Strefa zagrożenia wybuchem - co to jest i jak jest wyznaczana?

Strefa zagrożenia wybuchem - co to jest i jak jest wyznaczana?

Strefa zagrożenia wybuchem to przestrzeń, w której może wystąpić atmosfera wybuchowa wymagająca zastosowania odpowiednich środków bezpieczeństwa. W zależności od rodzaju substancji oraz częstotliwości i czasu występowania zagrożenia wyróżnia się strefy 0, 1 i 2 dla gazów, par i mgieł oraz 20, 21 i 22 dla pyłów. Sprawdź, jak wyznacza się strefy zagrożenia wybuchem, od czego zależy ich klasyfikacja i jakie znaczenie mają dla bezpieczeństwa ludzi oraz obiektu.

 

Co to jest strefa zagrożenia wybuchem?

Strefa zagrożenia wybuchem to przestrzeń, w której może występować mieszanina wybuchowa substancji palnych z powietrzem lub innymi gazami utleniającymi, w stężeniu mieszczącym się między dolną a górną granicą wybuchowości. Tak definiują to pojęcie polskie przepisy dotyczące ochrony przeciwpożarowej. Strefa może występować m.in. w miejscach, gdzie podczas procesów technologicznych uwalniają się palne gazy, pary cieczy, mgły lub pyły.

Strefy zagrożenia wybuchem nie należy jednak utożsamiać z samą atmosferą wybuchową. Ta ostatnia to mieszanina substancji palnych z powietrzem, która po zapłonie umożliwia rozprzestrzenianie się spalania. Strefa lub przestrzeń zagrożona wybuchem określa natomiast miejsce, w którym taka atmosfera może się pojawić w ilości wymagającej zastosowania szczególnych środków bezpieczeństwa. Klasyfikacja miejsc niebezpiecznych opiera się m.in. na częstotliwości pojawiania się i czasie utrzymywania atmosfery wybuchowej.

Rozróżnienie tych pojęć ma znaczenie praktyczne. W obiektach, w których prowadzone są procesy z wykorzystaniem materiałów mogących tworzyć mieszaniny wybuchowe lub takie materiały są magazynowane, przeprowadza się ocenę zagrożenia wybuchem. Obejmuje ona m.in. wyznaczenie odpowiednich stref, określenie ich zasięgu oraz wskazanie czynników mogących zainicjować zapłon. Na tej podstawie dobiera się rozwiązania ograniczające ryzyko i skutki zdarzenia. System przeciwpożarowy czy monitoring pożarowy mogą być elementami szerszej ochrony obiektu, ale nie zastępują prawidłowej oceny zagrożenia wybuchem ani zabezpieczeń wymaganych dla konkretnej strefy.

 

Kiedy powstaje zagrożenie wybuchem?

Zagrożenie wybuchem powstaje, gdy substancja palna może utworzyć z powietrzem mieszaninę wybuchową, a jednocześnie istnieje możliwość pojawienia się skutecznego źródła zapłonu. Substancją palną może być gaz, para cieczy, mgła lub pył. Sam fakt obecności materiału palnego nie oznacza więc automatycznie, że dojdzie do wybuchu – znaczenie mają również jego stężenie, warunki otoczenia oraz możliwość zapłonu powstałej mieszaniny. 

Do zapłonu atmosfery wybuchowej może doprowadzić m.in.:

     ●otwarty ogień,

     ●iskra elektryczna lub mechaniczna,

     ●gorąca powierzchnia,

     ●wyładowanie elektrostatyczne.

Właśnie dlatego przy ocenie zagrożenia bierze się pod uwagę nie tylko właściwości substancji, ale również przebieg procesu technologicznego, warunki panujące w danym miejscu oraz możliwość pojawienia się źródła zapłonu. Znaczenie ma też to, jak często atmosfera wybuchowa może powstawać i jak długo może się utrzymywać

Nieco inaczej wygląda zagrożenie związane z pyłami palnymi. Pył unoszący się w powietrzu może w odpowiednich warunkach stworzyć atmosferę wybuchową. Niebezpieczne mogą być również jego osady i warstwy gromadzące się na urządzeniach lub innych powierzchniach. Wzniecenie nagromadzonego pyłu może doprowadzić do powstania chmury pyłowej, dlatego podczas oceny uwzględnia się również możliwość jego osadzania i ponownego rozproszenia w powietrzu. Warunki te nie są jednakowe w całym zakładzie czy pomieszczeniu. W jednym miejscu atmosfera wybuchowa może występować stale lub często, a w innym pojawiać się jedynie sporadycznie. Te różnice mają bezpośrednie znaczenie przy wyznaczaniu i klasyfikowaniu stref zagrożenia wybuchem.

 

Jakie są strefy zagrożenia wybuchem?

Strefy zagrożenia wybuchem dzielą się na 6 podstawowych kategorii:

     ●strefy 0, 1 i 2 dotyczą miejsc, w których atmosferę wybuchową mogą tworzyć gazy, pary lub mgły,

     ●strefy 20, 21 i 22 odnoszą się natomiast do atmosfer zawierających palne pyły.

O przypisaniu miejsca do konkretnej strefy decyduje przede wszystkim to, jak często może pojawiać się w nim atmosfera wybuchowa i jak długo może się utrzymywać. Im częściej i dłużej w danym miejscu może występować atmosfera wybuchowa, tym wyższy jest poziom zagrożenia związany z jej występowaniem i bardziej rygorystyczne wymagania dotyczą zastosowanych środków ochronnych oraz urządzeń. Klasyfikacja stref ma więc znaczenie nie tylko dla samego oznaczenia przestrzeni.

 

Strefy 0, 1 i 2

Strefy 0, 1 i 2 wyznacza się tam, gdzie atmosferę wybuchową może tworzyć mieszanina powietrza z gazami, parami lub mgłami substancji palnych. Różnica pomiędzy nimi wynika z częstotliwości i czasu występowania takiej atmosfery. Strefa 0 dotyczy miejsc o najczęstszym lub długotrwałym jej występowaniu, natomiast strefa 2 – sytuacji, w których podczas normalnego działania atmosfera wybuchowa pojawia się mało prawdopodobnie, a jeśli już powstanie, utrzymuje się krótko.

 

Strefy 20, 21 i 22

Strefy 20, 21 i 22 dotyczą miejsc, w których atmosferę wybuchową może tworzyć chmura palnego pyłu znajdującego się w powietrzu. Zasada podziału jest podobna: znaczenie ma częstotliwość i czas występowania niebezpiecznej atmosfery. Strefa 20 oznacza jej stałą, częstą lub długotrwałą obecność, natomiast strefa 22 obejmuje miejsca, gdzie podczas normalnej pracy pojawienie się chmury palnego pyłu jest mało prawdopodobne, a jeżeli nastąpi – utrzymuje się krótko.

Takie strefy mogą występować m.in. wewnątrz silosów, filtrów i urządzeń procesowych, przy instalacjach transportujących materiały sypkie oraz w pobliżu miejsc ich przesypywania. Przy ocenie zagrożenia pyłowego istotne są również warstwy i osady palnego pyłu. Nagromadzony materiał może zostać wzniecony, a następnie utworzyć niebezpieczną chmurę pyłową. Z tego względu klasyfikacja nie powinna ograniczać się wyłącznie do sprawdzenia, czy pył jest widoczny w powietrzu podczas normalnej pracy.

Podział na sześć stref pozwala określić charakter zagrożenia w poszczególnych częściach obiektu. To jednak nie znaczy, że całe pomieszczenie lub zakład automatycznie otrzymuje jedną klasyfikację. Zasięg stref ustala się na podstawie warunków panujących w konkretnym miejscu, dlatego kolejnym krokiem jest określenie, gdzie dokładnie może powstać atmosfera wybuchowa i jak wyznacza się granice danej strefy.

 

Jak wyznacza się strefę zagrożenia wybuchem?

Wyznaczanie stref zagrożenia wybuchem polega na ustaleniu, w których miejscach może powstać atmosfera wybuchowa, jak często może występować i jak długo się utrzymywać. Na tej podstawie określa się rodzaj strefy oraz jej zasięg. Analiza obejmuje właściwości substancji palnych, przebieg procesów technologicznych, warunki wentylacji oraz miejsca, w których może dochodzić do uwalniania gazów, par, mgieł lub pyłów. 

Podstawą klasyfikacji jest ocena zagrożenia wybuchem, która uwzględnia warunki panujące w konkretnym obiekcie. Istotne są zarówno sytuacje występujące podczas normalnej pracy urządzeń, jak i możliwe zakłócenia, np. rozszczelnienie instalacji lub awaria wentylacji. Nie każda przestrzeń, w której przechowuje się materiały palne, zostanie zakwalifikowana jako strefa zagrożenia wybuchem. Decyduje o tym możliwość powstania niebezpiecznej atmosfery oraz warunki jej występowania

Wyznaczanie stref obejmuje kilka podstawowych etapów:

     1. Identyfikacja substancji palnych – ustalenie, jakie gazy, pary, mgły lub pyły występują w obiekcie oraz jakie mają właściwości fizykochemiczne.

     2. Określenie źródeł emisji – wskazanie miejsc, w których substancje palne mogą przedostawać się do otoczenia, np. zaworów, zbiorników, połączeń instalacji lub urządzeń transportujących materiały sypkie.

     3. Analiza warunków pracy i wentylacji – określenie, jak często może dochodzić do emisji oraz czy zastosowana wentylacja skutecznie ogranicza gromadzenie się substancji palnych.

     4. Klasyfikacja stref – przypisanie poszczególnym przestrzeniom odpowiednich kategorii 0, 1, 2 lub 20, 21, 22.

     5. Określenie zasięgu stref – ustalenie ich granic i przedstawienie wyników w dokumentacji technicznej obiektu.

Zasięg strefy zagrożenia wybuchem nie jest wartością stałą przypisaną do określonego urządzenia lub substancji. Zależy m.in. od intensywności emisji, właściwości materiału palnego, geometrii pomieszczenia i skuteczności wentylacji. Dlatego podobne instalacje pracujące w różnych warunkach mogą wymagać odmiennej klasyfikacji. Przy klasyfikacji przestrzeni z atmosferami gazowymi i pyłowymi wykorzystuje się odpowiednio normy PN-EN IEC 60079-10-1 i PN-EN 60079-10-2.

 

Kto wyznacza strefy zagrożenia wybuchem?

Za zapewnienie prawidłowego wyznaczenia stref zagrożenia wybuchem odpowiada właściciel, zarządca lub użytkownik obiektu, a w zakresie bezpieczeństwa pracowników – pracodawca. Samą ocenę przeprowadzają osoby dysponujące odpowiednią wiedzą techniczną, znajomością procesów technologicznych oraz zasad ochrony przeciwpożarowej i przeciwwybuchowej. Mogą to być:

     ●specjaliści ds. bezpieczeństwa procesowego,

     ●projektanci instalacji przemysłowych,

     ●zespoły ekspertów zajmujących się zagrożeniami wybuchowymi.

 

W przypadku obiektów objętych obowiązkiem przeprowadzenia oceny zagrożenia wybuchem na podstawie przepisów przeciwpożarowych odpowiedzialność za jej zapewnienie spoczywa na właściwym podmiocie zarządzającym obiektem lub procesem technologicznym. Niezależnie od tego pracodawca ma obowiązki wynikające z przepisów BHP dotyczących atmosfer wybuchowych, w tym sporządzenia dokumentu zabezpieczenia przed wybuchem, gdy występuje takie zagrożenie. Obie dokumentacje mogą wykorzystywać wspólne ustalenia, ale wynikają z odrębnych wymagań prawnych.

Prawidłowa klasyfikacja wymaga znajomości rzeczywistych warunków pracy zakładu. Z tego względu w jej przygotowaniu istotny jest udział osób odpowiedzialnych za technologię, eksploatację urządzeń i bezpieczeństwo obiektu. Specjalista przeprowadzający ocenę musi dysponować informacjami o stosowanych substancjach, parametrach instalacji, wentylacji i możliwych stanach awaryjnych.

 

Jakie przepisy regulują strefy zagrożenia wybuchem?

Strefy zagrożenia wybuchem regulują polskie przepisy przeciwpożarowe i BHP oraz unijne dyrektywy ATEX. Określają one zasady oceny ryzyka, klasyfikacji przestrzeni niebezpiecznych, doboru urządzeń i stosowania zabezpieczeń przeciwwybuchowych. Wymagania dotyczą zarówno projektowania i eksploatacji obiektów, jak i organizacji pracy w miejscach, w których może występować atmosfera wybuchowa.

Najważniejsze akty prawne regulujące te kwestie to:

     ●Rozporządzenie MSWiA z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów – określa m.in. obowiązek przeprowadzania oceny zagrożenia wybuchem, wyznaczania stref i sporządzania graficznej dokumentacji klasyfikacyjnej.

     ●Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 8 lipca 2010 r. – określa minimalne wymagania BHP związane z możliwością wystąpienia atmosfery wybuchowej w miejscu pracy, w tym obowiązki pracodawcy dotyczące oceny ryzyka i dokumentu zabezpieczenia przed wybuchem.

     ●Dyrektywa 1999/92/WE (ATEX 137) – ustanawia minimalne wymagania dotyczące bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracowników narażonych na działanie atmosfer wybuchowych.

     ●Dyrektywa 2014/34/UE (ATEX 114) – określa wymagania dotyczące urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferach potencjalnie wybuchowych.

 

Czym różni się strefa zagrożenia wybuchem od pomieszczenia zagrożonego wybuchem?

Strefa zagrożenia wybuchem określa przestrzeń, w której może występować mieszanina wybuchowa, natomiast pomieszczenie zagrożone wybuchem identyfikuje się na podstawie możliwych skutków wybuchu. Zgodnie z przepisami przeciwpożarowymi za pomieszczenie zagrożone wybuchem uznaje się takie, w którym może powstać mieszanina wybuchowa w ilości zdolnej do spowodowania przyrostu ciśnienia przekraczającego 5 kPa. Są to więc dwa różne kryteria oceny zagrożenia.

Strefa zagrożenia wybuchem nie musi obejmować całego pomieszczenia. Może występować jedynie w pobliżu zaworu, zbiornika, urządzenia technologicznego lub miejsca przesypywania materiałów sypkich. Jej granice określa się na podstawie możliwości powstania atmosfery wybuchowej, częstotliwości jej występowania oraz warunków rozprzestrzeniania się substancji palnej. Strefy mogą być wyznaczane zarówno wewnątrz budynków, jak i na zewnątrz, np. w sąsiedztwie instalacji przemysłowych.

W przypadku pomieszczenia zagrożonego wybuchem istotne jest natomiast ustalenie, jakie ciśnienie mogłoby powstać wskutek wybuchu mieszaniny. Ocena uwzględnia m.in. rodzaj i ilość substancji palnych, parametry pomieszczenia oraz przewidywane warunki zdarzenia. Oznacza to, że w pomieszczeniu może znajdować się strefa zagrożenia wybuchem, ale nie musi ono automatycznie spełniać kryterium pomieszczenia zagrożonego wybuchem. Obie kwestie rozpatruje się podczas oceny zagrożenia wybuchem. Rozróżnienie ma znaczenie przy projektowaniu zabezpieczeń. Klasyfikacja stref wpływa przede wszystkim na dobór urządzeń i eliminowanie potencjalnych źródeł zapłonu. Zakwalifikowanie pomieszczenia jako zagrożonego wybuchem wiąże się dodatkowo z odpowiednimi wymaganiami techniczno-budowlanymi, dotyczącymi m.in. konstrukcji obiektu i ograniczania skutków ewentualnego wybuchu.

 

Co oznacza wyznaczenie strefy Ex dla wyposażenia i zabezpieczeń obiektu?

Wyznaczenie strefy Ex oznacza konieczność dostosowania urządzeń, instalacji i środków ochronnych do rodzaju oraz poziomu zagrożenia wybuchem. Wyposażenie pracujące w takiej przestrzeni nie może stanowić skutecznego źródła zapłonu w przewidywanych warunkach eksploatacji. Dotyczy to m.in. silników, opraw oświetleniowych, czujników, aparatury sterującej i innych urządzeń, których działanie może powodować iskrzenie lub nagrzewanie powierzchni.

Jednym z podstawowych wymagań jest dobór urządzeń zgodnych z ATEX. Odpowiednia kategoria wyposażenia zależy od klasyfikacji strefy oraz rodzaju atmosfery wybuchowej.

Podane kategorie dotyczą odpowiednio urządzeń przeznaczonych do atmosfer gazowych (G) lub pyłowych (D). Oprócz kategorii konieczne jest uwzględnienie pozostałych parametrów urządzenia, w tym grupy wybuchowości, klasy temperaturowej lub maksymalnej temperatury powierzchni oraz warunków jego eksploatacji. Samo oznaczenie Ex nie oznacza więc, że urządzenie nadaje się do każdej strefy zagrożenia wybuchem.

Dobór wyposażenia jest jednak tylko jednym z elementów ochrony przeciwwybuchowej. W zależności od wyników oceny ryzyka stosuje się również odpowiednie rozwiązania techniczne i organizacyjne takie jak:

     ●wentylacja ograniczająca gromadzenie się gazów i par substancji palnych,

     ●instalacje wykrywania gazów oraz systemy alarmowania,

     ●uziemienie i połączenia wyrównawcze ograniczające ryzyko wyładowań elektrostatycznych,

     ●systemy odciążania, tłumienia lub izolowania wybuchu,

     ●procedury bezpiecznej eksploatacji, konserwacji i wykonywania prac niebezpiecznych.

Dobór poszczególnych rozwiązań zależy od właściwości substancji, rodzaju procesu technologicznego oraz wyników oceny zagrożenia. Szczególnie ważne jest zachowanie właściwej kolejności działań: w pierwszej kolejności ogranicza się możliwość powstania atmosfery wybuchowej, następnie eliminuje skuteczne źródła zapłonu, a w razie potrzeby stosuje rozwiązania ograniczające skutki wybuchu.

W szerszym systemie bezpieczeństwa obiektu istotną rolę mogą odgrywać również systemy sygnalizacji pożaru  i rozwiązania służące do monitorowania sygnałów alarmowych. Ich zadaniem jest wspieranie wykrywania zagrożeń i odpowiednio szybkiego reagowania. Nie zastępują jednak zabezpieczeń przeciwwybuchowych ani urządzeń przeznaczonych do pracy w konkretnych strefach Ex.

 

Gdzie najczęściej występują strefy zagrożenia wybuchem?

Strefy zagrożenia wybuchem najczęściej występują w zakładach przemysłowych, magazynach i instalacjach technologicznych, w których wykorzystuje się palne gazy, ciecze lub materiały wytwarzające pyły. Mogą pojawiać się zarówno wewnątrz urządzeń i zbiorników, jak i w ich bezpośrednim otoczeniu. Szczególne znaczenie mają miejsca, w których podczas normalnej pracy dochodzi do uwalniania substancji palnych lub istnieje możliwość ich niekontrolowanej emisji.

Do obiektów i instalacji, w których mogą występować strefy zagrożenia wybuchem, należą m.in.:

     ●Stacje paliw i magazyny paliw – zagrożenie wiąże się przede wszystkim z możliwością uwalniania par cieczy palnych podczas tankowania, przeładunku i magazynowania.

     ●Zakłady chemiczne i petrochemiczne – atmosfery wybuchowe mogą powstawać w instalacjach wykorzystujących palne gazy, rozpuszczalniki i inne substancje chemiczne.

     ●Lakiernie przemysłowe – zagrożenie może występować podczas rozpylania farb i lakierów zawierających palne rozpuszczalniki.

     ●Młyny, elewatory zbożowe i zakłady spożywcze – źródłem zagrożenia są palne pyły powstające m.in. podczas mielenia, przesypywania i transportowania mąki, cukru lub zboża.

     ●Zakłady obróbki drewna – drobny pył drzewny może tworzyć atmosferę wybuchową wewnątrz instalacji odpylających, filtrów i urządzeń technologicznych.

     ●Instalacje gazowe i biogazownie – zagrożenie może pojawiać się w miejscach magazynowania, przesyłania i przetwarzania gazów palnych.

W obiektach przemysłowych istotne jest również uwzględnienie zagrożeń powstających podczas prac konserwacyjnych, remontowych i czyszczenia instalacji. Otwarcie zbiornika, demontaż elementów instalacji lub wzniecenie nagromadzonego pyłu może zmienić warunki bezpieczeństwa. Dlatego oprócz prawidłowego wyznaczenia stref znaczenie mają odpowiednie procedury eksploatacyjne, kontrola stanu technicznego urządzeń oraz przygotowanie pracowników do wykonywania czynności w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.

 

Jak oznacza się strefę zagrożenia wybuchem?

Strefy zagrożenia wybuchem oznacza się znakiem ostrzegawczym Ex, który ma kształt żółtego trójkąta z czarnym obramowaniem i czarnymi literami „Ex” umieszczonymi w środku. Znak informuje o możliwości wystąpienia atmosfery wybuchowej i ostrzega przed zagrożeniem związanym z przebywaniem lub wykonywaniem prac w danej przestrzeni. Zgodnie z wymaganiami ATEX umieszcza się go, gdy jest to konieczne, przy wejściach do miejsc, w których atmosfera wybuchowa może występować w ilościach zagrażających bezpieczeństwu pracowników.

Oznakowanie stref zagrożenia wybuchem ma przede wszystkim umożliwić szybkie rozpoznanie niebezpiecznej przestrzeni. Z tego względu znak Ex powinien być dobrze widoczny i umieszczony w miejscu, w którym pracownik może go zauważyć przed wejściem do obszaru zagrożonego. W zależności od warunków panujących w obiekcie stosuje się również dodatkowe oznaczenia, informujące np. o zakazie używania otwartego ognia, palenia tytoniu lub korzystania z urządzeń mogących stanowić źródło zapłonu.

Samo umieszczenie znaku Ex nie zastępuje prawidłowej klasyfikacji stref ani zastosowania wymaganych zabezpieczeń. Rodzaj i zasięg stref zagrożenia wybuchem przedstawia się w dokumentacji graficznej, uwzględniającej również lokalizację źródeł emisji. Dokumentacja ta stanowi podstawę doboru wyposażenia, planowania prac i organizacji bezpieczeństwa w obiekcie.