Urządzenia przeciwwybuchowe

Spis treści

 

     1.Wstęp

      W obszarach wielu zakładów przemysłowych przetwarza się, transportuje lub przechowuje substancje mogące wytworzyć z powietrzem (lub innymi utleniaczami) niebezpieczne mieszaniny wybuchowe. Podobnie w czasie obróbki ciał stałych lub produkcji i transportu materiałów sypkich mogą do otaczającego powietrza przedostawać się pyły i tworzyć z nim mieszaniny wybuchowe.
      Urządzenia elektryczne przeznaczone do pracy w takich przestrzeniach muszą spełniać najwyższe standardy bezpieczeństwa, posiadać rozwiązania konstrukcyjne uniemożliwiające zainicjowanie zapłonu mieszanin wybuchowych. Zapewnienie bezpiecznej pracy ludzi w przestrzeniach zagrożonych wybuchem wymaga od użytkowników instalacji i urządzeń elektrycznych prowadzenia właściwej i bezpiecznej eksploatacji, zgodnej z wymaganiami przepisów i norm technicznych.

      1.1. Źródła prawa powszechnie obowiązującego

      Wymagania dla urządzeń i systemów ochronnych w obszarach zagrożonych wybuchem określone są w aktach powszechnie obowiązującego prawa, takich jak::
      1) Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 maja 2003 r. w sprawie normalnych
           wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy,
           na których może wystąpić atmosfera wybuchowa (Dz. U. Nr 107, poz. 1004);
      2) Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 22 grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń
           i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem (Dz. U. Nr 263.
           poz. 2203). Przepisy niniejszego rozporządzenia wdrażają postanowienia dyrektywy 94/9/WE (ATEX) Parlamentu
           Europejskiego i Rady z dnia 23 marca 1994 r. w sprawie zbliżenia ustawodawstw Państw Członkowskich
           dotyczących urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych
           wybuchem;
      3) Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 28 kwietnia 2003 r. w sprawie
           szczegółowych zasad stwierdzania posiadanych kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń
           instalacji i sieci (Dz. U. Nr 89, poz. 828 - z późn. zm. );
      4) Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 21 kwietnia 2006 r. w sprawie ochrony
           przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. Nr 80, poz. 563);
      5) Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 listopada 2005 r. w sprawie warunków technicznych, jakim
           powinny odpowiadać bazy i stacje paliw płynnych, rurociągi przesyłowe dalekosiężne służące do transportu ropy
           naftowej i produktów naftowych i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 243, poz. 2063 z późn. zm);
      6) Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 marca 2013 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy
           urządzeniach energetycznych [Dz.U.2013.492];
      7) Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z 1 grudnia 1998 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy
           na stanowiskach wyposażonych w monitory ekranowe (Dz.U. Nr 148, poz. 973)'
      8) Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny
           odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2002, nr 75, poz. 690);
      9) Dyrektywa 94/9/WE (zwana dyrektywą ATEX) Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 marca 1994 r. w sprawie
           zbliżenia ustawodawstw Państw Członkowskich dotyczących urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych
           do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem oraz jednolicenia przepisów państw członkowskich dotyczących
           urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.

▲ do góry

      1.2. Wybrane tytuły Polskich Norm dotyczących atmosfer wybuchowych

      1) PN-EN 1127-1:2011 Atmosfery wybuchowe -- Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem -- Część 1: Pojęcia
      podstawowe i metodyka;
      2) PN-EN 1127-1:2007 Atmosfery wybuchowe -- Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem -- Część 1: Pojęcia
      podstawowe i metodyka;
      3) PN-E-08119:1984 Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe. Mieszaniny wybuchowe. Klasyfikacja i metody badań;
      4) PN-EN 60079-10-2:2009 Atmosfery wybuchowe -- Część 10-2: Klasyfikacja przestrzeni -- Atmosfery zawierające
      pył palny;
      5) PN-EN 60079-0:2013-03 Atmosfery wybuchowe -- Część 0: Urządzenia -- Podstawowe wymagania;
      6) PN-EN 60079-1:2014-12 Atmosfery wybuchowe - Część 1: Zabezpieczenie urządzeń za pomocą osłon ognioszczelnych "d";
      7) PN-EN 60079-7:2010 Atmosfery wybuchowe - Część 7: Zabezpieczenie urządzeń za pomocą budowy wzmocnionej "e";
      8) PN-EN 60079-18:2011 Atmosfery wybuchowe -- Część 18: Zabezpieczenie urządzeń za pomocą hermetyzacji "m";
      9) PN-EN 60079-31:2014-10 Atmosfery wybuchowe -- Część 31: Zabezpieczenie urządzeń przed zapłonem pyłu
      za pomocą obudowy "t";
      10) PN-EN 60079-15:2010 Atmosfery wybuchowe -- Część 15: Zabezpieczenie urządzeń za pomocą budowy typu "n";
      11) PN-EN 60079-6:2010 Atmosfery wybuchowe -- Część 6: Zabezpieczenie urządzeń za pomocą osłony olejowej "o";
      12) PN-EN 60079-13:2011 Atmosfery wybuchowe -- Część 13: Zabezpieczenie urządzeń za pomocą pomieszczeń z
      nadciśnieniem "p";
      13) PN-EN 60079-5:2010 Atmosfery wybuchowe - Część 5: Zabezpieczenie urządzeń za pomocą osłony piaskowej "q";
      14) PN-EN 60079-11:2012 Atmosfery wybuchowe - Część 11: Zabezpieczenie urządzeń za pomocą iskrobezpieczeństwa "i";
      15) PN-EN 60079-26:2007 Atmosfery wybuchowe - Część 26: Urządzenia o poziomie zabezpieczenia urządzenia (EPL) Ga;
      16) PN-EN 60079-14:2014-06 Atmosfery wybuchowe -- Część 14: Projektowanie, dobór i montaż instalacji elektrycznych;
      17) PN-EN 60079-2:2015-02 Urządzenia elektryczne do stosowania w obecności pyłu palnego -- Część 4: Typ ochrony 'pD'.

      Wybrane przedmiotowe normy EN posiadają szczególny stan norm zharmonizowanych z określonymi dyrektywami Parlamentu Europejskiego i Rady.

▲ do góry

      1.3. Definicje
       - Urządzenie elektryczne - urządzenie stosowane w całości lub częściowo do przetwarzania energii elektrycznej.
         Termin obejmuje między innymi urządzenia do wytwarzania, przesyłania, rozdziału, magazynowania, pomiaru,
         regulacji, przetwarzania i odbioru energii elektrycznej oraz urządzenia telekomunikacyjne;
       - Komponent Ex - część urządzenia elektrycznego lub podzespół, których oznakowanie zawiera symbol "U", nie
         przeznaczone do samodzielnego stosowania i których zastosowanie w urządzeniu elektrycznym bądź systemie
         przeznaczonym do stosowania w atmosferze wybuchowej wymaga dalszego rozważania;
       - Wadliwe działanie - sytuacja, kiedy urządzenie, systemy ochronne, części i podzespoły nie realizują przewidzianej
         funkcji w wyniku różnych przyczyn, w tym z powodu:
         a) zmiany jakiejś właściwości lub jakiegoś wymiaru, materiału lub przedmiotu obrabianego,
         b) uszkodzenia jednego (lub więcej) elementu wchodzącego w skład urządzeń, systemów ochronnych, części lub
             podzespołów,
         c) zakłóceń zewnętrznych (np. wstrząsy, drgania mechaniczne, pola elektromagnetyczne),
         d) błędów lub braków związanych z projektowaniem (np. błędy oprogramowania),
         e) zakłóceń w zasilaniu energią lub innymi mediami oraz
          f) utraty przez operatora kontroli nad maszyną (zawłaszcza w przypadku maszyn ręcznych);
       - Systemy ochronne - urządzenia inne niż określone wyżej, których zadaniem jest natychmiastowe powstrzymanie
         powstającego wybuchu lub ograniczenie skutecznego zasięgu płomienia i ciśnienia wybuchu, i które wprowadzane
         są do obrotu oddzielnie, w celu zastosowania jako systemy samodzielne; 
       - Przestrzeń zagrożona wybuchem - przestrzeń, w której zależnie od warunków lokalnych i ruchowych może
         wystąpić atmosfera wybuchowa;
       - Atmosfera wybuchowa– mieszanina palnych substancji mających postać gazu, pary, pyłu, włókien lub aglomeratów
         lotnych włókien palnych z powietrzem, w warunkach atmosferycznych, w której po zapaleniu, spalanie rozprzestrzenia
         się na całą niespaloną mieszaninę;
       - Niebezpieczna atmosfera wybuchowa - atmosfera wybuchowa, która w przypadku wybuchu powoduje uszkodzenia;
       - Pyłowa atmosfera wybuchowa - mieszanina palnych substancji mających postać pyłu, włókien lub aglomeratów
         lotnych włókien palnych z powietrzem, w warunkach atmosferycznych, w której po zapaleniu, spalanie rozprzestrzenia
         się na całą niespaloną mieszaninę;
       - Gazowa atmosfera wybuchowa - mieszanina palnych substancji mających postać gazu lub pary z powietrzem,
         w warunkach atmosferycznych, w której po zapaleniu, spalanie rozprzestrzenia się na całą niespaloną mieszaninę,
       - Substancja palna – substancja w postaci gazu, pary cieczy, ciała stałego lub ich mieszaniny, zdolna wchodzić
         w egzotermiczną reakcję z powietrzem po zapaleniu;
       - Wybuchowość - można określić jako podatność atmosfery wybuchowej na czynniki prowadzące do zapłonu
          (a tym samym wybuchu). Podatność ta zależy od stężenia gazu palnego lub palnych oparów cieczy oraz
          od rodzaju atmosfery;
       - Mieszanina wybuchowa (atmosfera wybuchowa) - mieszanina substancji palnych w postaci: gazów, par, mgieł,
         lub pyłów z powietrzem w warunkach atmosferycznych, w której po zapaleniu spalanie rozprzestrzenia się na całą
         nie spaloną mieszaninę;
       - Mieszanina hybrydowa - mieszanina substancji palnych z powietrzem w różnych stanach skupienia, np. gazu
         i pyłu;
       - Wybuch - jest gwałtowną reakcją utleniania lub rozkładu, wywołującą wzrost temperatury lub ciśnienia.
          Wybuch powstaje w ściśle określonych warunkach, a dokładnie wtedy, gdy stężenie składnika palnego znajduje
         się w ściśle określonym przedziale, zwanym granicą wybuchowości;
       - Wybuch fizyczny – wybuch spowodowany zjawiskami fizycznymi np. przemianą cieczy w parę lub przekroczeniem
         wytrzymałości ścianek naczynia;
       - Wybuch chemiczny - reakcja utleniania lub rozkładu wywołująca gwałtowny wzrost temperatury i ciśnienia;
       - Deflagracja – reakcja utleniania – wybuch rozprzestrzeniający się z prędkością mniejszą od prędkości dźwięku;
       - Detonacja - wybuch rozprzestrzeniający się z prędkością naddźwiękową, któremu towarzyszy fala uderzeniowa;
       - Granice wybuchowości - zakresy stężeń czynnika palnego w mieszaninie z powietrzem, między którymi może
         dojść do wybuchu;
       - Dolna granica wybuchowości (DGW) jest to najniższe stężenie paliwa w mieszaninie palnej, poniżej której nie
         jest możliwy zapłon mieszaniny pod wpływem czynnika inicjującego i dalsze samoczynne rozprzestrzenianie
         płomienia w określonych warunkach badania;
       - Górna granica wybuchowości (GGW) jest to najwyższe stężenie paliwa w mieszaninie palnej, powyżej której
         nie jest możliwy zapłon mieszaniny pod wpływem czynnika inicjującego i dalsze samoczynne rozprzestrzenianie
         płomienia w określonych warunkach badania;
       - Dolna temperaturowa granica wybuchowości- temperatura cieczy palnej, przy której stężenie pary nasyconej
         w powietrzu jest równe dolnej granicy wybuchowości;
      - Górna temperaturowa granica wybuchowości - temperatura cieczy palnej, przy której stężenie pary nasyconej
         w powietrzu jest równe górnej granicy wybuchowości;
       - Maksymalne ciśnienie wybuchu - maksymalne ciśnienie występujące w zamkniętym naczyniu podczas wybuchu
         mieszaniny wybuchowej, oznaczone w określonych warunkach badania;
       - Minimalna energia zapalenia (zapłonu) - najmniejsza energia elektryczna nagromadzona w kondensatorze,
         która, przy jego rozładowaniu, jest wystarczająca do zapalenia najbardziej zapalnej mieszaniny w określonych
         warunkach badania;
       - Stężenie stechiometryczne – stężenie gazu lub pary w mieszaninie z powietrzem, przy którym teoretycznie
         następuje spalenie całej ilości tlenu zawartego w mieszaninie;
       - Graniczne stężenie tlenu – maksymalne stężenie tlenu w mieszaninie substancji palnej, powietrza i gazu
         obojętnego, w której nie dojdzie do wybuchu w określonych warunkach badania;
       - Stężenie stechiometryczne w przedziale stężeń między dolną i górną granicą wybuchowości - stężenie
         czynnika palnego, przy którym teoretycznie następuje całkowite spalenie ciała palnego;
       - Temperatura otoczenia - temperatura powietrza lub innego czynnika w bezpośrednim otoczeniu urządzenia,
         części lub podzespołu. Powyższe nie odnosi się do temperatury każdego medium występującego w procesie
         technologicznym, chyba że urządzenie, część lub podzespół są całkowicie w nim zanurzone;
       - Temperatura samozapłonu gazowej atmosfery wybuchowej - najniższa temperatura gorącej powierzchni,
         przy której, w warunkach określonych zgodnie z IEC 60079-20-1, występuje zapłon substancji palnej w postaci
         mieszaniny gazu lub pary z powietrzem;
       - Temperatura zapłonu warstwy pyłu - najniższa temperatura gorącej powierzchni, przy której dochodzi do
         zapłonu w znajdującej się na tej powierzchni warstwie pyłu o określonej grubości;
       - Temperatura zapłonu obłoku pyłu - najniższa temperatura gorącej wewnętrznej ścianki pieca, przy której
         dochodzi do zapłonu obłoku pyłu zawartym wewnątrz pieca;
       - Temperatura zapłonu cieczy palnej - jest to najniższa temperatura, przy której z cieczy palnej powstanie
          dostateczna ilość pary do utworzenia się tuż nad jej powierzchnią mieszaniny palnej z powietrzem, która zapali
          się na chwilę od znormalizowanego płomyka wodorowego przesuniętego nad tą powierzchnią i zgaśnie.
         Im temperatura zapłonu cieczy palnej jest niższa, tym ciecz jest bardziej niebezpieczna z punktu widzenia
         zagrożenia. W Tablicy 2 podane są przykładowe temperatury cieczy palnych;
       - Poziom zabezpieczenia urządzenia EPL - według PN-EN 60079-26:2007 - wersja angielska Atmosfery
         wybuchowe -- Część 26: Urządzenia o poziomie zabezpieczenia urządzenia (EPL) Ga, jest przypisany
         urządzeniu oparty na prawdopodobieństwie, że stanie się ono źródłem zapłonu, i charakterystycznych
         różnicach pomiędzy gazowymi atmosferami wybuchowymi, pyłowymi atmosferami wybuchowymi
         i atmosferami wybuchowymi w kopalniach zagrożonych wybuchem gazu kopalnianego.

      1.4. Poziom zabezpieczenia urządzenia (EPL) według organizacji standaryzacyjnych.
      1.4.1. Parlament Europejski i Rady przyjęły w 1994 roku dyrektywę 94/9/WE ATEX w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych produkowanych na rynek UE, przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Głównym celem systemu opartego na dyrektywie 94/9/WE jest wprowadzenie jednolitych procedur oceny zgodności urządzeń oraz systemów ochronnych przeznaczonych do stosowania w strefach zagrożenia wybuchem w celu zapewnienia ich swobodnego przepływu na terenie UE.
      Poziom zabezpieczenia urządzeń zgodnie z dyrektywą ATEX, to rodzaj strefy zagrożenia, który determinuje wybór odpowiedniej kategorii urządzenia. Czyli, im większe jest prawdopodobieństwo i częstotliwość występowania atmosfery wybuchowej, tym wyższy poziom ochrony urządzenia jest brany pod uwagę.
      1.4.2. Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna IEC przyjęła w 1996 roku koncepcję jednolitego międzynarodowego systemu oceny zgodności dla wszystkich elektrycznych urządzeń pracujących w strefach zagrożenia wybuchem gazów, par, mgieł czy pyłów palnych. System ten zwany schematem IECEx, opracowany został na podstawie norm IEC.
       Zasadniczym celem schematu IECEx było wprowadzenie ogólnoświatowego certyfikatu dla wyrobów i usług przeznaczonych do stref zagrożenia wybuchem, przy zachowaniu wymaganego poziomu bezpieczeństwa.
      Ocena ryzyka podczas doboru urządzeń do stref zagrożenia wybuchem zaczęła coraz częściej pojawiać się w wielu aspektach związanych z bezpieczeństwem instalacji przemysłowych i ludzi przy nich pracujących. Uznano, że właściwa jej metodyka i idące za tym odpowiednie działania mogą uchronić użytkowników instalacji od poważnych konsekwencji. Dostrzeżono korzyści płynące z metody weryfikacji stref i doboru urządzeń opartej na ocenie ryzyka. Opracowano normy w zakresie oceny ryzyka związanej z wprowadzeniem poziomów ochrony urządzeń EPL (ang. Equipment Protection Level).

      Poziom zabezpieczenia urządzeń (EPL) miał zintegrować schemat IECEx systemem opartym na dyrektywie 94/9/WE ATEx. Ze względu na zbyt dużą kombinację różnych rodzajów zabezpieczeń, niezbędne było oznaczenie poziomu ochrony w sposób zrozumiały dla odbiorców na całym świecie. Odpowiedni dobór urządzenia przeznaczonego do eksploatacji w strefie zagrożonej wybuchem musiał uwzględniać pełną jego funkcjonalność, wszystkie przewidywane warunki otoczenia i odpowiednie warunki wynikające z normalnej pracy oraz spodziewanych stanów awaryjnych.
      Metoda EPL jest alternatywną propozycją w stosunku do metody określonej w dyrektywie ATEX, polegającej na sztywnym powiązaniu konstrukcji urządzenia ze strefą zagrożenia wybuchem. System uwzględniający poziom zabezpieczenia urządzeń (EPL) wskazuje ryzyko zapalenia mieszaniny wybuchowej przez urządzenia niezależnie od rodzaju ich konstrukcji.
      Termin EPL został wprowadzony do normy IEC 60079-14:2007 jako nowa metoda oceny ryzyka, umożliwiająca wszystkim użytkownikom spoza Europy dobrać urządzenia Ex europejskich producentów.

▲ do góry

      2. Właściwości wybuchowe gazów i pyłów

      Wybuch, jako gwałtowna reakcja utleniania lub rozkładu, polega na gwałtownym spalaniu gazów palnych, par cieczy palnych albo pyłów lub włókien w powietrzu, wywołując wzrost temperatury lub ciśnienia wraz z niszczycielską falą uderzeniową i efektem akustycznym.
      Wybuch powstaje w ściśle określonych warunkach, a dokładnie wtedy, gdy stężenie składnika palnego znajduje się w ściśle określonym przedziale, zwanym granicą wybuchowości.
      Stężenie składnika palnego w określonym przedziale wybuchowości nie powoduje wybuchu. Do powstania wybuchu potrzebna jest jeszcze pewna energia, której inicjatorem mogą być takie czynniki, jak iskry powstałe podczas pracy urządzeń i instalacji elektrycznych, elementy instalacji rozgrzane do niebezpiecznie wysokiej temperatury, wyładowania atmosferyczne i elektrostatyczne. Energia ta zwana jest minimalną energią zapłonu Emin definiowana jako najmniejsza energia kondensatora w obwodzie elektrycznym, którego wyładowanie powoduje zapłon mieszaniny i rozprzestrzenianie się płomienia w określonych warunkach badania.
      Wartość minimalnej energii zapłonu jest parametrem, który pozwala na ocenę zagrożenia wybuchem pochodzącego od istniejących w rozpatrywanym obszarze źródeł, takich jak iskry elektryczne, elektrostatyczne, iskry pochodzące od pojemnościowych lub indukcyjnych obwodów elektrycznych, a także iskry mechaniczne.
      Paliwo musi mieć kontakt z utleniaczem, a zapoczątkowanie spalania wymaga czynnika inicjującego. Trudniej jest zainicjować wybuch pyłowy niż gazowy. Gaz miesza się bowiem z powietrzem samorzutnie dzięki dyfuzji, a do wytworzenia chmury pyłowej niezbędne jest mechaniczne mieszanie (np. przez podmuch). Ograniczenie przestrzeni wybuchu sprzyja gwałtowności wybuchu, a w przypadku pyłów jest uważane za niezbędny czynnik do jego zaistnienia.
      Wśród gazów utleniaczami mogą być np. tlen, chlor, fluor, wśród cieczy m.in. kwas nadchlorowy, nadtlenek wodoru, a wśród ciał stałych - azotan amonu, tlenki metali. Paliwa to przede wszystkim różne ciecze (np. benzyna, alkohol, nafta, lakiery, farby), gazy (wodór, acetylen, propan, butan, tlenek węgla), ale też ciała stałe - np. cząstki metalu, pył węgla, pył drzewa, włókna, tworzywa.

      Wybuchy paliw zachodzą w fazie gazowej (stałe paliwo wybucha tylko w postaci aerozolu), co decyduje o mechanizmie rozwoju wybuchu. Mierzona szybkością wzrostu ciśnienia dynamika wybuchu jest zdeterminowana prędkością rozprzestrzeniania się płomienia w kierunku świeżej mieszanki. Spalanie niekontrolowane to nie zawsze wybuch, wynikiem może być też pożar.

      Można wyróżnić kilka form niekontrolowanego spalania stałych materiałów palnych, w których o szybkości spalania decyduje dopływ tlenu do paliwa, np.:
      - tlenie – bezpłomieniowe spalanie bez efektu świetlnego,
      - żarzenie – spalanie bezpłomieniowe z efektem świetlnym, a następnie
      - spalanie płomieniowe i w efekcie wybuch.

      Warunkiem niezbędnym powstania wybuchu gazowego jest równoczesne wystąpienie trzech czynników tworzących tzw. trójkąt wybuchowości (Rys. 1):
      1) palnej substancji (atmosfery wybuchowej),
      2) tlenu (ten czynnik w powietrzu atmosferycznym jest oczywiście zawsze spełniony),
      3) źródła zapłonu (np. otwarty płomień, iskra, wysoka temperatura powierzchni urządzenia,
          wyładowanie elektrostatyczne).


Rys. 1. Trójkąt wybuchowości. Warunki niezbędne do wystąpienia wybuchu gazowego

      Pięciokąt wybuchowości (Rys. 2) wskazuje na istotne znaczenie wymieszania utleniacza z paliwem w ograniczonej przestrzeni.
      Warunkiem niezbędnym powstania wybuchu pyłowego jest jednoczesne wystąpienie wszystkich pięciu czynników:

      1. materiału palnego,
      2. tlenu z powietrza (lub innego utleniacza),
      3. bodźca energetycznego (źródła zapłonu) inicjującego reakcję utleniania,
      4. ograniczeniu powierzchni oraz
      5. mieszaniny wybuchowej - pyłu z powietrzem (obłoku).

      Brak któregokolwiek z wymienionych czynników uniemożliwia powstanie wybuchu:
      Na przykład, poza czynnikami omówionymi w trójkącie wybuchowości:
      - osiadły pył substancji wybuchowej w otoczeniu utleniacza nigdy nie wybuchnie, jeżeli nie nastąpi poderwanie
        chmury pyłowej i powstanie obłoku (mieszaniny pyłu palnego z powietrzem),
      - brak warunku polegającego na ograniczeniu przestrzeni może spowodować co najwyżej szybkie spalenie
        mieszaniny wybuchowej, natomiast sam wybuch nie będzie możliwy.


Rys. 2. Pięciokąt wybuchowości. Warunki niezbędne do wystąpienia wybuchu pyłowego

      2.1. Inicjacja wybuchu następuje w wyniku zapłonu mieszanki palnej. To najbardziej nieokreślony element rozwoju wybuchu, dlatego często trudno jest ustalić przyczynę niekontrolowanych wybuchów.
      Zapłon w mieszaninie palnej może mieć charakter:
      – wymuszony,
      – samorzutny.

      Zapłon wymuszony może być spowodowany przez różne postacie energii wyzwalanej w rozmaitych procesach. Warunkiem koniecznym wywołania zapłonu jest osiągnięcie odpowiedniej temperatury mieszanki przez dostarczenie do niej wystarczającej porcji energii.
      Minimalna energia zapłonu należy do ważnych parametrów charakteryzujących właściwości wybuchowe paliw i zależy od rodzaju paliwa, składu mieszanki oraz warunków zapłonu.
      Wybuch nie następuje natychmiast, nawet po zadziałaniu silnego inicjału, upływa jakiś czas, zanim wystąpi zauważalny przyrost ciśnienia wybuchu. Opóźnienie τin nazywa się czasem indukcji zapłonu i dla konwencjonalnych paliw wynosi 20–40 ms.
      Samorzutny charakter inicjacji wybuchu (zapłonu) występuje wówczas, gdy temperatura palnej mieszanki osiągnie taką wartość, że następuje lawinowy rozwój reakcji bez jakichkolwiek bodźców z zewnątrz. Ta wstępna faza wybuchu może mieć charakter cieplny lub łańcuchowy.

      Do źródeł zapłonu mieszaniny wybuchowej, działających pojedynczo lub współdziałających, można zaliczyć:
      1) gorące powierzchnie,
      2) iskry w obwodach elektrycznych,
      3) wyładowania atmosferyczne,
      4) wyładowania elektryczności statycznej,
      5) łuk elektryczny,
      6) otwarty płomień,
      7) iskry mechaniczne,
      8) różnego rodzaju promieniowanie.

      Każda iskra wywołana zarówno czynnikami elektrycznymi, jak i mechanicznymi jest nośnikiem energii cieplnej. Największą zdolność zapalenia mieszanin wybuchowych mają iskry elektryczne, bowiem towarzyszy im szereg dodatkowych zjawisk ułatwiających zapalenie mieszaniny, np. jonizacja.
      Jednak nie każda iskra elektryczna jest zdolna do zapalenia mieszaniny wybuchowej. Aby mogło nastąpić zapalenie mieszaniny, iskra elektryczna musi mieć pewną minimalną energię, poniżej której zapalenie mieszaniny nie jest możliwe.
      Energia wydzielona w iskrze elektrycznej zależy od szeregu parametrów obwodu elektrycznego, w którym powstaje w zależności od napięcia, natężenia prądu, indukcyjności, pojemności, szybkości przerywania obwodu, materiału elektrod. Znajomość minimalnej energii iskier elektrycznych potrzebnej do zapalenia określonej mieszaniny wybuchowej oraz czynników zwiększających i zmniejszających jej zdolność zapalającą pozwala na konstruowanie urządzeń i obwodów iskrobezpiecznych.

      2.2. Właściwości fizykochemiczne niektórych substancji palnych
      Z porównywalnych własności fizykochemicznych substancji palnych wynika, że istnieje ograniczony zakres stężenia substancji palnej w powietrzu, która może stać się mieszaniną wybuchową. Zakres ten jest specyficzny dla każdego gazu lub par cieczy i zawiera się pomiędzy dolną i górną granicą wybuchowości, przy czym:
      1) Dolna granica wybuchowości (DGW) jest to najniższe stężenie paliwa w mieszaninie palnej,
          poniżej której nie jest możliwy zapłon mieszaniny pod wpływem czynnika inicjującego i dalsze
          samoczynne rozprzestrzenianie płomienia w określonych warunkach badania;
      2) Górna granica wybuchowości (GGW) jest to najwyższe stężenie paliwa w mieszaninie palnej,
          powyżej której nie jest możliwy zapłon mieszaniny pod wpływem czynnika inicjującego i dalsze
          samoczynne rozprzestrzenianie płomienia w określonych warunkach badania.

      W rozporządzeniu Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów ( Dz. U. nr 109, poz. 719) przyjęto, że w normalnych warunkach atmosferycznych mieszaniny wybuchowe z powietrzem mogą tworzyć pary cieczy palnych o temperaturze nie przekraczającej 55oC.

      Najniższą temperaturę, od której rozpoczyna się samorzutny proces palenia się (np. od nagrzanej powierzchni stykającej się z mieszaninę wybuchową), bez udziału dodatkowych źródeł energii (iskier, łuku elektrycznego, lub płomienia), nazywa się temperaturą samozapalenia (samozapłonu). Temperatura samozapłonu zależy od wielu czynników. Niemożliwe jest oznaczenie bezwzględnej temperatury samozapalenia, poniżej której samozapalenie mieszaniny nie może nastąpić, a powyżej której występuje. Można jedynie ustalić umowną metodę oznaczania temperatur samozapalenia ograniczoną szeregiem warunków badania i tak otrzymaną wartość temperatury samozapalenia uznać za wartość graniczną danej mieszaniny wybuchowej.

      W tablicach 1. i 2. przedstawiono właściwości fizykochemiczne dla wybranych substancji palnych.

 

Tablica 1. Właściwości fizykochemiczne wybranych gazów i par cieczy palnych

Tablica 2. Właściwości fizykochemiczne wybranych pyłów palnych

      Powstanie mieszaniny wybuchowej pyłu z powietrzem (Tablica 2), zależy od stężenia pyłu w mieszaninie (w g/m3 lub mg/dm3). W wielu przypadkach, przy analizie zagrożenia wybuchem mieszanin pyłów z powietrzem, może być niekiedy ważniejsza znajomość temperatury samozapalenia warstwy pyłu zalegającego na nagrzanej powierzchni niż znajomość temperatury samozapalenia chmury pyłowej. Wynika to z niebezpieczeństwa samozapalenia warstwy pyłu na nagrzanej powierzchni i poderwania chmury pyłowej, która utworzy z powietrzem mieszaninę wybuchową.
      W tak utworzonej chmurze pyłowej znajdują się zazwyczaj rozżarzone cząsteczki pyłu, które natychmiast spowodują jej zapalenie. Dlatego podawane są temperatury samozapalenia zarówno mieszaniny pyłu z powietrzem, jak i temperatury samozapalenia pyłu zleżałego w umownej 5 milimetrowej lub 12,5 milimetrowej warstwie.

      Proces spalenia ciał stałych, gazów palnych, par cieczy palnych i pyłów z powietrzem może przebiegać jako:
      a) spalanie powierzchniowe ciał stałych - przebiega na ich powierzchni, z niewielką prędkością, nie powodując
         podwyższenia ciśnienia - występuje przy źródle wycieku gazu, np. u wylotu palnika gazowego. Spalanie par cieczy
         palnych występuje w cienkiej warstwie tuż nad powierzchnią tej cieczy;
      b) spalanie przestrzenne - występuje w mieszaninach gazów palnych, par cieczy palnych i pyłów z powietrzem.
         Proces spalania (utleniania) mieszaniny przebiega z dużą prędkością od 1000 m/s do 4000 m/s, któremu
         towarzyszy gwałtowny wzrost ciśnienia. Mieszaniny takie zalicza się do mieszanin wybuchowych.

      Możliwość zainicjowania wybuchu mieszaniny jest skomplikowanym procesem uwarunkowanym wystąpieniem w tym samym czasie wielu czynników. Przedstawione na rysunkach 1. i 2. schematy powstawania zjawiska wybuchu substancji palnej wskazują kierunki oraz zakresy możliwych do realizacji działań profilaktycznych podejmowanych w celu eliminacji lub ograniczenia występującego zagrożenia. Przede wszystkim należy dążyć do redukowania do minimum możliwości wystąpienia któregokolwiek z czynników.

▲ do góry

      3. Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem

        Bezpieczeństwo ludzi i urządzeń w przestrzeniach zagrożonych wybuchem uzależnione jest w szczególności od:
      1) właściwej identyfikacji stref, w których występują lub mogą wystąpić atmosfery wybuchowe,
      2) zaliczenia przestrzeni zagrożonych wybuchem do odpowiednich stref zagrożenia,
      3) właściwego doboru urządzeń i instalacji elektrycznych do poszczególnych stref zagrożenia wybuchem,
      5) zabezpieczeniu obiektów i urządzeń elektrycznych przed:
         a) prądami przetężeniowymi,
         b) przepięciami atmosferycznymi i łączeniowymi,
         c) wyładowaniami atmosferycznymi,
         d) wyładowaniami elektryczności statycznej,
         e) korozją urządzeń technologicznych zakopanych w gruncie, przez zastosowanie ochrony katodowej.

      Przestrzenie zagrożone wybuchem mieszanin gazów palnych i par cieczy palnych z powietrzem klasyfikuje do stref: 0, 1 i 2 - według częstości i czasu występowania gazowej atmosfery wybuchowej ( mieszaniny wybuchowej). Strefa zagrożenia wybuchem jest to strefa, w której w wyniku powstania mieszaniny wybuchowej może powstać stan zagrożenia wybuchem.
      Stosuje się następującą klasyfikację pomieszczeń i przestrzeni zewnętrznych zagrożonych wybuchem:

      3.1. Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem mieszanin gazowych (G):
       - Strefa 0 – miejsce (obszar), w którym atmosfera wybuchowa zawierająca mieszaninę substancji palnych w postaci,
         gazu, pary, mgły z powietrzem, występuje ciągle lub często ( ponad 1000 godzin w roku) w czasie normalnych warunków
         pracy urządzeń technologicznych. Strefa ta pojawia się wewnątrz pojemników, rurociągów, zbiorników, separatorów olejowo-
         wodnych otwartych do atmosfery;

       - Strefa 1 – miejsce (obszar), w którym atmosfera wybuchowa zawierająca mieszaninę substancji palnych w postaci
         gazu, pary lub mgły z powietrzem, jest prawdopodobna w warunkach normalnej pracy urządzeń technologicznych
         (w czasie od 10 do 1000 godzin w roku). Strefa ta może obejmować bezpośrednie otoczenie: strefy 0; miejsc
         napełniania i opróżniania; wrażliwych na uszkodzenie urządzeń, systemów ochronnych, części i podzespołów
         wykonanych ze szkła, ceramiki i podobnych materiałów; uszczelnień pomp, połączeń armatury i rurociągów;

       - Strefa 2 – miejsce (obszar), w którym pojawienie się atmosfery wybuchowej, zawierającej mieszaninę substancji
         palnych w postaci gazu, par lub mgły z powietrzem, jest bardzo mało prawdopodobne; nie występuje w trakcie
         normalnej pracy, a w przypadku wystąpienia trwa krótko (około 10 godzin w roku). Strefa 2. może obejmować
         miejsca otaczające strefę 0 lub 1.

     3.2. Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem mieszanin pyłowych (D)
      Pyły palne zalegające na urządzeniach technologicznych i wyposażeniu pomieszczeń, warstwy, zwały i osady pyłowe powinny być traktowane tak samo, jak każde inne źródło, które może być przyczyną powstawania mieszanin wybuchowych pyłów z powietrzem.
      Przestrzenie zagrożone powstawaniem mieszanin pyłów z powietrzem klasyfikuje się do następujących stref zagrożenia wybuchem:
       - Strefa 20 - jest to przestrzeń, w której mieszanina wybuchowa w postaci obłoku palnego pyłu  w powietrzu
         występuje stale lub przez długie okresy albo często (ponad 1000 godzin w ciągu roku ), w normalnych warunkach
         pracy urządzeń technologicznych. Strefa 20. pojawia się wewnątrz pojemników, rurociągów, zbiorników, silosów, itp.;

      - Strefa 21 – miejsce (obszar), w którym mieszanina wybuchowa w postaci obłoku pyłu palnego w powietrzu może
         czasami wystąpić w normalnych warunkach pracy (w wyniku poderwania pyłu w otoczeniu), gdzie występują warstwy
         pyłu zleżałego, zdolne do tworzenia mieszanin pyłu z powietrzem w zakresie stężeń wybuchowych, np. w skutek
         rozszczelnienia urządzeń produkcyjnych i aspiracyjnych, służących do odsysania i transportu pyłu, przy
        magazynowaniu, granulowaniu, brykietowaniu i podobnych operacjach technologicznych, w czasie 10 do 1000 godzin
        w ciągu roku oraz w sytuacjach wymienionych w opisie strefy 20;

      - Strefa 22 – miejsce (obszar), w którym wystąpienie mieszaniny wybuchowej pyłu palnego z powietrzem w normalnych
         warunkach pracy nie występuje, jednak w przypadku wystąpienia trwa krótko (poniżej 10 godzin w roku).
         Strefa ta może obejmować miejsca w bezpośrednim otoczeniu urządzeń, systemów ochronnych, części i podzespołów
         zawierających pył, np. pomieszczenia z  młynami, w których osiada pył wydostający się z młynów i w innych miejscach
         wymienionych w charakterystyce strefy 20.. i 21.

      Strefy zagrożenia wybuchem mieszanin pyłów z powietrzem wyznacza się we wszystkich kierunkach od miejsca emisji substancji niebezpiecznych. Ich wymiary zależą od rodzaju źródła emisji, parametrów fizyko-chemicznych substancji, rodzaju wykonywanych czynności, rodzaju wentylacji i jej skuteczności, ciśnienia w aparaturze, temperatury, itp.

      3.3. Kolejność wyznaczania stref zagrożenia wybuchem
      Strefy zagrożenia wybuchem , w zależności od warunków, wyznacza się w następującej kolejności:
      ● strefę 0 - jeżeli istnieją ku temu warunki,
      ● strefę 1 - wokół strefy 0 oraz wokół odpowietrzeń zbiorników, zaworów oddechowych i wentylacyjnych oraz
         przy otwartych zbiornikach, reaktorach itp.,
      ● strefę 2 - wokół strefy 1, w razie braku skutecznej wentylacji, przy występowaniu substancji ogrzanych lub
         pod ciśnieniem.

      Podobnie wyznacza się strefy 20. 21 i 22. Po strefach 21 i 22 mogą być wyznaczone przestrzenie zagrożone pożarem.

▲ do góry

      4. Podział urządzeń na grupy i kategorie

      Ujednolicenie wymagań bezpieczeństwa przeciwwybuchowego, wynikające z konieczności do stosowania przepisów prawnych, doprowadziło do wprowadzenia klasyfikacji obszarów niebezpiecznych, atmosfer wybuchowych oraz poziomów bezpieczeństwa urządzeń elektrycznych.
      Wymagania zasadnicze dyrektywy ATEX zmierzają do całkowitej eliminacji lub maksymalnego zmniejszenia ryzyka, jakie wiąże się ze stosowaniem dowolnego urządzenia w obszarach, w których może występować atmosfera  wybuchowa. Konieczne jest zatem spełnienie szczegółowych wymagań zawartych w odpowiednich normach zharmonizowanych (EN), które odnoszą się do projektowania, produkcji i badań urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym.
      Zakresem stosowania dyrektywy ATEX objęte są również urządzenia zabezpieczające, sterujące i regulacyjne przeznaczone do użytku poza przestrzeniami zagrożonymi wybuchem, które wymagane są lub przyczyniają się do bezpiecznego funkcjonowania urządzeń i systemów ochronnych wobec zagrożeń wybuchowych.

      4.1. Kryteria podziału na grupy urządzeń i systemy ochronne
      Urządzenia elektryczne do atmosfer wybuchowych dzielą się, według PN-EN 60079-0:2013-03, na następujące grupy:
      1) Grupa I – urządzenia elektryczne grupy I są przeznaczone do użytku w kopalniach, w których występuje zagrożenie
                         wybuchem gazu kopalnianego.
                         Rodzaje zabezpieczeń dotyczące grupy I uwzględniają zapłon zarówno gazu kopalnianego, jak i pyłu
                         węglowego - łącznie ze zwiększeniem fizycznych zabezpieczeń urządzeń użytkowanych w podziemnych
                         wyrobiskach;
      2) Grupa II – urządzenia elektryczne grupy II. są przeznaczone do użytku w miejscach występowania gazowych atmosfer
                          wybuchowych innych niż w kopalniach, w których występuje zagrożenie wybuchem gazu kopalnianego.
      Urządzenia elektryczne grupy II są podzielone na podgrupy w zależności od właściwości gazowych atmosfer wybuchowych, do których są przeznaczone.
      Podgrupy grupy II:
      - IIA, typowym gazem jest propan,
      - IIB, typowym gazem jest etylen,
      - IIC, typowym gazem jest wodór.

      Urządzenie oznakowane IIB jest odpowiednie do zastosowań wymagających urządzeń grupy IIA. Podobnie urządzenie oznakowane IIC jest odpowiednie do zastosowań wymagających urządzeń grupy IIA lub IIB.

      Podział na podgrupy urządzeń w osłonach ognioszczelnych przeprowadzany jest na podstawie maksymalnych doświadczalnych bezpiecznych prześwitów szczelin ognioszczelnych MESG1) określonych za pomocą pojemnika doświadczalnego ze szczeliną o długości 25 mm.
      Maksymalne doświadczalne bezpieczne prześwity szczelin ognioszczelnych wynoszą:
      - podgrupa IIA - MESG powyżej 0,9 mm,
      - podgrupa IIB - MESG pomiędzy 0,5 mm i 0,9 mm,
      - podgrupa IIC - MESG poniżej 0,5 mm.
      Szczeliny konstrukcyjne w osłonach ognioszczelnych są wielokrotnie węższe od szczelin klasyfikacyjnych
      W przypadku urządzeń elektrycznych w wykonaniu iskrobezpiecznym gazy i pary (a zatem i urządzenia elektryczne) podzielone są wg stosunku ich minimalnych prądów zapalających do prądu zapalającego metan laboratoryjny MIC2),
      przy czym:
      - MESG1) (ang. Maximum Experimental Safe Gap) - największy doświadczalny bezpieczny prześwit szczeliny gaszącej;
      - MIC2) (ang. Minimum Igniting Current) - minimalny prąd zapalający.

      Stosunki minimalnych prądów zapalających mieszaniny wybuchowe do prądu zapalającego metan laboratoryjny MIC wynoszą:
      - podgrupa IIA - stosunek MIC powyżej 0,8,
      - podgrupa IIB - stosunek MIC pomiędzy 0,45 i 0,8,
      - podgrupa IIC - stosunek MIC poniżej 0,45.
      Aby zaliczyć gaz lub parę do odpowiedniej podgrupy wystarczy, w większości przypadków, wyznaczenie jednej z tych wielkości - albo MESG, albo MIC.
      W tablicy 3. przedstawione są wzajemne zależności klasyfikacji urządzeń ognioszczelnych i iskrobezpiecznych wg MESG i MIC.

 

Tablica 3. Wzajemne zależności klasyfikacji gazów i par oraz urządzeń przeciwwybuchowych
w osłonach ognioszczelnych i iskrobezpiecznych wg. MESG i MIC

      3) Grupa III - Urządzenia elektryczne grupy III są przeznaczone do użytku w miejscach występowania pyłowych atmosfer wybuchowych innych niż w kopalniach, w których występuje zagrożenie wybuchem gazu kopalnianego.

      Grupę III podzielono na trzy podgrupy w zależności od właściwości pyłowych atmosfer wybuchowych, do których są przeznaczone:
      - IIIA, palne pyły w stanie lotnym (włókna). Dozwolona grupa urządzeń IIIA, IIIB, IIIC;
      - IIIB, pył nieprzewodzący (o rezystywności większej niż 1kΩ∙m). Dozwolona grupa urządzeń IIIB, IIIC;
      - IIIC, pył przewodzący (o rezystywności mniejszej niż1kΩ∙m). Dozwolona grupa urządzeń IIIC.

      4) Urządzenia do konkretnej atmosfery wybuchowej
      Urządzenie elektryczne może być badane do konkretnej gazowej atmosfery wybuchowej. W takim przypadku powinno być odpowiednio opisane w certyfikacie i oznakowane.

       4.2. Kryteria podziału grup urządzeń na kategorie
               W Dyrektywie ATEX urządzenia każdej z grup, ze względu na stopień bezpieczeństwa, zostały podzielone na następujące kategorie.

           1. Urządzenia grupy I zostały podzielone na dwie kategorie:

           1) Kategorię M 1 obejmującą urządzenia zaprojektowane i, w razie potrzeby, wyposażone w specjalne dodatkowe
               środki zabezpieczenia przeciwwybuchowego tak, aby mogły funkcjonować zgodnie z parametrami ruchowymi
               ustalonymi przez producenta, zapewniając bardzo wysoki poziom zabezpieczenia.
               Urządzenia tej kategorii produkuje się tak, aby były zdolne do działania w atmosferze wybuchowej nawet
               w przypadku rzadko występującej awarii urządzenia i charakteryzowały się takimi środkami zabezpieczenia, że:
               a) w przypadku uszkodzenia jednego ze środków zabezpieczających, przynajmniej drugi, niezależny środek
                  zapewni wymagany poziom zabezpieczenia, albo
               b) wymagany poziom zabezpieczenia będzie zapewniony w przypadku wystąpienia dwóch niezależnych
                  od siebie uszkodzeń;

           2) Kategorię M 2 obejmującą urządzenia zaprojektowane tak, aby mogły funkcjonować zgodnie z parametrami
               ruchowymi ustalonymi przez producenta,  zapewniając wysoki poziom zabezpieczenia.
               W urządzeniach tej kategorii zapewnia się:
               a)  wyłączenie zasilania w przypadku wystąpienia atmosfery wybuchowej.
               b) środki zabezpieczenia przeciwwybuchowego zapewniające wymagany poziom zabezpieczenia podczas
                   normalnego działania tych urządzeń, a także w przypadku trudnych warunków eksploatacji, powstałych
                   wskutek nieostrożnego obchodzenia się z nimi i zmieniających się warunków środowiskowych.

           2. Urządzenia grupy II zostały podzielone na trzy kategorie:

           1) Kategoria 1 - zapewnia "bardzo wysoki" poziom zabezpieczenia (EPL Ga) w strefach gazowych 0, 1, 2.
              Tak wysoki poziom ochrony wynika z zastosowania dwóch niezależnych środków zabezpieczających.
              W przypadku uszkodzenia jednego z nich drugi środek niezależnie zagwarantuje wymagany poziom
              bezpieczeństwa. Ten bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa utrzymany zostanie również w przypadku, kiedy
              wystąpić mogą od siebie niezależne uszkodzenia;
           2 Kategoria 2 - zapewnia "wysoki" poziom zabezpieczenia (EPL Gb) w strefach gazowych 1, 2. Zastosowane
              środki zabezpieczenia przeciwwybuchowego są wystarczające w przypadku częstych zakłóceń lub uszkodzeń
               urządzeń oraz podczas normalnego ich działania.

           3) Kategoria 3 - zapewnia podwyższony poziom zabezpieczenia (EPL Gc) w 2. strefie gazowej.
               Zabezpieczenie jest wystarczające podczas normalnego ich działania.

           3. Urządzenia grupy III zostały podzielone na trzy kategorie:
              1) Kategoria 1 - zapewnia "bardzo wysoki" poziom zabezpieczenia dzięki zastosowaniu dwóch niezależnych
                  rodzajów zabezpieczeń. Uszkodzenie dwóch zabezpieczeń zapewnia dalej wymagany poziom zabezpieczenia
                  urządzenia (EPL Ga). Zastosowanie - w strefach pyłowych 20, 21, 22;
             2) Kategoria 2 - zapewnia "wysoki" poziom zabezpieczenia wystarczający w czasie normalnego działania, przy
                 częstych zakłóceniach i uszkodzeniach (EPL Db). Zastosowanie - w strefach pyłowych 21, 22;
             3) Kategoria 3 -zapewnia poziom zabezpieczenia wystarczający w czasie normalnego działania (poziom
                 ochrony EPL Dc). Zastosowanie - w strefie pyłowej 22.

      Przyporządkowanie urządzenia do odpowiednich grup i kategorii pozwala określić projektantowi (producentowi) wymagany stopień ochrony (poziom zabezpieczenia) dla danego urządzenia i w zależności od niego należy wybrać odpowiednią procedurę oceny zgodności z Dyrektywą ATEX. Przejście z wynikiem pozytywnym procesu wymaganych badań pozwala przyjąć, że dany wyrób jest bezpieczny i nie będzie stanowił żadnego zagrożenia w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, do których jest przeznaczony.

▲ do góry

      5. Ocena zagrożenia wybuchem i analiza ryzyka

      W obiektach budowlanych i na terenach przyległych zakładów przemysłowych, gdzie prowadzone są procesy technologiczne z użyciem materiałów, które mogą utworzyć z powietrzem atmosfery wybuchowe (gazy, ciecze, ciała stałe o dużym stopniu rozdrobnienia - pyły, frakcje lotne), lub w których materiały takie są magazynowane,  powinna być  przeprowadzana ocena zagrożenia wybuchem, zgodnie z wymaganiami:
      - Rozporządzenia 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) oraz
      - 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).

      Podstawą uznania przestrzeni za potencjalnie zagrożoną wybuchem jest przede wszystkim czas emisji i utrzymywania się czynników tworzących z powietrzem mieszaniny wybuchowe substancji palnych w postaci gazów, par cieczy palnych, mgieł lub pyłów z powietrzem w warunkach atmosferycznych, w której po zapaleniu - spalanie rozprzestrzenia się na całą nie spaloną mieszaninę.

      Ocena zagrożenia wybuchem obejmuje wskazanie miejsc, pomieszczeń i przestrzeni zewnętrznych, w których mogą tworzyć się mieszaniny wybuchowe, wyznaczenie odpowiednich stref zagrożenia wybuchem oraz wskazanie źródeł ewentualnego zainicjowania wybuchu. Ocenę zagrożenia wybuchem dokonują: inwestor, projektant lub użytkownik decydujący o procesie technologicznym.

      Ocena ryzyka wybuchu powinna być przeprowadzona według zasad określonych w normie PN-EN 1127-1:2011 - wersja polska Atmosfery wybuchowe -- Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem -- Część 1: Pojęcia podstawowe i metodyka.

      5.1. Elementy oceny ryzyka
      Ocena ryzyka wybuchu powinna być zawsze przeprowadzona dla każdej odrębnej sytuacji - zgodnie z EN ISO 14121-1.
      Na ocenę ryzyka składają się następujące elementy:
      a) identyfikacja zagrożenia w obszarach, pomieszczeniach i przestrzeni zewnętrznych, w których mogą tworzyć
          się mieszaniny wybuchowe, oraz wskazanie, czy substancje są palne i czy łatwo ulegają zapłonowi,
      b) określenie prawdopodobieństwa wystąpienia atmosfery wybuchowej i jej objętości,
      c) określenie obecności źródeł zapłonu i prawdopodobieństwa wystąpienia źródeł zapłonu zdolnych do zapalenia
          atmosfery wybuchowej,
      d) określenie możliwych skutków wybuchu,
      e) oszacowanie ryzyka,
      f) wskazanie środków do minimalizacji ryzyka.

      Przy ocenie ryzyka w zakładzie przemysłowym należy stosować podejście całościowe, w szczególności w odniesieniu do skomplikowanych urządzeń, systemów ochronnych, części i podzespołów, zakładów składających się z niezależnych jednostek i, przede wszystkim, w odniesieniu do rozległych instalacji.
      Ocena ryzyka powinna uwzględniać zagrożenie zapłonem i wybuchem z uwagi na:
      a) urządzenia, systemy ochronne i podzespoły,
      b) wzajemne oddziaływanie pomiędzy urządzeniami, systemami ochronnymi, częściami i podzespołami oraz
          stosowanymi substancjami,
      c) charakterystykę procesu przemysłowego w urządzeniach, systemach ochronnych, częściach i podzespołach,
      d) wzajemne oddziaływanie pomiędzy poszczególnymi procesami w różnych częściach urządzeń, systemach
          ochronnych, części i podzespołów,
      e) otoczenie urządzeń, systemów ochronnych, części i podzespołów i możliwe wzajemne oddziaływanie
          z sąsiadującymi procesami.

      Ocenę zagrożenia wybuchem, wyznaczenie odpowiednich stref zagrożenia, wskazanie źródeł mogących zainicjować wybuch wraz z opracowaniem graficznej dokumentacji klasyfikacyjnej dokonują: inwestor, projektant lub użytkownik decydujący o procesie technologicznym.
      Na podstawie sporządzonej dokumentacji dokonuje się doboru urządzeń i systemów ochronnych do wyznaczonych poszczególnych stref zagrożenia wybuchem.

       Pomieszczenie, w którym może wytworzyć się mieszanina wybuchowa powstała z wydzielającej się takiej ilości palnych gazów, par, mgieł lub pyłów, której wybuch mógłby spowodować przyrost ciśnienia w tym pomieszczeniu przekraczający 5 kPa, określa się jako pomieszczenie zagrożone wybuchem.
    W pomieszczeniu należy wyznaczać strefę zagrożenia wybuchem, jeżeli może w nim występować mieszanina wybuchowa o objętości co najmniej 0,01m3 w zwartej przestrzeni.

      5.2. Analiza ryzyka
      Powstanie zdarzenia niebezpiecznego (np. wybuchu) oraz prawdopodobieństwo jego wystąpienia stanowią zasadnicze elementy ryzyka. W większości analiz ocenia się w zasadzie konsekwencje zdarzenia niebezpiecznego, natomiast prawdopodobieństwo jego wystąpienia jest z reguły trudne do oszacowania.
      Ryzyko jest zwykle szacowane w jeden z następujących sposobów:
      - jakościowo - np. przy użyciu pojęć takich jak wysokie, średnie, niskie, tolerowane, nie tolerowane itp.,
      - ilościowo - np. przez oszacowanie prawdopodobieństwa lub częstotliwości występowania określonego
        zdarzenia niebezpiecznego lub elementom ryzyka przypisywane są pewne wartości liczbowe, a następnie
        wartości te są powtarzane w celu otrzymania wielkości umożliwiających przeprowadzenie porównań.

      Dokładne określenie wszystkich czynników wpływających na ryzyko nie jest w wielu przypadkach możliwe, zwłaszcza tych, które wpływają na prawdopodobieństwo wystąpienia rozpatrywanego zdarzenia. Szacowanie ryzyka jest często wyrażane tylko w sposób jakościowy. Połączenie informacji o ciężkości następstw ryzyka i częstotliwości występowania prowadzi do tzw. matrycy ryzyka (Tablica 4), w której poszczególne pola zostały przyporządkowane różnym poziomom ryzyka.

Tablica 4. Analiza ryzyka

      Po przeprowadzeniu analizy ryzyka konieczna jest ocena jej rezultatów, aby stwierdzić czy uzyskane poziomy ryzyka można uznać za akceptowalne. Jest oczywiste, że ryzyko oszacowane na poziomie "wysokie" nie może być tolerowane i sytuacja taka będzie wymagała podjęcia działań zmierzających do obniżenia poziomu ryzyka. Pozostałe poziomy ryzyka: "dopuszczalne" i "tolerowane" , zwykle wymagają pewnych dodatkowych działań mających na celu poprawę bezpieczeństwa.
      Prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzenia niebezpiecznego, zgodnie z modelem przedstawionym na Rys.1, zależy m.in. od pojawienia sie źródła zapłonu. Konstrukcja przeciwwybuchowa ma zatem wpływ na poziom ryzyka i jest realizowana przez dobór odpowiednich środków ochrony (lub ich kombinacji).
      Działania podjęte w celu eliminacji lub zmniejszenia zagrożenia atmosferą wybuchową powinny prowadzić do całkowitej eliminacji ryzyka wybuchu. Jednak osiągnięcie takiego stanu w warunkach rzeczywistych wymaga często poważnych nakładów finansowych i ze względów ekonomicznych może okazać się nieosiągalne.
      W takich przypadkach, zgodnie z zasadą ALARA (ang. As Low As Reasonably Achievable), zagrożenie atmosferą wybuchową powinno być tak małe, jak to jest technologicznie i ekonomicznie uzasadnione (osiągalne) i akceptowalne społecznie.

      5.3. Zasady zapobiegania i ochrony przed wybuchem głównie polegają na:
      1) wyeliminowaniu lub ograniczeniu powstawania mieszanin wybuchowych,
      2) przeprowadzeniu klasyfikacji przestrzeni zagrożonych wybuchem do odpowiednich stref zagrożenia, adekwatnych
         do spodziewanego niebezpieczeństwa, jeżeli nie jest możliwe wyeliminowanie lub ograniczenie powstawania
         mieszanin wybuchowych,
      3) dobraniu urządzeń elektrycznych, technologicznych, ochronnych itp. w odpowiednim wykonaniu, odpowiadającym
         wymaganiom dla poszczególnych stref zagrożenia wybuchem,
      4) wykonaniu oprzewodowania odpornego na warunki środowiskowe występujące w danej strefie zagrożenia,
          np. substancje chemiczne, wilgoć, wpływy mechaniczne,
      5) zabezpieczeniu urządzeń i przewodów przed:
          a) prądami przetężeniowymi,
          b) przepięciami atmosferycznymi i łączeniowymi,
      6) zabezpieczeniu obiektu budowlanego przed wyładowaniami atmosferycznymi,
      7) zabezpieczeniu urządzeń technologicznych przed wyładowaniami elektryczności statycznej,
      8) zabezpieczeniu przed korozją urządzeń technologicznych zlokalizowanych w gruncie, przez zastosowanie
          ochrony katodowej,
      9) stosowaniu niezbędnych systemów ochronnych i zabezpieczeń.
     10) przy wejściach do pomieszczeń i przestrzeni zewnętrznych, gdzie znajdują się miejsca, w których występują
          atmosfery wybuchowe, powinno być umieszczone oznakowanie (znak ostrzegawczy - Rys. 3) w kształcie trójkąta
          z czarnym obramowaniem. Wewnątrz obramowania powinny być umieszczone czarne litery „Ex” na żółtym tle.


Rys. 3.  Znak ostrzegawczy informujący
o możliwości wystąpienia atmosfery wybuchowej

      Systemy ochronne – są to urządzenia, których zadaniem jest sygnalizowanie zagrożenia, natychmiastowe powstrzymanie powstającego wybuchu lub ograniczenie jego zasięgu.
      Należą do nich między innymi systemy:
      - monitorowania temperatury,
      - monitorowania drgań mechanicznych,
      - gaśnicze i wykrywania iskier,
      - tłumienia wybuchu,
      - izolowania procesu,
      - awaryjnego wyłączania.

▲ do góry

      6. Urządzenia elektryczne w wykonaniu przeciwwybuchowym

      Urządzenia elektryczne, w których przewidziano rozwiązania konstrukcyjne wykluczające lub utrudniające możliwość zapłonu mieszanin wybuchowych na zewnątrz tych urządzeń, zarówno w czasie normalnej pracy, jak i w stanie zakłóceniowym, nazywa się urządzeniami elektrycznymi w wykonaniu przeciwwybuchowym (Ex).
       Urządzenia elektryczne przeznaczone do stosowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem są konstruowane, produkowane, badane i oznakowane zgodnie z wymaganiami:
      - Dyrektywy 94/9/WE ATEX z dnia 23 marca 1994 r.,
      - Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 22 grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych  wymagań dla urządzeń
        i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku przestrzeniach zagrożonych wybuchem (Dz.U.263.poz.2203),
      - Norm EN 60079 dotyczących poszczególnych rodzajów budowy urządzeń przeciwwybuchowych.

      Budowa urządzeń przeciwwybuchowych powinna być taka, aby temperatura ich metalowej powierzchni obudowy i elementów zewnętrznych była niższa niż temperatura mieszaniny wybuchowej w otaczającej urządzenie przestrzeni. Niezależnie od tego należy również przeciwdziałać możliwości wytworzenia się mieszaniny wybuchowej we wnętrzu urządzenia.

      Bezpieczeństwo przeciwwybuchowe w urządzeniach elektrycznych przeznaczonych do pracy w obecności mieszanin gazowych można osiągnąć przez:
       - osłonięcie części iskrzących i nagrzewających się (mogących spowodować zapalenie mieszaniny wybuchowej)
         w taki sposób, aby uniemożliwić dostęp do nich mieszaniny wybuchowej,
       - osłonięcie części iskrzących i nagrzewających się osłoną zapobiegającą przeniesieniu się wybuchu z wnętrza
         osłony do otaczającej urządzenie mieszaniny wybuchowej,
       - wykonanie części mogących iskrzyć lub nagrzewać się ze zwiększoną niezawodnością elektryczną i mechaniczną,
       - wykonanie obwodów elektrycznych w sposób uniemożliwiający powstawanie iskier, łuków elektrycznych
         i podwyższonych temperatur, mogących zapalić mieszaniny wybuchowe

      6.1. Temperatury

      W elektrycznych urządzeniach o budowie przeciwwybuchowej wymaga się, aby w stanach normalnych i zakłóceniowych temperatura powierzchni elementów konstrukcyjnych urządzeń umieszczonych w przestrzeni zagrożonej wybuchem nie przekroczyła wartości dopuszczalnych, określonych w normie PN-EN 60079-0:2013-03 - wersja polska, Atmosfery wybuchowe -- Część 0: Urządzenia -- Podstawowe wymagania.

      1) Temperatura otoczenia
      Zgodnie z normą PN-EN 60079-0:2013-03 urządzenia elektryczne, zaprojektowane do użytku w zakresie normalnym temperatury otoczenia od -20 oC do +40 oC, nie wymagają oznakowania zakresem temperatury otoczenia (Tablica 5).
      Jeżeli urządzenie elektryczne jest zaprojektowane do użytku w innym zakresie temperatur otoczenia, uznaje się je za urządzenie w wykonaniu specjalnym. Oznakowanie powinno wtedy zawierać symbol Ta albo Tamb, wraz z najniższą i najwyższą temperaturą otoczenia albo, jeżeli wykonanie tego jest utrudnione, należy użyć symbolu "X" w celu wskazania szczególnych warunków użytkowania, do których zalicza się najniższą i najwyższą temperaturę otoczenia.

Tablica 5. Temperatura otoczenia podczas pracy i oznakowanie dodatkowe

      2) Zewnętrzne źródła powodujące nagrzewanie lub chłodzenie
      Jeżeli urządzenie elektryczne jest przeznaczone do bezpośredniego połączenia z oddzielnym źródłem powodującym nagrzewanie lub chłodzenie, takim jak ogrzewanie lub chłodzenie w procesie technologicznym (zbiorniki lub rurociągi), dane znamionowe takich źródeł powinny być określone w certyfikacie i w instrukcjach producenta.

      3) Temperatura pracy
      Jeżeli norma PN-EN 60079-0:2013-03, bądź norma odnosząca się do konkretnego rodzaju zabezpieczenia, wymaga określenia temperatury pracy w jakimkolwiek miejscu urządzenia, to należy ją wyznaczyć w warunkach znamionowych urządzenia elektrycznego pracującego w minimalnej lub maksymalnej temperaturze otoczenia i, jeżeli ma to zastosowanie, poddanego oddziaływaniu zewnętrznego źródła powodującego nagrzewanie lub chłodzenie o najwyższych parametrach znamionowych.

      4) Maksymalna temperatura powierzchni

      a) Urządzenia elektryczne grupy I
      Maksymalna temperatura powierzchni urządzeń elektrycznych grupy I. nie może przekraczać:
      a) 150 oC na dowolnej powierzchni urządzenia, na której może osadzić się warstwa pyłu węglowego,
      b) 450 oC w miejscach, w których osadzanie się pyłu węglowego jest wykluczone (tj. wewnątrz obudowy
          z ograniczoną ochroną przed pyłem, np. w urządzeniach o stopniu ochrony obudowy co najmniej IP 54).
       Zaleca się, aby przy doborze urządzenia elektrycznego grupy I. użytkownik wziął pod uwagę wpływ pyłu węglowego i jego temperaturę tlenia, jeżeli prawdopodobne jest osiadanie pyłu w postaci warstwy na powierzchni o temperaturze wyższej niż 150 oC.

      b) Urządzenia elektryczne grupy II
      Maksymalna temperatura powierzchni urządzenia elektrycznego grupy II. nie może przekroczyć:
      - klasy temperaturowej określonej w Tablicy 6. lub
      - maksymalnej określonej temperatury powierzchni, lub
      - temperatury zapłonu określonej mieszaniny wybuchowej (gazu), do której jest przeznaczone.

      Maksymalna temperatura powierzchni obudowy odpowiednio skonstruowanego urządzenia w wykonaniu przeciwwybuchowym musi być niższa niż temperatura zapłonu mieszaniny wybuchowej i nie może przekroczyć wymaganej wartości - zarówno w czasie normalnej pracy, jak i w stanach zakłóceniowych. Ograniczony lub rozszerzony zakres temperaturowy musi być podany przez producenta na tabliczce znamionowej.

      Klasy temperaturowe, temperatura samozapłonu, maksymalne temperatury powierzchni urządzeń elektrycznych
      Urządzenia elektryczne grupy II mogą być przyporządkowane do jednej z klas temperaturowych (czyli klas, na które zostały podzielone mieszaniny wybuchowe w zależności od ich temperatury samozapalenia).
      Temperatury powierzchni zewnętrznych elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych nie mogą przekroczyć temperatur maksymalnych dopuszczalnych przy poszczególnych klasach temperaturowych.
      Najniższa temperatura samozapalenia (samozapłonu) mieszaniny wybuchowej powinna być wyższa od maksymalnej dopuszczalnej temperatury powierzchni urządzeń elektrycznych.
      Zgodnie z normą PN-EN 60079-0:2013-03 wymaga się, aby we wszystkich urządzeniach elektrycznych o budowie przeciwwybuchowej, zarówno w stanach normalnych jak i zakłóceniowych, temperatura powierzchni elementów konstrukcyjnych urządzeń umieszczonych w przestrzeni zagrożonej wybuchem nie przekroczyła dopuszczalnych wartości. Temperatury te zależą od temperatur samozapłonu dla atmosfer wybuchowych.
      Podział mieszanin wybuchowych na klasy temperaturowe, temperatury samozapłonu i maksymalne temperatury powierzchni urządzeń elektrycznych w strefach zagrożonych wybuchem mieszanin gazów i par z powietrzem przedstawiono w Tablicy 6.

Tablica 6. Klasy temperaturowe, temperatura samozapłonu,
maksymalne temperatury powierzchni urządzeń elektrycznych

      Można ustalić kilka klas temperaturowych odnoszących się do różnych temperatur otoczenia oraz różnych źródeł powodujących nagrzewanie lub chłodzenie.

      c) Urządzenia elektryczne grupy III
      Maksymalna - wyznaczona bez warstwy pyłu - temperatura powierzchni nie powinna być wyższa niż podana w tablicy 6. maksymalna temperatura powierzchni urządzeń elektrycznych.
      Maksymalna temperatura powierzchni może być także wyznaczona dla podanej grubości warstwy TL pyłu otaczającego z wszystkich stron urządzenie, chyba że inaczej określono w dokumentacji i oznaczono "X" wskazującym szczególne warunki stosowania.
      Maksymalna grubość warstwy TL może być podana przez producenta.

      Temperatura małych elementów urządzeń elektrycznych grupy I lub grupy II
      Małe elementy, na przykład tranzystory lub rezystory, których temperatura jest wyższa od temperatury dopuszczalnej wynikającej z klasyfikacji temperaturowej, należy zaakceptować pod warunkiem że:
      a) w czasie badania nie spowodowały zapłonu mieszaniny wybuchowej i żadne odkształcenia ani przemieszczenia powstałe na skutek wysokiej temperatury nie wpłynęły ujemnie na rodzaj zabezpieczenia, lub
      b) w przypadku urządzeń grupy I. oraz urządzeń klasy temperaturowej T4, spełniają one wymagania określone w Tablicy 7a, i Tablicy 7b, lub
      c) w przypadku urządzeń klasy temperaturowej T5 i małych elementów o powierzchni nie większej niż 1000 mm2 (z pominięciem przewodów połączeniowych) temperatura ich powierzchni nie przekracza 150 oC.

 

Tablica 7a. Ocena w celu klasyfikacji temperaturowej uwzględniająca
wymiary elementu w temperaturze otoczenia 40oC

 

Tablica 7b. Ocena w celu klasyfikacji temperaturowej uwzględniająca powierzchnię elementu ≥ 20 mm2
Zmiana maksymalnej mocy rozpraszanej w zależności od temperatury otoczenia

 

      6.2. Wymagania dotyczące wszystkich urządzeń i instalacji elektrycznych
      Urządzenia elektryczne oraz komponenty Ex powinny:
      a) spełniać wymagania normy PN-EN 60079-0:2013-03, z uwzględnieniem wymagań co najmniej jednej szczegółowej normy dotyczące poszczególnych rodzajów zabezpieczenia oraz
      b) być zbudowane zgodnie z mającymi zastosowanie wymaganiami bezpieczeństwa, określonymi w odpowiednich normach przemysłowych.

      Jeżeli urządzenie elektryczne lub komponent Ex ma wytrzymywać szczególnie niekorzystne warunki pracy (na przykład: nieostrożne obchodzenie się z urządzeniem, skutki wilgoci, zmiany temperatury otoczenia, wpływ czynników chemicznych, korozję), zaleca się, aby użytkownik określił je producentowi. Szczególne środki ostrożności należy zachować w przypadku, gdy wpływ wibracji na zaciski, oprawki bezpieczników i lamp oraz połączenia elektryczne może pogorszyć stan bezpieczeństwa, pomimo ze spełniają one wymagania określonych norm.

      6.3. Rodzaje urządzeń elektrycznych w wykonaniu przeciwwybuchowym

      Urządzenia elektryczne przeznaczone do użytkowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem powinny mieć konstrukcję zabezpieczającą urządzenie przed możliwością zapalenia otaczającej je mieszaniny wybuchowej, zarówno w czasie normalnej pracy, jak i w stanie zakłóceniowym. Wymagania takie powinny spełniać odpowiednio skonstruowane urządzenia w wykonaniu przeciwwybuchowym.

      Wyróżnia się dwa sposoby zapewnienia w urządzeniach elektrycznych zabezpieczenia przeciwwybuchowego:
      1) separację potencjalnego źródła zapłonu od niebezpiecznej atmosfery wybuchowej,
      2) ograniczenie energii cieplnej i/lub iskry do wartości mniejszej niż minimalna energia zapłonu mieszaniny wybuchowej.

      Zgodnie z normą PN-EN 60079-0:2013-03 rozróżnia się następujące rodzaje urządzeń elektrycznych w wykonaniu przeciwwybuchowym:
      6.3.1. Urządzenia w osłonie olejowej "o"
           Zgodnie z normą PN-EN 60079-6:2010 zabezpieczenie przeciwwybuchowe urządzeń za pomocą osłony olejowej "o"
           polega na zanurzeniu części mogących spowodować zapalenie otaczającej mieszaniny wybuchowej (powstające
           iskry, łuki elektryczne, podwyższone temperatury) w oleju lub innej cieczy ochronnej.
           Wymaga się, aby urządzenia w osłonie olejowej:
          - były stosowane tylko w strefach 1. i 2. zagrożenia wybuchem,
          - posiadały odpowiedni do warunków pracy stopień ochrony obudowy IP,
          - warstwa cieczy izolacyjnej nad częściami czynnymi urządzenia nie powinna być mniejsza niż 25 mm - nawet
            przy jej możliwym najniższym poziomie,
          - powinny być w wykonaniu stacjonarnym na prąd przemienny,

      6.3.2. Urządzenia w osłonie gazowej "p"
           Zgodnie z normą PN-EN 60079-2:2010 zabezpieczenie przeciwwybuchowe urządzeń za pomocą osłon gazowych "p".
           polega na umieszczeniu części, które w czasie pracy mogą iskrzyć lub nagrzewać się, w zamkniętej obudowie
           wypełnionej powietrzem lub innym gazem niepalnym pozostającym pod stałym nadciśnieniem.
           Osłony gazowe z nadciśnieniem stosuje się najczęściej do ochrony silników elektrycznych dużej mocy zwłaszcza
           wysokiego napięcia oraz szaf rozdzielczych i sterowniczych.
           Urządzenia w osłonie gazowej przystosowane są do instalowania w strefach 1. i 2. zagrożenia wybuchem.

      6.3.3. Urządzenia z osłoną piaskową "q"
           Zgodnie z normą PN-EN 60079-5:2010 zabezpieczenie przeciwwybuchowe urządzenia elektrycznego bez elementów
           ruchomych przy użyciu osłony paskowej "q" polega na zanurzeniu w piasku wszystkich części znajdujących się pod
           w taki sposób, aby ewentualnie powstające iskry, łuki elektryczne lub podwyższone temperatury wewnątrz osłony nie
           mogły spowodować zapalenia otaczającej urządzenie mieszaniny wybuchowej.
           Osłonę piaskową stosuje się m.in. do urządzeń elektronicznych, skrzynek zaciskowych, dławików, transformatorów,
           prostowników, urządzeń grzejnych. Urządzenia w osłonie piaskowej przeznaczone są do instalowania w strefach
           1. i 2. zagrożenia wybuchem).
           Wymaga się, aby w urządzeniach w osłonie piaskowej:
           - temperatury zewnętrznych powierzchni obudowy nie przekraczały najwyższych dopuszczalnych temperatur
             przy poszczególnych klasach temperaturowych mieszanin wybuchowych;
           - stopień ochrony obudowy powinien być nie mniejszy niż IP 54, natomiast spawów - IP67;
           - w przypadku uszkodzeń obudowy lub wewnętrznych części urządzenia, naprawy, napełnienie czynnikiem
             ochronnym i ponowne atestowanie (urządzeń grupy II, kategorii 2), były wykonywane przez jednostki
             upoważnione (serwis fabryczny).

      6.3.4. Urządzenia z osłoną ognioszczelną "d"
           Zgodnie z normą PN-EN 60079-1:2014-12  zabezpieczenie przeciwwybuchowe urządzeń elektrycznych przy użyciu
           osłon ognioszczelnych "d" polega na umieszczeniu wszystkich części mogących wywołać zapalenie otaczającej
           mieszaniny wybuchowej w osłonie ognioszczelnej, tzn. takiej, która bez uszkodzenia wytrzymuje ciśnienie wybuchu
           powstałego w jej wnętrzu i skutecznie zapobiega przeniesieniu wybuchu z jej wnętrza do otaczającej urządzenie
           elektryczne przestrzeni zawierającej mieszaninę wybuchową. Ognioszczelność osłony uzyskiwana jest przez
           zastosowanie szczelin gaszących o odpowiednich prześwitach.
           Osłona ognioszczelna może być stosowana do większości urządzeń elektrycznych, np. do silników elektrycznych,
           skrzynek rozdzielczych, łączników, osprzętu instalacyjnego, elementów opraw oświetleniowych.
           Skrzynki zaciskowe silników elektrycznych z osłoną ognioszczelną powinny być również ognioszczelne. Dopuszcza
           się stosowanie skrzynek zaciskowych o budowie wzmocnionej.
           Urządzenia elektryczne w osłonach ognioszczelnych przewidziane są do instalowania w strefach 1. i 2. zagrożenia
           wybuchem.

      6.3.5. Urządzenia budowy wzmocnionej "e"
           Zgodnie z normą PN-EN 60079-7:2010 urządzenia elektryczne nie zawierające części normalnie iskrzących lub
           nagrzewających się wykonywane są za pomocą budowy wzmocnionej „e”, ze zwiększoną pewnością mechaniczną
           i elektryczną w celu ograniczenia do minimum prawdopodobieństwa powstania uszkodzeń mogących spowodować
           zapalenie mieszaniny wybuchowej.
      6.3.6. Urządzenia z zabezpieczeniem typu „n"
           Zgodnie z normą PN-EN 60079-15:2010 urządzenie elektryczne z zabezpieczeniem za pomocą budowy typu "n",
           w którym ze względów konstrukcyjnych i zasady działania, zjawiska mogące spowodować zapalenie mieszaniny
           wybuchowej są mało prawdopodobne.
           Urządzenia z zabezpieczeniem za pomocą budowy typu "n" dzieli się na podtypy:
           a) ExnA – urządzenia nieiskrzące, o ograniczonej możliwości powstawania iskier, łuków elektrycznych i gorących
                          powierzchni w czasie normalnej eksploatacji (nie dotyczy regulacji i wymiany elementów pod napięciem),
                          np silniki zwarte, bezpieczniki, skrzynki zaciskowe, oprawy oświetleniowe, przetworniki;
           b) ExnC - urządzenia iskrzące, ze stykami osłoniętymi w taki sposób, że nie mogą zetknąć się z mieszaniną
                          wybuchową; osłony zestyków podobne do osłon ognioszczelnych lub zalania masą izolacyjną;
           c) ExnR - urządzenia w szczelnej obudowie ograniczającej wnikanie do niej, w określonym czasie, mieszaniny
                          wybuchowej;
           d) ExnL - urządzenia o ograniczonej energii; konstrukcja zbliżona do urządzeń Iskrobezpiecznych;
           e) ExnP - urządzenia zamknięte w obudowach o uproszczonym przewietrzaniu, np. bez przewietrzania
                          wstępnego, bez odprowadzania powietrza na zewnątrz pomieszczeń, z nadciśnieniem
                          lecz spadek ciśnienia nie powoduje natychmiastowego wyłączenia napięcia.
            Urządzenia z zabezpieczeniem typu „n” przeznaczone są do stosowania wyłącznie w strefie 2 zagrożenia wybuchem.

      6.3.7. Urządzenia iskrobezpieczne "i"
           Zgodnie z normą PN-EN 60079-11:2012 zabezpieczenie przeciwwybuchowe urządzeń lub układów elektrycznych o małej
           energii elektrycznej za pomocą iskrobezpieczeństwa "i" polega na dobraniu elementów tak, aby iskry elektryczne lub
           zjawiska termiczne, które mogą powstać zarówno w czasie normalnej pracy urządzenia (np. zamykanie lub otwieranie
           obwodów), jak i w przypadku pojedynczego lub wielokrotnego uszkodzenia (np. zwarć, przerw w obwodzie), nie mogły
           spowodować zapalenia otaczającej urządzenie mieszaniny wybuchowej.

          Ochronę obwodów iskrobezpiecznych od innych obwodów elektrycznych zapewnia się przez:
          a) oddzielenie obwodów iskrobezpiecznych od innych obwodów poprzez zastosowanie ochrony obwodów
              iskrobezpiecznych przed dopływem z zewnątrz energii, mogącej zniszczyć ich iskrobezpieczeństwo
              (np. bariery ochronne);
          b) bariery ochronne - urządzenia stanowiące połączenie (nie galwaniczne) pomiędzy iskrobezpieczną częścią
              obwodu elektrycznego i iskroniebezpieczną jego częścią lub mogącą stać się jego częścią iskroniebezpieczną.
              Zadaniem bariery ochronnej jest ograniczenie:
              - napięcia z obwodu zewnętrznego do strefy zagrożenia wybuchem,
              - prądu w obwodzie lub
              - energii uszkodzonego źródła zasilania.

          Bariery ochronne Instaluje się w obwodzie w miejscu jego wejścia do strefy zagrożonej wybuchem. Jeżeli bariery
          ochronne zawierają obwody iskrobezpieczne, to instaluje się je najczęściej w przestrzeni bezpiecznej lub niekiedy
          w strefie 2. zagrożenia wybuchem, pod warunkiem zastosowania dodatkowej ochrony przeciwwybuchowej, np. osłony
          ognioszczelnej;
          c) separację galwaniczną - skutecznie oddziela obwody iskrobezpieczne od obwodów iskroniebezpiecznych.
              Stosowana np. w separatorach zapewnia oddzielenie galwaniczne poszczególnych obwodów separatora od
              źródła zasilania.

      6.3.8. Urządzenia hermetyzowane "m"
           Zgodnie z normą PN-EN 60079-18:2011 zabezpieczenie przeciwwybuchowe urządzeń za pomocą hermetyzacji "m"
           polega na tym, że części iskrzące i nagrzewające się są otoczone masą izolacyjną uniemożliwiającą zapalenie
           znajdującej się na zewnątrz urządzenia mieszaniny wybuchowej.

           Rozróżnia się trzy poziomy ochrony przeciwwybuchowych urządzeń hermetyzowanych masą izolacyjną:
           a) poziom „ma” - zapewnia bezpieczne użytkowanie urządzeń elektrycznych hermetyzowanych masą
               izolacyjną zarówno w czasie normalnej pracy, przy możliwych do przewidzenia uszkodzeniach, jak
               i przy rzadko występujących uszkodzeniach. Napięcie w żadnym punkcie obwodu elektrycznego nie
               powinno przekroczyć 1 kV. Ochronę urządzeń hermetyzowanych masą izolacyjną stanowi właściwy 
               dobór parametrów obwodu elektrycznego lub zastosowanie zabezpieczenia elektrycznego;
           b) poziom „mb” - zapewnia bezpieczne użytkowanie urządzeń elektrycznych hermetyzowanych masą
               izolacyjną w ich normalnym stanie pracy i przy wystąpieniu możliwych do przewidzenia zakłóceniach;
           c) poziom „mc” - zapewnia bezpieczne użytkowanie urządzeń elektrycznych hermetyzowanych masą
               izolacyjną w ich normalnym stanie pracy.

       6.3.9. Urządzenia o budowie "op" - jest to rodzaj zabezpieczenia przeciwwybuchowego polegającego na
          ochronie przed zagrożeniem zapłonu pochodzącego od urządzeń wykorzystujących promieniowanie
          świetlne. Ten rodzaj wykonania przeciwwybuchowego dotyczy ochrony coraz szerzej stosowanych
          w łączności, zastosowaniach czujnikowych i pomiarach: lamp, laserów, diod LED i światłowodów,
          stanowiących prawdopodobne źródło zapłonu.
          Promieniowanie świetlne pochłaniane przez powierzchnie urządzeń lub cząstek może. w pewnych
          okolicznościach, umożliwić uzyskanie przez nie temperatury, która spowoduje zapłon otaczającej
          atmosfery wybuchowej.

      6.3.10. Środki ochrony urządzeń elektronicznych
         Istotną dla bezpieczeństwa przeciwwybuchowego grupę stanowią środki ochrony urządzeń elektronicznych
         stosowanych w wybuchowych atmosferach pyłowych ("D").
         Poza określonymi środkami ochrony:
         - z osłoną ciśnieniową "pD",
         - z hermetyzacją "mD"
         - z budową iskrobezpieczną "iD",
         dopuszcza się stosowanie ochrony o odpowiedniej konstrukcji obudowy "tD".
       Środki ochrony z obudową "tD" projektuje się po zdefiniowaniu niebezpiecznych pyłów i określeniu rozmiarów
       cząstek, co umożliwi wykonanie odpowiednio szczelnej obudowy uniemożliwiającej wnikanie pyłu do wnętrza
       urządzenia. Temperatura powierzchni obudowy urządzenia elektronicznego musi być odpowiednio dobrana,
       poniżej tlenia występującego pyłu wybuchowego.

      6.4. Znakowanie urządzeń elektrycznych lub komponentów Ex
      System znakowania powinien być stosowany tylko w odniesieniu do elektrycznych urządzeń lub komponentów Ex, które spełniają wymagania norm dotyczących rodzajów zabezpieczeń. Zewnętrzna główna część urządzenia elektrycznego powinna być czytelnie oznakowana. Oznakowanie powinno być widoczne przed zainstalowaniem urządzenia.
     W oznakowaniu urządzenia elektrycznego w wykonaniu przeciwwybuchowym powinny być uwzględnione wymagania rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 22 grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, a także - postanowienia dyrektywy 94/9/WE (ATEX) oraz wskazania norm EN 60079.
      Zaleca się, aby oznaczenie urządzenia elektrycznego przeciwwybuchowego było umieszczone w miejscu widocznym po jego zainstalowaniu, na jego głównej części.

      6.4.1. Postanowienia ogólne
      Oznakowanie, według normy PN- EN 60079-0:2013-03, powinno zawierać:
      1) nazwę producenta lub jego zarejestrowany znak handlowy,
      2) oznaczenie typu, ustalone przez producenta,
      3) numer seryjny, z wyjątkiem:
          - osprzętu przyłączeniowego (wpusty kablowe, elementy zaślepiające, gwintowe adaptery i izolatory przepustowe),
          - bardzo małych urządzeń elektrycznych, na których jest niewiele miejsca.
          (Dopuszcza się, aby numer serii traktować jako zastępczy numer seryjny).
      4) nazwę lub znak wydawcy certyfikatu i odniesienia do certyfikatu w następującej formie: - dwie ostatnie cyfry roku
          certyfikatu oddzielone "," od czterech cyfr numeru certyfikatu, niepowtarzającego się w danym roku.
          Dopuszcza się, aby w niektórych regionalnych jednostek certyfikujących oddzielający znak "," był zastąpiony przez inne
          oddzielające oznakowanie,
      5) jeżeli niezbędne jest, wskazanie szczególnych warunków stosowania, symbol "X", powinien być umieszczony za
          odniesieniem do certyfikatu. Jako alternatywa wymaganego oznakowania "X", na urządzeniu może występować napis
          informacyjny.
      6) szczegółowe oznakowanie Ex - w przypadku gazowych atmosfer wybuchowych i pyłowych atmosfer wybuchowych
          powinno być oddzielone a nie połączone.
      7) wszelkie dodatkowe oznakowania ustanowione w określonych normach dotyczących zastosowanych rodzajów
          zabezpieczeń. Dodatkowe oznakowanie może być wymagane przez właściwe normy dotyczące bezpieczeństwa
          przemysłowego wykorzystane w konstrukcji urządzenia elektrycznego, na przykład.:

          a) stopnie ochrony zapewnianej przez obudowy oznaczone są kodem IP (International Protection) w sposób następujący:
             IP X0, IP 0X lub IP XX, IP20C, IP21CM, gdzie:
             IP - oznaczenie literowe;
      2 - pierwsza charakterystyczna cyfra (cyfry od 0 do 6, lub litera X) - określa stopień ochrony przed przedostaniem się obcych
           ciał stałych do wnętrza obudów urządzeń elektrycznych i dostępem do części pod napięciem lub części będących w ruchu
      3 - druga charakterystyczna cyfra (cyfry od 0 do 8, lub litera X) - określa stopień ochrony przed przedostawaniem się wody
           do wnętrza obudów urządzeń elektrycznych;
           C - litera dodatkowa (nieobowiązująca) (litery A, B, C, D);
           H - litera uzupełniająca (nieobowiązująca) (liery H, M, S, W).
           Przy oznaczaniu kodu IP należy przyjąć, że jeżeli nie wymaga się określenia cyfry charakterystycznej, to zastępuje się
           ją literą „X” (albo ”XX” jeżeli obie cyfry są opuszczone). Litery dodatkowe lub uzupełniające, w przypadku nie stosowania,
           nie wymagają zastępowania. W przypadku zastosowania więcej niż jedną literę uzupełniającą, to należy zachować ich
           kolejność alfabetyczną.
           b) litera G lub D w przypadku urządzeń zaliczanych do grupy II.
              "G" - dotyczy atmosfer wybuchowych spowodowanych obecnością gazów, par lub mgieł,
              "D" - dotyczy atmosfer wybuchowych spowodowanych obecnością pyłu,
           c) nazwa lub znak stacji badawczej oraz numer certyfikatu.

      6.4.2. Przykładowa kolejność oznaczania elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych
      1) Oznaczenie CE, jeżeli obowiązuje dla danego urządzenia;
      2) Numer identyfikacyjny Jednostki Notyfikowanej, która uczestniczyła w fazie kontroli produkcji urządzeń
          i systemów ochronnych oraz aparatury;
     ;
      4) Grupa urządzenia - symbol grupy I lub II.
      5) Kategoria urządzenia - dla urządzeń grupy I znakiem M1 lub M2, dla urządzeń grupy II cyfrą 1, 2 lub 3 oraz
          dla urządzeń grupy II literą „G” lub „D”;
      6) Rodzaj ochrony przeciwwybuchowej;
      7) Grupa wybuchowości;
      8) Klasyfikacja temperaturowa.

      Niedopuszczalne jest umieszczanie na urządzeniach, systemach ochronnych i aparaturze oznaczeń , które mogłyby wprowadzić w błąd strony trzecie co do znaczenia i formy oznakowania CE. Wszystkie inne oznakowania mogą być umieszczone na urządzeniach i systemach ochronnych oraz aparaturze, pod warunkiem że nie spowodują ograniczenia widoczności i czytelności oznakowania CE.

      Na tabliczce znamionowej urządzenia powinny być dodatkowo umieszczone następujące szczegóły:
      - dane znamionowych (ciśnienie i temperatura w obudowie), jeżeli to właściwe;
      - maksymalna temperatura na wlocie, jeżeli ma zastosowanie;
      - zakres prędkości obrotowej, w przypadku wentylatorów ze zmienną prędkością.

      6.4.3. Znakowanie urządzeń Ex w przypadku gazowych atmosfer wybuchowych
      Oznakowanie urządzenia Ex w przypadku gazowych atmosfer wybuchowych powinno zawierać:
      a) symbol Ex, który oznacza, że urządzenie elektryczne odpowiada co najmniej jednemu rodzajowi zabezpieczeń,
          które są przedmiotem właściwych norm,
      b) symbol każdego użytego rodzaju (poziomu) zabezpieczenia (Tablica 7c):
      c) symbol grupy:
          - I - urządzenia elektryczne w kopalniach zagrożonych wybuchem gazu kopalnianego;
          - II, IIA, IIB, IIC - urządzeń elektryczne przeznaczone do użytku w miejscach występowania gazowych atmosfer
          wybuchowych innych niż w kopalniach, w których występuje zagrożenie wybuchem gazu kopalnianego;
      d) klasę temperaturową (w przypadku urządzeń elektrycznych grupy II),

      e) poziom zabezpieczenia urządzenia EPL (odpowiednio, "Ga", "Gb", "Gc", lub "Mb").
          Oznakowanie poziomu zabezpieczenia urządzenia EPL może być bardziej ograniczające od tego, które zwykle
          dotyczy określonego rodzaju zabezpieczenia, z powodu innych kryteriów oceny urządzenia;

      f) symbol "Ta" albo "Tamb" wraz z zakresem temperatury otoczenia, ewentualnie symbol "X" wskazujący na szczególne
         warunki stosowania.

Tablica 7c Symbole i rodzaje zabezpieczeń

      6.4.4. Znakowanie urządzeń Ex w przypadku pyłowych atmosfer wybuchowych
      Oznakowanie urządzenia Ex w przypadku pyłowych atmosfer wybuchowych powinno zawierać:
      a) Symbol Ex, który oznacza, że urządzenie elektryczne odpowiada co najmniej jednemu rodzajowi
          zabezpieczenia, które są przedmiotem właściwych norm;
      b) Symbol każdego użytego rodzaju (poziomu) zabezpieczenia (Tablica 7d);

      c) Symbol grupy:
         - IIIA, IIIB, IIIC, w przypadku urządzeń elektrycznych przeznaczonych do użytku w miejscach występowania
           pyłowych atmosfer wybuchowych.

           Urządzenie oznakowane IIIB jest odpowiednie do zastosowań wymagających urządzeń grupy IIIA. Podobnie
           urządzenie oznakowane IIIC jest odpowiednie do zastosowań wymagających urządzeń grupy IIIA i IIIB;

      d) Maksymalną temperaturę powierzchni w oC i jednostkę miary poprzedzone literą "T" (np. T 90 oC).

          W razie potrzeby oznakowanie powinno zawierać maksymalną temperaturę TL , wartość temperatury w oC
          i jednostkę miary oraz grubość warstwy, przedstawiona jako indeks dolny w mm, (np. T500 320 oC), lub symbol "X"
          wskazujący na szczególne warunki stosowania.

      e) poziom zabezpieczenia urządzenia , "Da", "Db" lub "Dc".
          Oznakowanie poziomu zabezpieczenia urządzenia EPL może być bardziej ograniczające od tego, które zwykle dotyczy
          określonego rodzaju zabezpieczenia, z powodu innych kryteriów oceny urządzenia, takich jak ograniczenia materiałowe;

      f) W razie potrzeby oznakowanie powinno zawierać symbol "Ta" albo "Tamb" wraz z zakresem temperatury otoczenia,
         ewentualnie symbol "X" wskazujący na szczególne warunki stosowania. Jeżeli urządzenie jest oznakowanie również
         do użytku w gazowych atmosferach wybuchowych i zakres znamionowej temperatury otoczenia jako identyczny,
         wystarcza tylko na jedno oznakowanie.

Tablica 7d Symbole i rodzaje zabezpieczeń

      6.4.5. Przykłady znakowania urządzeń elektrycznych Ex
      Urządzenia elektryczne pracujące w przestrzeniach zagrożonych wybuchem powinny być właściwie dobrane do sklasyfikowanych stref zagrożenia wybuchem, prawidłowo zainstalowane, zabezpieczone przed przeciążeniami i eksploatowane zgodnie z wymaganiami przepisów. Dla prawidłowej identyfikacji urządzeń przeciwwybuchowych stosuje się ściśle określony system znakowania.


Rys. 4. Przykład oznakowania urządzenia elektrycznego Ex

      przy czym:
      1. Oznaczenie CE;
      2. Numer identyfikujący jednostkę certyfikującąl
      3. Symbol wykonania przeciwwybuchowego;
      4. Grupa wybuchowości;
      5. Kategoria urządzenia;
      6. Oznaczenie zgodne z IEC;
      7. Rodzaj ochrony przeciwwybuchowej;
      8. Podgrupa wybuchowości;
      9. Klasa temperaturowa;
    10. Poziom zabezpieczenia urządzenia (EPL).

      Urządzenia przeznaczone do instalowania na granicy stref – wymagającej poziomu zabezpieczenia urządzenia EPL Ga i mniej zagrożonej wybuchem - powinny mieć obydwa oznaczenia EPL oddzielone ukośnikiem „/” .W przypadku gdy grupy urządzeń lub klasy temperaturowe są różne to użyte obydwa oznaczenia powinny być rozdzielone ukośnikiem.
      Gdy użytych jest więcej niż jeden typ zabezpieczenia, to symbole zastosowanych typów zabezpieczeń powinny być połączone znakiem „+”.

      1) Przykłady oznaczania urządzeń Ex przeznaczonych do instalowania w przestrzeni zagrożonej
      a) urządzenia, które są przewidziane do instalowania w przestrzeni wymagającej instalowania urządzeń o poziomie
          zabezpieczenia EPL Ga:
         Ga Ex ia IIC T6 lub
         Ga Ex d + e IIB T4
      b) urządzenie towarzyszące zainstalowane poza przestrzenią zagrożoną wybuchem z obwodem iskrobezpiecznym
          wg normy PN -EN 60079-11 [25] połączonym z urządzeniem o poziomie zabezpieczenia EPL Ga:
          (Ga) ][Ex ia ] IIC
          W tym przypadku nie jest wymagane oznaczenie klasy temperaturowej, ponieważ urządzenie jest zainstalowane
          poza przestrzenią zagrożoną wybuchem.
      c) urządzenie instalowane w ścianie oddzielającej przestrzeń zagrożoną wybuchem wymagającej urządzeń o poziomie
          zabezpieczenia EPL Ga i strefy o niższym zagrożeniu wybuchem,
          Ga/Gb Ex d IIC T6 lub
          Ga/Gb ia/d IIC T4

      d) urządzenie iskrobezpieczne „ia” o poziomie zabezpieczenia EPL „Ga” w osłonie ognioszczelnej „d”
          przedstawiającej EPL „Gb” lub
          Ga/Gb Ex d + e/d IIB T4

      Dwa niezależne typy zabezpieczenia – osłona ognioszczelna „d” i budowa wzmocniona „e”-  stanowią poziom zabezpieczenia EPL „Ga” zamknięte w osłonie ognioszczelnej „d” stanowiącej EPL „Gb”.

       6.5. Alternatywne oznakowanie poziomów zabezpieczenia urządzeń (EPL)
      System poziomów ochrony urządzenia EPL wprowadza norma PN-EN 60079-26;2007 Część 26: Urządzenia o poziomie zabezpieczenia urządzenia (EPL) Ga, w celu jasnego wskazania samoistnego ryzyka zapłonu dla urządzenia, niezależnie od zastosowanego typu ochrony.
      Oznakowanie poziomów zabezpieczeń urządzeń składają się z dużej litery określającej atmosferę wybuchową, do użytku w której przeznaczone jest urządzenie i małej litery wskazującej poziom. Oznaczenie alternatywne, w odniesieniu do oznaczenia według ATEX nie zawiera liter "M", "G", "D", a atmosfera wybuchowa jest wyróżniana oznaczeniem grupy urządzeń "I" (kopalnie), "II" (gazy i pary) i "III" (pyły palne) i mała litera poziomu jest dodana do rodzaju zabezpieczenia, tam gdzie dotąd nie występowała.
      Wymagania normy PN-EN 60079-26;2007 dotyczą w szczególności konstrukcji, badań i oznakowania elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych oraz wprowadzają oznaczenia::
      - Ga, Gb, Gc - w odniesieniu do urządzeń przeznaczonych do stref zagrożonych wybuchem mieszanin gazowych oraz
      - Da, Db, i Dc - w odniesieniu do urządzeń przeznaczonych do stref zagrożenia wybuchem mieszanin pyłowych.

      Alternatywne oznakowanie rodzaju zabezpieczenia w przypadku gazowych i pyłowych atmosfer wybuchowych przedstawia tablica 8.

Tablica 8 Rodzaje zabezpieczeń w przypadku gazowych i pyłowych atmosfer wybuchowych

      6.5.1. Poziomy zabezpieczenia urządzeń (EPL)
      Poziomy zabezpieczenia urządzeń (EPL) są zdefiniowane w odniesieniu do poszczególnych grup urządzeń przeciwwybuchowych następująco:
      1) Grupa I - Górnictwo węglowe:
      EPL Ma – urządzenia przeznaczone do instalowania w kopalni zagrożonej wybuchem gazu kopalnianego, mające
                      „bardzo wysoki” poziom zabezpieczenia i które mają wystarczające zabezpieczenia, że jest mało prawdo-
                      podobne, aby stało się źródłem zapłonu podczas normalnego działania, spodziewanego wadliwego działania
                      ani rzadko występującego wadliwego działania, nawet gdy pozostanie pod napięciem w obecności gazu
                      wybuchowego;
      EPL Mb - urządzenia przeznaczone do instalowania w kopalni zagrożonej wybuchem gazu kopalnianego, mające
                     „wysoki” poziom zabezpieczenia i które mają wystarczające zabezpieczenia, że jest mało prawdopodobnie,
                     aby stało się źródłem zapłonu podczas normalnego działania, spodziewanego wadliwego działania w czasie
                     pomiędzy pojawieniem się gazu wybuchowego a wyłączeniem urządzenia;

      2) Grupa II - Gazy:
      EPL Ga - urządzenie do gazowych atmosfer wybuchowych, mające „bardzo wysoki” poziom zabezpieczenia,
                     które nie jest źródłem zapłonu podczas normalnego działania, spodziewanego wadliwego działania
                     ani rzadko występującego wadliwego działania;
      EPL Gb - urządzenie do gazowych atmosfer wybuchowych, mające „podwyższony” poziom zabezpieczenia, które nie jest
                     źródłem zapłonu podczas normalnego działania ani spodziewanego wadliwego działania;
      EPL Gc - urządzenie do gazowych atmosfer wybuchowych, mające „podwyższony” poziom zabezpieczenia, które nie jest
                     źródłem zapłonu podczas normalnego działania, i które może mieć pewne dodatkowe zabezpieczenia, dzięki
                     którym pozostaje nieaktywne jako źródło zapłonu w przypadku zwykle spodziewanych zdarzeń (na przykład
                     uszkodzenia źródła światła).

      3) Grupa III - Pyły:
      EPL Da - urządzenia do pyłowych atmosfer wybuchowych, mające „bardzo wysoki” poziom zabezpieczenia, które
                    nie jest źródłem zapłonu podczas normalnego działania, spodziewanego wadliwego działania ani rzadko
                    występującego wadliwego działania;
      EPL Db - urządzenia do pyłowych atmosfer wybuchowych, mające „wysoki” poziom zabezpieczenia, które nie jest
                    źródłem zapłonu podczas normalnego działania ani spodziewanego wadliwego działania;
      EPL Dc - urządzenia do pyłowych atmosfer wybuchowych, mające „podwyższony” poziom zabezpieczenia, które nie
                    jest źródłem zapłonu podczas normalnego działania oraz które może mieć pewne dodatkowe zabezpieczenia,
                    dzięki którym pozostaje nieaktywne jako źródło zapłonu w przypadku zwykle spodziewanych zdarzeń
                    (na przykład uszkodzenia źródła światła).

     6.5.2. Porównanie poziomów zabezpieczenia EPL z odpowiadającymi strefami, grupami i kategoriami według  ATEX
      Poziom zabezpieczenia urządzenia EPL wprowadza ocenę ryzyka jako alternatywną metodę doboru urządzeń Ex, w zależności od zapewnianego poziomu zabezpieczenia urządzenia EPL; oznacza poziom ochrony urządzenia, który zależy od określenia ryzyka formowania się źródeł zapłonu i różnych warunków pyłowej i gazowej atmosfery wybuchowej. W tablicy 9. przedstawiono powiązania EPL i ATEX:

Tablica 9. Powiązania EPL z dyrektywą 94/9/WE ATEX

      6.5.3. Rodzaje zabezpieczeń przeciwwybuchowych
      Urządzenia o różnych poziomach zabezpieczenia urządzeń (EPL) muszą być zdolne do funkcjonowania zgodnie z parametrami określonymi przez wytwórcę przy różnych poziomach zabezpieczenia (Tablica 10).

Tablica 10. Opis zabezpieczeń przed ryzykiem wybuchu w odniesieniu do poziomu zabezpieczenia urządzenia (EPL)

     

      6.5.4. Poziom zabezpieczenia urządzenia (EPL) "Ga"
      Poziom zabezpieczenia urządzenia (EPL) Ga może być realizowany przez zastosowanie:
      a) urządzeń i obwodów iskrobezpiecznych rodzaju „ia”;
      b) urządzeń hermetyzowanych masą izolacyjną rodzaju „ma”;
      c) dwóch niezależnych zabezpieczeń odpowiadających wymaganiom do urządzeń EPL "Gb”;
      d) sprzętu i systemów transmisji wykorzystujących promieniowanie optyczne.

      Wprowadzenie do strefy zagrożonej wybuchem urządzeń automatyki, przetworników, czujników wymaga takiego doboru elementów układu elektrycznego, aby przy danym napięciu zasilania nie spowodowały zapalenia atmosfery wybuchowej, podczas normalnej pracy i w określonych stanach zakłóceniowych.
      6.5.4.1. Iskrobezpieczeństwo „i” polega na ograniczeniu energii elektrycznej w urządzeniu i jego oprzewodowaniu do takiego poziomu, aby powstające w obwodzie iskrobezpiecznym "Ga" iskry i gorące powierzchnie nie były zdolne do zapłonu otaczającej atmosfery wybuchowej. Zgodnie z normą PN-EN 60079-11 wymagana jest również separacja obwodu iskrobezpiecznego od innych obwodów elektrycznych.
      Dla bezpieczeństwa przeciwwybuchowego w wykonaniu iskrobezpiecznym istotne jest ograniczenie indukcyjności i pojemności przewodów doprowadzonych do strefy.

      Stosuje się trzy poziomy zabezpieczenia, które uniemożliwiają zainicjowanie zapłonu atmosfery wybuchowej przez obwody iskrobezpieczne:
      1) Poziom zabezpieczenia „ia” (EPL Ga lub Ma) przy normalnym działaniu i wystąpieniu dwóch niezależnych uszkodzeń;
      2) Poziom zabezpieczenia „ib” (EPL Gb lub Mb) przy normalnym działaniu i wystąpieniu spodziewanego uszkodzenia;
      3) Poziom zabezpieczenia „ic” (EPL Gc) przy normalnym działaniu.

      Urządzenia elektryczne iskrobezpieczne stanowiące poziom zabezpieczenia urządzeń EPL „Ga” i obwody iskrobezpieczne wraz z urządzeniami towarzyszącymi wprowadzane do przestrzeni wymagających poziomu zabezpieczenia urządzeń EPL „Ga”, powinny być wykonane zgodnie z wymaganiami normy PN EN 60079-11 do urządzeń iskrobezpiecznych „ia”.
      Urządzenia iskrobezpieczne „ib” brane są pod uwagę jako jedno z dwóch niezależnych zabezpieczeń.

      Ze względu na zagrożenia zapalenia mieszaniny wybuchowej spowodowane przez uszkodzenia lub obecność prądów przejściowych w systemach wyrównywania potencjałów, preferowane jest oddzielenie galwaniczne obwodów przy połączeniach siłowych i sygnałowych z urządzeniami.

      6.5.4.2. Urządzenia hermetyzowane masą izolacyjną stanowiące poziom zabezpieczenia urządzeń EPL „Ga” powinny odpowiadać wymaganiom normy PN-EN 60079-18 do urządzeń hermetyzowanych „ma”. Urządzenia hermetyzowane „mb” mogą być stosowane jako jedno z dwóch niezależnych zabezpieczeń.

     Urządzenia elektryczne, w których zastosowano dwa typy niezależnych zabezpieczeń, realizują wymagania do poziomu zabezpieczenia urządzenia EPL „Ga”. Gdy jeden z typów zabezpieczeń ulegnie uszkodzeniu, drugi typ zabezpieczenia zapewnia kontynuację bezpiecznej pracy urządzenia.

      Bezpieczeństwo kombinacji dwóch typów zabezpieczeń stanowiącej poziom zabezpieczenia urządzenia EPL „Ga” powinno zależeć od różnych fizycznych zasad działania każdego z nich. Należy unikać takich kombinacji zabezpieczeń, jak, np. osłony ognioszczelnej Exd i osłony piaskowej Exq, bowiem działanie obydwu tych zabezpieczeń oparte jest na zapobieganiu przenoszenia się płomienia, a zatem nie mogą one być razem stosowane. Podobnie nie może być stosowana kombinacja osłony olejowej Exo i osłony piaskowej Exq.
      6.5.4.3. Przy zastosowaniu kombinacji dwóch zabezpieczeń, których działanie polega na tym samym parametrze, np. na odstępach izolacyjnych, muszą być w stosunku do obydwu zastosowane bardzo wysokie wymagania.
      Przy zastosowaniu kombinacji dwóch typów zabezpieczeń, z których każde polega na obudowie, musi być zrealizowane jedno z wymagań:
      a) jeżeli użyte są dwie obudowy, z których jedna całkowicie osłania drugą, to obie muszą być wykonane zgodnie
          ze szczegółowymi wymaganiami do każdej z nich lub.
      b) jeżeli użyta jest tylko jedna obudowa , to ta obudowa wraz z dławicą kablową powinna przejść testy udarowe
          zgodnie z normą PN-EN 60079-0.

      6.5.5. Poziom zabezpieczenia urządzenia (EPL) „Gb”.
      Wymagania w stosunku do urządzeń o poziomie ochrony urządzeń (EPL) „Gb” spełniają pojedyncze typy zabezpieczeń:
      - osłona ognioszczelna „d”,
      - wykonanie wzmocnione „e”,
      - urządzenia i obwody iskrobezpieczne "ib",
      - urządzenia hermetyzowane masą izolacyjną „mb”,
      - osłona olejowa „o”,
      - osłona gazowa z nadciśnienie „px” albo „py”,
      - osłona piaskowa „q”,
      - magistrala iskrobezpieczna (FISCO),
      - systemy ochrony urządzeń wykorzystujące promieniowanie optyczne.

      6.5.6. Poziom zabezpieczenia urządzenia (EPL) „Gc”
      Wymagania w stosunku do urządzeń o poziomie zabezpieczenia urządzenia (EPL) „Gc” spełniają:
      - urządzenia i obwody iskrobezpieczne „ic”,
      - urządzenia hermetyzowane masą izolacyjną „mc”,
      - urządzenia nieiskrzące „n” lub „nA”,
      - urządzenia iskrzące „nC”,
      - urządzenia w szczelnej obudowie „nR”,
      - urządzenia o ograniczonej energii „nL”,
      - osłona gazowa z nadciśnieniem „pz”,
      - magistrala niezapalająca (FNICO),
      - systemy ochrony urządzeń wykorzystujące promieniowanie optyczne.

      6.5.7. Poziom zabezpieczenia urządzenia (EPL) „ Da”
      Wymagania w stosunku do urządzeń o poziomie zabezpieczenia urządzeń (EPL) „Da” spełniają:
      - urządzenia i obwody iskrobezpieczne „iD”,
      - urządzenia hermetyzowane masą izolacyjną „mD,” oraz
      - urządzenia chronione za pomocą obudowy „tD”.

      6.5.8. Poziom zabezpieczenia urządzenia (EPL) „ Db”
      Wymagania w stosunku do urządzeń o poziomie zabezpieczenia urządzenia (EPL) „Db” spełniają:
      - urządzenia iskrobezpieczne „iD”;
      - urządzenia hermetyzowane masą izolacyjną „mD”;
      - urządzenia chronione za pomocą obudowy „tD”;
      - urządzenia w osłonie gazowej z nadciśnieniem „pD”.

      6.5.9. Poziom zabezpieczenia urządzenia (EPL) „ Dc”
      Wymagania w stosunku do urządzeń o poziomie zabezpieczenia urządzenia (EPL) „Dc” spełniają:
      - urządzenia iskrobezpieczne „iD”;
      - urządzenia hermetyzowane masą izolacyjną „mD”;
      - urządzenia chronione za pomocą obudowy „tD”;
      - urządzenia w osłonie gazowej z nadciśnieniem „pD”.

      6.6. Obudowy urządzeń elektrycznych w wykonaniu przeciwwybuchowym
      Norma PN-EN 60079-0: podaje wymagania ogólne dla urządzeń elektrycznych w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Wykonanie specjalnej obudowy tych urządzeń jest jedną z metod ograniczenia lub eliminacji źródeł zapłonu. W zależności od warunków otoczenia i pracy urządzeń stosuje się wiele rodzajów obudów. W tablicy 11. przestawiono stosowane oznaczenia wybranych obudów urządzeń elektrycznych.

Tablica 11. Oznaczenia obudów urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym

▲ do góry

Menu serwisu