BEZPIECZEŃSTWO W STREFIE EX

Atmosfera  wybuchowa – mieszanina  z  powietrzem  w  warunkach  atmosferycznych substancji  palnych  w postaci  gazów,  par,  mgieł  lub  pyłów,  w  której  po  wystąpieniu zapłonu, spalanie rozprzestrzenia się samorzutnie na całą mieszaninę.

Ryzyko  wybuchowe  –  kombinacja  częstości  lub  prawdopodobieństwa  wystąpienia wybuchu  mieszanin  substancji  palnych  w  postaci  gazów,  par,  mgieł  lub  pyłów z  powietrzem  w warunkach  atmosferycznych  wywołującego  zagrożenie i konsekwencje związane z tym zdarzeniem.

Dolna  granica  wybuchowości  (DGW)  –  dolna  granica  zakresu  stężenia  palnej substancji w powietrzu, w której może nastąpić wybuch.

Górna  granica  wybuchowości  (GGW)  -górna  granica  zakresu  stężeń  substancji palnej w powietrzu, w której może dojść do wybuchu.

Materiały palne – materiały mogące tworzyć atmosferę wybuchową, o ile badanie ich właściwości nie wykazało, że przy zmieszaniu z powietrzem nie mogą samoczynnie przyczyniać się do rozprzestrzeniania wybuchu.

Temperatura  zapłonu  –  minimalna  temperatura,  przy  której  w  określonych warunkach badania z cieczy wydziela się palny gaz lub para w ilości wystarczającej do natychmiastowego zapłonu z zastosowaniem efektywnego źródła zapłonu.

Minimalna energia zapłonu (MIE)  –  najmniejsza energia która  jest  wystarczająca  do spowodowania  zapłonu  najbardziej  zapalnej  mieszaniny  określonego  pyłu w określonych warunkach badania.

Minimalna  temperatura  zapłonu  obłoku  pyłu  TCL  –  odpowiada  najniższej temperaturze  gorących  powierzchni,  które  w  kontakcie  z  obłokiem  pyłu  powodują jego zapłon.

Minimalna  temperatura  samozapłonu  warstwy  pyłu  –  najniższa  temperatura gorącej  powierzchni,  przy  której  warstwa  pyłu  ulega  zapłonowi  w  określonych warunkach badania.

Minimalna  temperatura  zapłonu  warstwy  pyłu  T5  mm  –  najniższa  temperatura gorącej powierzchni, w której dochodzi do zapłonu znajdującej się na tej powierzchni warstwy pyłu o grubości 5mm.

Osoby pracujące – należy przez to rozumieć: pracowników, osoby fizyczne wykonujące pracę na innej podstawie niż stosunek pracy lub prowadzące działalność gospodarczą na własny rachunek, studentów lub uczniów odbywających zajęcia praktyczne, osoby wykonujące krótkotrwałe prace albo czynności inspekcyjne.

Przestrzenie  niezagrożone –   to  przestrzenie,  w  których  nie  przewiduje  się wystąpienia atmosfery wybuchowej w ilościach wymagających podjęcia specjalnych środków  ostrożności  w  celu  zapewnienia  bezpieczeństwa  i  higieny  pracy  osób pracujących i osób trzecich.

Przegląd  –  działanie  służące  ocenie  stanu  urządzeń  i  systemów  ochronnych przeznaczonych do użytkowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.

Ryzyko  wybuchowe  –  kombinacja  częstości  lub  prawdopodobieństwa  wystąpienia wybuchu  mieszanin  substancji  palnych  w  postaci  gazów,  par,  mgieł  lub  pyłów z  powietrzem  w  warunkach  atmosferycznych  wywołującego  zagrożenie i konsekwencje związane z tym zdarzeniem.

System  ochronny  –  za  „systemy  ochronne”  uznaje  się  wszystkie  części i  podzespoły,  których  zadaniem  jest  natychmiastowe  powstrzymanie  powstającego wybuchu,  i/lub  ograniczenie  skutecznego  zasięgu  płomienia  i  ciśnienia  wybuchu. Systemy  ochronne  mogą  być  zintegrowane  z  urządzeniem,  lub  wprowadzane  na rynek oddzielnie, do zastosowania ich jako systemów samodzielnych.

Urządzenia  – rozumie  się  maszyny,  sprzęt,  przyrządy  stałe  lub ruchome,  podzespoły  sterujące  i  oprzyrządowanie  oraz  należące  do  nich  systemy wykrywania  i  zapobiegania,  które  oddzielnie  lub  połączone  ze  sobą,  są przeznaczone  do  wytwarzania,  przesyłania,  magazynowania,  pomiaru,  regulacji i przetwarzania energii oraz dla przekształcania materiałów, które przez ich własne potencjalne źródła zapłonu, są zdolne do spowodowania wybuchu.

Wybuch –  gwałtowna reakcja utleniania lub rozkładu wywołująca wzrost temperatury i/lub ciśnienia.

Źródło  emisji  –  punkt  lub  miejsce,  z  którego  mogą  się  uwalniać do  atmosfery gaz palny,  para  palna  lub  ciecz  palna  tak,  że  może  się  utworzyć  gazowa  atmosfera wybuchowa.

Stopnie emisji –  wyróżnia się trzy stopnie emisji, uszeregowane według malejącego prawdopodobieństwa występowania gazowej atmosfery wybuchowej:

1. a) ciągły stopień  emisji;  która  występuje  stale,  lub  której  występowania  można spodziewać się w długich okresach.
2. b) pierwszy stopień  emisji;  której  występowania  podczas  normalnej  pracy  można spodziewać się okresowo lub okazjonalnie.
3. c) drugi stopień emisji; której występowania w warunkach normalnej pracy nie można spodziewać się, a  jeżeli  pojawi  się  ona  rzeczywiście,  to  może  tak  się  stać  tylko rzadko i tylko na krótkie okresy.

Źródła  powodujące  ciągły  stopień  emisji  –  np.  powierzchnia  cieczy  palnej w  zbiorniku  stałym  zadaszonym  z  ciągłym  odpowietrzeniem  do  atmosfery, powierzchnia  cieczy  palnej,  która  jest  otwarta  do  atmosfery  ciągle  lub  przez  długi okres.

Źródła powodujące pierwszy stopień emisji  –  np.  uszczelnienia pomp, sprężarek lub  zaworów,  zawory  nadmiarowe, odpowietrzniki  i  inne  otwory,  z  których  podczas normalnej pracy jest spodziewana emisja materiałów palnych do atmosfery.

Źródła  powodujące  drugi  stopień  emisji  –  np.  uszczelnienia  pomp,  sprężarek i  zaworów,  kryzy,  połączenia  i  armatura,  punkty  pobierania  próbek,  zawory nadmiarowe, odpowietrzniki i inne otwory, z których podczas normalnej pracy nie jest spodziewana emisja materiałów palnych do atmosfery.

Klasa temperaturowa – umowny podział mieszanin par i gazów z powietrzem, zagrożonych wybuchem w wyniku kontaktu z powierzchniami zewnętrznymi urządzeń elektrycznych lub grzewczych o temperaturze mieszczącej się w jednym z sześciu przedziałów:

Podział na klasy temperaturowe stanowi podstawę do konstruowania i do doboru urządzeń elektrycznych w zależności od temperatury, jaką może osiągnąć ich powierzchnia (obudowa) podczas eksploatacji w obszarach zagrożonych wybuchem.

Grupa  wybuchowości  –  dodatkowe  oznaczenie  urządzeń przeznaczonych  do  pracy w  strefach  zagrożenia  wybuchem,  uwzględniające  rodzaj  występującej  gazowej atmosfery wybuchowej

Przestrzenie  zagrożone  wybuchem  to  przestrzenie,  w  których  istnieje  możliwość wystąpienia  atmosfery  wybuchowej  wymagającej  podjęcia  specjalnych  środków ostrożności  w  celu  zapewnienia  bezpieczeństwa  i higieny  pracy  osób  pracujących i osób trzecich. Przestrzenie zagrożone wybuchem dzieli się na strefy, klasyfikując je na podstawie prawdopodobieństwa i czasu występowania atmosfer wybuchowych jako:

strefa  0  –  przestrzeń,  w  której  atmosfera  wybuchowa  zawierająca mieszaninę  substancji  palnych  w  postaci  gazu,  pary  albo  mgły, z powietrzem, występuje stale, często lub przez długie okresy;

strefa  1  –  przestrzeń,  w  której  atmosfera  wybuchowa  zawierająca mieszaninę  substancji  palnych  w  postaci  gazu,  pary  albo  mgły, z powietrzem, może czasami wystąpić w trakcie normalnej pracy;

strefa  2  –  przestrzeń,  w  której  atmosfera  wybuchowa  zawierająca mieszaninę substancji palnych w postaci gazu, pary albo mgły, z powietrzem nie  występuje  w  trakcie  normalnej  pracy,  a  w  przypadku  wystąpienia utrzymuje się przez krótki okres;

strefa  20  –  przestrzeń,  w  której  atmosfera  wybuchowa  w  postaci  obłoku palnego pyłu w powietrzu występuje stale, często lub przez długie okresy;

strefa  21  –  przestrzeń,  w  której  atmosfera  wybuchowa  w  postaci  obłoku palnego pyłu w powietrzu może czasami wystąpić w trakcie normalnej pracy;

strefa  22  –  przestrzeń,  w  której  atmosfera  wybuchowa  w  postaci  obłoku palnego  pyłu  w  powietrzu  nie  występuje  w  trakcie  normalnej  pracy, a w przypadku wystąpienia, utrzymuje się przez krótki okres.

1. Gorące powierzchnie za niebezpieczne źródło inicjacji wybuchu pochodzące od gorących powierzchni uznaje się takie, którego temperatura może przekroczyć 2/3 minimalnej temperatury samozapłonu substancji (wyrażonej w °C), jaka może się w jego obecności pojawić.
2. Otwarty płomień, gorące gazy szczególną sytuacją występowania tego typu źródła zapłonu są prace niebezpieczne pod względem pożarowym. W przypadku wykonywania prac niebezpiecznych pożarowo, w celu zminimalizowania prawdopodobieństwa wystąpienia wybuchu, należy postępować zgodnie z zasadami bezpieczeństwa
3. Urządzenie elektryczne i wyposażenie źródłem zapłonu mogą być iskry elektryczne powstały kiedy obwody elektryczne są włączane i wyłączane, przez uszkodzenie połączeń w instalacji oraz przez prądy błądzące, a także w postaci gorących powierzchni
4. Elektryczność statyczna– krótkie impulsy prądowe pojawiające się w przestrzeni pomiędzy obiektami o odpowiednio dużej różnicy potencjałów elektrostatycznych, prowadzące do całkowitego lub częściowego zaniku ładunku ES na tych obiektach

Wyróżnia się pięć podstawowych rodzajów wyładowania elektrostatycznych:

• Wyładowania iskrowe pojemnościowe – zapalają wszystkie atmosfery wybuchowe
• Wyładowania snopiaste rozprzestrzeniające się – zapalają wszystkie atmosfery wybuchowe
• Wyładowania stożkowe – zapalają niektóre atmosfery pyłowe i wszystkie gazowe
• Wyładowania snopiaste – zapalają wszystkie atmosfery gazowe, nie zapalają pyłowych, za wyjątkiem pyłów materiałów inicjujących
• Wyładowania ulotowe – wyładowania o bardzo małej energii, mniejszej od 0,1 mJ, uważa się, że mogą zapalić najczulsze atmosfery gazowe o energii zapłonu poniżej 0,1 mJ lub atmosfery o zwiększonym stężeniu tlenu. Dyskusja nad prawdziwością tych twierdzeń nie jest jeszcze rozstrzygnięta.

5. Iskry wytwarzane mechaniczne mogą pochodzić od wykonywania wszelkich prac remontowo-naprawczych jaki i podczas procesów ścierania , mielenia. W takich sytuacjach może następować oddzielenie od elementów cząstek o wysokiej temperaturze.
6. Wyładowania atmosferyczne
7. Reakcje chemiczne egzotermiczne – reakcja chemiczna, która ma dodatni bilans wymiany ciepła z otoczeniem i mogą zapalić
8. Adiabatyczne sprężanie, fala uderzeniowa, przepływające
9. Promieniowanie optyczne jest to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fal w zakresie od 100 nm do 1 mm. Promieniowanie optyczne dzieli się na:

• promieniowanie nadfioletowe;
• promieniowanie widzialne (światło)
• promieniowanie podczerwone.

10. Promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej RF od 10⁴do 3*10¹¹ Hz emitowane są przez systemy generujące i stosujące energie elektryczną o czestotliwosci charakterystycznej systemom radiowym
11. Promieniowanie jonizujące promieniowania, które wywołuje jonizacjęośrodka materialnego, tj. oderwanie przynajmniej jednego elektronu od atomu lub cząsteczki albo wybicie go ze struktury krystalicznej.
12. Ultradźwięki – fale dźwiękowe, których częstotliwość jest zbyt wysoka, aby usłyszał je człowiek. Za górną granicę słyszalnych częstotliwości, jednocześnie dolną granicę ultradźwięków, uważa się częstotliwość 20 kH za górną, granicę ultradźwięków przyjmuje się częstotliwość 1 GHz. 
13. Prądy błądzące zjawisko przeważnie niekontrolowanego przepływu prądu elektrycznego między dwoma lub więcej punktami substancji przewodzących prąd (metale, niemetale, elektrolity). Prąd ten jest najczęściej niepożądanym zjawiskiem towarzyszącym przesyłaniu energii elektryczne

Grupa I: urządzenia przeznaczone do instalowania w podziemnych wyrobiskach kopalń zagrożonych wybuchem mieszanin metanu z powietrzem i pyłem węglowym

Grupa II: urządzenia przeznaczona do instalowania w obszarach zagrożonych wybuchem gazu (poza górnictwem)

Urządzenia przeznaczone do pracy w miejscach gdzie może pojawić się gazowa lub pyłowa  atmosfera wybuchowa, inne niż w kopalniach:

Urządzenia Grupy II, kategorii 1

Urządzenia Grupy II, kategorii 2

Urządzenia Grupy II, kategorii 3

Urządzenia kategorii 1 (bardzo wysoki poziom zabezpieczenia)

Wyroby tej kategorii powinny charakteryzować się zintegrowanymi środkami bezpieczeństwa takimi że w przypadku uszkodzenia jednego ze środków zabezpieczających, przynajmniej drugi niezależny środek zapewnia wymagany poziom zabezpieczenia.

Urządzenia kategorii 2 (wysoki poziom zabezpieczenia)

Wyroby tej kategorii mogą funkcjonować i zapewniać wysoki poziom zabezpieczenia w przestrzeniach, gdzie prawdopodobne jest wystąpienie atmosfery wybuchowej

Urządzenia kategorii 3 (normalny poziom zabezpieczenia)

Wyroby tej kategorii mogą funkcjonować i zapewniać normalny poziom zabezpieczenia w przestrzeniach, gdzie mało prawdopodobne jest wystąpienie atmosfery wybuchowej.

Wyroby przeznaczone do użytku w atmosferach zawierających mieszaninę gazów oraz par cieczy palnych z powietrzem powinny posiadać oznaczenia G.

Podział na podgrupy:

• Propanowa
• Etylenowa
• Wodorowa

Wyroby przeznaczone do użytku w atmosferach zawierających mieszaninę pyłów palnych z powietrzem powinny posiadać oznaczenie D.

Podział na podgrupy:

• Wybuchowe cząstki lotne „kłaczki”
• Pył nieprzewodzący
• Pył przewodzący

Jeżeli   dokument zabezpieczenia przed wybuchem nie stanowi inaczej urządzenia i systemy ochronne dla wszystkich przestrzeni w których istnieje możliwość wystąpienia atmosfery wybuchowej powinny zostać wybrane przez pracodawcę spośród jednej  z trzech kategorii.

W zależności od rodzajów gazów palnych , par mgieł lub pyłów występujących w strefach stosuje się następujące kategorie urządzeń:

1. W strefie 0 lub 20 – urządzenia kategorii 1
2. W strefie 1 lub 21 – urządzenia kategorii 1 lub 2
3. W strefie 2 lub 22 urządzenia kategorii 1, 2 lub 3

W miejscach gdzie ocena zagrożenia wybuchem wykaże za niezbędne powinny zostać spełnione poniższe warunki:

1. Urządzenia i systemy ochronne, których uszkodzenie zasilania może spowodować wystąpienie dodatkowych zagrożeń, powinny mieć zapewnioną możliwość bezpiecznego działania niezależnie od pozostałych elementów instalacji
2. Włączone do procesów automatycznych urządzenia i systemy ochronne wykazujące odchylenia od normalnych warunków działania powinny mieć możliwość ich ręcznego odłączenia przez uprawnione osoby z zastrzeżeniem, że nie będzie to negatywnie wpływać na warunki bezpieczeństwa,
3. W przypadku uruchomienia systemu wyłączenia awaryjnego zakumulowana energia powinna zostać rozproszona lub odizolowana w taki sposób, aby przestały stanowić źródło zagrożenia.
4. Instalacji , urządzeń, systemów ochronnych i elementów łączących, w szczególności kabli, przewodów, rur, używa się jedynie wtedy , kiedy w dokumencie przed wybuchem, określono, że mogą być bezpiecznie używane w atmosferze wybuchowej.

Zgodnie z wymaganiami przepisów pracodawca powinien podjąć wszelkie niezbędne środki w celu zapewnienia, że miejsce pracy, urządzenia oraz elementy łączące, dostępne osobom pracującym zostały zaprojektowane, wykonane, połączone i zainstalowane, a także utrzymywane są i działają w sposób minimalizujący zagrożenie wybuchem.

Jeżeli wystąpi taka konieczność pracodawca powinien zapewnić , aby osoby zostały za pomocą optycznych lub dźwiękowych sygnałów alarmowych tak aby mogły opuścić przestrzeń zagrożoną przed zaistnieniem warunków powodujących wybuch.

Poniższa tabela pozwalająca w najprostszy sposób dobrać urządzenia do wyznaczonych stref zagrożonych wybuchem  (tabela nr 1

Zgodnie z normą EN 1127-2007 z punku widzenia producenta urządzeń systemów ochronnych, części i podzespołów podział na kategorie może być zobrazowany w sposób przedstawiony w tabeli poniżej.

Tabela nr 1

Oznakowanie urządzeń używanych w strefach zagrożenia wybuchem zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Rozwoju z dnia 6 czerwca 2016 r. w sprawie wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej:

Każde urządzenie i każdy system ochronny muszą być oznakowane w sposób czytelny i trwały, obejmujące co najmniej:

1) nazwisko lub nazwę, zarejestrowaną nazwę handlową lub zarejestrowany znak towarowy i adres producenta;

2) oznakowanie CE;

3) oznaczenie serii lub typu;

4) numer partii lub serii, jeżeli występuje;

5) rok produkcji;

6) oznakowanie specjalne zabezpieczenia przeciwwybuchowego EX  , a za nim symbol grupy urządzeń i kategorii;

7) w przypadku urządzeń grupy II literę „G” (dotyczącą atmosfery wybuchowej spowodowanej przez gazy, pary lub mgły)

8) literę „D” (dotyczącą atmosfery wybuchowej spowodowanej przez pyły).

Rodzaje budowy przeciwwybuchowej są następujące:

d – osłona ognioszczelna

e – budowa wzmocniona

ia – iskrobezpieczeństwo, poziom zabezpieczenia „ia”

ib – iskrobezpieczeństwo, poziom zabezpieczenia „ib” ,

ic – iskrobezpieczeństwo, poziom zabezpieczenia „ic” ,

ma –  hermetyzacja, poziom zabezpieczenia „mb”,

mb  – hermetyzacja, poziom zabezpieczenia „mb”,

nA – rodzaj n, sposób zabezpieczenia „nA”

nC – rodzaj n, sposób zabezpieczenia „nC”,

nL – rodzaj n, sposób zabezpieczenia „nL”

nR  – rodzaj n, sposób zabezpieczenia „nR”,

o  – osłona olejowa [N-10 PN-EN 60079- 6:2007],

px – osłona gazowa z nadciśnieniem poziom zabezpieczenia „px”

py  – osłona gazowa z nadciśnieniem, poziom zabezpieczenia „py”,

pz  – osłona gazowa z nadciśnieniem, poziom zabezpieczenia „pz”,

 q – osłona piaskowa

 s – urządzenia elektryczne, które nie spełniają wymagań norm serii PN-EN 60079 .

Podstawa prawna

Rozporządzenie  Ministra  Gospodarki  z  dnia  8  lipca  2010 r.  w  sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy związanych z  możliwością  wystąpienia  w  miejscu  pracy  atmosfery  wybuchowej.  (Dz.  U.  Nr 138 poz. 931),

Rozporządzenie Ministra Rozwoju z dnia 6 czerwca 2016 r. w sprawie wymagań dla  urządzeń  i  systemów  ochronnych  przeznaczonych  do  użytku  w  atmosferze potencjalnie wybuchowej (Dz.U. 2016 poz. 817),

 Rozporządzenie  Ministra  Spraw  Wewnętrznych  i  Administracji  z  dnia 7  czerwca  2010 r.  w  sprawie  ochrony  przeciwpożarowej  budynków,  innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. Nr 109, poz. 71 z późniejszymi zmianami)

Obwieszczenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 1 sierpnia 2013 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle rolnicze i ich usytuowanie (|Dz. U. 2014, poz. 81)