STACJE PALIW PŁYNNYCH
 

Dobór urządzeń przystosowanych do pracy w atmosferze wybuchowej

źródło: opracowanie "Dobór urządzeń przystosowanych do pracy w atmosferze wybuchowej", dr inż. WOJCIECH DOMAŃSKI (CIOP-PIB), 2008

 


Grupy i kategorie instalacji i urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym


W rozporządzenie ministra gospodarki z 22 grudnia 2005 r (implementacja dyrektywy ATEX 95) [4] wszystkie urządzenia przeznaczone do pracy w przestrzeniach zostały podzielone na dwie grupy (tabela 2), a każdej grupie urządzenia podzielone są na kategorie.

Tabela 2.
Grupy i kategorie urządzeń i systemów w wykonaniu przeciwwybuchowym

Grupa
Przeznaczenie urządzenia
Kategorie
I
Urządzenia przeznaczone do pracy pod ziemią w kopalniach oraz w naziemnych obszarach kopalń zagrożonych wybuchem gazu lub pyłu
M1
M2
II
Urządzenia dla przemysłu przeznaczone do stosowania na powierzchni w obszarach zagrożonych wybuchem gazów, par, mgieł i pyłów
1
2
3



W grupie I znajdują się dwie kategorie dotyczące zakładów górniczych zagrożonych metanem i pyłem węglowym:


    • M1, zapewniająca bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa; dwa niezależne środki zabezpieczeń

  • M2, wysoki poziom bezpieczeństwa; urządzenie wyłączane w przypadku wystąpienia atmosfery wybuchowej.


Zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa urządzeń w górnictwie w dalszej części pracy są pominięte.

W grupie II urządzeń dla przemysłu wyróżnia się 3 kategorie:


    • kategoria 1 – urządzenia zaprojektowane tak, aby mogły funkcjonować zgodnie z parametrami ruchowymi ustalonymi przez producenta, zapewniające bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa, nawet w przypadkach rzadko występujących awarii. W razie uszkodzenia jednego ze środków zabezpieczających, przynajmniej drugi zapewnia wymagany poziom zabezpieczenia albo poziom ten jest zapewniony w przypadku wystąpienia dwóch niezależnych od siebie uszkodzeń

    • kategoria 2 – urządzenia zaprojektowane tak, aby mogły funkcjonować zgodnie z parametrami ruchowymi ustalonymi przez producenta, które zapewniają wysoki poziom bezpieczeństwa, nawet w przypadkach częstych zaburzeń lub uszkodzeń tych urządzeń, jakie bierze się pod uwagę

  • kategoria 3 – urządzenia zaprojektowane tak, aby mogły funkcjonować zgodnie z parametrami ruchowymi ustalonymi przez producenta, zapewniające normalny poziom bezpieczeństwa podczas normalnego działania tych urządzeń.


Urządzenia poszczególnych kategorii mogą być stosowane w tylko w przypisanych im strefach wybuchowości. Dopuszcza się stosowanie urządzeń kategorii niższej w sterach wyższych:


    • w strefie 0 i 20 można stosować jedynie urządzenia kategorii 1

    • w strefie 1 i 21 można stosować urządzenia kategorii 1 i 2

  • w strefie 2 i 22 można stosować urządzenia kategorii 1, 2, 3.


Szczegóły wymagań w stosunku urządzeń do poszczególnych kategorii w zależności od strefy wybuchowej oraz spodziewanego źródła zapłonu są przedstawione w normie PN-EN-1127-1:2007 [2]. W tabeli 3 zestawiono powiązania między strefami zagrożenia wybuchem a kategoriami wykonań urządzeń z punktu widzenia producenta i użytkownika.


Tabela 3.
Zależność między strefami zagrożenia wybuchem i kategorii urządzeń dla grupy II

Kategoria
Zaprojekto-
wane dla strefy
Do zastosowania również w strefie
Rodzaj atmosfery wybuchowej
Zastosowanie w strefie
Odpowiada kategorii
1
0
1 i 2
mieszanina gaz/powietrze lub
mieszanina para/powietrze lub
mieszanina mgła/powietrze
0
1G
1
20
21 i 22
mieszanina pył/powietrze
20
1D
2
1
2
mieszanina gaz/powietrze lub
mieszanina para/powietrze lub
mieszanina mgła/powietrze
1
1G lub 2G
2
21
22
mieszanina pył/powietrze
21
1D lub 2D
3
2
-
mieszanina gaz/powietrze lub
mieszanina para/powietrze lub
mieszanina mgła/powietrze
2
1G lub 2G lub 2G
3
22
-
mieszanina pył/powietrze
22
1D lub 2D lub 2G
Producenta
Racje i potrzeby
Użytkownika

 


Oznakowanie zabezpieczeń urządzeń pracujących w atmosferach wybuchowych

Urządzenia pracujące w środowisku zagrożonym atmosferą wybuchową mają specjalną budowę i konstrukcję. Sposób udowy i wykonania takich urządzeń jest znormalizowany i opisany w normach zharmonizowanych. Wymagania dotyczące urządzeń nieelektrycznych pracujących w atmosferze wybuchowej są opisane w poszczególnych arkuszach normy PN-EN 13463 [510]. Natomiast zharmonizowane normy o numerach PN-EN 50014:2004 [11], PN-EN 50015:2003 [12], PN-EN 50017:2003 [13], PN-EN 50018:2005 [14], PN-EN 50019:2005 [15], PN-EN 50020:2006 [16], PN-EN 50024:2002 [17] obejmują wymagania dotyczące urządzeń elektrycznych.  W tabeli 4 podano podział i oznakowanie zabezpieczeń.

Tabela 4.
Podział i oznakowanie zabezpieczeń w urządzeniach

Nazwa zabezpieczenia
Oznakowanie
Nazwa zabezpieczenia
Oznakowanie
Budowa ognioszczelna
d
Budowa iskrobezpieczna
(strefa 0)
ia
Budowa iskrobezpieczna (strefa 1)
Ib
Z osłona gazową z nadciśnieniem
p
Budowa wzmocniona
e
Z osłoną olejowa
o
Z osłona proszkowa/piaskową
q
Obudowa hermetyczna
m
Urządzenia przeznaczone do strefy 2
n
Wykonanie specjalne
s
Wykonanie wodoszczelne
k
 
 
 


Klasy temperaturowe urządzeń

Klasa temperaturowa urządzenia dotyczy tylko tych wyrobów, które mają zastosowanie w strefie zagrożonej gazami, parami, mgłami i cieczami palnymi. Pośrednio dotyczy ona klasyfikowania substancji łatwo palnych i ich temperatur zapłonu.

Tabela 5.
Klasy temperaturowe urządzeń

Klasa temperaturowa
Maksymalna temperatura obudowy [°C]
Temperatura zapłonu gazu lub par [°C]
T1
450
> 450
T2
300
300 – 450
T3
200
200 – 300
T4
135
135 – 200
T5
100
100 – 135
T6
85
85 – 100


Gazy i pary cieczy o temperaturze samozapłonu poniżej 85 oC są traktowane jako samozapalające się w temperaturze pokojowej. Klasy temperaturowe urządzeń elektrycznych przedstawiono w tabeli 5.


Stosowanie narzędzi w przestrzeniach zagrożonych wybuchem


Stosowanie prostych narzędzi na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa, również podlega ograniczeniom. W przestrzeniach zagrożonych wybuchem nie należy stosować narzędzi mogących wytwarzać iskry. Wśród narzędzi, które mogą być źródłem iskier, rozróżnia się dwa rodzaje:


    • narzędzia, które mogą wytwarzać w czasie stosowania jedynie pojedyncze iskry (śrubokręty, klucze)

  • narzędzia, które mogą wytwarzać w czasie stosowania snop iskier (szlifierki, piły).


Na stanowiskach pracy, na których występują strefy 0 lub 20, nie są dopuszczone żadne narzędzia mogące wytwarzać iskry.

Na stanowiskach pracy zagrożonych obecnością strefy 1 lub strefy 2 dopuszcza się jedynie stalowe narzędzia, które w czasie użytkowania mogą być źródłem pojedynczych iskier. Narzędzia będące źródłem snopów iskier mogą być stosowane pod warunkiem zapewnienia, że żadna niebezpieczna atmosfera wybuchowa nie występuje w miejscu pracy. Stosowanie stalowych narzędzi w strefie 1 jest całkowicie zakazane, jeżeli istnieje ryzyko wybuchu spowodowanego obecnością acetylenu, wodoru lub disiarczku węgla (grupa IIC wg EN 50014) oraz siarkowodoru, tlenku etylenu i tlenku węgla. Praca w takim środowisku jest możliwa po zapewnieniu, że nie występuje w środowisku pracy żadna z niebezpiecznych atmosfer wybuchowych.

W strefach 21 i 22 dopuszcza się stosowanie narzędzi, które mogą być źródłem pojedynczych iskier. Narzędzia będące źródłem snopów iskier mogą być stosowane w strefach 21 i 22 pod warunkiem wydzielenia miejsc pracy z obszaru zagrożenia i zapewnienia dodatkowych środków bezpieczeństwa:


    • usunięcia osiadłego pyłu

  • utrzymania miejsc pracy są w stanie mokrym, tak aby pył nie unosił się w powietrzu i nie było możliwe zjawisko jego tlenia.


Wykonując prace z narzędziami będącymi źródłem snopów iskier należy mieć świadomość, że powstające iskry mogą pokonywać duże odległości i doprowadzić do tlenia palnych materiałów.
Zalecane są administracyjne rozwiązania w zakresie stosowania narzędzi w strefach 1, 2, 21 i 22, np. wprowadzenie systemu „dopuszczenia do pracy”.


Certyfikacja urządzeń i produktów przeznaczonych do pracy w strefach zagrożonych wybuchem

Zgodnie z rozporządzeniem ministra gospodarki z 22 grudnia 2005 r. [4] wymaga się, aby wyroby wprowadzane na rynek z przeznaczeniem do prac w strefach zagrożonych wybuchem miały certyfikaty jednostek notyfikujących i były oznakowane. Wymagany sposób oznakowania przedstawiono w tabeli 6.

Tabela 6.
Oznakowanie urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym (przykładowe)

Oznaczenie CE
Numer identyfikacyjny jednostki certyfikującej
Ikona informująca o wykonaniu przeciw-wybuchowym
Grupa wybuchowości
Kategoria urządzenia
Atmosfera
CE
0102
II
2
G – gazowa
D – pyłowa
Standard europejski
Ochrona przeciw-wybuchowa
Rodzaje zabezpieczeń stosowanych w budowie urządzeń
Podgrupa wybuchowości
Klasa tempe-raturowa
Maksymalna temperatura powierzchni
E
Ex
d
IIc
T4
T90 °C



Producent urządzeń lub jego upoważniony przedstawiciel przed wprowadzeniem ich do obrotu stosuje procedury oceny zgodności w stosunku do urządzeń zaliczonych do:

    • grupy I kategorii M1 i grupy II kategorii 1 – badanie typu WE wraz z zapewnieniem jakości produkcji lub weryfikacją wyrobu

    • grupy I kategorii M2 i grupy II kategorii 2 w przypadku:
         a) urządzeń elektrycznych tych grup i kategorii – badanie typu wraz ze zgodnością z typem lub zapewnieniem jakości wyrobu
         b) innych niż wymienione w pkt a) urządzeń tych grup i kategorii – wewnętrzną kontrolę produkcji oraz przesłanie dokumentacji technicznej jednostce notyfikowanej, która przechowuje ją

    • grupy II kategorii 3 –  wewnętrzną kontrolę produkcji

  • grup I i II – oprócz wymienionych procedur, weryfikację produkcji jednostkowej


Producent lub jego upoważniony przedstawiciel, wprowadzający do obrotu części urządzeń i ich podzespoły, wystawia świadectwo zgodności potwierdzające ich zgodność z mającymi do nich zastosowanie wymaganiami określonymi w rozporządzeniu [4]. Wystawione świadectwo zgodności powinno zawierać:


    • charakterystykę części urządzeń i ich podzespołów

  • warunki wbudowania części urządzeń i ich podzespołów do urządzeń w taki sposób, aby zapewniały spełnienie zasadniczych wymagań mających zastosowanie do finalnego urządzenia.


Certyfikat wydany przez notyfikowaną jednostkę badawczą powinien zawierać co najmniej:


    • nazwę notyfikowanej stacji badawczej

    • numer certyfikatu,

    • rok wydania certyfikatu

    • symbol ATEX oznaczający zgodność wyrobu z dyrektywą

    • numer kolejny certyfikatu

    • nazwę i typ urządzenia, nazwę i adres producenta

    • numer stacji badawczej notyfikowanej nadany przez UE

    • numer raportu z badań stacji nadawczej

    • numery norm podstawowej i szczegółowej według których urządzenie zostało wyprodukowane i badane

    • oznaczenie przeciwwybuchowego urządzenia nadane przez stację badawczą

    • informację dotyczącą znaku X, umieszczonego po numerze certyfikatu, który oznacza, że przy stosowaniu urządzenia należy uwzględnić dodatkowe wymagania, zazwyczaj podane w załączniku do certyfikatu

  • znak stacji badawczej, podpis osoby odpowiedzialnej za certyfikację, adres stacji badawczej oraz datę wydania certyfikatu.


W Polsce jest kilka jednostek notyfikujących, uprawnionych do wydawania certyfikatów zarówno dla urządzeń grupy I, to jest urządzeń przeznaczonych do użytku w zakładach górniczych, w których występuje zagrożenie metanowe lub zagrożenie wybuchem pyłu węglowego, jak i grupy II, to jest urządzeń przeznaczonych do użytku w innych miejscach, gdzie mogą występować atmosfery wybuchowe. Dokumenty zgodności z rozporządzeniem ministra gospodarki [4] wydawane między innymi przez:


    • Wyższy Urząd Górniczy

    • Główny Instytut Górnictwa (Kopalnia Doświadczalna „Barbara”)

  • PROCHEM S.A.


Urządzenia przeznaczone do użytku w środowisku atmosfery wybuchowej, wytwarzane w innych państwach Unii Europejskiej i oznakowane symbolami Ex, EEx, PMA Ex – System nie wymagają powtórnych badań w celu potwierdzenia ich zgodności z wymaganiami zawartymi w dyrektywie ATEX 100.

Ważnym sygnałem dla użytkowników urządzeń certyfikowanych jest, że znak dopuszczenia wyrobu do pracy w jednej grupie urządzeń dotyczy tylko tej grupy (nie zezwala się na ich pracę w innej grupie urządzeń).


Bibliografia

[1] Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 29 maja 2003 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa. Dz.U., nr 107, poz. 1004; zm. Dz.U. 2006, nr 121, poz. 836.

[2] PN-EN 1127-1:2007 Atmosfery wybuchowe – Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem. Część 1: Pojęcia podstawowe i metodologia.

[3] PN-EN 60079-10:2002 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 10: Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem.

[4] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 22 grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Dz.U. nr 263, poz. 2203.

[5] PN-EN 13463-1:2003 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 1: Podstawowe założenia i wymagania.

[6] PN-EN 13463-2:2005 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 2: Ochrona za pomocą obudowy z ograniczonym przepływem “fr”.

[7] PN-EN 13463-3:2005 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 3: Ochrona za pomocą osłony ognioszczelnej “d”.

[8] PN-EN 13463-5:2005 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 5: Ochrona za pomocą bezpieczeństwa konstrukcyjnego “c”.

[9] PN-EN 13463-6:2005 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 6: Ochrona przez kontrolę źródła zapłonu “b”.

[10] PN-EN 13463-8:2005 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 8: Ochrona za pomocą osłony cieczowej “k”.

[11] PN-EN 50014:2004 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Wymagania ogólne.

[12] PN-EN 50015:2003 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Osłona olejowa “o”.

[13] PN-EN 50017:2003 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Osłona piaskowa “q”.

[14] PN-EN 50018:2005 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Osłona ognioszczelna “d”.

[15] PN-EN 50019:2005 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Budowa wzmocniona “e”.

[16] PN-EN 50020:2006 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Wykonanie iskrobezpieczne “i”.

[17] PN-EN 50021:2002 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Zabezpieczenia typu “n”.