Środki (zapobiegawcze) ochrony przeciwwybuchowej

Jak zapewniać ochronę przeciwwybuchową?

W wielu przypadkach uniknięcie atmosfer wybuchowych i źródeł zapłonu nie jest możliwe w sposób pewny. Należy zatem podjąć odpowiednie środki, aby ograniczyć skutki wybuchu do dopuszczalnych rozmiarów.

Wtórna ochrona przeciwwybuchowa: 

• konstrukcje odporne na wybuchy; 
• ujścia wybuchu; 
• tłumienie wybuchu; 
• zapobieganie rozprzestrzenianiu się płomieni i wybuchów. 

Wymienione środki odnoszą się głównie do ograniczania niebezpiecznych skutków wybuchów rozpoczynających się w instalacjach. Urządzenia i systemy ochronne, które spełniają wymagania dyrektywy 94/9/WE są zwykle wykorzystywane jako środki ograniczające. Środki strukturalne, np.: filary ochronne, mogą zostać również podjęte.

Urządzenia odporne na wybuch

Elementy instalacji, takie jak pojemniki, naczynia i przewody rurowe, są tak skonstruowane, że mogą wytrzymać wewnętrzny wybuch bez rozerwania. Ciśnienie początkowe w elemencie instalacji musi zostać uwzględnione, jeżeli różni się od normalnego ciśnienia atmosferycznego.

Ogólnie, stosuje się rozróżnienie pomiędzy rodzajami konstrukcji odpornymi na wybuch. 

• konstrukcje odporne na maksymalne nadciśnienie wybuchu; 
• konstrukcje odporne na zmniejszone nadciśnienie wybuchu związane z ujściem wybuchu lub tłumieniem wybuchu.

Konstrukcja instalacji może być odporna na ciśnienie wybuchu lub na uderzenie ciśnienia wybuchu.

Ujście wybuchu

W szerokim tego słowa znaczeniu „ujście wybuchu” obejmuje wszystkie środki umożliwiające, w przypadku dojścia do wybuchu lub jego rozprzestrzenienia się do pewnego stopnia, krótkie lub trwałe otwarcie, w kierunku nie powodującym zagrożenia, zamkniętej instalacji, w której doszło do wybuchu, w momencie gdy osiągnięte jest ciśnienie uruchamiające urządzenie umożliwiające ujście wybuchu. Zadaniem urządzenia umożliwiającego ujście wybuchu jest zapewnienie, iż instalacja nie jest zagrożona wybuchem przekraczającym jej wytrzymałość. Wynikiem tego działania jest zmniejszone nadciśnienie wybuchu.

Przykładowe urządzenia umożliwiające ujście wybuchu.

Przykładem urządzeń, które mogą być używane jako „urządzenia umożliwiające ujście wybuchu” mogą być membrany bezpieczeństwa i zawory przeciwwybuchowe. Parametry mieszaniny związane z bezpieczeństwem muszą być określone aby obliczyć niezbędną powierzchnię ujścia dla instalacji. Ujście wybuchu nie jest dopuszczalne jeżeli może spowodować emisję substancji zagrażających ludziom lub środowisku (np. emisja substancji toksycznych).

Tłumienie wybuchu

Systemy tłumienia wybuchu zapobiegają osiągnięciu maksymalnego ciśnienia wybuchu poprzez szybkie wprowadzenie środków gaśniczych do pojemników i instalacji w przypadku wybuchu. Elementy chronione w ten sposób muszą być tak skonstruowane, aby wytrzymały jedynie zmniejszone ciśnienie wybuchu. W odróżnieniu do ujścia wybuchu, zapewnia to zatrzymanie skutków wybuchu wewnątrz pojemnika. W zależności od konstrukcji, nadciśnienie wybuchu może zostać zmniejszone do 0,2 bara.

Zapobieganie rozprzestrzenianiu się wybuchów (techniczne odłączanie)

Wybuch, do którego doszło w jednej części instalacji może rozprzestrzenić się w górnych lub dolnych częściach, w których może spowodować dalsze wybuchy. Efekt przyspieszenia spowodowany przez elementy instalacji lub rozprzestrzenianie się w przewodach rurowych może zintensyfikować skutki wybuchu. Powstałe w ten sposób ciśnienie wybuchu może być dużo wyższe niż maksymalne ciśnienie wybuchu w normalnych warunkach oraz może zniszczyć elementy instalacji, nawet jeżeli ich konstrukcja jest odporna na ciśnienie wybuchu lub uderzenie ciśnienia wybuchu. Dlatego też ważnym jest ograniczenie prawdopodobnego wybuchu do pojedynczych elementów instalacji. Można to osiągnąć poprzez techniczne odłączenie przeprowadzone w drodze: 

• mechanicznej izolacji o szybkim działaniu; 
• gaszenia płomieni w wąskich szczelinach lub poprzez wprowadzenie środka gaśniczego; 
• zatrzymania płomieni przy zastosowaniu silnego przeciwprądu; 
• zamknięcia wodnego; 
• zaworów obrotowych.

Opisane powyżej środki ochrony przeciwwybuchowej są utrzymywane w gotowości, monitorowane i uruchamiane przez urządzenia zabezpieczające, sterujące i regulacyjne. Ogólnie, urządzenia SSP mogą być używane aby zapobiegać pojawieniu się niebezpiecznych atmosfer wybuchowych lub źródeł zapłonu lub aby ograniczać szkodliwe skutki wybuchu. Potencjalne źródła zapłonu, takie jak gorące powierzchnie, mogą być monitorowane przez urządzenia SSP i kontrolowane tak aby bezpieczna wartość nie została przekroczona.

Potencjalne źródła zapłonu mogą zostać również wyłączone w przypadku pojawienia się niebezpiecznej atmosfery wybuchowej. Na przykład urządzenie nieodporne na wybuch może zostać wyłączone, w przypadku uruchomienia wykrywacza gazu, jeżeli zapobiega to pojawieniu się potencjalnych źródeł zapłonu wewnątrz urządzenia. Można zapobiec pojawieniu się niebezpiecznych atmosfer wybuchowych, np. poprzez uruchomienie wentylatora przed osiągnięciem maksymalnego dopuszczalnego stężenia gazu.

Zastosowanie urządzeń SSP może zmniejszyć rozmiar stref Ex oraz zapobiec lub ograniczyć prawdopodobieństwo wystąpienia niebezpiecznej atmosfery wybuchowej. Urządzenia SSP w połączeniu z systemami służącymi do ograniczania szkodliwych skutków wybuchu stanowią systemy ochronne jak choćby systemy tłumienia wybuchów. Projektowanie i zasięg wymienionych urządzeń SSP oraz środki uruchamiane przez nie zależą od prawdopodobieństwa pojawienia się niebezpiecznych atmosfer wybuchowych oraz efektywnych źródeł zapłonu. Niezawodność urządzeń SSP w połączeniu z podjętym środkami technicznymi i organizacyjnymi musi zapewnić ograniczenie niebezpieczeństwa wybuchu do dopuszczalnego poziomu we wszystkich warunkach funkcjonowania. W niektórych przypadkach, przydatne mogłoby być połączenie urządzeń SSP do zapobieganiu źródłom zapłonu z urządzeniami SSP służącymi zapobieganiu niebezpiecznych atmosfer wybuchowych.