《氰化氢气体检测报警仪校准规范》（编制说明）

PAGEPAGE6氰化氢气体检测报警仪校准规范编制说明规范起草组2022.9氰化氢气体检测报警仪校准规范编制说明一、任务来源根据《吉林省市场监督管理厅地方计量检定规程和计量校准规范制修订工作办理程序》和吉林省市场监督管理厅关于制定吉林省地方计量技术规范的工作要求，由中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公司检测中心、沈阳计量测试院共同制订《氰化氢气体检测报警仪校准规范》。二、规范制订的目的和意义氰化氢（HydrogenCyanide，化学式HCN）是一种无机化合物，标准状态下为液体，易挥发，具有苦杏仁气味。氰化氢易在空气中均匀弥散，在空气中可燃烧，当氰化氢在空气中的含量达到5.6%～12.8%时，具有爆炸性。氢氰酸属于剧毒类。急性氰化氢中毒的临床表现为患者呼出气中有明显的苦杏仁味，轻度中毒主要表现为胸闷、心悸、心率加快、头痛、恶心、呕吐、视物模糊。重度中毒主要表现呈深昏迷状态，呼吸浅快，阵发性抽搐，甚至强直性痉挛。氰化氢密度为0.69g/cm³,沸点26.0℃，闪点：-17.8℃。氰化氢主要应用于电镀业（镀铜、镀金、镀银）、采矿业（提取金银）、船舱、仓库的烟熏灭鼠，制造各种树脂单体如丙烯酸树酯、甲基丙烯酸树酯等行业，此外也可在制备氰化物的生产过程中接触到该物质。若遇高热可发生剧烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。其爆炸极限的体积分数为5.6%～40%。国家职业卫生标准GBZ2.1-2019《工作场所有害因素职业接触限值(化学有害因素)》规定氰化氢的职业接触限值最高容许浓度（MAC）为1mg/m3（约0.7μmol/mol）。氰化氢气体检测报警仪可检测出生产环境中氰化氢气体的浓度,广泛应用于石油化工、安全环保、医疗卫生等领域，对防止人身伤害及火灾爆炸性事故的发生，具有举足轻重的作用。其量值准确与否，直接涉及人身防护、公共安全等领域。伴随我省石油化工工业的快速发展，氰化氢气体检测报警仪的使用量正在逐年上升。氰化氢气体检测报警仪目前国内外有多家生产制造企业，经标准查新，目前我国及我省尚未起草氰化氢气体检测报警仪校准规范，无法对该类仪器进行科学合理的量值溯源，长期以来仪器的量值准确度无法得到保证。因此，有必要制订吉林省地方计量技术规范《氰化氢气体检测报警仪校准规范》，在我省石油化工等领域开展校准工作，解决目前校准无依据的问题，确保我省复现的氰化氢气体量值的准确可靠，为我省地方工业经济的快速发展提供必要的计量技术支撑。三、规范制订的依据本规范制订以国内实际情况为出发点，体现科学性、合理性、先进性、实用性。努力使规范校准项目、技术要求及校准方法与国际建议和国家（行业）标准、技术规范相符合。本规范制定主要依据及参考了以下技术法规技术指标、名词术语和定义：JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示JJF1888-2020氯化氢气体检测报警仪校准规范GB12358-2006作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求GBZ2.1-2019工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素GB/T50493-2019石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准四、规范制订的主要内容及说明0、按照JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》要求，编写了引言部分。1、范围参考GB/T50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》5.5.1.2条款规定，有毒气体的测量范围应为0～300%OEL；当现有探测器的测量范围不能满足上述要求时，有毒气体的测量范围可为0～30%IDLH；5.5.2.3条款规定，有毒气体的一级报警设定值应小于或等于100%OEL，当现有探测器的测量范围不能满足测量要求时，有毒气体的一级报警设定值不得超过5%IDLH。GBZ/T223-2009《工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》5.2.3条警报值为GBZ2.1所规定的MAC或PC-STEL值，无PC-STEL的物质，为超限倍数值。附录A注3：为保证仪器的检测报警精度，检测量程不宜大于警报值的10倍，对于大量程的仪器，也要按警报值的10倍作量程计算误差。氰化氢气体的MAC为1mg/m3（标准状态下约为0.7μmol/mol），IDLH为56mg/m3（标准状态下约为39μmol/mol）。因此按GB/T50493-2019要求仪器测量范围一般（0～1）μmol/mol，警报值为0.7μmol/mol。但现有氰化氢探测器的测量范围不能满足（0～1）μmol/mol要求，实际应用中氰化氢气体检测报警仪器的测量范围应为0～30%IDLHμmol/mol，即（012）μmol/mol。石化行业现场实际应用的氰化氢气体检测报警仪器的测量范围一般为（010.0）0μmol/mol、（020）μmol/mol、（030）μmol/mol、（050）μmol/mol、（0100）μmol/mol。因此，本规范规定适用于量程不大于100μmol/mol的氰化氢气体检测报警仪的校准。2.计量特性2．1示值误差经查阅厂家仪器说明书，通用型有毒有害类气体报警器示值最大允许误差一般为±5%FS、±10%，参考GB12358-2006《作业环境气体检测报警仪通用技术要求》5.3.3检测误差，有毒气体报警器的最大允许误差±5%（满量程）或±10%(显示值)，对市场大多数仪器制造厂家的技术指标和现有技术水平调研，以及通过大量样机相关实验和示值误差分析计算，决定将示值误差定为：±2μmol/mol（绝对误差）或±10%（相对误差），满足其中之一即可。2.2重复性依据GB12358-2006《作业环境气体检测报警仪通用技术要求》5.3.3检测误差作业环境气体检测报警仪通用技术要求》5.3.5重复性中给出的技术要求是5%以内。实验数据显示，大部分氰化氢气体检测报警仪的重复性1%～3%，故定为不大于3%。2.3响应时间GB12358-2006《作业环境气体检测报警仪通用技术要求》5.3.8响应时间中给出的氰化氢、氨气、氰化氢、氯化氢等气体检测报警仪的响应时间在160s以内。根据实验数据，本规范对响应时间的指标规定为扩散式不大于120s，泵吸式采样方式的仪器响应时间不大于60s。3.校准条件由于氰化氢是一种无机化合物，标准状态下为液体，易挥发，具有苦杏仁气味。密度为0.69g/cm³,沸点26.0℃。氢氰酸属于剧毒类。因此，在用氰化氢标准气体校准仪器时，需要在通风橱内进行，校准现场应保持通风并采取安全措施，操作需要穿戴防护手套面具做好相关防护。氰化氢气体检测报警仪在不同温度下制造厂提供的使用温度为（-20℃~40℃）。氰化氢标准气体使用的环境温度不低于0℃时。经现场稳定性试验，环境温度低于-10℃时，对仪器的测量结果影响较大，环境温度0℃时，对仪器的测量结果影响不大，综合现场校准考虑，规范对环境温度的规定为：（5~40）℃。相对湿度：≤85%。4.校准用计量器具及配套设备4.1气体标准物质目前国内的有证氰化氢气体标准物质测量范围在（1～1000）μmol/mol，不确定度为Urel=3%，k=2。见下表。标准物质名称标准物质证书号测量范围或标准值10-6不确定度溯源机构氮中氰化氢气体GBW(E)061848（1~1000）3中昊光明化工研究设计院公司空气中氰化氢气体GBW(E)061848（1~1000）3国防科技工业应用化学一级计量站空气中氰化氢气体BW（DT）0132(1.00-20.00)3大连大特气体有限公司（在申请国家二级标准物质中）氮中氰化氢气体BW（DT）0132(1.00-20.00)3因此规范规定：气体标准物质为氮中或空气中氰化氢有证气体标准物质，相对扩展不确定度不大于3%（k=2）。当采用气体稀释装置时，稀释后的标准气体的相对扩展不确定度应不大于3%（k=2）。4.2减压器及管路的说明考虑到氰化氢有毒气体的强吸附性，在本校准规范中要求：建议使用不锈钢减压器，以及不易吸附不影响气体浓度的管路材料，例如聚四氟乙烯管路等，以保证其量值的准确性和稳定性。4.3流量控制器测量范围（0～1500）mL/min，准确度级别不低于4.0级。泵吸式仪器时，必须保证旁通流量计有气体放出。校准扩散式仪器时，应按照仪器说明书的要求调节流量。若仪器说明书中没有明确要求，则流量一般控制在（500±50）mL/min。5漂移依据GB12358-2006《作业环境气体检测报警仪通用技术要求》5.3.11长期稳定性能要求，固定式检测报警仪，连续运行28d后，其示值误差应符合最大允许误差±5%（满量程）或±10%(显示值)。根据试验数据，零点漂移为±0.1%FS~±2%FS，量程漂移为±0.5%FS~±3%FS,故零点漂移和量程漂移分别定为不超过±2%FS和±3%FS。五、复校时间间隔氰化氢气体检测报警仪的检测原理主要有电化学原理和半导体原理等。2021年5月开始，实验人员华瑞（上海）科学仪器、英思科、德国德尔格、成都安可信、北京科尔康、深圳安帕尔、BW公司、美国RKI、江苏苏仪、日本理研等公司生产的不同型号的约50余台氰化氢气体检测报警仪进行校准，经调校，各项指标满足校准规范计量特性的要求。分别在2021年5月和2022年5月，实验人员对上述报警器再次进行测量，发现报警器示值误差与上次校准结果相差不大，每次经调校后，仍然满足校准规范计量特性的要求。综合考虑氰化氢气体检测报警仪的稳定性和寿命1~3年，将氰化氢气体检测报警仪的复校时间定为不超过12个月。六、总