Uziemienia przez duże „U”, czyli jak ważna jest ochrona przed elektrycznością statyczną

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 **** ***

Z artykułu dowiesz się:

  • jakie rozporządzenia zobowiązują do ochrony przed wyładowaniami elektrostatycznymi,
  • dlaczego świadomość zagrożeń związanych z elektrycznością statyczną jest ważna – przykład wypadku, w którym źródłem zapłonu było wyładowanie elektrostatyczne,
  • w jaki sposób producent mąki zapewnił bezpieczeństwo w swoim zakładzie,
  • które rozwiązania techniczne pomogą w uziemieniu, a które dodatkowo będą kontrolowały jego stan.

Zapewne już wiele razy słyszeliście o tym, że wyładowania elektrostatyczne podczas procesów technologicznych są jednym z potencjalnych źródeł zapłonu atmosfer wybuchowych, a co za tym idzie – powinniście chronić swój zakład i pracowników przed tymi zagrożeniami. 

Obowiązek ten wynika z Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. 2010 nr 109 poz. 719). Zgodnie z zapisem rozporządzenia zawartym w rozdz. 7 par. 35 ust. 8 instalacje i urządzenia techniczne oraz technologiczne, w których podczas użytkowania mogą wytwarzać się ładunki elektryczności statycznej o potencjale stanowiącym możliwe źródło zapłonu dla występujących w ich obrębie materiałów palnych, powinny być wyposażane w odpowiednie środki ochronne zgodnie z Polskimi Normami w zakresie ochrony przed elektrycznością statyczną.

Z kolei 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 (Dz.U. 2010 nr 138 poz. 931) w par. 4 ust. 1 pkt 2 zobowiązuje pracodawcę do wykonania kompleksowej oceny ryzyka, w której uwzględni prawdopodobieństwo wystąpienia oraz uaktywnienia się źródeł zapłonu, w tym wyładowań elektrostatycznych. W dalszej części rozporządzenia znajduje się zapis wskazujący, by w działaniach zapobiegających zagrożeniu zapłonem uwzględniać ładunki elektrostatyczne przenoszone czy wytwarzane przez personel lub środowisko pracy.

Jest to niezwykle ważny element, na który należy zwrócić uwagę, ponieważ przy założeniu, że człowiek o pojemności 200 pF (pikofaradów) w wyniku tzw. elektryzacji może naładować się elektrycznie do poziomu 30 kV, w efekcie istnieje możliwość wyładowania elektrostatycznego, którego energia osiągnie wartość 90 mJ – jak wynika z poniższej tabeli, taka energia wystarczy, by spowodować zapłon oparów cieczy lub pyłu (tab. 1). Jeszcze większe zagrożenie stanowi autocysterna, która przy pojemności 5000 pF może spowodować wyładowanie elektrostatyczne nawet do 2250 mJ.

Tab. 1. Minimalna energia zapłonu (MEZ) dla oparów i pyłów. Źródło danych: UK IChemE.
Tab. 1. Minimalna energia zapłonu (MEZ) dla oparów i pyłów. Źródło danych: UK IChemE.

Ogólne i szczegółowe wymagania w zakresie zasad organizacji i realizacji ochrony przed elektrycznością statyczną obiektów, instalacji i urządzeń technologicznych, ze szczególnym uwzględnieniem stref zagrożenia wybuchem, zawiera Polska Norma PN-E-05204:1994, ustanowiona w październiku 1994 r.

Według globalnych statystyk nt. wybuchów w przemyśle (statystyki uwzględniają ponad 2000 wybuchów)1 wyładowania elektrostatyczne stanowią 6% źródeł zapłonu atmosfer wybuchowych. W tym miejscu należy jednak rozgraniczyć to na poszczególne branże – przykładowo w produkcji farb i lakierów odsetek ten może być nawet kilkukrotnie wyższy niż w przemyśle spożywczym.

Jeszcze jakiś czas temu znaczna część właścicieli zakładów przemysłowych oraz użytkowników instalacji, którzy każdego dnia biorą czynny udział w procesach produkcji, nie była świadoma zagrożeń, jakie niesie za sobą elektryczność statyczna. W wielu przypadkach można się było spotkać z podejściem „przecież to mnie nie dotyczy”, „skoro przez tyle lat nic się nie stało, to już się nie stanie” etc. Niestety bagatelizowanie problemu, brak podstawowej wiedzy użytkowników czy stosowanie niewłaściwej, często niedostosowanej do występujących warunków ochrony może być przyczyną poważnych zdarzeń, do których dochodzi w zakładach przemysłowych na całym świecie. Do wielu z nich nigdy by nie doszło, gdyby personel posiadał odpowiednią wiedzę, a instalacje procesowe były wyposażone w zabezpieczenia zgodne z przepisami oraz dobrymi praktykami.

W Polsce do jednego z najtragiczniejszych zdarzeń wywołanych wyładowaniem elektrostatycznym doszło pod koniec 2014 roku, kiedy to spłonęła znaczna część zakładu produkującego opakowania dla przemysłu spożywczego oraz chemii gospodarstwa domowego.

Innym przykładem może być zapłon i wybuch oparów palnej cieczy, do którego doszło w listopadzie 2017 roku w zakładzie Verla International, produkującym lakiery do paznokci, kremy, balsamy oraz perfumy. Źródłem zapłonu było wyładowanie elektrostatyczne powstałe w chwili, gdy pracownik zakładu wycierał zbiornik IBC, w którym znajdowała się palna ciecz. Zbiornik szybko stanął w płomieniach, stając się przyczyną wybuchu, który wyrwał potężną dziurę w ścianie budynku. Doprowadził także do pożaru zakładu, z którym strażacy walczyli przez wiele godzin. W wyniku zdarzenia jedna osoba zmarła, a 125 zostało rannych. Tragiczne zdarzenie zarejestrowały kamery przemysłowe, dzięki czemu film trafił do sieci – ku przestrodze.

Kilka miesięcy po zdarzeniu OSHA (Occupational Safety and Health Administration) wniosła o 1 mln PLN (ponad 281 tys. dolarów) kary dla Verla International, wskazując na 11 naruszeń w zakresie zachowania odpowiednich standardów bezpieczeństwa i higieny pracy, w tym właściwego i bezpiecznego magazynowania oraz transportu łatwopalnych cieczy. Jednym z najważniejszych wykroczeń, będącym bezpośrednią przyczyną wybuchu i pożaru, był brak układu uziemiającego, który mógłby zapobiec powstaniu wyładowania elektrostatycznego.

W przypadku cieczy palnych stosuje się specjalne, przewodzące zbiorniki IBC, których wykonanie określone jest w zbiorze wytycznych w zakresie postępowania w celu uniknięcia zagrożeń spowodowanych elektrycznością statyczną CLC/TR 50404 – Electrostatics. Code of practice for the avoidance of hazards due to static electricity. Jako że tego typu zbiorniki z natury rzeczy są mobilne, do ich uziemiania stosuje się proste przewody zakończone klamrą z mocną sprężyną oraz ostrymi zębami, najczęściej wykonanymi z niezwykle twardego węglika wolframu. Pozwala to ograniczyć ryzyko nieprawidłowego uziemienia w przypadku, gdy miejsce, do którego przypinamy klamrę, jest np. zabrudzone, pokryte rdzą, farbą czy smarem.

Warto mieć na uwadze, że im wyższe ryzyko zapłonu, tym bardziej wyrafinowane zabezpieczenia należy stosować. Przykładowo, gdy dany zbiornik wykorzystywany jest kilka razy na dzień, a magazynowana ciecz ma niską minimalną energię zapłonu, to rekomenduje się stosowanie układów, które dodatkowo zweryfikują, czy zapewniony został właściwy odbiór ładunków elektrycznych. Są to tzw. systemy kontroli uziemienia, które mogą sygnalizować jego stan w sposób wizualny, optyczny, a także blokować proces w chwili, gdy prawidłowe uziemienie zostanie utracone.

Na szczęście można zauważyć, że w ciągu ostatnich lat podejście do zagadnień związanych z potrzebą ochrony przed elektrycznością statyczną zmienia się na lepsze. Wynika to nie tylko z dużej dostępności dedykowanych rozwiązań technicznych, ale przede wszystkim z uświadamiania poprzez dzielenie się wiedzą i doświadczeniami. Dzięki temu zakłady przemysłowe odpowiedzialnie stawiają sobie za cel eliminowanie zagrożeń i zapewnienie personelowi bezpiecznych warunków pracy.

Takim przykładem może być projekt zrealizowany przez GRUPĘ WOLFF stosunkowo niedawno dla producenta mąki, który zwrócił się do nas z problemem ryzyka zapłonu atmosfery wybuchowej przez wyładowanie elektrostatyczne podczas załadunku i rozładunku autocystern oraz wywrotek przewożących mąkę, otręby oraz zboże (kliknij tutaj, by zapoznać się z realizacją).

Uziemienia elektrostatyczne – rozwiązania techniczne

Uziemienia najczęściej stosuje się do rozładunku/załadunku cystern drogowych, kolejowych, odprowadzenia ładunków z beczek, zbiorników, big-bagów, elementów instalacji procesowych itp.

Poniżej znajduje się zestawienie dedykowanych rozwiązań technicznych w zakresie uziemienia oraz monitorowania stanu uziemienia. Te drugie oprócz uziemiania urządzeń pracujących w pomieszczeniach produkcyjnych za pośrednictwem jednostki monitorującej z diodą sygnalizacyjną w łatwy i bezpieczny sposób weryfikują, czy zgromadzone na urządzeniach ładunki są właściwie odprowadzane do ziemi. Jeżeli uziemienie nie zostało wykonane prawidłowo, kontrolery blokują proces.

1Yuan, Zhi & Khakzad, Nima & Khan, Faisal & Amyotte, Paul. (2015). Dust Explosions: a Threat to the Process Industries. Process Safety and Environmental Protection.

Brak świadomości – sprawdź link

Brak świadomości na temat potencjalnych zagrożeń jest jedną z głównych przyczyn poważnych zdarzeń, do jakich dochodzi w przemyśle. Do wielu pożarów, wybuchów, wycieków, czy niepożądanych emisji nigdy by nie doszło gdyby personel posiadał odpowiednią wiedzę, a instalacje procesowe były wyposażone w zabezpieczenia zgodne z przepisami oraz dobrymi praktykami. Jeśli w swojej codziennej pracy spotykasz się z wymienionymi zagrożeniami i chcesz rozwijać swoją wiedzę w tym zakresie, to koniecznie sprawdź poniższy link. Szkoleniowa konferencja HAZEX, to nie tylko możliwość rozwoju i dyskusji z kolegami z różnych branż, ale także unikalna szansa uczestniczenia w demonstracyjnych pokazach wybuchów oraz systemów przeciwwybuchowych na żywo. Sprawdź szczegóły: https://goo.gl/pSS7NZ

Darmowe materiały szkoleniowe

Dołącz do grona ponad 1000 ekspertów, którzy raz, maksymalnie dwa razy w miesiącu otrzymują zwięzłą wiadomość z materiałami szkoleniowymi w postaci artykułów oraz filmów. Z wiadomości dowiesz się również o ciekawych wydarzeniach branżowych. Uczestnictwo w naszym programie szkoleniowym jest całkowicie bezpłatne. Aby do niego dołączyć wystarczy, że wypełnisz poniższy formularz.

Imię i nazwisko* [koniecznie zachowaj kolejność: imię >> nazwisko]

Nazwa firmy*

E-mail firmowy*

Interesuje mnie wiedza z zakresu bezpieczeństwa wybuchowego, pożarowego i procesowego w przemyśle. Z przyjemnością przystąpię do programu edukacyjnego, dzięki czemu raz, maksymalnie dwa razy w miesiącu otrzymam informację o ciekawych materiałach szkoleniowych w postaci artykułów i filmów, a także o wydarzeniach branżowych.


Sprawdź także