Odciążanie wybuchu – panel kontra zawór. Ograniczenia i zalety.

Szkolenia ATEX
Szkolenia ATEX
Nazywam się Mariusz Balicki i jestem tu, by Ci pomóc.

Jeśli borykasz się z problemem w zakresie bezpieczeństwa
wybuchowego, pożarowego lub procesowego, to zachęcam Cię do kontaktu.

Kliknij w gwiazdki, aby wyświetlić dane +48 50* *** *** | m.bal***@***** | +48 12 **** ***

Co tu się stało

Na filmie widać układ dwóch zbiorników połączonych kanałem. Do wybuchu pyłu dochodzi w prawym zbiorniku, który jest zabezpieczony zaworem odciążającym wybuch (ciemny, okrągły element na dachu zbiornika. W tym momencie czerwona butla HRD nie jest aktywna. Film przedstawia nasz testowy zbiornik, który posiada kilka systemów zabezpieczeń zamontowanych jednocześnie – w czasie testu aktywny jest tylko jeden z nich). Następnie wybuch przenosi się kanałem do lewego, mniejszego zbiornika, w którym także dochodzi do wybuchu. Zbiornik ten jest zabezpieczony panelem odciążającym, który ulega otwarciu, a skutki wybuchu zostają wyprowadzone do otoczenia.

Na co warto zwrócić uwagę

▶ przeniesienie się wybuchu z prawego do lewego zbiornika było możliwe ponieważ kanał łączący oba zbiorniki nie posiadał tzw. izolacji wybuchu. Taka sytuacja w normalnych warunkach jest zabroniona. Mimo to jest to jeden z najczęstszych błędów jakie spotykamy w zakładach produkcyjnych

▶ warto także porównać efekt zadziałania zaworu odciążającego wybuch (prawa strona) oraz panelu dekompresyjnego (lewa strona). Wyraźnie widać, że zawór, w przeciwieństwie do panelu, nie pozwala wybuchowi wydostać się na zewnątrz. W jego otoczeniu widzimy jedynie gazy spalinowe. Dodatkowo zawór wyprowadza tylko resztkowe, bezpieczne ciśnienie. W przypadku panelu do otoczenia wyprowadzamy zarówno płomienie, jak również wysokie ciśnienie. Jak zapewne się spodziewasz, może to być przyczyną poparzeń znajdujących się w pobliżu ludzi, zniszczenia sąsiednich aparatów, a także źródłem wzbicia w powietrze i zapłonu zalegającego w hali pyłu. To z kolei prowadzi do bardzo groźnego wybuchu wtórnego, który był przyczyną kompletnego zniszczenia wielu zakładów. Kilka takich przypadków opisaliśmy w poniższych studiach przypadku:

▶ ze względu na powyższe oraz obowiązujące przepisy, paneli dekompresyjnych nie można stosować w pomieszczeniach zamkniętych. Wyjątek stanowią panele z kanałem dekompresyjnym. Aby jednak móc skorzystać z tej opcji spełnionych musi być szereg warunków, przez co rozwiązanie to jest stosowane rzadko. Szczegółowo opisaliśmy ten temat w artykule pt. Czy panele dekompresyjne można stosować w pomieszczeniu zamkniętym?

▶ zawór odciążający może być stosowany wewnątrz pomieszczeń zamkniętych (jeżeli objętość tego pomieszczenia jest co najmniej 15 raz większa od objętości chronionego urządzenia).

Zawór odciążający wybuch

Zawór odciążający wybuch

Co wybrać – panel czy zawór dekompresyjny?

Aby sie tego dowiedzieć, zadaliśmy kilka pytań Zbigniewowi Wolffowi – ekspertowi ds. zabezpieczeń przeciwwybuchowych w GRUPIE WOLFF.

Zbyszku, czy można udzielić jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie?

Niestety nie. Przede wszystkim odpowiedzi na to pytanie powinien udzielić dostawca zabezpieczeń dobierając je pod konkretną instalację. Nasze doświadczenie pokazuje, że samodzielny dobór zabezpieczeń przez klienta najczęściej kończy się problemami. Nie jest to zarzut, bo trudno wymagać od użytkownika instalacji, aby był alfą i omegą. Ja przykładowo znam się na bezpieczeństwie wybuchowym, ale o wielu dziedzinach nie mam pojęcia.

O jakie problemy chodzi?

W najlepszym przypadku zostanie nam to wytknięte przez przedstawiciela firmy ubezpieczeniowej lub osobę tworzącą dokument zabezpieczenia przed wybuchem. Taka sytuacja ma miejsce często, ale nie zawsze. Dzieje się tak ponieważ osoby te, mimo szczerych chęci, nie mają narzędzi, aby zweryfikować, czy dane zabezpieczenie zostało dobrane poprawnie. Dlatego w większości przypadków oceniają jedynie czy urządzenie w ogóle posiada wymagane zabezpieczenia, a nie to, czy zostały one dobrane poprawnie.

Co to oznacza, że zabezpieczenie jest źle dobrane?

Przykładowo w przypadku paneli dekompresyjnych, czy zaworów odciążających wybuch, bardzo ważne jest obliczenie minimalnej powierzchni dekompresyjnej. Jeśli będzie ona za mała, to zabezpieczenie będzie nieskuteczne.

Z kolei w przypadku izolacji wybuchu stosowanej na kanale łączącym dwa aparaty bardzo ważne jest miejsce montażu. Mamy tu oczywiście pewien margines błędu. Jeśli jednak urządzenie izolujące umieścimy za blisko aparatu, w którym doszło do wybuchu, to może nie zadziałać ono wystarczająco szybko. Pamiętajmy, że mówimy tu o czasach reakcji mierzonych w milisekundach.

Jeśli natomiast izolację wybuchu damy za daleko, to w kanale łączącym oba urządzenia dojdzie do detonacji, która go rozerwie. Dzieje się tak ponieważ wybuch przemieszczający się przez kanał z każdym metrem przybiera na sile. W pewnym momencie zjawisko to drastycznie przyspiesza, a ciśnienie osiąga pik kilkudziesięciu bar. Żaden kanał tego nie wytrzyma. Dojdzie do jego rozerwania, co już samo w sobie jest bardzo niebezpieczne. To jednak nie koniec. Jeśli w pobliżu zalega palny pył, a dobrze wiemy, że nie jest to sytuacja wyjątkowa, to zostanie on wzbity w powietrze przez ciśnienie i drgania instalacji. W ten sposób powstanie atmosfera wybuchowa, którą z łatwością może zapalić uwolniony do otocznie wybuch.

Dobrze zjawisko detonacji w kanale opisaliśmy w tym artykule. Co prawda zrobiliśmy to dla gazów, ale w przypadku pyłów wygląda ono analogicznie. Co ważne znajdziesz tam także film porównujący oba zjawiska.

Z jakimi konsekwencjami musimy się liczyć, przy błędnie dobranych zabezpieczeniach?

W przypadku wykrycia błędów w zakresie zabezpieczenia urządzenia przed wybuchem konieczne będzie dokonanie zmian lub wymiana zabezpieczeń. To jednak nic w porównaniu z brakiem ich skutecznego zadziałania w chwili wybuchu. Znam wiele takich przypadków. Przykładowo w jednym z zakładów popełniono co najmniej dwa fatalne błędy, w efekcie czego cały zakład uległ kompletnemu zniszczeniu. Zachęcam do zapoznania się z tym przykładem, bo zamieściliśmy tam film prezentujący rekonstrukcję zdarzeń, która tłumaczy to zjawisko, ale także daje do myślenia. Teraz jedynie zdradzę, że błędy polegały na źle dobranych panelach dekompresyjnych (zbyt mała powierzchnia) oraz braku izolacji. Oba błędy dotyczyły instalacji odpylania która stała poza zakładem. Mimo to wybuch przedostał się do wnętrza hali gdzie doszło do wybuchu wtórnego.

Dużo o błędach w doborze zabezpieczeń na przykładzie odpylaczy mówię także w naszym darmowym warsztacie online. Polecam też podobny warsztat Mariusza Balickiego, który dotyka tej tematyki szerzej.

Wracając do głównego tematu – chciałbym podkreślić, że oba zabezpieczania mogą być bardzo skuteczne. Mogą, o ile zostaną dobrane prawidłowo oraz zostaną zamontowane równolegle z izolacją wybuchu. Czyli niezależnie czy zdecydujemy się na panele, czy zawór odciążające wybuch zawsze musimy zastosować dodatkowo system izolujący, który nie pozwoli na propagację wybuchu do sąsiednich urządzeń. To dlaczego jest to niezwykle ważne wytłumaczę za chwilę. Teraz jedynie wspomnę, że z powodu braku izolacji wybuchu żadne zabezpieczenie nie gwarantuje skuteczności.

Czyli niezależnie od tego, czy wybierzemy panele czy zawór dekompresyjny, nalezy zastosować jeszcze izolację wybuchu – to warto podkreślić. Przejdźmy w tym momencie do zalet i wad poszczególnych porównywanych rozwiązań. Co o nich możesz powiedzieć?

Jeśli miałbym wymienić najważniejsze zalety i ograniczenia paneli i zaworów odciążających wybuch, to wskazał bym poniższe:

PANELE DEKOMPRESYJNE

  • ograniczenie: bark możliwości stosowania w pomieszczaniach zamkniętych oraz na przestrzeni otwartej gdy wylot z paneli jest skierowany w kierunku innych urządzeń lub miejsc gdzie mogą znajdować się ludzie (trakty pieszych, parkingi, drogi itp.). Konieczność wyznaczenia strefy bezpiecznej, w której nie mogą znajdować się inne urządzenia i ludzie. Rozwiązanie jednokrotnego użytku.
  • zaleta: często najtańsze rozwiązanie.

ZAWÓR ODCIĄŻAJĄCY WYBUCH

  • ograniczenie: wyższa cena zakupu.
  • zaleta: możliwość stosowania w pomieszczaniach zamkniętych o kubaturze mniejszej niż 15-krotność objętości chronionego aparatu. Brak większości ograniczeń jakie przypisuje się panelom.

Wróćmy zatem do izolacji wybuchu. Izolacja m.in. niedopuszcza do powstania wybuchów wtórnych. Dlaczego to jest takie istotne?

Brak izolacji sprawia, że płomienie i resztkowe ciśnienie może przedostać się do sąsiednich aparatów i tam doprowadzić do tzw. wybuchów wtórnych. Taki wybuch ma znacznie większą siłę i dynamikę wybuchu… siłę i dynamikę, która sprawia, że zabezpieczenia stają się bezradne. Innymi słowy – jeśli projektując zabezpieczenia założyliśmy, że wybuch rozpocznie się przy ciśnieniu atmosferycznym – a tak właśnie się robi – to przebicie się z do urządzenia wybuchu z innego aparatu prowadzi do kolejnego wybuchu, który rozpoczyna się jednak od znacznie wyższego ciśnienia. W efekcie rośnie nam maksymalne ciśnienie wybuchu oraz zredukowane ciśnienie wybuchu.

Tu należy wyjaśnić, że zredukowane ciśnienie wybuchu (P red), to ciśnienie po zadziałaniu zabezpieczeń. Musi być ono niższe niż wytrzymałość konstrukcyjna chronionego aparatu, aby ten nie uległ rozerwaniu. W większości przypadków wytrzymałość konstrukcyjna (P kostr) urządzeń mieści się w przedziale 0,2 – 0,6 bar. Z kolei maksymalne ciśnienie wybuchu (P maks) dla większości pyłów wynosi 3 – 10 bar. Jeśli założymy, że zredukowane ciśnienie wybuchu wynosi 0,1 bar, a maksymalne ciśnienie wybuchu 10 bar, to zabezpieczenia muszą obniżyć ciśnienie wybuchu w aparacie aż 100 razy.

Wyższe ciśnienie początkowe wybuchu wtórnego, to tylko jeden problem. Projektując zabezpieczenia przeciwwybuchowe zakładamy, że mamy do czynienia z punktowym źródłem zapłonu. Tymczasem mamy do czynienia z wysokoenergetyczne źródło zapłonu jakim jest kula ognia, która została wtłoczona do aparatu. Ta zmiana względem założeń sprawia, że wybuch przebiega z większą intensywnością, a to także może być przyczyną nie zadziałania układu zabezpieczającego. Dodajmy – niepełnego układu zabezpieczającego bo analizujemy przecież przypadek bez izolacji wybuchu. Natomiast dyrektywa ATEX wyraźnie wskazuje, że aparaty zagrożone wybuchem powinny być zabezpieczone poprzez odciążanie wybuchu lub tłumienie i równolegle przez izolację wybuchu.

Wspomniałem tu po raz pierwszy o tłumieniu wybuchu. To alternatywna forma ochrony do dekompresji, czy inaczej odciążania wybuchu. Opis tego systemu to temat na osobny artykuł. W tym miejscy warto jedynie wyjaśnić, że tłumienie wybuchu, to najbardziej uniwersalna metoda ochrony, która jest pozbawiona wszystkich ograniczeń paneli dekompresyjnych czy szerzej techniki odciążającej, o których pisaliśmy w tym artykule. W przeciwieństwie do innych zabezpieczeń, tłumienie wybuchu nie dopuszcza do rozwoju wybuchu, który zostaje stłumiony w zarzewiu. Nie mamy zatem problemu z pożarem w aparacie po wybuchu. Nie ma też potrzeby wyznaczania strefy niebezpieczne w otoczeniu chronionego aparaty. Co więcej butle HRD stosowane do tłumienia wybuchu mogą być także wykorzystane jako izolacja wybuchu.

Produkty spożywcze i rolne

Produkty spożywcze i rolne

  • bawełna
  • białko jaj
  • błonnik / Celuloza
  • chmiel
  • cukier
  • drzewo korkowe
  • gluten
  • herbata
  • kakao
  • kasza manna
  • kawa
  • laktoza
  • lucerna
  • mączka drzewna
  • mąka / śruta owsiana
  • mąka / śruta pszeniczna
  • mąka / śruta sojowa
  • mleko w proszku
  • przyprawy
  • serwatka
  • siemię lniane
  • skórka z cytryny
  • skrobia ryżowa
  • skrobia kukurydziana
  • skrobia pszeniczna
  • skrobia ziemniaczana
  • słód
  • suszone owoce i warzywa
  • tapioka
  • tytoń
  • ziarno owsa

Substancje chemiczne

  • antrachinon
  • askorbinian sodu
  • aspiryna
  • azotan Amonu
  • kwas adypinowy
  • kwas askorbinowy
  • maltodekstryna
  • octan wapnia
  • paraformaldehyd
  • siarka
  • stearynian ołowiu
  • stearynian sodu
  • stearynian wapnia

Metale

  • aluminium
  • brąz
  • cynk
  • magnez

Paliwa stałe i ich pochodne

  • biomasa
  • koks
  • sadza
  • węgiel brunatny
  • węgiel drzewny
  • węgiel kamienny

Tworzywa sztuczne

  • formaldehyd mocznikowy
  • melamina
  • pochodne poliwinylu
  • poliakrylamid (PAM)
  • poliakrylan metylu
  • poliakrylonitryl (PAN)
  • polipropylen (PP)
  • polietylen (PE)
  • żywica epoksydowa
  • żywica fenolowa
  • żywica melaminowa

Sprawdź darmowy pakiet edukacyjny

Weź udział w darmowym warsztacie online lub/i dołącz do naszego programu edukacyjnego całkowicie za darmo. Ty zdobywasz wiedzę, my ustanawiamy dobre standardy bezpieczeństwa.

Przewiń do końca
sprawdź darmowe warsztaty online, pobierz przewodnik ATEX, dołącz do programu edukacyjnego.

Darmowe warsztaty online

Ochrona urządzeń i aparatów przed skutkami wybuchu pyłów

Zaczniemy od podstaw prawnych, które będą stanowiły dla nas bazę dla dalszej, bardzo praktycznej części. Warsztat wesprzemy aż 28 unikalnymi filmami, których nie znajdziesz w sieci. Dzięki nim nie tylko zrozumiesz zasadę działania poszczególnych typów zabezpieczeń, ale także zobaczysz skutki ich błędnego zastosowania. Nie ukrywajmy, ta część nie tylko edukuje, ale także daje mocno do myślenia.

Poprawny dobór zabezpieczeń przeciwwybuchowych dla jednostek odpylających

Jeśli w Twoim zakładzie pracują filtry bądź cyklony, to ten warsztat jest dla Ciebie. Dowiesz się z niego jakie błędy najczęściej są popełniane przy zabezpieczaniu instalacji odpylających. Zobaczysz także studium przypadku w formie filmu, który pokazuje konsekwencje tych błędów – zdradzę tylko, że film pobudza wyobraźnię. Co ważne całość zaczniemy, krótkim wstępem nt. podstaw prawnych.

Wyładowania elektrostatyczne jako przyczyna wybuchu – jak się chronić

W czasie warsztatu zaprezentujemy szereg niezwykle ciekawych materiałów wideo, a także sporo wiedzy opartej o przepisy, normy i nasze doświadczenie. Poznasz również, a może przede wszystkim, sposoby ochrony przed elektrycznością statyczną. W warsztacie powinien wziąć udział każdy, kto pracuje w zakładzie gdzie wykonuje się operacje z palnymi cieczami, a także gazami oraz pyłami.

Oświetlenie podstawowe i awaryjne w strefach zagrożenia wybuchem

Jak dobrać oświetlenie podstawowe i awaryjne, tak by było zgodne z obowiązującymi przepisami? Na jakie rozwiązania konstrukcyjne zwrócić uwagę, aby inwestycja szybko nie okazała się workiem bez dna? Czy producenci opraw zawsze są uczciwi? To tylko kilka z kilkunastu tematów jakie zostaną poruszone w tym niezwykle merytorycznym warsztacie.

Awaryjne oświetlenie ewakuacyjne i zapasowe a aktualne wymogi prawne i normatywne

Przekrojowy warsztat dla osób mających do czynienia z oświetleniem ewakuacyjnym i zapasowym pracujących także w strefach zagrożenia wybuchem. Prowadzący skupia się na praktycznym podejściu do norm i aktów prawnych z zakresu odnoszących się do oświetlenia oraz jego zasilania jako jednej ze składowych bezpieczeństwa pożarowego w obiektach.

Poprawny dobór zabezpieczeń przeciwwybuchowych dla jednostek odpylających on demand

Jeśli w Twoim zakładzie pracują filtry bądź cyklony, to ten warsztat jest dla Ciebie. Dowiesz się z niego jakie błędy najczęściej są popełniane przy zabezpieczaniu instalacji odpylających. Zobaczysz także studium przypadku w formie filmu, który pokazuje konsekwencje tych błędów – zdradzę tylko, że film pobudza wyobraźnię. Co ważne całość zaczniemy, krótkim wstępem nt. podstaw prawnych.

To nie wszystko, przewiń niżej.

Pobierz przewodnik ATEX
Jak dostosować aparat lub instalację procesową do wymogów dyrektywy ATEX.

Co otrzymasz

  • studia przypadków pokazujące przyczyny wybuchów i pożarów
  • dostęp do filmów wideo pokazujących skutki oraz przebieg zdarzeń
  • praktyczne wskazówki jakie podjąć działania
  • statystyki odnośnie źródeł zapłonu oraz palnych pyłów
  • wiedzę nt. parametrów wybuchowości, oceny ryzyka wybuchu i DZPW, prewencji i ograniczania skutków i wiele więcej

Darmowy program
edukacyjny ATEX

Program wspiera już 3474 specjalistów odpowiedzialnych m.in. za BHP, utrzymanie ruchu, a także projektantów, rzeczoznawców ds. ppoż. i ubezpieczycieli. Dołącz do ich grona.

Co zyskujesz

  • darmową wiedzę dzięki, której się rozwijasz
  • studia przypadku pokazujące przyczyny i skutki wybuchów
  • filmy przedstawiające realne zdarzenia + komentarz
  • artykuły i poradniki
  • możliwość darmowego udziału w warsztatach
  • duże zniżki na szkolenia i konferencje

WAŻNA INFORMACJA
W związku z koronawirusem wprowadzamy szkolenia online z gwarancją zwrotu kosztów w przypadku nie spełnienia Twoich oczekiwań. Jednocześnie odwołujemy tradycyjne szkolenia do końca kwietnia.

Pobierz przewodnik ATEX

Jak dostosować urządzenie, instalację lub zakład produkcyjny do dyrektywy ATEX
  • Praktyczna wiedza poparta przykładami
  • Studia przypadków rzeczywistych wybuchów w przemyśle
  • Unikalne materiały wideo
  • Wskazówki i rady ekespertów
DARMOWE WARSZTATY ONLINE
Zapisz się zanim braknie miejsc
W czasie warsztatu Zbigniew Wolff przedstawi:
  • wymogi prawne i normatywne
  • najczęstsze błędy i ich konsekwencje
  • unikalne filmy pokazujące wybuchy w urządzeniach
W czasie warsztatu Mariusz Blicki przedstawi:
  • 28 unikalnych filmów pokazujących błędy
  • ograniczenia zabezpieczeń przeciwwybuchowych
  • najważniejsze aspekty teoretyczne i prawne
W czasie warsztatu Maciej Freza przedstawi:
  • sposoby zasilania i sterowania oświetleniem
  • sposoby testowania opraw i zasilania
  • rodzaje zasilania w oparciu o normę PN-EN 50172