Dobór urządzeń przystosowanych do pracy w atmosferze wybuchowej

Grupy i kategorie instalacji i urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym

W rozporządzenie ministra gospodarki z 22 grudnia 2005 r (implementacja dyrektywy ATEX 95) [4] wszystkie urządzenia przeznaczone do pracy w przestrzeniach zostały podzielone na dwie grupy (tabela 2), a każdej grupie urządzenia podzielone są na kategorie.

Tabela 2.
Grupy i kategorie urządzeń i systemów w wykonaniu przeciwwybuchowym

Grupa	Przeznaczenie urządzenia	Kategorie
I	Urządzenia przeznaczone do pracy pod ziemią w kopalniach oraz w naziemnych obszarach kopalń zagrożonych wybuchem gazu lub pyłu	M1
		M2
II	Urządzenia dla przemysłu przeznaczone do stosowania na powierzchni w obszarach zagrożonych wybuchem gazów, par, mgieł i pyłów	1
		2
		3

W grupie I znajdują się dwie kategorie dotyczące zakładów górniczych zagrożonych metanem i pyłem węglowym:

• M1, zapewniająca bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa; dwa niezależne środki zabezpieczeń


• M2, wysoki poziom bezpieczeństwa; urządzenie wyłączane w przypadku wystąpienia atmosfery wybuchowej.

Zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa urządzeń w górnictwie w dalszej części pracy są pominięte.

W grupie II urządzeń dla przemysłu wyróżnia się 3 kategorie:

• kategoria 1 – urządzenia zaprojektowane tak, aby mogły funkcjonować zgodnie z parametrami ruchowymi ustalonymi przez producenta, zapewniające bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa, nawet w przypadkach rzadko występujących awarii. W razie uszkodzenia jednego ze środków zabezpieczających, przynajmniej drugi zapewnia wymagany poziom zabezpieczenia albo poziom ten jest zapewniony w przypadku wystąpienia dwóch niezależnych od siebie uszkodzeń


• kategoria 2 – urządzenia zaprojektowane tak, aby mogły funkcjonować zgodnie z parametrami ruchowymi ustalonymi przez producenta, które zapewniają wysoki poziom bezpieczeństwa, nawet w przypadkach częstych zaburzeń lub uszkodzeń tych urządzeń, jakie bierze się pod uwagę


• kategoria 3 – urządzenia zaprojektowane tak, aby mogły funkcjonować zgodnie z parametrami ruchowymi ustalonymi przez producenta, zapewniające normalny poziom bezpieczeństwa podczas normalnego działania tych urządzeń.

Urządzenia poszczególnych kategorii mogą być stosowane w tylko w przypisanych im strefach wybuchowości. Dopuszcza się stosowanie urządzeń kategorii niższej w sterach wyższych:

• w strefie 0 i 20 można stosować jedynie urządzenia kategorii 1


• w strefie 1 i 21 można stosować urządzenia kategorii 1 i 2


• w strefie 2 i 22 można stosować urządzenia kategorii 1, 2, 3.

Szczegóły wymagań w stosunku urządzeń do poszczególnych kategorii w zależności od strefy wybuchowej oraz spodziewanego źródła zapłonu są przedstawione w normie PN-EN-1127-1:2007 [2]. W tabeli 3 zestawiono powiązania między strefami zagrożenia wybuchem a kategoriami wykonań urządzeń z punktu widzenia producenta i użytkownika.


Tabela 3.
Zależność między strefami zagrożenia wybuchem i kategorii urządzeń dla grupy II

Kategoria	Zaprojekto- wane dla strefy	Do zastosowania również w strefie	Rodzaj atmosfery wybuchowej	Zastosowanie w strefie	Odpowiada kategorii
1	0	1 i 2	mieszanina gaz/powietrze lub mieszanina para/powietrze lub mieszanina mgła/powietrze	0	1G
1	20	21 i 22	mieszanina pył/powietrze	20	1D
2	1	2	mieszanina gaz/powietrze lub mieszanina para/powietrze lub mieszanina mgła/powietrze	1	1G lub 2G
2	21	22	mieszanina pył/powietrze	21	1D lub 2D
3	2	-	mieszanina gaz/powietrze lub mieszanina para/powietrze lub mieszanina mgła/powietrze	2	1G lub 2G lub 2G
3	22	-	mieszanina pył/powietrze	22	1D lub 2D lub 2G
Producenta			Racje i potrzeby	Użytkownika

Oznakowanie zabezpieczeń urządzeń pracujących w atmosferach wybuchowych

Urządzenia pracujące w środowisku zagrożonym atmosferą wybuchową mają specjalną budowę i konstrukcję. Sposób udowy i wykonania takich urządzeń jest znormalizowany i opisany w normach zharmonizowanych. Wymagania dotyczące urządzeń nieelektrycznych pracujących w atmosferze wybuchowej są opisane w poszczególnych arkuszach normy PN-EN 13463 [510]. Natomiast zharmonizowane normy o numerach PN-EN 50014:2004 [11], PN-EN 50015:2003 [12], PN-EN 50017:2003 [13], PN-EN 50018:2005 [14], PN-EN 50019:2005 [15], PN-EN 50020:2006 [16], PN-EN 50024:2002 [17] obejmują wymagania dotyczące urządzeń elektrycznych.  W tabeli 4 podano podział i oznakowanie zabezpieczeń.

Tabela 4.
Podział i oznakowanie zabezpieczeń w urządzeniach

Nazwa zabezpieczenia	Oznakowanie	Nazwa zabezpieczenia	Oznakowanie
Budowa ognioszczelna	d	Budowa iskrobezpieczna (strefa 0)	ia
Budowa iskrobezpieczna (strefa 1)	Ib	Z osłona gazową z nadciśnieniem	p
Budowa wzmocniona	e	Z osłoną olejowa	o
Z osłona proszkowa/piaskową	q	Obudowa hermetyczna	m
Urządzenia przeznaczone do strefy 2	n	Wykonanie specjalne	s
Wykonanie wodoszczelne	k

Klasy temperaturowe urządzeń

Klasa temperaturowa urządzenia dotyczy tylko tych wyrobów, które mają zastosowanie w strefie zagrożonej gazami, parami, mgłami i cieczami palnymi. Pośrednio dotyczy ona klasyfikowania substancji łatwo palnych i ich temperatur zapłonu.

Tabela 5.
Klasy temperaturowe urządzeń

Klasa temperaturowa	Maksymalna temperatura obudowy [°C]	Temperatura zapłonu gazu lub par [°C]
T1	450	> 450
T2	300	300 – 450
T3	200	200 – 300
T4	135	135 – 200
T5	100	100 – 135
T6	85	85 – 100

Gazy i pary cieczy o temperaturze samozapłonu poniżej 85 oC są traktowane jako samozapalające się w temperaturze pokojowej. Klasy temperaturowe urządzeń elektrycznych przedstawiono w tabeli 5.

Stosowanie narzędzi w przestrzeniach zagrożonych wybuchem

Stosowanie prostych narzędzi na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa, również podlega ograniczeniom. W przestrzeniach zagrożonych wybuchem nie należy stosować narzędzi mogących wytwarzać iskry. Wśród narzędzi, które mogą być źródłem iskier, rozróżnia się dwa rodzaje:

• narzędzia, które mogą wytwarzać w czasie stosowania jedynie pojedyncze iskry (śrubokręty, klucze)


• narzędzia, które mogą wytwarzać w czasie stosowania snop iskier (szlifierki, piły).

Na stanowiskach pracy, na których występują strefy 0 lub 20, nie są dopuszczone żadne narzędzia mogące wytwarzać iskry.

Na stanowiskach pracy zagrożonych obecnością strefy 1 lub strefy 2 dopuszcza się jedynie stalowe narzędzia, które w czasie użytkowania mogą być źródłem pojedynczych iskier. Narzędzia będące źródłem snopów iskier mogą być stosowane pod warunkiem zapewnienia, że żadna niebezpieczna atmosfera wybuchowa nie występuje w miejscu pracy. Stosowanie stalowych narzędzi w strefie 1 jest całkowicie zakazane, jeżeli istnieje ryzyko wybuchu spowodowanego obecnością acetylenu, wodoru lub disiarczku węgla (grupa IIC wg EN 50014) oraz siarkowodoru, tlenku etylenu i tlenku węgla. Praca w takim środowisku jest możliwa po zapewnieniu, że nie występuje w środowisku pracy żadna z niebezpiecznych atmosfer wybuchowych.

W strefach 21 i 22 dopuszcza się stosowanie narzędzi, które mogą być źródłem pojedynczych iskier. Narzędzia będące źródłem snopów iskier mogą być stosowane w strefach 21 i 22 pod warunkiem wydzielenia miejsc pracy z obszaru zagrożenia i zapewnienia dodatkowych środków bezpieczeństwa:

• usunięcia osiadłego pyłu


• utrzymania miejsc pracy są w stanie mokrym, tak aby pył nie unosił się w powietrzu i nie było możliwe zjawisko jego tlenia.

Wykonując prace z narzędziami będącymi źródłem snopów iskier należy mieć świadomość, że powstające iskry mogą pokonywać duże odległości i doprowadzić do tlenia palnych materiałów.
Zalecane są administracyjne rozwiązania w zakresie stosowania narzędzi w strefach 1, 2, 21 i 22, np. wprowadzenie systemu „dopuszczenia do pracy”.

Certyfikacja urządzeń i produktów przeznaczonych do pracy w strefach zagrożonych wybuchem

Zgodnie z rozporządzeniem ministra gospodarki z 22 grudnia 2005 r. [4] wymaga się, aby wyroby wprowadzane na rynek z przeznaczeniem do prac w strefach zagrożonych wybuchem miały certyfikaty jednostek notyfikujących i były oznakowane. Wymagany sposób oznakowania przedstawiono w tabeli 6.

Tabela 6.
Oznakowanie urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym (przykładowe)

Oznaczenie CE	Numer identyfikacyjny jednostki certyfikującej	Ikona informująca o wykonaniu przeciw-wybuchowym	Grupa wybuchowości	Kategoria urządzenia	Atmosfera
CE	0102		II	2	G – gazowa D – pyłowa
Standard europejski	Ochrona przeciw-wybuchowa	Rodzaje zabezpieczeń stosowanych w budowie urządzeń	Podgrupa wybuchowości	Klasa tempe-raturowa	Maksymalna temperatura powierzchni
E	Ex	d	IIc	T4	T90 °C

Producent urządzeń lub jego upoważniony przedstawiciel przed wprowadzeniem ich do obrotu stosuje procedury oceny zgodności w stosunku do urządzeń zaliczonych do:

• grupy I kategorii M1 i grupy II kategorii 1 – badanie typu WE wraz z zapewnieniem jakości produkcji lub weryfikacją wyrobu


• grupy I kategorii M2 i grupy II kategorii 2 w przypadku:
     a) urządzeń elektrycznych tych grup i kategorii – badanie typu wraz ze zgodnością z typem lub zapewnieniem jakości wyrobu
     b) innych niż wymienione w pkt a) urządzeń tych grup i kategorii – wewnętrzną kontrolę produkcji oraz przesłanie dokumentacji technicznej jednostce notyfikowanej, która przechowuje ją


• grupy II kategorii 3 –  wewnętrzną kontrolę produkcji


• grup I i II – oprócz wymienionych procedur, weryfikację produkcji jednostkowej

Producent lub jego upoważniony przedstawiciel, wprowadzający do obrotu części urządzeń i ich podzespoły, wystawia świadectwo zgodności potwierdzające ich zgodność z mającymi do nich zastosowanie wymaganiami określonymi w rozporządzeniu [4]. Wystawione świadectwo zgodności powinno zawierać:

• charakterystykę części urządzeń i ich podzespołów


• warunki wbudowania części urządzeń i ich podzespołów do urządzeń w taki sposób, aby zapewniały spełnienie zasadniczych wymagań mających zastosowanie do finalnego urządzenia.

Certyfikat wydany przez notyfikowaną jednostkę badawczą powinien zawierać co najmniej:

• nazwę notyfikowanej stacji badawczej


• numer certyfikatu,


• rok wydania certyfikatu


• symbol ATEX oznaczający zgodność wyrobu z dyrektywą


• numer kolejny certyfikatu


• nazwę i typ urządzenia, nazwę i adres producenta


• numer stacji badawczej notyfikowanej nadany przez UE


• numer raportu z badań stacji nadawczej


• numery norm podstawowej i szczegółowej według których urządzenie zostało wyprodukowane i badane


• oznaczenie przeciwwybuchowego urządzenia nadane przez stację badawczą


• informację dotyczącą znaku X, umieszczonego po numerze certyfikatu, który oznacza, że przy stosowaniu urządzenia należy uwzględnić dodatkowe wymagania, zazwyczaj podane w załączniku do certyfikatu


• znak stacji badawczej, podpis osoby odpowiedzialnej za certyfikację, adres stacji badawczej oraz datę wydania certyfikatu.

W Polsce jest kilka jednostek notyfikujących, uprawnionych do wydawania certyfikatów zarówno dla urządzeń grupy I, to jest urządzeń przeznaczonych do użytku w zakładach górniczych, w których występuje zagrożenie metanowe lub zagrożenie wybuchem pyłu węglowego, jak i grupy II, to jest urządzeń przeznaczonych do użytku w innych miejscach, gdzie mogą występować atmosfery wybuchowe. Dokumenty zgodności z rozporządzeniem ministra gospodarki [4] wydawane między innymi przez:

• Wyższy Urząd Górniczy


• Główny Instytut Górnictwa (Kopalnia Doświadczalna „Barbara”)


• PROCHEM S.A.

Urządzenia przeznaczone do użytku w środowisku atmosfery wybuchowej, wytwarzane w innych państwach Unii Europejskiej i oznakowane symbolami Ex, EEx, PMA Ex – System nie wymagają powtórnych badań w celu potwierdzenia ich zgodności z wymaganiami zawartymi w dyrektywie ATEX 100.

Ważnym sygnałem dla użytkowników urządzeń certyfikowanych jest, że znak dopuszczenia wyrobu do pracy w jednej grupie urządzeń dotyczy tylko tej grupy (nie zezwala się na ich pracę w innej grupie urządzeń).

Bibliografia

[1] Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 29 maja 2003 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa. Dz.U., nr 107, poz. 1004; zm. Dz.U. 2006, nr 121, poz. 836.

[2] PN-EN 1127-1:2007 Atmosfery wybuchowe – Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem. Część 1: Pojęcia podstawowe i metodologia.

[3] PN-EN 60079-10:2002 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 10: Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem.

[4] 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.

[5] PN-EN 13463-1:2003 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 1: Podstawowe założenia i wymagania.

[6] PN-EN 13463-2:2005 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 2: Ochrona za pomocą obudowy z ograniczonym przepływem “fr”.

[7] PN-EN 13463-3:2005 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 3: Ochrona za pomocą osłony ognioszczelnej “d”.

[8] PN-EN 13463-5:2005 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 5: Ochrona za pomocą bezpieczeństwa konstrukcyjnego “c”.

[9] PN-EN 13463-6:2005 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 6: Ochrona przez kontrolę źródła zapłonu “b”.

[10] PN-EN 13463-8:2005 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Część 8: Ochrona za pomocą osłony cieczowej “k”.

[11] PN-EN 50014:2004 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Wymagania ogólne.

[12] PN-EN 50015:2003 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Osłona olejowa “o”.

[13] PN-EN 50017:2003 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Osłona piaskowa “q”.

[14] PN-EN 50018:2005 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Osłona ognioszczelna “d”.

[15] PN-EN 50019:2005 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Budowa wzmocniona “e”.

[16] PN-EN 50020:2006 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Wykonanie iskrobezpieczne “i”.

[17] PN-EN 50021:2002 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – Zabezpieczenia typu “n”.