Wybuchy ATEX są wynikiem dynamiki spalania produktu palnego z tlenem w otaczającej atmosferze. Parametry wybuchowości określają ilościowo tę dynamikę. Jedno z badań wskazuje jednak na brak wiedzy na tematwybuchowości produktów jako jedną z głównych przyczyn niedawnych eksplozji.
Sommaire
DO CZEGO SŁUŻĄ WŁAŚCIWOŚCI WYBUCHOWE?
Właściwości wybuchowe produktów pomagają pracodawcom ocenić ryzyko wybuchu ATEX w miejscu pracy. Pomagają one zdefiniować :
- Prawdopodobieństwo powstania, zapłonu i wybuchu ATEX,
- Kategorie stref zagrożenia ATEX,
- Kategorie sprzętu ATEX lub systemu ochrony, który ma zostać zainstalowany.
Charakterystyka produktów palnych dostarcza informacji na temat środków ochrony i bezpieczeństwa dla pracowników. Jest to zatem obowiązek pracodawcy. Aby ocenić bezpieczeństwo swoich produktów, pracodawcy mogą korzystać z baz danych dotyczących wybuchowości produktów (np. baza danych CarATEX). Dane te należy wykorzystywać z rozwagą, szczególnie w przypadku pyłów, które są bardzo wrażliwe na warunki pracy. W razie wątpliwości pracodawca powinien zlecić analizę próbki pobranej w miejscu pracy (np. INERIS).
Właściwości wybuchowe określają ryzyko produktu przyczyniające się do ryzyka wybuchu ATEX. Następnie przeprowadzana jest analiza ryzyka procesowego i organizacyjnego, które przyczyniają się do ryzyka wybuchu. Stanowią one podstawę środków zapobiegania iograniczania wybuchów poprzez kalibrację właściwości wybuchowych produktu palnego, w szczególności :
- zdolność produktu palnego dotworzenia ATEX poprzez dyfuzję do otaczającej atmosfery. Cechy opisujące tę właściwość są wykorzystywane do eliminacji lub ograniczenia ATEX.
- palności produktu palnego w kontakcie ze źródłem zapłonu. Uzyskane charakterystyki pomagają zidentyfikować i wyeliminować źródła zapłonu.
- siła wybuchu produktu palnego w momencie wybuchu. Charakterystyki siły wybuchu są wykorzystywane do: zmniejszenia skutków wybuchu, wyboru sprzętu odpornego na wybuch, wyeliminowania początków wybuchu poprzez ich wykrycie.
JAK ATMOSFERA OTOCZENIA WPŁYWA NA WŁAŚCIWOŚCI WYBUCHOWE MOJEGO PRODUKTU?
Ryzyko wybuchu ATEX rozpoczyna się, gdy tylko produkt wybuchowy rozproszy się w otaczającej atmosferze. Innymi słowy, gdy tylko odczynniki gwałtownego spalania, które jest wybuchem, są obecne w tym samym czasie:
- produkt palny (paliwo),
- i tlen w atmosferze (utleniacz w większości atmosfer roboczych).
Zawartość tlenu określa zdolność atmosfery otoczenia do podsycania wybuchu. Wpływa ona na potencjał wybuchowy ATEX, a tym samym na charakterystykę wybuchową produktu. Jednym ze środków zapobiegawczych byłoby oddziaływanie na ilość utleniacza. Na przykład zmniejszenie zawartości tlenu może zmniejszyć zakres wybuchowości paliwa tworzącego ATEX.
Właściwości fizyczne atmosfery również wpływają na właściwości wybuchowe produktu palnego. Temperatura, ciśnienie i wilgotność atmosfery, szczególnie w przypadku pyłów, wpływają na właściwości wybuchowe produktów palnych. Należy zauważyć, że właściwości wybuchowe produktów palnych dotyczą „normalnych warunków atmosferycznych”, tj:
- Zawartość tlenu na poziomie 21%.
- Zakres temperatur między : -20°C do 60°C
- Zakres ciśnienia od: 80 kpa (0,8 bara) do 110 kpa (1,1 bara)
Normy te opierają procedury operacyjne na ATEX określającym wartości parametrów wybuchowych; dane dostarczane przez bazy danych produktów wybuchowych. Jednakże, w zależności od okoliczności operacyjnych, warunki atmosfery utleniającej mogą odbiegać od tych wartości, szczególnie wewnątrz lub w pobliżu działającego sprzętu. Stąd potrzeba marginesów bezpieczeństwa przy korzystaniu z dostępnych danych.
JAKIE CECHY PRODUKTU NALEŻY ZBADAĆ, ABY OCENIĆ RYZYKO WYBUCHU?
Po pierwsze, stan fizyczny materiału określa parametry wybuchowości. Dlatego wśród produktów używanych lub emitowanych do otaczającej atmosfery pracodawca rozróżnia :
- Gazy i ciecze łatwopalnewydzielające opary i mgły
- Palne ciała stałe: pył, proszek.
Główne charakterystyki wybuchu wykorzystywane do pomiaru ryzyka wybuchu i wyboru środków zapobiegawczych:
| Warunki, w których występuje ryzyko wybuchu | Właściwości produktu palnego | Charakterystyka produktu palnego w postaci gazu lub pary | Charakterystyka produktu palnego w postaci pyłu lub proszku | Charakterystyka atmosfery utleniającej | Zapobieganie i środki bezpieczeństwa |
|---|---|---|---|---|---|
| Jednoczesna obecność paliwa i utleniacza. | Możliwość utworzenia ATEX | – Dolna granica wybuchowości: LEL – Temperatura zapłonu: PE – Dolna granica wybuchowości: PIE – Niezgodność chemiczna z innymi produktami | – Minimalne stężenie wybuchowe: MEC – Wielkość cząstek – Niezgodność chemiczna z innymi produktami | – Zawartość tlenu – Temperatura – Ciśnienie – Poziom wilgotności | Eliminacja lub ograniczenie ATEX |
| Dodatkowa obecność źródła zapłonu | Palność Wrażliwość na wybuch | – Minimalna energia zapłonu: EMI – Temperatura samozapłonu: TAI | – Minimalna energia zapłonu: EMI – Minimalna temperatura zapłonu: TMI | – Zawartość tlenu – Temperatura – Ciśnienie – Poziom wilgotności | Eliminacja źródeł zapłonu dla ATEX |
| Połączenie właściwości wybuchowych na poziomie wybuchowości, któremu sprzyja hermetyzacja | Siła eksplozji | – Maksymalne ciśnienie generowane przez wybuch PMAX – Maksymalna prędkość wzrostu ciśnienia – Wskaźnik wybuchu Kst | – Maksymalne ciśnienie generowane przez wybuch PMAX – Maksymalna prędkość wzrostu ciśnienia – Wskaźnik wybuchu (Kg) | – Zawartość tlenu – Temperatura – Ciśnienie – Poziom wilgotności | Zmniejszenie skutków |
Każdy etap powstawania zagrożenia wybuchem odpowiada jednej z właściwości wybuchowych produktu. Właściwość jest określona przez zestaw parametrów, które zależą zarówno od fizycznej natury produktu, jak i warunków atmosfery utleniającej. Jednak niektóre parametry wybuchowe wpływają na siebie nawzajem, a zatem mogą przyczyniać się do więcej niż jednej właściwości wybuchowej. Co więcej, obecność kilku produktów w atmosferze utleniającej może spowodować, że parametry wybuchu będą ewoluować w kierunku różnych progów: bardziej wybuchowych lub mniej wybuchowych w zależności od charakteru obecnych produktów.
Wartości parametrów określają ilościowo prawdopodobieństwo wybuchu. To z kolei określa środki ochrony i bezpieczeństwa, które należy zastosować. Pracodawcy rozpoczynają wdrażanie przepisów ATEX, znając parametryczny potencjał wybuchowy swoich produktów.
