Zagrożenie wybuchem ROZPORZĄDZENIE MINISTRA SPRAW WEWNĘTRZNYCH I ADMINISTRACJI z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów Rozdział 8 Prace niebezpieczne pod względem pożarowym oraz ocena zagrożenia wybuchem (Dziennik Ustaw z 2010 r. Nr 109 poz. 719) 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 (Dziennik Ustaw z 2010 r. Nr 138 poz. 931) Przepisy niniejszego rozporządzenia wdrażają postanowienia dyrektywy 1999/92/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 1999 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa
POŻAR proces spalania o niekontrolowanym przebiegu w czasie i przestrzeni WYBUCH gwałtowna reakcja utleniania lub rozkładu, wywołująca wzrost temperatury i/lub ciśnienia detonacja deflagracja wybuch rozprzestrzeniający się z prędkością ponaddźwiękową (> 340 m/s) wybuch rozprzestrzeniający się z prędkością poddźwiękową (< 340 m/s) ZAGROŻENIE WYBUCHEM powstaje w każdym miejscu, gdzie istnieje możliwość wytworzenia mieszaniny wybuchowej
Mieszanina wybuchowa powstaje poprzez rozproszenie w powietrzu: - palnych gazów, - par palnych cieczy, - pyłów palnych ciał stałych. Jeżeli stężenie substancji palnej w powietrzu zawiera się pomiędzy jej dolną i górną granicą wybuchowości, to pod wpływem czynnika inicjującego zapłon, następuje gwałtowne spalanie mieszaniny, czyli: WYBUCH
PALIWO WYBUCH UTLENIACZ ŹRÓDŁO ZAPŁONU
Historyczne, opisane w literaturze, przypadki wybuchów pyłów: - Bartknecht W., Explosions Course, Prevention, Protection, Springer-Verlag, 1981. - Eckhoff R.K., Dust explosions in the process industries, Elsevier, 2003. Rok Miejsce Instalacja Rodzaj pyłu Szkody 1858 Szczecin Młyn Zboże Zniszczenie młynu 1860 Milwaukee (USA) Młyn Mąka Zniszczenie młynu. 1864 Mascoutah (USA) Młyn Mąka Zniszczenie młynu. 1887 Hameln (Niemcy) Silos Zboże Zniszczenie silosa i kilku budynków W czasach współczesnych statystyki odnotowują również wiele przypadków groźnych wybuchów gazów, par palnych cieczy i pyłów. Zdarzenia te, niekiedy o rozmiarach katastrof, prowadzą nie tylko do poważnych strat materialnych, ale powodują również wiele ofiar ludzkich, prowadząc do utraty zdrowia a nawet życia wielu osób.
Skutki wybuchu elewatora zbożowego w Blaye (Francja) w 1997 roku (Summary report on explosion of grain silo in Blaye, INERIS, 1998)
Wybuch w fabryce leków w Stanach Zjednoczonych w 2003 roku (Investigation report on dust explosion in West Pharmaceutical Services in Kinston, U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board, 2004.)
Dolna Granica Wybuchowości (DGW) to najniższe stężenie paliwa w mieszaninie z powietrzem, przy którym możliwy jest zapłon tej mieszaniny pod wpływem czynnika inicjującego Górna Granica Wybuchowości (GGW) to najwyższe stężenie paliwa w mieszaninie z powietrzem, przy którym możliwy jest zapłon tej mieszaniny pod wpływem czynnika inicjującego Zagrożenie wybuchem (pożarem) jest tym większe im szerszy jest zakres wybuchowości mieszaniny palnej, czyli im większa jest różnica pomiędzy GGW i DGW substancji palnej
Minimalna energia zapłonu, E min to najmniejsza energia kondensatora w obwodzie elektrycznym, którego wyładowanie powoduje zapłon mieszaniny palnej w określonych warunkach badania. Zagrożenie wybuchem (pożarem) jest tym większe im mniejszą wartością E min charakteryzuje się mieszanina palna
Wartości minimalnej energii zapłonu, E min mieszanin gazów, par cieczy i pyłów z powietrzem (przykłady) Substancja palna E min, mj Dwusiarczek węgla 0,009 Wodór 0,019 Acetylen 0,019 Tlenek etylenu 0,060 Metanol 0,14 Butan 0,25 Aceton 0,60 Cukier 30 Mleko w proszku 50 Drewno (sosna) 40
W normie PN-EN 1127-1:2011 określono następujące czynniki mogące spowodować zapłon: - gorące powierzchnie, - płomień, - iskry (elektryczne, mechaniczne), - elektryczność statyczna, - wyładowanie atmosferyczne, - fale elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej, - promieniowanie jonizujące, - ultradźwięki, - sprężanie adiabatyczne, - egzotermiczne reakcje chemiczne
Temperatura samozapłonu jest to najniższa temperatura, w której następuje samoistne zapalenie się substancji palnej (bez udziału zewnętrznego płomienia lub iskry) Temperatura samozapłonu jest podstawą klasyfikacji mieszanin wybuchowych gazów i par cieczy z powietrzem Temperatura samozapłonu, o C Klasa temperaturowa Przykład substancji > 450 T1 wodór, tlenek węgla, amoniak 300 450 T2 acetylen, n-butan, tlenek etylenu 200 300 T3 n-oktan, terpentyna 135 200 T4 aldehyd octowy, eter etylowy 100 135 T5 dwusiarczek węgla 85 100 T6 fosforowodór Gazy i pary cieczy o temperaturze samozapłonu poniżej 85 o C traktowane są jako samozapalające się w temperaturze pokojowej.
Gazy i ciecze o temperaturze samozapłonu poniżej 85 o C traktowane jako samozapalające się w temperaturze pokojowej (przykłady) Fosforowodor PH 3 w postaci oczyszczonej zapala się w powietrzu w temperaturze 100 C, w postaci technicznej (nieoczyszczonej) ulega samozapłonowi w temp. pokojowej, na skutek obecności difosfiny Azydki organiczne CN 3 Nadtlenki organiczne O O Materiały samoreaktywne na skutek ciepła, tarcia, kontaktu z substancją działającą katalitycznie następuje ich rozkład z wydzieleniem gazów, par o niskiej temperaturze samozapłonu
Czynniki występujące podczas pożarów i wybuchów, które mogą powodować obrażenia ciała lub śmierć osób oraz zniszczenia obiektów: - płomień, promieniowanie cieplne, - toksyczne produkty spalania i rozkładu termicznego, - fala ciśnieniowa, - odłamki.
Nadciśnienie, kpa 17 27 Rodzaj uszkodzeń obiektów Poważne uszkodzenia budynków i instalacji technologicznych. Zawalenie budynków o stalowej konstrukcji nośnej Skutki oddziaływania na ludzi > 50% uszkodzeń bębenków w uszach > 50% poważnych zranień od odłamków 12 20 Zniszczenie ścian z bloków betonowych i żużlowych 1% uszkodzeń bębenków w uszach 1% poważnych zranień od odłamków 20 30 Zawalenie budynków z elementów prefabrykowanych 3 7 Niszczenie szyb okiennych *), odpadanie tynku 1 2 Uszkodzenia ok. 10% przeszkleń Zranienia odłamkami szkła Zranienia odłamkami szkła *) stąd wynika przyjęcie wartości nadciśnienia P = 5 kpa jako wskaźnika zagrożenia wybuchem dla pomieszczeń
POMIESZCZENIE ZAGROŻONE WYBUCHEM pomieszczenie, w którym może się wytworzyć mieszanina wybuchowa powstała z wydzielającej się takiej ilości palnych gazów, par, mgieł lub pyłów, któej wybuch mógłby spowodować przyrost ciśnienia w tym pomieszczeniu przekraczający 5 kpa. W pomieszczeniu należy wyznaczyć strefę zagrożenia wybuchem, jeżeli może w nim wystąpić mieszanina wybuchowa o objętości co najmniej 0,01 m 3 w zwartej przestrzeni Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. z dnia 22 czerwca 2010 r.)
Zakwalifikowanie pomieszczenia jako POMIESZCZENIA ZAGROŻONEGO WYBUCHEM pociąga za sobą różne skutki, odnośnie m.in.: - usytuowania budynku względem innych budynków, - lokalizacji pomieszczenia w budynku, - doboru zabezpieczeń technicznych chroniących pomieszczenie przed skutkami wybuchu, - rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych pomieszczenia (budynku) pod kątem ochrony przed skutkami wybuchu, - wielkości stref pożarowych w budynku, - długości przejść i dojść ewakuacyjnych, - kierunku otwierania się drzwi ewakuacyjnych, - rozwiązań techniczno-budowlanych dotyczących wyjść ewakuacyjnych i ich ilości, - rozwiązania techniczno-budowlanych dotyczących pionowych dróg ewakuacyjnych (klatek schodowych), - zapewnienia dojazdu pojazdów jednostek ochrony przeciwpożarowej (drogi pożarowe).
W obiektach zagrożonych wybuchem zabronione jest: - stosowanie otwartego ognia, - korzystanie z urządzeń i narzędzi mogących spowodować zaiskrzenie, - używanie narzędzi, pojemników, materiałów (także odzieży) o wysokiej skłonności do elektryzacji, - stosowanie maszyn i urządzeń z elementami nagrzewającymi się do wysokiej temperatury. Wszystkie urządzenia elektryczne (silniki, wentylatory, pompy, przełączniki, przyrządy pomiarowe, oświetlenie etc.) stosowane w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem muszą być w wykonaniu przeciwwybuchowym, aby nie mogły poprzez zaiskrzenie lub silne nagrzanie zainicjować zapłonu mieszaniny wybuchowej
ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI z dnia 8 lipca 2010 r (D.U. z 2010 r. Nr 138 poz. 931) 5. 1. Pracodawca dzieli przestrzenie zagrożone wybuchem na strefy, klasyfikując je na podstawie prawdopodobieństwa i czasu występowania atmosfery wybuchowej jako: 1) strefa 0 - przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa zawierająca mieszaninę z powietrzem substancji palnych w postaci gazów, par, mgieł, występuje stale, często lub przez długie okresy; 2) strefa 1 - przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa zawierająca mieszaninę z powietrzem substancji palnych w postaci gazów, par, mgieł, może czasami wystąpić w trakcie normalnego działania; 3) strefa 2 - przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa zawierająca mieszaninę z powietrzem substancji palnych w postaci gazów, par, mgieł, nie występuje w trakcie normalnego działania, a w przypadku wystąpienia, utrzymuje się przez krótki okres; 4) strefa 20 - przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa w postaci obłoku palnego pyłu w powietrzu występuje stale, często lub przez długie okresy; 5) strefa 21 - przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa w postaci obłoku palnego pyłu w powietrzu może czasami wystąpić w trakcie normalnego działania; 6) strefa 22 - przestrzeń, w której atmosfera wybuchowa w postaci obłoku palnego pyłu w powietrzu nie występuje w trakcie normalnego działania, a w przypadku wystąpienia, utrzymuje się przez krótki okres.
ZNAK OSTRZEGAWCZY INFORMUJĄCY O MOŻLIWOŚCI WYSTĄPIENIA ATMOSFER WYBUCHOWYCH W ILOŚCIACH ZAGRAŻAJĄCYCH BEZPIECZEŃSTWU I ZDROWIU Cechy charakterystyczne znaku: 1) kształt trójkątny, 2) czarne litery EX na żółtym tle z czarnym obramowaniem, 3) żółte tło stanowi co najmniej 50 % powierzchni znaku. EX ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI z dnia 8 lipca 2010 r (D.Ustaw z 2010 r. Nr 138 poz. 931)
EX Zapobieganie powstawaniu i skutkom wybuchów: niedopuszczanie do powstania mieszaniny wybuchowej, stosowanie urządzeń i aparatury w wykonaniu przeciwwybuchowym, stosowanie zabezpieczeń przeciwwybuchowych w celu minimalizacji skutków wybuchu: - otwory/klapy dekompresyjne; ich otwarcie w momencie wybuchu ogranicza narastanie ciśnienia w pomieszczeniu, instalacji lub zbiorniku, chroniąc je przed zniszczeniami
-systemy tłumienia wybuchów; detekcja wybuchu i podanie środka gaśniczego do obszaru objętego wybuchem w czasie 30-50 ms powoduje przerwanie procesu spalania; (przykładowe rozwiązania na rysunkach)
-systemy izolowania wybuchów; stosowane w zbiornikach o wydłużonym kształcie i w przewodach, uniemożliwiają rozprzestrzenienie się wybuchu na całość zbiornika/instalacji (przykładowe rozwiązanie na rysunku)