Ochrona EX» Bezpieczna praca w strefach zagrożonych wybuchem
Strefy zagrożone wybuchem w przemyśle to obszary, w których występuje ryzyko powstania mieszanin gazów, par, pyłów lub włókien z powietrzem, które w połączeniu mogą prowadzić do eksplozji. Takie strefy mogą pojawiać się w różnych gałęziach przemysłu, zwłaszcza tam, gdzie używane są substancje łatwopalne lub dochodzi do generowania pyłów podczas procesów produkcyjnych.
Niestety, wiele branż nie może obejść się bez pracy z łatwopalnymi substancjami lub pyłami w swoich procesach produkcyjnych. Dlatego należy zrobić wszystko, aby zapobiec wybuchowi w razie awarii. Chętnie wyjaśnimy, o czym musisz pamiętać, jeśli chodzi o ochronę przeciwwybuchową i jak możesz optymalnie chronić swoją firmę i jej pracowników przed tymi niebezpiecznymi sytuacjami.
Eksperci definiują wybuch jako nagłą reakcję chemiczną pomiędzy łatwopalną substancją a tlenem. Energia uwalniana w tym procesie, obok światła i ciepła, wywołuje także odpowiednio silną falę ciśnienia.
Aby doszło do wybuchu, muszą być obecne oprócz tlenu (A) substancja łatwopalna (B) w postaci gazu, drobnych kropelek lub pyłu, a także tlen z powietrza i źródło zapłonu (C).
Gdy tylko substancja palna wejdzie w kontakt z powietrzem, dwa z trzech czynników są już aktywne. Przy odpowiednim stosunku zmieszania, niewielka iskra na stykach przełącznika lub przekaźnika jest wystarczającym źródłem zapłonu, aby wywołać eksplozję.
W ochronie przeciwwybuchowej lub w skrócie w ochronie Ex stosuje się wiele różnych środków, aby zapobiec takiemu zdarzeniu.
W celu zapewnienia skutecznej ochrony przed eksplozjami podejmowane są podstawowe, wtóne i trzeciorzędne środki ochronne.
Podstawowa ochrona przeciwwybuchowa
Podstawowa ochrona przeciwwybuchowa obejmuje stosowanie odpowiednich środków zapobiegających tworzeniu się atmosfery zapalnej. Główny nacisk kładzie się na stosowanie substancji zastępczych, ograniczanie stężeń lub zmianę procesu produkcyjnego. Jeśli nie jest to możliwe, należy podjąć odpowiednie środki techniczne, takie jak systemy wyciągowe lub odprowadzanie tlenu.
Wtórna ochrona przeciwwybuchowa
Jeśli nie można zapobiec tworzeniu się atmosfery wybuchowej, a tym samym niebezpiecznej, należy w tym obszarze unikać skutecznych źródeł zapłonu. Poza wspomnianymi już systemami elektrycznymi, potencjalne źródła zapłonu obejmują otwarty płomień i gorące gazy, gorące powierzchnie, przepięcia statyczne lub mechaniczne szlifowanie, procesy uderzeniowe lub odłączeniowe, elektryczne prądy wyrównawcze i wiele innych.
Trzeciorzędowa ochrona przeciwwybuchowa
Trzeciorzędowa ochrona przeciwwybuchowa obejmuje środki konstrukcyjne i instalacje strukturalne, które ograniczają lub zatrzymują rozprzestrzenianie się powstałej już eksplozji. Ma to na celu ograniczenie skutków do nieszkodliwego poziomu.
Kombinacja liter ATEX jest skrótem francuskiego terminu „Atmosphère Explosibles”, co oznacza „atmosferę wybuchową”. Skrót ATEX jest również używany w odniesieniu do dyrektywy UE 2014/34/UE, a ta dyrektywa jest również określana jako ATEX 114 .
Dyrektywa ATEX reguluje wprowadzanie do obrotu i eksploatację urządzeń i systemów w strefach zagrożonych wybuchem w całej Europie. Służy ona ochronie osób, które pracują przy urządzeniach w tych obszarach lub mogłyby zostać narażone na eksplozje.
Nie chodzi tu tylko o urządzenia elektryczne i mechaniczne znajdujące się w strefie zagrożonej wybuchem. Jeśli monitorowanie, regulowanie i kontrolowanie pracy urządzeń znajdujących się poza strefą zagrożoną wybuchem ma wpływ na działanie sprzętu znajdującego się wewnątrz tej strefy, również one podlegają dyrektywie ATEX, która obowiązuje od 2014 roku.
Różnica między strefami EX i ATEX
Strefa EX zasadniczo oznacza atmosferę wybuchową, a strefa ATEX to określony obszar zdefiniowany zgodnie z dyrektywami europejskimi . Strefy EX są zatem obszarami zagrożonymi wybuchem, które są podzielone na różne obszary w Europie zgodnie z ATEX, na arenie międzynarodowej zgodnie z IECEx lub w Ameryce zgodnie z NEC.
Atmosfera potencjalnie wybuchowa jest podzielona na dwie różne strefy, przy czym każda z nich ma trzy kolejne podstrefy:
Strefy zagrożenia gazowego
Strefy zagrożenia gazowego to obszary, w których w powietrzu znajdują się lub mogą się znajdować substancje łatwopalne w postaci oparów, mgły lub gazów.
W połączeniu z tlenem atmosferycznym tworzy to atmosferę grożącą wybuchem.
W rezultacie istnieje wysokie lub zwiększone ryzyko zaistnienia wybuchu w bezpośrednim i szerszym otoczeniu, w którym substancje łatwopalne są przechowywane, transportowane, przenoszone lub wykorzystywane.
Klasyfikacja stref ochronnych ATEX dla gazów
| Strefa ATEX | Przyczyna | Okres i częstotliwość | Przykład |
|---|---|---|---|
| Strefa 0 | Mieszanina łatwopalnych oparów, mgieł lub gazów z powietrzem | Stały, częsty lub ciągły | Zbiornik z paliwem lub rozpuszczalnikami |
| Strefa 1 | Mieszanina łatwopalnych oparów, mgieł lub gazów z powietrzem | Sporadycznie | Nieszczelności w kanałach zbiorników podczas pracy lub napełniania |
| Strefa 2 | Mieszanina łatwopalnych oparów, mgieł lub gazów z powietrzem | Rzadko lub przez krótki czas | Oczyszczenie strefy gazowej po wydobyciu |
Strefy zapylenia
Mieszanina pyłu i powietrza może być równie wybuchowa jak mieszanina gazu i powietrza. Pod warunkiem, że pył składa się z materiałów palnych, takich jak węgiel, mąka, drewno, kakao, cukier, skrobia lub kawa. Jednak materiały nieorganiczne, takie jak magnez, aluminium, żelazo lub stal również mogą spowodować wybuch pyłu lub reakcję zapłonu.
Im drobniejszy pył, tym większa jego ilość na danym obszarze i tym większe ryzyko wybuchu. Podobnie jak w przypadku stref zagrożenia wybuchem gazu, istnieją również różne strefy zapylenia.
Einteilung der ATEX-Schutzzonen bei Stäuben
| Strefa ATEX | Przyczyna |
Okres i częstotliwość | Przykład |
|---|---|---|---|
| Strefa 20 | Powietrze i łatwopalny pył w postaci chmury | Stały, częsty lub ciągły | Wnętrze systemów przeciwpyłowych |
| Strefa 21 | Powietrze i łatwopalny pył w postaci chmury | Sporadycznie | Nieszczelności w otworach wentylacyjnych lub otworach napełniania systemów odpylających |
| Strefa 22 | Powietrze i łatwopalny pył w postaci chmury | Rzadko lub przez krótki czas | Zasysające otwory lub obszary przechowywania opakowań |
Nasza praktyczna wskazówka: terminologia dla stref ATEX
Niestety, terminy takie jak „często”, „sporadycznie” lub „rzadko” nie są precyzyjnie zdefiniowane. Mimo że w normach nie podano konkretnych liczb, specjaliści uzgodnili, że zagrożenie jest „częste”, jeśli dotyczy ponad 50% czasu pracy podczas normalnego działania. Odsetek od 1% do 10% czasu pracy jest uważany za „sporadyczny”, a wszystko poniżej 1% jest klasyfikowane jako „rzadkie”.
W celu ochrony przed eksplozjami można podjąć wiele różnych działań, w zależności od sytuacji. Niemniej jednak, wszystkie środki można podsumować w trzech krokach:
Krok 1: Atmosfera wybuchowa
Prawdopodobnie najskuteczniejszą ochroną przed eksplozją jest zapobieganie powstawaniu atmosfery wybuchowej. Stosunek powietrza/tlenu i paliwa musi być tak dobrany, aby mieszanina nie uległa zapłonowi nawet w przypadku obecności potencjalnego źródła iskrzenia. Eksperci określają to jako dolną granicę wybuchowości (LEL). Można to osiągnąć na przykład za pomocą systemów odciągowych lub wentylacyjnych.
Krok 2: Źródła zapłonu
Gdy nie można w niezawodny sposób zapobiec powstaniu wybuchowej mieszanki paliwowo-powietrznej, należy unikać potencjalnych źródeł zapłonu. Dlatego w tym obszarze mogą być używane lub instalowane wyłącznie urządzenia i komponenty systemu w wykonaniu przeciwwybuchowym.
Krok 3: Ograniczenie
W przypadku eksplozji, pomimo zachowania wszelkich środków ostrożności, fala ciśnienia zawsze będzie szukać drogi najmniejszego oporu. Dlatego praktycznym rozwiązaniem byłoby zastosowanie tak zwanych obudów lub systemów pomieszczeń, w których klapa odciążająca jest zamontowana na szczycie dachu. W przypadku eksplozji, fala ciśnienia może otworzyć klapę i wydostać się do góry, nie powodując żadnych uszkodzeń.
Gdy istnieje prawdopodobieństwo wystąpienia atmosfery wybuchowej, należy upewnić się, że znajdujące się w tym obszarze urządzenia i sprzęt, nie stanowią źródła zapłonu.
Urządzenia zabezpieczone przed wybuchem muszą mieć określony poziom ochrony w zależności od strefy obszaru EX, w której wymagana jest instalacja.
W tym celu podzielono urządzenia i komponenty systemu na kategorie i grupy zagrożeń.
Kategorie urządzeń chronionych przed wybuchem
| Kategoria urządzenia | Poziom zabezpieczeń | Odpowiedni dla strefy |
|---|---|---|
| 1 | Bardzo wysoki | 0, 1, 2 lub 20, 21, 22 |
| 2 | Wysoki | 1, 2 lub 21, 22 |
| 3 | Normalny | 2 lub 22 |
W zależności od obszaru zastosowania, urządzenia są podzielone na dwie grupy:
Grupa urządzeń I: Do użytku i zastosowania w kopalniach podziemnych i powierzchniowych.
Grupa urządzeń II: We wszystkich innych obszarach zagrożonych wybuchem, które nie są częścią przemysłu wydobywczego.
Istnieją dodatkowe podziały w ramach grup urządzeń zgodnie z wymogami bezpieczeństwa: urządzenia grupy I są podzielone na M1 i M2, a urządzenia grupy II są z kolei na kategorie urządzeń 1, 2 i 3 .
Podczas etykietowania zgodnie z wymaganiami ATEX rozróżnia się również gaz, opary lub mgłę (G) i pył (D).
Pozostałe szczegóły, takie jak typ ochrony, rodzaj zabezpieczenia przeciwwybuchowego, klasa temperaturowa, poziom ochrony urządzenia, grupa ochrony przeciwwybuchowej, maksymalna temperatura powierzchni lub klasa ochrony IP mogą bardziej precyzyjnie sklasyfikować urządzenie do etykietowania EX.
Czy kategoryzacja stref jest obowiązkowa dla ochrony przeciwwybuchowej?
Nie, zgodnie z przepisami dotyczącymi ochrony przeciwwybuchowej zawartymi w rozporządzeniu w sprawie substancji niebezpiecznych (GefStoffV) i rozporządzeniu w sprawie bezpieczeństwa i zdrowia w przemyśle (BetrSichV), klasyfikacja stref nie jest już obowiązkowa, a jedynie opcjonalna.
Które prawo reguluje ochronę przeciwwybuchową?
Wraz z rozporządzeniem w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy (BetrSichV 2015), które weszło w życie 1 czerwca 2015 r., europejska dyrektywa w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy w zakresie ochrony przeciwwybuchowej 1999/92/WE, znana również jako ATEX 137, została przeniesiona do rozporządzenia w sprawie substancji niebezpiecznych. Wymagania rozporządzenia zostały skonkretyzowane w Przepisach Technicznych dla Substancji Niebezpiecznych (TRGS).
Które dyrektywy należy wziąć pod uwagę przy ochronie przeciwwybuchowej?
Producenci muszą przestrzegać dyrektywy produktowej ATEX 2014/34/UE. Określa ona dokładnie, w jaki sposób produkt musi być zaprojektowany i opracowany, aby mógł być używany w atmosferze potencjalnie wybuchowej. Podczas testu przeprowadzana jest również analiza źródła zapłonu w celu ustalenia, czy dany produkt zawiera ewentualne źródło zapłonu. Po stronie operatora decydujące znaczenie ma dyrektywa operacyjna ATEX 1999/92/WE. Operator musi przeprowadzić ocenę ryzyka, przygotować dokument dotyczący ochrony przeciwwybuchowej i opracować koncepcję ochrony.
Kiedy dokument ochrony przeciwwybuchowej jest niezbędny?
Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie substancji niebezpiecznych dokument dotyczący ochrony przeciwwybuchowej jest zawsze wymagany, jeśli mieszaniny wybuchowe mogą wystąpić lub są już obecne bez zastosowania środków ochronnych.
Uwaga:
Informacje podane na temat tego produktu służą wyłącznie celom informacyjnym. Nie stanowią one porady ani zalecenia dotyczącego na przykład obszarów użytkowania lub ochrony.
Ponadto informacje podane na stronie internetowej nie stanowią zalecenia ani prośby o użycie w określonych obszarach lub sytuacjach.
O ile wyraźnie nie stwierdzono inaczej, wszystkie informacje są niewiążące.
W przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących zastosowania lub znaczenia informacji, zatwierdzeń lub klas ochrony podanych w niniejszym dokumencie, prosimy o kontakt z producentem lub innym niezależnym, autoryzowanym konsultantem.