Jak zebrać informacje, które muszą znaleźć się w dokumencie ochrony przeciwwybuchowej zgodnym z ATEX?

Według europejskich dyrektyw ochrony przeciwwybuchowej ATEX, każdy zakład przemysłowy powinien sporządzić dokument ochrony przeciwwybuchowej, w którym znajdą się określone przepisami informacje. Ich lista jest dość długa, a nie zawsze oczywistym jest, gdzie i jak należy szukać potrzebnych danych. Podpowiadamy, jak zebrać niezbędne do spisania dokumentu informacje. 

Ocena ryzyka 

Przeprowadzenie oceny ryzyka opiera się na pierwotnych i wtórnych środkach ochronnych. W przypadku środków podstawowych, ryzyko pierwotne należy określić zgodnie z rozporządzeniem w sprawie bezpieczeństwa przemysłowego BetrSichV. Warunkiem jest obecność atmosfery wybuchowej, która powstaje, gdy istniejące stężenie pyłu przekracza dolną granicę wybuchowości DGW. 

Jeśli występuje atmosfera wybuchowa, obszar zagrożony wybuchem musi zostać zidentyfikowany, przy uwzględnieniu warunków lokalowych i operacyjnych. Zasięg przestrzenny takiego obszaru ponownie opisuje stężenie pyłu powyżej dolnej granicy wybuchowości. Strefy dla pyłów, określone w dyrektywie operatorskiej 99/92/EG, są podzielone według prawdopodobieństwa ich wystąpienia. 

Czym według ATEX są parametry wybuchu? 

Określone w dyrektywach parametry wybuchu to:

• dolna granica wybuchowości DGW,
• minimalna energia zapłonu,
• minimalna temperatura zapłonu osadzonego pyłu,
• minimalna temperatura zapłonu wyrzucanego pyłu,
• maksymalne nadciśnienie wybuchu,
• szybkość wzrostu ciśnienia (zmodyfikowana jako wartość KSt). 

W ich określeniu powinny pomóc przede wszystkim dane zbierane na bieżąco podczas pracy maszyn oraz informacje dotyczące materiałów, które poddawane są obróbce w danej firmie. 

Określenie obszaru operacyjnego i potencjalnych źródeł zapłonu

Przy określaniu obszaru operacyjnego należy opisać maszyny, urządzenia, instalacje, budynki, stanowiska pracy itp., które będą brane pod uwagę. Trzeba też wymienić osobę odpowiedzialną za dany obszar i określić panujące warunki przestrzenne. Tutaj ważne jest zdefiniowanie interfejsów, takich jak połączenie mechaniczne (np. rurociąg), ale też linia zasilania dla elektryki, pneumatyki i/lub hydrauliki. Instrukcje są podane w aktualnym BGI 764: „Powłoki elektrostatyczne”.

Obszar niebezpieczny z potencjalnie wybuchową atmosferą pyłu w powietrzu:

• stałą, częstą, długotrwałą (powyżej 50% czasu pracy aparatu) – określany jako strefa 20,
• okazjonalnie obecną (poniżej 50% czasu pracy aparatu) – określany jako strefa 21,
• występującą rzadko i przez krótki czas (tylko wokół otworów w sprzęcie, zawierających pył) – określany jest jako strefa 22.

Doświadczenie pokazuje, że w zależności od ilości ulatniającego się pyłu, po ok. 1 m następuje rozrzedzenie, tak że nie ma już mieszaniny zapalnej – atmosfery wybuchowej. 

Dla rysunków systemowych obszar strefy 22 może być wyznaczony do odległości około 1 m (w zależności od przepływu powietrza i pyłu) od otworu zwalniającego (punktu wyjścia pyłu). 

Po określeniu obszarów, w których może dojść do wybuchu z powodu substancji palnych zmieszanych z powietrzem, należy wziąć pod uwagę źródła zapłonu. Wtórny pomiar ochronny oparty jest na pomiarze: „Unikanie skutecznych źródeł zapłonu”. Za pomocą analizy źródeł zapłonu należy określić istniejące, a tym samym potencjalne źródła zapłonu z 13 różnych opcji. W tym przypadku należy wziąć pod uwagę nie tylko źródła zapłonu, które mogą być obecne podczas normalnej eksploatacji, ale również źródła zapłonu, które występują przy częstych i rzadkich błędach zgodnie z definicją kategorii w dyrektywie ATEX 94/9/EG. Jako pomoc w tej ocenie źródła zapłonu, sprzęty muszą być również zróżnicowane według następujących kryteriów:

• własne źródła zapłonu urządzenia,
• źródła zapłonu doprowadzone z zewnątrz,
• źródła zapłonu powstające z pyłu.

Następnie w analizie ryzyka zapłonu porównuje się skuteczność zapłonu tych źródeł z właściwościami mieszanki paliwowo-powietrznej. Każde źródło zapłonu ma określoną zawartość energii, która występuje na przykład w postaci odpowiednio wysokiej temperatury. Tę zawartość energii można porównać np. z minimalną energią zapłonu. Wynikiem analizy zagrożenia zapłonem są efektywne źródła zapłonu, które faktycznie występują. W zależności od danej strefy, do badań należy użyć odpowiedniego sprzętu. Obowiązują tutaj kategorie określone w dyrektywie dotyczącej ochrony przeciwwybuchowej 94/9/EG. 

Jeżeli urządzenia mają być używane w obszarze (strefie) zagrożonym wybuchem i posiadają źródło zapłonu, należy je podzielić na kategorie w zależności od prawdopodobieństwa wystąpienia źródła zapłonu lub usterki. Urządzenia muszą spełniać wymagany poziom bezpieczeństwa przy:

• normalna praca, dla kategorii 3,
• normalna praca i częste zakłócenia, dla kategorii 2,
• normalna praca, częste i rzadkie zakłócenia, dla kategorii 1.

Kategorie są również oznaczone literami. Z pyłami – “D”, od angielskiego terminu „dust”, z gazami – “G”, od angielskiego terminu „gas”. Urządzenia kategorii 1D nadają się do pracy w strefie 20. W strefie 21 należy stosować urządzenia kategorii 2D. Urządzenia kategorii 3D są zdefiniowane dla strefy 22. Jednak w strefie 22 można również zastosować urządzenie „wysokiej jakości” kategorii 1D lub 2D. 

Wymienione strefy wraz z ich zasięgiem przestrzennym i określonymi efektywnymi źródłami zapłonu należy teraz potraktować odpowiednimi środkami w punkcie „Opis koncepcji ochrony przeciwwybuchowej”. 

Koncepcja ochrony przeciwwybuchowej 

W pierwszej kolejności należy w tym kroku przedstawić środki techniczne wtórnej i trzeciorzędnej ochrony przeciwwybuchowej. Wtórnym środkiem ochrony przeciwwybuchowej, na przykład przy źródle zapłonu „elektryczności statycznej”, zwłaszcza przy wyładowaniu iskrowym, jest uziemienie wszystkich elementów. W celu wykonania uziemienia należy przytoczyć i uwzględnić odpowiednie przepisy (np. BGR132: „Unikanie niebezpieczeństwa zapłonu spowodowanego ładunkami elektrostatycznymi”). Dla wszystkich skutecznych źródeł zapłonu opracowanych w ramach analizy ryzyka zapłonu należy określić odpowiednie środki ochronne. Jeżeli nie można zagwarantować całkowitego zabezpieczenia od źródeł zapłonu lub jeżeli minimalna energia zapłonu substancji niebezpiecznych jest mniejsza niż 3 mJ (bardzo wrażliwa na zapłon), należy zastosować trzeciorzędne środki ochronne, tj. konstrukcyjną ochronę przeciwwybuchową. 

Oprócz konstrukcji przeciwwybuchowej dla maksymalnego ciśnienia wybuchu P_max, dla odpowiedniego zastosowania można również zastosować konstrukcję dla zredukowanego, maksymalnego ciśnienia wybuchu Pred_max. Następnie, w połączeniu z urządzeniami zabezpieczającymi, odciążenie lub tłumienie ciśnienia. W zależności od granic stosowalności urządzeń zabezpieczających należy dobrać odpowiednie środki.

Ponadto należy wprowadzić odsprzęganie związane z wybuchem. Zastosowane tutaj aplikacje mają określone granice zastosowania i mają być instalowane na przykład w urządzeniach filtrujących po stronie czystego i/lub surowego gazu w rurociągu. W przypadku systemów filtracyjnych odprowadzenie pyłu również musi być odsprzęgnięte. Urządzenia zabezpieczające do redukcji lub tłumienia ciśnienia oraz odłączania muszą być sprawdzone zgodnie z dyrektywą ochrony przeciwwybuchowej 94/9/EG i odpowiednio oznakowane. 

Dokumentacja środków organizacyjnych, które wywodzą się ze środków wtórnych i trzeciorzędnych lub ze środków pierwotnych, znajduje się w następnym punkcie w dokumencie ochrony przeciwwybuchowej. W tym miejscu należy wymienić instrukcje obsługi, plany konserwacji i czyszczenia. Należy odwzorować odpowiednie czynności konserwacyjne w odstępach czasowych. Ponadto należy określić podstawowe środki organizacyjne, takie jak bezwzględny zakaz palenia lub odstępy czasowe na szkolenie/instruowanie pracowników. 

Załącznik 

Wszystkie dokumenty potwierdzające są przechowywane w załączniku do dokumentu ochrony przeciwwybuchowej. Mogą to być dzienniki badań, karty charakterystyki i dzienniki produkcji. W tym celu przechowywane są również rysunki systemowe, plany rozmieszczenia i plany budynków. W przypadku zawierania umowy serwisowej dotyczącej rozważanej maszyny/urządzenia, należy również tę umowę złożyć w pliku dokumentów. 

W dokumencie ochrony przeciwwybuchowej musi znaleźć się mnóstwo danych, a ich pobranie powinno przebiegać w określony sposób. Sporządzenie takiego dokumentu jest jednak gwarancją bezpieczeństwa w przypadku powstawania atmosfery wybuchowej, a wytyczne mają ułatwić ten proces, a nie go utrudniać.