Bezpieczeństwo wybuchowe

Atmosfery wybuchowe

 

Warunkiem koniecznym do wystąpienia zagrożenia wybuchowego jest powstanie atmosfery wybuchowej, tj. mieszaniny pyłowo-powietrznej (lub szerzej – mieszaniny pyłu z utleniaczem) o stężeniu mieszczącym się w zakresie dolnej i górnej granicy wybuchowości. W procesie oceny ryzyka wybuchowego określony zostaje zasięg poszczególnych atmosfer wybuchowych, to jest kubatura, jaka może zostać wypełniona przez mieszaninę pyłowo-powietrzną w chwili jej wystąpienia. Atmosfera wybuchowa, dla której został określony zasięg, nosi nazwę strefy zagrożenia wybuchem.

Ze względu na miejsce występowania stref zagrożonych wybuchem można wyróżnić:

  • wewnętrzne strefy zagrożenia wybuchem – są to strefy zlokalizowane wewnątrz obudów urządzeń i instalacji (np. w silosach, filtrach powietrza, zabudowanych przesypach itp.),
  • zewnętrzne strefy zagrożenia wybuchem – są to strefy zlokalizowane na zewnątrz obudów urządzeń i instalacji (np. otwarte składowiska materiałów sypkich, otwarte przesypy, zapylenie przestrzeni roboczej wynikające z nieszczelności instalacji i/lub obecności pyłów osiadłych).

Strefy zagrożenia wybuchem

 

W celu doprecyzowania poziomu zagrożenia wybuchowego oraz umożliwienia doboru urządzeń o właściwym stopniu zabezpieczenia każdej strefie zagrożenia wybuchowego przypisuje się parametr informujący użytkownika instalacji o częstotliwości występowania danej atmosfery wybuchowej. W przypadku pyłów parametry te zostały oznaczone następująco:

  • 20 – atmosfera wybuchowa w postaci mieszaniny pyłowo-powietrznej, która występuje stale, często lub przez długie okresy,
  • 21 – atmosfera wybuchowa w postaci mieszaniny pyłowo-powietrznej, która może wystąpić podczas normalnej pracy,
  • 22 – atmosfera wybuchowa w postaci mieszaniny pyłowo-powietrznej, która nie występuje w trakcie normalnej pracy, a w przypadku wystąpienia utrzymuje się przez krótki czas.

Jak zostało zaznaczone wcześniej, atmosfera wybuchowa może występować zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz obudów. W takich przypadkach ich zasięg oraz częstotliwość występowania powinny zostać określone oddzielnie dla każdej z tych przestrzeni.

 

Urządzenia pracujące w dwóch strefach zagrożenia wybuchem

 

Zdarza się, że dane urządzenie pracuje w dwóch strefach zagrożenia wybuchem jednocześnie. Przykładem może tu być czujnik zapełnienia, którego sonda pracuje wewnątrz zbiornika na pył (najczęściej w strefie 20), natomiast układ elektroniczny po jego zewnętrznej stronie (najczęściej w strefie 22). W takich przypadkach poszczególne elementy urządzenia mogą mieć odmienne zabezpieczenia, które będą właściwe dla zidentyfikowanego zagrożenia.
 
Innym przykładem może być zawór celkowy zamontowany na wylocie z silosu. Wówczas we wnętrzu obudowy zaworu celkowego (w większości przypadków) wyznacza się 20, a na zewnątrz 22 strefę zagrożenia wybuchem. W związku z powyższym poszczególne elementy zaworu (wewnętrzne oraz zewnętrzne) mogą mieć zabezpieczenia adekwatne do wyznaczonych stref zagrożenia wybuchem.
 

Generowanie pyłowych atmosfer wybuchowych

 

Generowanie atmosfer wybuchowych wewnątrz obudów związane jest bezpośrednio z charakterem procesów technologicznych (kruszenie, mieszanie, przesypywanie itp.). Dlatego też ich eliminacja z procesu produkcyjnego jest trudna i kosztowna lub praktycznie niemożliwa.

 

Skrajny przypadek zalegania tzw. pyłów osiadłych. 
 Rys.1. Skrajny przypadek zalegania tzw. pyłów osiadłych.
 

Do urządzeń i aparatów we wnętrzu których najczęściej dochodzi do wybuchu atmosfer pyłowo-powietrznych należą:

  • silosy (20%)
  • instalacje odpylające (17%)
  • instalacje mielące (13%)
  • instalacje transportujące (10%)
  • instalacje suszące (8%)
  • instalacje dopalające (5%)
  • instalacje mieszające (5%)
  • instalacje polerujące i szlifujące (5%)
  • instalacje przesiewające (3%)
  • inne (14%)

Zewnętrzne atmosfery wybuchowe najczęściej powstają w wyniku nieszczelności w instalacji oraz wzbudzenia tzw. pyłów osiadłych, tj. pyłów zalegających na posadzkach, obudowach urządzeń oraz konstrukcjach stalowych. Ograniczenie ich powstawania może zostać osiągnięte poprzez hermetyzację instalacji, okresowe sprzątanie z użyciem urządzeń podciśnieniowych (np. systemu centralnego odkurzania), stosowanie instalacji odpylających.

Wzbudzenie pyłów osiadłych może nastąpić w wyniku: drgań konstrukcji stalowych, używania nadciśnieniowych układów czyszczących, niekontrolowanego uwolnienia ciśnienia z instalacji, wybuchu (np. w urządzeniu niezabezpieczonym lub nieprawidłowo zabezpieczonym przed wybuchem), przeciągów, nieprawidłowego działania wentylacji.
 
Dla przykładu wzbudzenie 1 mm warstwy pyłu osiadłego o gęstości usypowej 500 kg/m3 może stworzyć atmosferę wybuchową o wysokości 5 metrów oraz koncentracji 100 g/m3.
 
Rzadziej występującym mechanizmem powstawania pyłowych atmosfer wybuchowych jest skraplanie i zestalanie się par różnych substancji chemicznych, np. sadzy czy dymu spawalniczego (pył kondensacyjny).

Ochrona przed skutkami wybuchu

 

Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie minimalnych wymagań dla stanowisk pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa, pracodawca powinien w pierwszej kolejności ograniczać tworzenie się atmosfer wybuchowych oraz dążyć do wyeliminowania źródeł zapłonu atmosfer wybuchowych. Powyższe rozporządzenie wskazuje również, iż „w przypadku zaistnienia wybuchu zasięg jego oddziaływania powinien ograniczyć się tylko do stanowiska pracy i znajdujących się tam urządzeń na skutek zastosowania przez pracodawcę sposobów uniemożliwiających jego przejście w detonację i rozprzestrzenianie się fali detonacyjnej”.

W praktyce oznacza to konieczność budowy instalacji odpornych na maksymalne ciśnienie wybuchu lub stosowanie zabezpieczeń chroniących przed skutkami wybuchu w postaci:
  • układów odciążających wybuch – panele dekompresyjne, układy bezpłomieniowego odciążania wybuchu, klapy samozamykające się,
  • systemu tłumienia wybuchu – układu wykorzystującego butle z materiałem tłumiącym, czujniki oraz centralę sterującą,
  • układów odsprzęgania (izolacji) wybuchu – bariery proszkowe HRD, zasuwy szybkiego działania, zawory celkowe w wykonaniu odpornym na falę i ciśnienie wybuchu, zawory odcinające typu Ex-Kop oraz Ventex.
Prawidłowo zabezpieczona instalacja (urządzenie) każdorazowo musi zostać wyposażona w system odsprzęgania wybuchu, który blokuje jego propagację na pozostałą część instalacji, oraz jeden z pozostałych systemów ochrony (odciążanie lub tłumienie wybuchu).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Oferujemy:

 baze wiedzy atex, ocena ryzyka wybuchu, szkolenie z zakresu bezpieczeństwa wybuchowego, opracowanie dokumentu zabezpieczenie przed wybuchem,wyznaczanie stref zagrożenia wybuchem,  wybuchowe pyły, oznkowanie urządzeń przezaczonych do pracy w strefach zagrożonych wybuchem, pokazy wybuchów, audyty atex.

 

powrót