Aspekty prawne oraz przykład rozwiązania technicznego, pozwalającego zmniejszyć ryzyko wybuchu w zakładzie produkcyjnym.
W pierwszej części artykułu przedstawiono wymogi stawiane przez polskie i europejskie prawo przedsiębiorstwom, na terenie których występują atmosfery wybuchowe. Wymogi te podzielono na formalno-prawne oraz organizacyjne i techniczne.
Wymogi formalno-prawne zobowiązują do posiadania przez pracodawcę dokumentu zabezpieczenia stanowiska pracy przed wybuchem i jego okresowej aktualizacji.
Dokument ten powinien zawierać między innymi:
1) informacje o identyfikacji atmosfer wybuchowych i ocenę ryzyka wystąpienia wybuchu;
2) informacje o podjętych odpowiednich środkach zapobiegających wystąpieniu zagrożeń wybuchem;
3) wykaz miejsc zagrożonych wybuchem wraz z ich klasyfikacją;
4) deklarację, że stanowiska pracy i narzędzia pracy, a także urządzenia zabezpieczające i alarmujące są zaprojektowane, używane i konserwowane z uwzględnieniem zasad bezpieczeństwa.
Wymagania organizacyjne i techniczne zobowiązują pracodawcę do:
1) zapobiegania tworzeniu się atmosfer wybuchowych, a jeżeli to niemożliwe, dążenia do wyeliminowania źródeł zapłonu;
2) stosowania środków zmniejszających skutki wybuchu w celu zapewnienia bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracowników.
W tej części artykułu została opisana w formie tabelarycznej zasada działania, zalety oraz ograniczenia urządzeń, które są najczęściej wykorzystywane do minimalizacji skutków wybuchu poprzez:
a) tłumienie wybuchu,
b) odciążanie wybuchu,
c) odsprzęganie wybuchu.
Z powyższego zestawienia wynika, iż każdy z wymienionych systemów ochronnych posiada zarówno wiele zalet, jak i pewne ograniczenia. Dobór właściwego rozwiązania musi uwzględniać m.in.
takie czynniki jak:
1) lokalizacja chronionych urządzeń (zamknięta lub otwarta przestrzeń, położenie w stosunku do innych elementów instalacji oraz ciągów komunikacyjnych),
2) zasada działania oraz konstrukcja chronionego urządzenia,
3) właściwości materiału/materiałów poddawanych obróbce w chronionym urządzeniu (Kmax, Pmax, szkodliwość/toksyczność materiału lub produktów jego spalania).
Niewłaściwy dobór systemu ochronnego może skutkować licznymi negatywnych następstwami, z których najważniejsze to:
1) brak lub niepoprawne zadziałanie systemu zabezpieczającego w chwili wybuchu, co może prowadzić do zniszczenia instalacji oraz obrażeń lub śmierci personelu,
2) konsekwencje prawne związane z niewypełnieniem wymogów stawianych pracodawcy przez dyrektywę Atex 137,
3) awarie systemu ochronnego, skutkującego przestojami instalacji.
Zagadnienie bezpieczeństwa wybuchowego jest wciąż stosunkowo nowym, słabo znanym zagadnieniem wśród polskich przedsiębiorstw. Taki stan rzeczy wymaga merytorycznej dyskusji,
która odpowie na najważniejsze pytania stawiane przez zakłady produkcyjne, na terenie których występują atmosfery wybuchowe, oraz producentów urządzeń przeznaczonych do pracy w strefach
zagrożonych wybuchem.
W tym roku najlepszą okazją do debaty w tym zakresie będzie grudniowa konferencja na temat
bezpieczeństwa wybuchowego. Odbędzie się ona w Krakowie podczas targów SyMas. Będzie
to spotkanie z jednej strony autorytetów z dziedziny bezpieczeństwa wybuchowego, z drugiej kadry kierowniczej zakładów produkcyjnych podlegających pod dyrektywę Atex 137 i 95 oraz Narzędziową
i Maszynową.
TŁUMIENIE WYBUCHU
Tłumienie wybuchu polega na identyfikacji początkowej fazy wybuchu oraz wtrysku środka tłumiącego wybuch do wnętrza chronionego urządzenia. W ten sposób wybuch zostaje stłumiony w jego początkowej fazie, a jego ciśnienie jest obniżane do bezpiecznego poziomu. Typowy system tłumienia wybuchu składa się z detektorów (czujniki ciśnieniowe i/lub optyczne), butli HRD z czynnikiem tłumiącym oraz centrali sterującej systemem.
 System tłumienia wybuchu |
Zalety
- skutki wybuchu zostają ograniczone do wnętrza chronionego urządzenia,
- możliwość ochrony zagrożonego aparatu, umiejscowionego zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz hali/budynku,
- najwyższy poziom ochrony personelu przed skutkami wybuchu,
- brak uszkodzeń/deformacji chronionego urządzenia,
- brak pożaru po wybuchu,
- możliwość stosowania dla produktów szkodliwych/toksycznych,
- rozwiązanie zaakceptowane przez przemysł farmaceutyczny i spożywczy,
- rozwiązanie wielokrotnego użytku.
Ograniczenia
Możliwość zastosowania systemu tłumienia wybuchu może być ograniczona przez wartość takich parametrów jak:
- minimalna i maksymalna kubatura chronionego urządzenia,
- temperatura pracy chronionej instalacji.
- minimalna wytrzymałość chronionego urządzenia,
- maksymalne ciśnienie wybuchu Pmax, charakteryzujące dany produkt,
- szybkość przyrostu ciśnienia Kmax, charakteryzująca dany produkt.
Graniczne wartości wyżej wymienionych parametrów są inne dla poszczególnych producentów systemów zabezpieczających przed wybuchem.
ODCIĄŻANIE WYBUCHU
Odciążanie wybuchu polega na wyprowadzeniu skutków wybuchu (płomienia, ciśnienia, spalonego i niespalonego produktu oraz gazów spalinowych) przez otwór dekompresyjny o ściśle określonej powierzchni, poza chronione urządzenie. W rezultacie ciśnienie wewnątrz urządzenia zostaje obniżone do bezpiecznego poziomu. Jako elementy zabezpieczające stosuje się m.in. panele odpowietrzające i samozamykające się klapy odciążające. Przy doborze urządzenia odciążającego niezbędne jest obliczenie minimalnej powierzchni odpowietrzenia. Powierzchnia ta zależy od: wytrzymałości chronionego urządzenia na zredukowane ciśnienie wybuchu, maksymalnego poziomu ciśnieniem
wybuchu (Pmax) oraz szybkości przyrostu ciśnienia (Kmax), ciśnienia otwarcia urządzenia odciążającego, rodzaju i masy urządzenia odciążającego, objętości i kształtu chronionego urządzenia, rozmiarów kanałów odprowadzających wybuch (w przypadku ich zastosowania), początkowej lub wzbudzonej turbulencji w zbiorniku.
 Panele odciążające |
Zalety
-stosunkowo niski koszt inwestycyjny,
- łatwa instalacji,
- rozwiązanie zaakceptowane przez przemysł farmaceutyczny i spożywczy.
Ograniczenia
- brak możliwość stosowania w pomieszczeniach zamkniętych,
- ograniczenia wynikające z maks. dopuszczalnej wartości parametrów Kmax, Pmax oraz wytrzymałości aparatu na zredukowane ciśnienie wybuchu Pred,
- możliwość wystąpienia pożaru po wybuchu, w pobliżu panelu odpowietrzającego należy wyznaczyć strefę bezpieczeństwa (w czasie normalnej pracy instalacji w strefie tej nie mogą znajdować się inne urządzenia oraz ludzie),
- możliwość stosowania tylko w przypadku substancji nieszkodliwych,
- w chwili wybuchu powstają siły odrzutu mogące wywrócić chronione urządzenie,
-rozwiązanie jednokrotnego użytku.
ODSPRZĘGANIE WYBUCHU
System odprzęgania wybuchu jest niezbędnym elementem każdego z wyżej wymienionych systemów zabezpieczających. Jego zadaniem jest odcięcie danego urządzenia od pozostałej części instalacji, co uniemożliwi rozprzestrzenienia się fali uderzeniowej wybuchu. W tym celu wszystkie elementy (rurociągi, kanały, wysypy itp.) łączące chronione urządzenie z pozostałą częścią instalacji, w chwili wybuchu muszą zostać „zamknięte".
 System odsprzęgania wybuchu |
Zalety
- montaż na rurociągach o średnicy do DN 1500,
- możliwość obustronnego działania systemu (montaż pomiędzy dwoma zagrożonymi wybuchem aparatami),
- neutralność systemu, brak generowania oporów przepływu w rurociągu podczas normalnej pracy instalacji,
- rozwiązanie wielokrotnego użytku.
Ograniczenia
-ograniczenia wynikające z maksymalnej dopuszczalnej wartości parametrów Kmax,
- montaż butli wraz z czujnikiem ciśnienia i/lub optycznym na prostym odcinku rurociągu w odległości (od chronionego aparatu) uniemożliwiającej przejście wybuchu w detonację.
