Dobór urządzeń przystosowanych do pracy w atmosferze wybuchowej
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:
Zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa urządzeń w górnictwie w dalszej części pracy są pominięte.
W grupie II urządzeń dla przemysłu wyróżnia się 3 kategorie:
Urządzenia poszczególnych kategorii mogą być stosowane w tylko w przypisanych im strefach wybuchowości. Dopuszcza się stosowanie urządzeń kategorii niższej w sterach wyższych:
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:
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:
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:
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:
Certyfikat wydany przez notyfikowaną jednostkę badawczą powinien zawierać co najmniej:
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:
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”.