего концентрационного предела распространения пламени в зоне работ (ФНП № 528, п. 95). Кроме того, опасные вещества в зоне работ не должны превышать ПДК (п. 97).

Какое содержание кислорода нужно, чтобы работать в аппарате без противогаза?

Не менее 20 % объёмной доли, опасные вещества — не выше ПДК, попадание веществ извне исключено. Это записывают в наряде-допуске с письменного разрешения лица, утвердившего наряд (ФНП № 528, п. 53). Работа при этом идёт с непрерывной подачей воздуха и непрерывным контролем воздушной среды (п. 54).

На содержание каких веществ проводят анализ перед газоопасными работами?

На кислород в закрытых помещениях, внутри ёмкостей и аппаратов, в котлованах, а также на опасные вещества из перечня газоопасных работ по месту и характеру работы (ФНП № 528, п. 31). На установках нефтепереработки это обычно горючие газы и пары, сероводород, оксид углерода и пары нефтепродуктов, на установках с ароматикой — бензол.

Где записывают результаты замера газовоздушной среды?

В наряде-допуске на газоопасные, огневые или ремонтные работы (ФНП № 528, пп. 31, 44, 124). В рекомендуемых формах нарядов для этого есть отдельная таблица (приложения 2 и 4).

Что такое пирофорные отложения и чем они опасны?

Это сульфиды железа, которые образуются в аппаратах при контакте металла с сероводородом. На воздухе они окисляются с разогревом и могут воспламенить пары и остатки продукта. Поэтому перед вскрытием аппарат пропаривают не меньше 24 часов, заполняют водой и медленно сливают, а детали держат влажными (ФНП № 533, пп. 361–365).

Можно ли проверить ПДК паров нефтепродуктов обычным четырёхгазовым газоанализатором?

Нет. Канал горючих газов показывает долю НКПР. Одно его деление для бензола — около 120 ppm, а ПДК бензола — около 5 ppm. Для паров нефтепродуктов и бензола на уровне ПДК нужен прибор с ФИД или лабораторный анализ: при огневых работах правила требуют выполнить оба условия (ФНП № 528, пп. 95, 97).