W poniedziałek (12.08.19) wieczorem doszło do wybuchu pyłu siarkowego. W rezultacie wystąpił pożar, który objął jedną z instalacji technologicznych. Jakie zalecenia w kontekście bezpieczeństwa wybuchowego daje karta charakterystyki siarki? Czy są one właściwe i praktyczne?
Akcja gaśnicza
Jak relacjonuje brygadier Jacek Widuch – pożar został szybko zlokalizowany, a akcja gaśnicza prowadzona przez cztery zastępy straży pożarnej pozwoliła opanować ogień. W zdarzeniu ucierpiał jeden z pracowników, który prawdopodobnie podtruł się dymem. Strażacy jako przyczynę zdarzenia podejrzewają samozapłon siarki. Do podobnego, aczkolwiek znacznie poważniejszego wybuchu i pożaru doszło w Siarkopolu 10 lat temu.
Jak chronić się przed wybuchem i pożarem siarki
Poniżej przedstawiamy wyciąg z karty charakterystyki siarki produkowanej w Zakładach Chemicznych „Siarkopol”. Wskazuje on na szereg dobrych praktyk, które znacząco wpływają na poziom bezpieczeństwa (np. stosowanie uziemień elektrostatycznych, urządzeń elektrycznych przeznaczonych do pracy w strefach zagrożenia wybuchem, odciągów pyłów, czy eliminację tzw. pyłu osiadłego). Dokument ma jednak także pewne wady, które zostały opisane poniżej.
Inertyzacja – czy to dobry sposób ochrony przed wybuchem?
Jako jedną z metod prewencyjnych w karcie charakterystyki wskazano unikanie powstawania wybuchowych mieszanin pyłowo-powietrznych. Podejście to jest zgodne z dyrektywą ATEX, niemniej w praktyce bardzo trudne do wykonania. Wymaga ono np. zastosowania inertyzacji gazem obojętnym, a to z kolei doszczelnienia instalacji, co w przypadku instalacji przetwarzających materiały sypkie jest bardzo trudne lub wręcz niemożliwe. W wielu przypadkach koszt takiej inwestycji oraz późniejsze koszty ruchowe są zbyt wysokie w kontekście jednostkowej ceny wytwarzanego produktu. Innymi słowy produkcja staje się nieuzasadniona ekonomicznie. Inertyzacja jako metoda ochrony przed wybuchem pyłów stosowana jest rzadko, a jeśli już, to najczęściej w przypadku instalacji przetwarzających ciecze lub gaz.
Czy zabezpieczenia minimalizujące skutki wybuchu to konieczność?
Karta charakterystyki nic nie wspomina o stosowaniu systemów przeciwwybuchowych jak odciążanie, tłumienie i odsprzęganie wybuchu. Wskazuje jednak, że „Szczegółowe rozwiązania techniczne wynikać powinny ze specyfiki prowadzonych procesów”, pozostawiając tym samym otwarte drzwi do stosowania rozwiązań innych niż wymienione w dokumencie. Co więcej, w sekcji „Właściwości fizyczne i chemiczne” wymienione zostały parametry wybuchowości, które są podstawą do obliczeń doborowych zabezpieczeń minimalizujących skutki wybuchu (maksymalne ciśnienie wybuchu Pmax, współczynnik wybuchowości Kst). Zamieszczenie tych danych to bardzo dobre, jednocześnie bardzo rzadkie podejście przy tworzeniu kart charakterystyki. Tym bardziej szkoda, że autor nie wzmiankował konieczności stosowania systemów minimalizujących skutki wybuchu, które w obliczu prawa są obowiązkowe. Wtedy dokument w kontekście bezpieczeństwa wybuchowego byłby kompletny.
W tym miejscu należy podkreślić, że zgodnie z dyrektywą ATEX w przypadku występowania atmosfer wybuchowych stosowanie odciążania i / lub tłumienia oraz odsprzęgania wybuchu jest obligatoryjne. To kolejny argument za tym, aby takie zalecenie znalazło się w karcie charakterystyki.
Zabezpieczenia minimalizujące skutki wybuchu to ostatni element systemu przeciwwybuchowego uruchamiany wtedy, gdy wszystkie środki prewencyjne zawiodą. Bartosz Wolff – prezes GRUPY WOLFF, aby wyjaśnić potrzebę stosowania tego typu rozwiązań, często posługuje się analogią do rynku motoryzacyjnego: „Prewencja, to ABS w aucie. Z kolei minimalizacja skutków wybuchu, to poduszki powietrzne… – osobiście nie zrezygnowałbym z żadnej z tych technik”.
Elektryczność statyczna
Elektryczność statyczna w kontekście pyłowych atmosfer wybuchowych to często bagatelizowane potencjalne źródło zapłonu. Powszechnie uznaje się, że minimalna energia zapłonu (MEZ) pyłów jest na tyle wysoka, że ich zapłon od wyładowania elektrostatycznego nie jest możliwy. Tymczasem część pyłów posiada MEZ na poziomie od kilku do kilkudziesięciu milidżuli, co pokrywa się z przeciętną energią wyładowania pochodzącego od człowieka. W przypadku siarki MEZ wynosi zaledwie 1,8 mJ.
Biorąc pod uwagę, że energia wyładowania zależy znacząco od pojemności elenktycznej danego obiektu (W = ½ CV2, gdzie C to pojemność elektryczna [pF], a V to potencjał przedmiotu wywołany gromadzeniem się ładunków [kV]), to jej wartość w przypadku rożnego rodzaju nieuziemionych elementów może być znacznie większa. I dla przykładu, energia wyładowania elektrostatycznego pochodząca od cysterny drogowej oscyluje w okolicach 2000 mJ. Biorąc tę wartość pod uwagę odkryjemy, że wyładowanie elektrostatyczne może być przyczyną zapłonu wielu pyłowych atmosfer wybuchowych.
| Chmura pyłu | Minimalna energia zapłonu [mJ] |
| Mąka pszenna | 50 |
| Cukier | 30 |
| Aluminium | 10 |
| Żywica epoksydowa | 9 |
| Siarka | 1,8 |
| Niektóre produkty farmaceutyczne | 1 |
Wyciąg z karty charakterystyki siarki
Ze względu na dużą skłonność mieszanki pyłu siarki z powietrzem do wybuchów, podczas procesu napełniania / opróżniania siarki z / do opakowań jednostkowych (worków, big-bagów), konieczne jest zapobieganie powstawaniu warunków do takich wybuchów, poprzez:
- zapobieganie tworzeniu się mieszanki pyłowo-powietrznej, w której zawartość pyłów przekroczy dolną granicę wybuchowości,
- eliminowanie inicjatorów wybuchu (ogień otwarty, iskry mechaniczne, zwarcia elektryczne, elektryczność statyczna itp.).
W celu zapobiegnięcia powstawania mieszanki wybuchowej należy ograniczyć możliwości tworzenia się pyłów siarki podczas każdego etapu postępowania (magazynowania, transportu i stosowania siarki stałej), nie dopuszczać do gromadzenia się pyłu siarki, stosować odpowiednie odciągi w miejscach, gdzie z racji prowadzonych procesów technologicznych mogą uwalniać się pyły siarki.
W celu eliminowania inicjatorów zapłonu czy wybuchu konieczne jest wprowadzenie zabezpieczeń przed:
- elektryzowaniem się siarki, czyli wprowadzenie skutecznej ochrony przed elektrycznością statyczną, np. poprzez odpowiednie uziemienie wymagających tego elementów instalacji (dla odprowadzenia ładunków elektrostatycznych), odpowiednie wykonanie materiałowe elementów instalacji mających kontakt z siarką,
- stosowanie urządzeń elektrycznych spełniających wymagania bezpieczeństwa norm europejskich i krajowych w zakresie instalacji i urządzeń elektrycznych pracujących w strefach zagrożonych wybuchem (zgodnie z Dyrektywą ATEX),
- niestosowanie ognia otwartego w obecności siarki,
- niedopuszczanie do wzrostu temperatury do poziomu grożącego zapłonem.
Szczegółowe rozwiązania techniczne wynikać powinny ze specyfiki prowadzonych procesów.
To nie pierwsze zdarzenie
To nie pierwsze zdarzenie tego typu w tarnobrzeskim Siarkopolu. 10 lat temu, niemal w tej samej części instalacji, w obszarze młynowni, doszło do znacznie poważniejszego wybuchu i pożaru. „Walnęło, a potem buchnął ogień. Zaczęliśmy uciekać, żeby ujść z życiem” – tak relacjonował tamtejsze zdarzenie jeden z pracowników. W 2009 roku po pierwszym wybuchu nastąpił kolejny. Pojawił się słup ognia. Palić zaczęły się gumowa taśma taśmociągu oraz siarka.
Jak nie dopuścić do pożaru / wybuchu?
Krzysztof Kowalczyk – zastępca dyrektora w Hestia Loss Control, który brał udział w pracach po pożarze fabryki Coko Werk posiada szerokie doświadczenie w zakresie współpracy firm ubezpieczeniowych z zakładami przemysłowymi. Chętnie się nią dzieli. W październiku Kowalczyk wystąpił na konferencji HAZEX nt. bezpieczeństwa wybuchowego i pożarowego w przemyśle. Wygłosił prelekcję pt. „Ryzyko w przemyśle z perspektywy ubezpieczyciela”. Ta konferencja o charakterze szkoleniowym dedykowana jest w szczególności dla firm z branży spożywczej, energetycznej, chemicznej oraz drzewnej. Kolejną ważna grupą odbiorców są ubezpieczyciele. Co ważne, konferencja stawia na praktykę. Dlatego też, poza merytorycznymi wykładami, uczestnicy biorą udział w demonstracyjnym pokazie wybuchów pyłów oraz gazów.
