Rūpnieciskie procesi un sprādziena vai ugunsgrēka risku novēršana, izmantojot rūpnieciskos putekļu savācējus

Daudzās rūpnieciskajās sistēmās tiek izmantoti viegli uzliesmojoši pulverveida produkti vai rodas degoši putekļi. Šo ražošanas sistēmu darbība rada ugunsgrēka un sprādziena risku. Šie riski izriet no izmantoto produktu un procesu īpašībām. Tāpēc tiesību aktos par darba ņēmēju drošību un vides aizsardzību ir noteikts, ka uzņēmumiem ir jāuzstāda atbilstoši profilakses un aizsardzības līdzekļi. Visizplatītākais preventīvais pasākums ir daļiņu suspensijas un to koncentrācijas kontrole apkārtējā gaisā vai iekārtās. To panāk, izmantojot sūknēšanas un filtrēšanas sistēmas, kas paredzētas putekļu aizvākšanai no procesiem.

Kā rodas ugunsgrēks vai sprādziens, ja tiek izmantoti pulverveida produkti vai ja izdalās putekļi?

Dažas rūpnieciskās darbības, jo īpaši tās, kurās tiek izmantoti pulveri, izkliedē gaisā putekļus, kas var izraisīt sprādzienu vai ugunsgrēku. Tās rada degošu putekļu mākoni, kas veido sprādzienbīstamu atmosfēru (ATEX). ATEX eksplodē, ja ir izpildīti attiecīgie nosacījumi.

Vēl viena iespēja ir, ka putekļu mākonis nosēžas. Tad putekļi slāņos uzkrājas uz aprīkojuma un darbnīcas grīdas. Atkarībā no iekārtas karstuma vai daļiņu ķīmiskā sastāva šī putekļu masa var radīt pašsasilšanu vai pirolīzi, izraisot ugunsgrēku vai sprādzienu.

Šo parādību rašanās prasa īpašus nosacījumus, kurus mēs apkopojam turpmāk (sīkāku informāciju skatiet detalizētos ATEX pantos).

Kā notiek putekļu pašsasilšana un kādas ir sekas?

Dažu putekļu nogulšņu īpašais ķīmiskais sastāvs var izraisīt spontānu eksotermisku ķīmisku reakciju. Nogulšņu apstākļi var izraisīt ātrāku siltuma izdalīšanos nekā tā izkliedi apkārtējā gaisā. Tad putekļu slāņa temperatūra paaugstinās, reakcijas sistēmai nepievienojot ārēju siltumu. Tā ir pašsasilšana. Temperatūras paaugstināšanās paātrina reakcijas ātrumu un līdz ar to paātrina siltuma pieaugumu. Sākotnēji lēns karsēšanās process var progresēt līdz kvēlināšanai vai pašai aizdegšanai. Atkarībā no vietējās vides apstākļiem (pret siltuma plūsmu jutīga materiāla klātbūtne, uzliesmojošu putekļu mākoņa klātbūtne u. c.), reakcija var izraisīt ugunsgrēku vai sprādzienu. Tāpēc pašsaskaršanas fenomens ir ugunsgrēka un sprādziena priekšnoteikums.

Kā notiek putekļu pirolīze un kādas ir tās sekas?

Pirolīze ir organiskā produkta ķīmiska sadalīšanās lielā karstumā un atmosfērā ar zemu skābekļa saturu vai bez skābekļa.

Putekļu nogulsnes pašsasilšana vai siltuma plūsma no karstas virsmas, uz kuras atrodas putekļu nogulsne, var radīt pirolīzes gāzes nogulsnes daļā ar zemu skābekļa saturu vai bez skābekļa.

Šīs gāzes var uzkrāties atmosfērā. Pirolīzi izraisījusītermiskā enerģija vai cits enerģijas avots var aizdedzināt šīs gāzes. Atkarībā no to koncentrācijas aizdegšanās izraisa ugunsgrēku vai sprādzienu. Tāpat kā pašsasilšana, arī putekļu pirolīze ir ugunsgrēka vai sprādziena priekšnoteikums.

Kādi ir putekļu ugunsgrēka nosacījumi?

Putekļu ugunsgrēks rodas, degot deggāzēm, kas izdalās, pirolīzes laikā sadaloties putekļiem. Ugunsgrēks sākas, ja ir pietiekams daudzums trīs elementu: degviela (gāze), oksidētājs (skābeklis gaisā) un aktivācijas enerģija (karstums, dzirkstele, ārēja liesma u. c.). Degtspējīgo gāzu pakāpeniska difūzija, pēc tam to sajaukšanās ar gaisu veicina uguns liesmu. Liesma rada toksiskus dūmus un siltuma plūsmu, kas palīdz uguns izplatīties. Siltuma plūsmas starojums var izraisīt spiedtvertņu vai citu degošu materiālu eksploziju.

Kādi ir putekļu sprādziena apstākļi?

Sprādziens ir sprādzienbīstamas atmosfēras momentāna sadegšana, atbrīvojot spēcīgu enerģiju (ATEX). To pavada strauja ATEX gāzu tilpuma, temperatūras un spiediena palielināšanās.

Pastāv seši nosacījumi, lai izraisītu putekļu sprādzienu. Trīs no tiem ir tie paši, kas izraisa ugunsgrēku: vienlaicīga gaisa, putekļu un aizdegšanās avota klātbūtne. Trīs paātrina degšanas reakciju: granulometriskā smalkums, kas ļauj putekļiem homogēni suspendēties gaisā, putekļu koncentrācija gaisā, kas sasniedz sprādzienbīstamības robežu, un pietiekams noslēgtības līmenis, lai spiediens darbotos kā degšanas paātrinātājs.

ATEX putekļu veidošanās telpās un darba iekārtās. Sprādziena radītais termiskais un spiediena efekts apdraud darba vidi un personu drošību.

Kāda ir atšķirība starp putekļu ugunsgrēku un putekļu sprādzienu?

Sprādziena un ugunsgrēka konteksts atšķiras no ugunsgrēka konteksta, lai gan katra parādība var izraisīt otru.

Sprādziena gadījumā jau iepriekš ir izveidojies degošu putekļu un gaisa maisījums. Iepriekš sajauktā liesma pati izplatās, veidojot degšanas vilni.

Ugunsgrēkā putekļu pirolīze nodrošina degvielu gāzes veidā. Aizdegas pirolīzes gāzes un gaisa maisījums. Difūzijas liesma saglabājas tik ilgi, kamēr to baro putekļi.

Tā kā sprādzienā reaģējošās vielas ir iepriekš sajauktas, sprādziena enerģijas daudzums ir daudz lielāks nekā ugunsgrēka gadījumā. Ugunsgrēkā degšanas gāzu difūzijas ātrums caur putekļiem un sajaukšanās ar gaisu nosaka parādības kinētiku, kas ir daudz lēnāka nekā sprādzienā.

Pārskats par ugunsgrēkiem un putekļu sprādzieniem piemērojamajiem normatīvajiem noteikumiem.

Putekļu izraisīti sprādzieni un ugunsgrēki ietekmē darbinieku drošību un iznīcina iekārtas darba vietā, kā arī var ietekmēt vidi. Tāpēc Darba kodekss un Vides kodekss nodrošina pamatu šo parādību novēršanai. Daudzos gadījumos tie ir Eiropas tiesību aktu transponēšana.Darba devējam ir jānodrošina, lai telpas un preventīvās un aizsardzības sistēmas atbilstu noteikumiem.

Attiecībā uz ugunsgrēku Francijas Darba kodekss reglamentē telpu iekārtojumu (evakuācijas līdzekļu ieviešana), darbinieku aizsardzību (signalizācijas un ugunsdzēšamo aparātu uzstādīšana utt.) un nelaimes gadījumu novēršanu.

Attiecībā uz sprādzieniem Francijas Darba kodekss nosaka, ka darba devējiem ir jāizvērtē ar ATEX (sprādzienbīstama vide) saistītie riski un jāveic īpaši pasākumi, lai nodrošinātu sprādzienu novēršanu un darbinieku drošību un aizsardzību sprādziena gadījumā. Tas attiecas uz

• zonu, kurās varētu veidoties ATEX, definīcija (skatīt ATEX zonējumu).
• organizatoriskie pasākumi darbiniekiem, kas pakļauti sprādziena riskam
• ATEX zonās darbspējīgu iekārtu izvēle.
• ATEX zonas apzīmējums

Tāpat kā attiecībā uz putekļu mākoņiem, noteikumi nosaka, ka putekļu slāņi, nogulsnes un kaudzes ir ATEX avoti.

Francijas Vides kodekss attiecas uz ugunsgrēkiem un sprādzieniem kopumā un jo īpaši uz to ietekmi uz teritorijām, kas atrodas ICPE (Installations Classées pour la Protection de l’Environnement) tuvumā. ICPE nomenklatūra klasificē šīs iekārtas atkarībā no izmantotajām vai ražotajām vielām un darbību bīstamības. Nomenklatūra atsaucas uz Vides kodeksā un Eiropas regulās (īpaši Seveso 3) noteiktajiem pasākumiem. Tās pozīcijas definē uzliesmojošas vielas (jo īpaši uzliesmojošas cietās vielas, uzliesmojoši produkti) un sprādzienbīstamus produktus, kas var izraisīt ugunsgrēkus vai sprādzienus. Šajā nomenklatūrā jāiekļauj putekļi, kas rodas produktu vai darbību rezultātā.

Rūpnieciskie procesi un ugunsgrēka vai sprādziena risks

Rūpniecības procesos, kuros izmanto degošus pulverveida produktus, neizbēgami rodas putekļu mākoņi un nogulsnes. Tāpēc pastāv ugunsgrēka vai sprādziena risks. Ieteicamais profilakses pasākums irputekļu nosūces sistēmas uzstādīšana.

Produktu pārvietošanas procesi un sprādziena un ugunsgrēka risks

Nozarē tiek izmantoti dažādi pulveru pārvietošanas procesi, kas pielāgoti kustības asīm (horizontāli, vertikāli, ar slīpumu): konveijeru lentes, ķēdes konveijeri, Arhimēda skrūves, kausu pacēlāji, pneimatiskais transports.

Pneimatiskās transportēšanas gadījumā, kuras pamatā ir produkta daļiņu suspendēšana gaisā, caurulē var izveidoties ATEX. Citos transportēšanas veidos produkta iepildīšana vienā iekārtas galā un izvadīšana otrā vai transportēšanas vibrācijas rada putekļu mākoņus. Ja iekārta ir slēgta, ATEX var veidoties iekraušanas un izkraušanas vietās un to tuvumā. Ja iekārta nav norobežota, ATEX apdraudējums var rasties visā telpā.

Gaisā esošo putekļu nogulsnēšanās rada nogulsnes. Pat tad, ja ierīce ir noslēgta, putekļi uzkrājas zem ierīces un ap to; blīvējums nekad nav pilnīgs. Noteikumos putekļu nogulsnes tiek uzskatītas par potenciālu ATEX.

Tādi notikumi kā aizķeršanās un berze starp mehāniskajām daļām, kas saistīti ar iekārtu darbības traucējumiem, rada siltumu, kas var būt ATEX aizdegšanās avots. Pneimatiskās transportēšanas gadījumā liela ātruma berze starp daļiņām un cauruļu sieniņām rada daļiņu un aprīkojuma elektrostatisko uzlādi. Elektrostatiskā izlāde bieži ir ATEX sprādziena cēlonis šādās iekārtās. Visbeidzot, triecieni, ko izraisa metāla vai minerālu elementi, kas ir sveši procesam, var izraisīt ATEX uzliesmojumu.

Transportēšanas procesu avārijasoloģija jo īpaši ziņo par ugunsgrēkiem uz konveijera lentēm, sprādzieniem lifta kausos un pneimatiskajās caurulēs.

Ugunsgrēka un sprādziena novēršanas pasākumi ietver :

• putekļu mākoņu novadīšana iekārtas kritiena vietās un/vai korpusā, izmantojot putekļu novadīšanas sistēmu,
• putekļu nosēdumu iesūkšana ārpus ierīces (ATEX putekļu sūcējs),
• iezemēts, lai novērstu elektrostatisko izlādi,
• kontroles rīki, lai noteiktu neparastu berzi un sakaršanu.
• ārējo aizdegšanās avotu (karstie punkti, darbs utt.) novēršana.

Aizsardzība pret ugunsgrēku un sprādzienu ietver :

• iekārtu atvienošana, lai novērstu uguns izplatīšanos,
• Aprīkot iekārtas ar ventilācijas atverēm vai spiediena paaugstināšanas iekārtām, lai samazinātu sprādziena risku.

Uzglabāšanas procesi un sprādziena vai ugunsgrēka risks

Tilpums, tvertņu forma (skābbarības tvertne, lielais maiss u. c.), uzglabāšanas laiks un apstākļi (temperatūra, mitrums u. c.) atšķiras atkarībā no darbības veida.

Piepildot tvertni ar pulverveida produktu, var rasties ATEX, suspendējot daļiņas tvertnes gaisā. Piepildīšana vai transportēšana var radīt arī elektrostatiskus lādiņus, kas izdalās konteinera gaisa telpā. Elektrostatiskā izlāde var aizdedzināt ATEX.

Ja produktu uzglabāšanas un transportēšanas iekārtas ir savienotas, eja starp tām nekad nav pilnīgi ūdensnecaurlaidīga. Laika gaitā veidojas nogulsnes. Šo nogulšņu resuspensija var radīt ATEX.

Pulvera masveida uzglabāšana var izraisīt vielas pašsasilšanu. Tas var izraisīt degšanu ugunsgrēka vai kūpošas uguns veidā, kas savukārt var aizdegties tuvumā esošajā ATEX. Uzglabāšanas procesu avārijasoloģija atklāj, ka pašsasilšana izraisa vairāk nekā 80 % ugunsgrēku un mazāk nekā 10 % sprādzienu.

Preventīvie pasākumi ir šādi:

• putekļu putekļu novadīšana aizpildīšanas laikā, pēc iespējas tuvāk iztukšošanas vietai, izmantojot putekļu novadīšanas sistēmu.
• uzturēt glabāšanas temperatūru zem kritiskās temperatūras vai pielāgot glabāšanas tilpumu vietējiem temperatūras apstākļiem;
• lai ierobežotu degšanu, aizliegt gaisa ieplūdi krātuves apakšā,
• izmantot aprīkojumu CO (nepietiekama skābekļa satura degšanas indikators) un temperatūras paaugstināšanās noteikšanai (termiskā zonde, infrasarkanā kamera).

Aizsardzības pasākumi ietver :

• tvertnes inertizācija , lai apturētu degšanu,
• ventilācijas atveru ierīkošana, lai apturētu spiediena palielināšanos un aizsargātu uzglabāšanas konstrukciju.

Smalcināšanas procesi un sprādziena vai ugunsgrēka risks.

Ir trīs galvenie slīpēšanas procesi:

• Smalcināšanas procesā tiek saspiesti produkti ar rupju daļiņu izmēru.
• Malšana ar gaisa strūklu un frēzēšana sadala produkta graudus vairākās daļiņās sadursmes rezultātā. Produkta granulometrija ļauj to pārnest ar gaisa plūsmu.

Pēdējie divi procesi atšķaida pulverveida produktu gaisā tā, ka nepastāv ATEX risks. No otras puses, smalcināšanas procesā gaisā rodas smalkas daļiņas. Tāpēc smalcinātāja iekšpusē pastāv pastāv pastāvīgs ATEX risks.

Drupināšana produktu uzkarsē. Dažreiz, lai izvairītos no pašaizdegšanās, tas ir jāatdzesē, īpaši, ja tas ir viegli oksidējams. Svešķermeņi, kas ir izturīgāki pret smalcināšanu, var palielināt berzi un līdz ar to arī blakus esošo daļiņu temperatūru, izraisot produkta sakaršanu un aizdegšanos. Tie var izraisīt arī pietiekami lielas enerģijas dzirksteles, lai aizdedzinātu ATEX un izraisītu sprādzienu.

Profilakses līdzekļi :

• jāuzstāda putekļu nosūcēja sistēma, lai uztvertu smalkās daļiņas;
• tādu produktu malšana inertā atmosfērā, kas aizdegas zemā temperatūrā vai ar zemu aktivācijas enerģiju (10 līdz 100 mJ);
• ierobežo karsēšanu un novērš svešķermeņu iekļūšanu procesa ieplūdes atverē (sijāšana, metāla noteikšana utt.);
• mēra temperatūru un nosaka kvēlojošas daļiņas dzirnavu izejā.

Aizsardzības pasākumi :

• izmantojiet ATEX sprādziendrošu smalcinātāju;
• atdalīt putekļu novadīšanas sistēmu no tvertnes, kurā atrodas sasmalcinātais materiāls;

Maisīšanas process: sprādziena un ugunsgrēka risks

Sajaukšana var notikt starp cietām vielām (sausā sajaukšana) vai starp cietām vielām un šķidrumiem (sajaukšana šķidruma fāzē). Ja viens no produktiem ir uzliesmojošs, sajaukšana rada ugunsgrēka vai sprādziena risku.

Sausā sajaukšana: visas pulverveida vielas tiek ievadītas pirms procesa uzsākšanas. Piepildot maisītāju un pēc tam sajaucot produktus, veidojas smalko daļiņu mākonis. Abās operācijās pastāv ATEX iespēja, ja viela ir degoša. Tas attiecas uz uzpildes tvertni un maisīšanas galviņu.

Produkta plūsma caur maisītāju var elektriski uzlādēt cietās daļiņas. Var rasties elektrostatiska izlāde, kas izraisa pulvera mākoņa aizdegšanos. Šī parādība var notikt maisītāja galviņā vai padeves tvertnē.

Sajaucot ar homogenizāciju šķidrajā fāzē, cietos produktus ievada pirms šķidrumiem vai otrādi. Abos gadījumos pulvera ievadīšana rada iepriekš aprakstītos riskus. Ievadītajam šķidrumam var būt īpašība uzliesmot temperatūrā, kas zemāka par apkārtējās vides temperatūru (piemēram, šķīdinātājam). Maisītājā veidojas tvaiku ATEX.

Ja maisījumā ir šķidrums, kas rada uzliesmojošus tvaikus, pirmais preventīvais pasākums ir maisītāja inertizācija pirms pulverveida produkta ievadīšanas.

Pat ar inertizāciju, ja lūka ir atvērta, padeves bunkurs rada ATEX, kad tajā tiek iepildīts degošs pulveris. Putekļu mākoņa uztveršana pie avota (Pouyes gredzena tips) ir abiem sajaukšanas procesiem kopīga profilakses ierīce.

Pirms uzpildīšanas un pēc tam, pirms produkts tiek ievietots tvertnē, tvertni var aizstāt ar inertu gaisa slūžām. Visbeidzot, uzpildīšanas un inertizācijas operāciju var automatizēt, izmantojot gaisa slūžas, kas aprīkotas ar automātiskiem vārstiem.

Mehāniskās virsmas apstrādes procesi: sprādzienbīstamība un rūpnieciskie riski.

Kodināšana, strūklas strūklas apstrāde, pulēšana, smilšu strūklas apstrāde… – visi šie veidi rada atšķirīgu virsmas apdari, bet tie visi rodas, izmetot abrazīvus graudus, parasti izmantojot saspiestu strūklu. Šie graudiņi no apstrādājamās virsmas atplēš smalkas daļiņas, vienlaikus sadaloties zem trieciena. Smalkākās daļiņas paliek suspendētas gaisā.

Process notiek kamerā. Ja virsmas vai apstrādes materiāls ir degošs, smalko daļiņu mākonis var veidot ATEX kamerā. Tādējādi pastāv sprādziena risks. Smagākos graudus savāc bunkurs. Ja trieciena rezultātā uz virsmas radītais siltums saglabājas graudos, to uzkrāšanās tvertnē izraisa pašsasilšanu, radot ugunsgrēka risku.

Profilakse sastāv no sūknēšanas sistēmas uzstādīšanas, kas savienota ar rūpniecisko putekļu savācēju , kurš uztur zemu spiedienu kamerā un uztver smalko daļiņu mākoni; dzirksteļu detektora uzstādīšana uz uztveršanas sistēmā.

Virsmas pārklāšanas procesi un sprādziena un ugunsgrēka riski.

Dažos pārklāšanas procesos tiek izmantoti cietie pulverveida produkti. Tas ietver produkta suspendēšanu saspiesta gaisa strūklā un izsmidzināšanu uz apstrādājamās virsmas. Šo darbību veic īpašā kabīnē. Pēc šīs darbības parasti seko pārklājuma plēves sacietēšana.

Atkarībā no izsmidzināmā produkta process ietver krāsošanu (kausējams vai polimerizējams organiskais pulveris), flokēšanu (šķiedrains organiskais pulveris) vai metalizāciju ar karstu izsmidzināšanu vai izsmidzināšanu (alumīnija, cinka vai vara pulveris).

Daļa izsmidzināto vielu nenonāk uz virsmas un izkliedējas gaisā. ATEX veidojas galvenokārt izsmidzināšanas konusā. Lai uzlabotu efektivitāti, smidzināšanas pistole piešķir pulvera graudiem elektrisko lādiņu, kas ir pretējs apstrādājamās virsmas elektriskajam lādiņam. Elektrostatiskais spēks tos piesaista pārklājamajai virsmai. Pēc darbības traucējumiem starp smidzināšanas pistoles elektrodiem un apstrādājamo iekārtu vai virsmu var rasties elektrostatiska izlāde. Sprādziena risks ir jo lielāks, jo smalkāka ir granulometrija. Sprādziens var izraisīt ugunsgrēku. Turklāt apstrādājamās virsmas priekšsildīšana un cietināšanas krāsns tuvums var izraisīt produkta aizdegšanos.

Ugunsdrošības un sprādzienbīstamības novēršanas pasākumi pulverkrāsošanai ir šādi:

• avota uztveršana ar putekļu savācēju,
• izmantot šaujamieročus, kas pielāgoti pulvera minimālajai aizdegšanās enerģijai,
• liesmu atklāšana kabīnē.