Wykrywanie i pomiar gazów palnych (wybuchowych) w praktyce

Gazy palne są często wykorzystywane jako paliwo zasilające i czynnik chłodniczy, dodatkowo są efektem ubocznym różnych procesów chemicznych. Jak wykrywać gazy wybuchowe i wykonywać ich pomiar?

Gazy palne są szeroko obecne w różnych branżach. Wykorzystuje się je jako paliwo, np. metan do zasilania kotłów czy acetylen do zasilania palników. Inne będą stanowiły czynnik chłodniczy, jak propan – R290, czy amoniak – R717. Często stanowią efekt uboczny procesów, jak wodór podczas ładowania akumulatorów kwasowych lub mieszaniny oparów ciężkich węglowodorów przy paliwach lub procesach lakierniczych. Ich właściwości są bardzo różne – od najlżejszego wodoru (współczynnik 0,07; współczynnik powietrza = 1 przy 0°C), przez zbliżony do ciężaru powietrza¹ acetylen (współczynnik 0,9), do ciężkich węglowodorów, jak oktan (3,94). Niektóre, jak formaldehyd, mają szerokie granice wybuchowości (7-73%), a inne bardzo wąskie – jak nonan (0,7-5,6%). Różne są zagrożenia pożarowe – od skrajnie łatwopalnych gazów do oparów oleju napędowego, którego temperatura zapłonu nie kwalifikuje się do grupy substancji niebezpiecznych pożarowo (56°C)². To pokazuje, że nie można stosować jednego podejścia do wszystkich substancji palnych i bezpieczeństwo zależy od określenia wymagań dla każdej substancji indywidualnie.

Gazy palne – kwestie prawne

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. z 2010 r., poz. 719) § 37. 1. „w obiektach i na terenach przyległych, gdzie są prowadzone procesy technologiczne z użyciem materiałów mogących wytworzyć mieszaniny wybuchowe lub w których materiały takie są magazynowane, dokonuje się oceny zagrożenia wybuchem.

4. Oceny zagrożenia wybuchem dokonują: inwestor, projektant lub użytkownik decydujący o procesie technologicznym.”

Określenie zagrożeń

To pierwszy krok, który powinien określić poszczególne zagrożenia. Tu warto zwrócić uwagę, aby dokument określał wszystkie substancje, a nie tylko wybraną, często błędnie nazywaną „reprezentacyjną”. Bez pozostałych nie mamy bowiem pełnego spektrum i prawidłowy dobór zabezpieczeń oraz prawidłowy pomiar substancji detektorami będzie niemożliwy. Innym częstym błędem jest założenie, że parametr „temperatura zapłonu” (ang. flash point wg normy PN-EN ISO/IEC 80079-20-1) definiuje, w jakiej temperaturze mieszanina substancji palnej z powietrzem może wybuchnąć, i uznanie, że temperatury poniżej są wystarczającym gwarantem bezpieczeństwa. Takie założenie pomija Dolny Punkt Wybuchowości (DPW) lub inaczej Dolną Temperaturową Granicę Wybuchowości, która zgodnie z normą PN-EN 15794:2010 najczęściej jest niższa niż temperatura zapłonu.

Przykładowo octan metylu ma oznaczoną temperaturę zapłonu (FP) przy -10°C, ale Dolny Punkt Wybuchowości (DPW) już przy -19°C. Takie różnice wynikają z różnych przyjętych metod badawczych i w praktyce oznaczają, że wyznaczone normami granice i parametry są prawidłowe, ale tylko w określonych warunkach. Jeżeli warunki będą inne, np. ilość tlenu w powietrzu, temperatura, energia zapłonu czy wilgotność, to może dojść do wybuchu przy wartościach innych niż podane w normach, co należy wziąć pod uwagę, projektując zabezpieczenia. Jednym z elementów takiego zabezpieczenia jest detekcja i pomiar gazów oraz oparów substancji palnych. Dobór zabezpieczeń dla takich obiektów, m.in. detekcji gazów, wykonuje uprawniony projektant, a sam projekt musi posiadać uzgodnienie rzeczoznawcy ochrony przeciwpożarowej:

„§ 2.1. Ilekroć w rozporządzeniu jest mowa o:

9) urządzeniach przeciwpożarowych – należy przez to rozumieć […], urządzenia zabezpieczające przed powstaniem wybuchu i ograniczające jego skutki, […];

§ 3.1. Urządzenia przeciwpożarowe w obiekcie powinny być wykonane zgodnie z projektem uzgodnionym przez rzeczoznawcę do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych, a warunkiem dopuszczenia ich do użytkowania jest przeprowadzenie odpowiednio dla danego urządzenia prób i badań, potwierdzających prawidłowość ich działania”.

Galeria

Zobacz więcej