Wybuchy. Dyrektywy ATEX i podział urządzeń w strefie Ex

Przybliżamy, jaki jest cel dyrektyw ATEX oraz jakie wyróżnia się źródła zapłonu. Wyjaśniamy też, w jaki sposób podzielono urządzenia w strefie Ex i jakie są obowiązki pracodawcy w tym zakresie.

Zagadnienia dotyczące wybuchów, stref zagrożonych wybuchem i urządzeń przeznaczonych do pracy w tych strefach regulują dyrektywy ATEX (od francuskiego sformułowania Atmosphères Explosives) oraz krajowe akty prawne wprowadzające te dyrektywy do polskiego ustawodawstwa. Są to obecnie:

• Dyrektywa 2014/34UE – ATEX 114 z 26 lutego 2014 r. w sprawie harmonizacji ustawodawstw państw członkowskich odnoszących się do urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej, która została wprowadzona do prawa polskiego Rozporządzeniem Ministra Rozwoju z 6 czerwca 2016 r. w sprawie wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej (Dz.U. z 2016 r., poz. 817);
• Dyrektywa 99/92/EC – ATEX 137 z dnia 16 grudnia 1999 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa, która została wprowadzona do polskiego prawodawstwa Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 30 lipca 2010 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy, związanych z możliwością wystąpienia w miejscu pracy atmosfery wybuchowej (Dz.U. z 2010 r., nr 138, poz. 931).

Cel dyrektyw ATEX

Celem wprowadzenia dyrektyw ATEX jest m.in. eliminacja lub maksymalne zmniejszenie ryzyka w obszarach, gdzie może występować atmosfera grożąca wybuchem – oznaczona jako Ex. Dyrektywy ATEX 114 i ATEX 137 oraz odpowiednie rozporządzenia krajowe: definiują przestrzenie wybuchowe; wprowadzają podział na grupy i kategorie urządzeń przeznaczonych do pracy w tych przestrzeniach; określają wymogi bezpieczeństwa dotyczące projektowania i budowy urządzeń oraz systemów ochronnych do użytku w strefach zagrożonych wybuchem; opisują procedurę badania urządzeń przez jednostki notyfikowane oraz określają zawartość deklaracji zgodności; określają minimalne kryteria, jakie powinny być uwzględnione przy notyfikowaniu jednostek; określają sposób oznakowania urządzeń i systemów ochronnych.

Zagrożenie wybuchem związane jest przede wszystkim z wydobyciem, wytwarzaniem, przetwarzaniem, transportem i magazynowaniem substancji palnych. Pojawia się ono również w trakcie procesów technologicznych, w których stosowane są substancje z natury niepalne. Z sytuacją zagrożenia wybuchem mamy do czynienia w przestrzeniach, gdzie produkuje się, użytkuje lub przechowuje substancje mogące wytworzyć z powietrzem (lub innymi utleniaczami) mieszaniny wybuchowe. Do takich substancji zaliczyć należy: ciecze łatwo zapalne i ich pary (np. benzyny, alkohole, etery, rozcieńczalniki organiczne); gazy palne (np. propan-butan, wodór, acetylen); pyły i włókna (np. pył węglowy, pył aluminiowy, pył cynowy, pył drzewny).

Wybuch może mieć miejsce przy jednoczesnym spełnieniu warunków:

• atmosfery wybuchowej (mieszaniny palnych gazów, par, mgieł lub pyłów z powietrzem, w której, po zainicjowaniu źródłem zapłonu, spalanie rozprzestrzenia się samorzutnie na całą mieszaninę);
• wyzwoleniu dostatecznej porcji energii pochodzącej od efektywnego źródła zapłonu.

Źródła zapłonu

Wyróżnia się 13 efektywnych źródeł zapłonu:

1. gorące powietrze,
2. płomienie i gorące gazy,
3. iskry wytwarzane mechanicznie,
4. urządzenia elektryczne,
5. prądy błądzące oraz katodowa ochrona przed korozją,
6. elektryczność statyczna,
7. uderzenie pioruna,
8. fale elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej (od 104 Hz do 3 x 1012 Hz),
9. fale elektromagnetyczne o częstotliwości (od 3 x 1011 Hz do 3 x 1015 Hz),
10. promienie jonizujące,
11. ultradźwięki,
12. sprężania adiabatyczne i fale uderzeniowe,
13. reakcje egzotermiczne, włącznie z samozapaleniem się pyłów.

W celu ustalenia potencjalnych źródeł zapłonu należy posłużyć się normą PN-EN-1127-1:2011 – „Atmosfery wybuchowe. Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem – Część 1. Pojęcia podstawowe i metodyka”. Norma wymienia rodzaje źródeł zapłonu, które należy wziąć pod uwagę przy analizie zagrożenia wybuchem. Oprócz zidentyfikowania danego źródła zapłonu należy jednocześnie określić, czy jest ono efektywne (skuteczne), tzn., czy może zainicjować proces spalania danej mieszaniny. Przykładowo – każde użycie ognia otwartego lub iskra elektryczna wywołana uszkodzoną instalacją o napięciu 230 V wywoła zapłon praktycznie każdej mieszaniny wybuchowej, ale już wyładowanie elektrostatyczne o niewielkiej energii – nie. Należy pamiętać, że wartości minimalnej energii zapłonu dla mieszanin pyłowo-powietrznych są nawet o 4 rzędy wielkości wyższe od wartości wyznaczanych dla mieszanin gazów i par cieczy palnych z powietrzem.

Wartość minimalnej energii zapłonu jest parametrem, który pozwala na ocenę zagrożenia wybuchem pochodzącego od takich źródeł energii, jak iskry elektryczne, elektrostatyczne czy mechaniczne. W pozostałych przypadkach należy kierować się informacjami na temat temperatury źródła zapłonu czy mocy fal elektromagnetycznych w odniesieniu do temperatury zapłonu obłoku, czy warstwy pyłu.

Galeria