JUSSI AHOLA ATEX LAINSÄÄDÄNNÖN HUOMIOMINEN OPETUSTILOISSA Diplomityö Tarkastaja: Professori Jouni Kivistö Rahnasto Tarkastaja ja aihe hyväksytty Automaatiotekniikan osastoneuvoston kokouksessa 14. helmikuuta 2007
TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO Automaatiotekniikan osasto AHOLA, JUSSI: ATEX lainsäädännön huomioiminen opetustiloissa Diplomityö, 72 sivua, 46 liitesivua Huhtikuu 2007 Pääaine: Turvallisuustekniikka Tarkastaja: Professori Jouni Kivistö Rahnasto Avainsanat: ATEX, räjähdyssuojausasiakirja, riskin arviointi, vaarojen tunnistaminen Räjähdysvaarallisten tilojen turvallisuutta määräävän ATEX olosuhdedirektiivin (1999/92/EY) kansallinen asetus (VNa 576/2003) tuli voimaan 1.9.2003. Asetuksen mukaan räjähdyskelpoisten ilmaseosten aiheuttamat vaarat on selvitettävä ja tunnistettava, sekä tarvittaessa laadittava räjähdyssuojausasiakirja. Käytössä olevat tilat oli saatettava asetuksen mukaiseksi 30.6.2006 mennessä. Tampereen kaupungilla on useita tiloja, joissa on räjähdyskelpoisten ilmaseosten syntymahdollisuus. Lähes kaikissa perusopetuksen tiloissa voi olla mekaanisessa puuntyöstössä syntyvän pölyn aiheuttama räjähdysvaara. Lisäksi tiloissa käytetään pieniä määriä palavia kemikaaleja. Perusopetuksen tilojen lisäksi kaupungilla on muita pieniä verstaita, joissa on otettava samat tekijät huomioon. Tässä diplomityössä esitetään menetelmä, jonka avulla perusopetuksen tiloihin voidaan helposti laatia räjähdyssuojausasiakirja. Menetelmää voidaan soveltaa myös muissa samankaltaisissa kohteissa. Lisäksi diplomityössä on yleisellä tasolla kuvattu tärkeimmät kohteissa räjähdysvaaraa aiheuttavat tekijät, sekä vaaran poistamiseksi tehtävät räjähdyssuojaustoimenpiteet. Näin lainsäädännön vaatimukset tulevat täytetyiksi. Tutkimuksen perusteella uusi lainsäädäntö ei aiheuta suuria muutoksia koulujen toimintaan. Tarkennuksia vaaditaan lähinnä teknisen työn tilojen siivous ja kunnossapitokäytäntöihin. Pienissä kouluissa räjähdyssuojausasiakirjan tekeminen ei juurikaan nosta turvallisuuden tasoa. I
TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Department of Automation AHOLA, JUSSI: Fulfilling the ATEX Legislation in Teaching Facilities Master of Science Thesis: 72 pages, 46 appendix pages April 2007 Major: Occupational Safety Engineering Examiner: Professor Jouni Kivistö Rahnasto Keywords: ATEX, explosion protection document, risk assessment, hazard identification The national decree adopting the ATEX Directive on the safety and health protection of workers at risk from explosive atmospheres came into force on the 1st of September 2003. According to the decree the dangers presented by potentially explosive atmospheres must be identified and assessed and, if necessary, an explosion protection document must be drawn up. Facilities currently in use were to be restructured to comply with the decree on the 30 of June 2006 at the latest. The city of Tampere possesses several facilities where there is a possibility for potentially explosive atmospheres. Almost all facilities used for elementary education have a possibility of explosion caused by wood dust from mechanical wood processing. Same facilities use small amounts of flammable chemicals. In addition to the facilities for elementary teaching, the city of Tampere has many small workshops, where the same factors must be taken into account. An easy method for creating an explosion protection document for teaching facilities is presented in this Master of Science Thesis. The same method can be applied to other similar facilities. The thesis has also a general overview of the hazards present in the facilities, and the measures needed to reduce the risk of explosions. This way the requirements of the legislation are fulfilled. Based on the research the new legislation will not demand big changes from the elementary teaching facilities. Some adjustment needs to be made in the cleaning and maintenance procedures of the woodworking shops. In small schools the explosion protection document will not raise the level of safety any considerable amount. II
Alkusanat Tämä diplomityö tehtiin Tampereen kaupungille TTY:n tukisäätiön rahoituksella ajalla syyskuu 2006 huhtikuu 2007. Haluan esittää kiitokset kaikille tahoille, jotka ovat edesauttaneet diplomityöni valmistumista. Ensisijainen kiitos menee Tampereen kaupungille työn mahdollistamisesta. Kauko Hämäläisen ja Timo Välimäen apu käytännön asioissa oli ensiarvoisen tärkeää. Kiitos myös kaikille muille henkilöille jotka uhrasivat työaikaansa tutkimukseni avustamiseen, sekä asiantuntijoille jotka antoivat neuvoja lainsäädännön soveltamiseen liittyvissä kysymyksissä. Diplomityöni tarkastajaa professori Jouni Kivistö Rahnastoa haluan kiittää erityisesti opinnäytetyön rakenteeseen liittyvistä kommenteista. Suurimmat kiitokset kuuluvat Marikalle kannustuksesta. Tampereella 20.4.2007 Jussi Ahola jussi.ahola@iki.fi III
Sisällys 1. Johdanto...3 2. Teoria...5 2.1. Työympäristön vaarat ja riskit...5 2.2. Vaaraa aiheuttavat räjähdyskelpoiset ilmaseokset...7 2.2.1. Pölyjen muodostama räjähdyskelpoiset ilmaseokset...8 2.2.2. Kaasujen ja nesteiden muodostamat räjähdyskelpoiset ilmaseokset...10 2.3. Muuttuva työturvallisuuslainsäädäntö...11 2.4. Räjähdyskelpoisten ilmaseosten aiheuttamaa vaaraa koskevat määräykset...13 2.4.1. Räjähdysvaarallisten tilojen määrittäminen ja räjähdysvaaran arviointi 14 2.4.2. Räjähdyssuojausasiakirja...15 2.4.3. Tilaluokitukset...17 2.4.4. Syttymislähteet...18 2.4.5. Laiteluokitukset...20 2.4.6. Vanhojen laitteiden riskien arviointi...21 2.4.7. Räjähdyssuojaustoimenpiteet...23 3. Aineisto...25 3.1. Tutkimuksen kohteina olevat tilat...25 3.1.1. Perusopetuksen tilat...25 3.1.2. Muut opetustilat...26 3.2. Kohteissa esiintyvät räjähdyskelpoisia ilmaseoksia aiheuttavat aineet...27 3.2.1. Puupöly...27 3.2.2. Palavat nesteet ja kaasut...27 3.3. Kohteissa esiintyvät räjähdyskelpoisien ilmaseosten lähteet...29 3.3.1. Puuntyöstökoneet...29 3.3.2. Pölyn ja purunpoistojärjestelmät...29 3.3.3. Muut päästölähteet...32 3.4. Tapahtuneiden onnettomuuksien tilastointi...33 1
4. Käytetyt menetelmät...34 5. Työn suoritus...36 5.1. Tapausesimerkki: Klassillinen koulu ja Klassillinen lukio, Tampere...36 5.2. Tapausesimerkki: Pispan koulu, Tampere...38 5.3. Tapausesimerkki: Tampereen ammattiopisto, Hervannan ammattioppilaitos puuntyöstötilat...39 6. Tulokset...41 6.1. Toimintamenetelmä räjähdyssuojausasiakirjan laatimiseksi...41 6.2. Tapahtuneet onnettomuudet...46 6.3. Opetustiloista tunnistetut vaarat...47 6.3.1. Räjähdyskelpoisten ilmaseosten päästölähteet...49 6.3.2. Tilaluokiteltavat tilat...50 6.3.3. Syttymislähteet...51 6.4. Räjähdyssuojaustoimenpiteet...55 6.4.1. Tekniset räjähdyssuojaustoimenpiteet...55 6.4.1.1. Puuntyöstökoneisiin kohdistuvat toimenpiteet...56 6.4.1.2. Purunpoistojärjestelmiin kohdistuvat toimenpiteet...59 6.4.2. Organisatoriset räjähdyssuojaustoimenpiteet...61 6.5. Tapausesimerkkien tulokset...64 7. Tulosten arviointi...66 8. Johtopäätökset...68 Lähteet...69 Liitteet: Liite 1: Liite 2: Ohje räjähdyssuojausasiakirjan laatimiseksi opetustiloihin Räjähdyssuojausasiakirja, Esimerkkikoulu 2
1. Johdanto Euroopan yhteisön ATEX ( Atmosphères Exblosibles ) nimityksellä tunnettujen direktiivien tarkoituksena on suojella räjähdysvaarallisissa tiloissa työskenteleviä ihmisiä ja yhtenäistää jäsenvaltioiden räjähdysvaarallisten tilojen turvallisuutta koskevia määräyksiä, sekä niissä käytettäville koneille ja laitteille asetettuja vaatimuksia. Valtioneuvoston asetuksella 576/2003 on Suomessa saatettu voimaan ATEXtyöolosuhdedirektiivi räjähdyskelpoisten ilmaseosten työntekijöille aiheuttaman vaaran torjunnasta. Tämän lainsäädännön vaatimukset ovat olleet uusien tilojen osalta voimassa vuodesta 2003. Vuonna 2006 lainsäädännön siirtymäaika päättyi ja velvoitteet tulivat täysimääräisinä voimaan myös vanhoissa kohteissa. Voimassa olevan lainsäädännön mukaan työnantaja tai toiminnanharjoittaja on vastuussa siitä, että räjähdysvaarallinen tila on sellainen jossa työ voidaan tehdä turvallisesti. Räjähdyskelpoisten ilmaseosten aiheuttamat vaarat on selvitettävä ja tunnistettava, sekä tarvittaessa laadittava räjähdyssuojausasiakirja. Räjähdyssuojausasiakirjassa on muun muassa luokiteltava räjähdysvaaralliset tilat, arvioitava tilanteet joissa syttyvät kaasut, pöly tai nesteet voivat aiheuttaa räjähdyksen, sekä selvitettävä ja toteutettava toimenpiteet joilla räjähdyskelpoisten ilmaseosten syntyminen estetään. Tampereen kaupungilla on useita eri kohteita joissa ATEX olosuhdedirektiivin vaatimukset on otettava huomioon. Perusopetuksen teknisen työn konesaleissa on puupölystä syntyvä räjähdyskelpoisten ilmaseosten syntymismahdollisuus, jonka paloviranomainen on uuden lainsäädännön myötä määrännyt kartoitettavaksi. Teknisen työn, sekä fysiikan ja kemian luokissa saattaa esiintyä räjähdyskelpoisia ilmaseoksia myös opetuksessa käytetyistä kemikaaleista johtuen. Näiden lisäksi Tampereen kaupungin hallussa on myös muita verstaita ja tiloja, joiden räjähdyssuojausvaatimukset on kartoitettava. Tämän diplomityön ensisijaisena tarkoituksena on luoda edellytykset sille, että nämä uuden lainsäädännön vaatimukset voidaan täyttää kaikissa perusopetuksen tiloissa. Saatuja tuloksia voidaan käyttää hyväksi myös muissa samankaltaisissa kohteissa. Lainsäädännön vaatimuksien täyttämiseksi tehdään joistakin valituista kohteista tapaustutkimukset, joissa tunnistetaan räjähdyskelpoisiin ilmaseoksiin liittyvät vaarat sekä laaditaan kohteisiin räjähdyssuojausasiakirjat. Näiden tapausesimerkkien, sekä aiheeseen liittyvien standardien ja hyvien käytäntöjen pohjalta valmistellaan ja 3
kehitetään toimiva räjähdyssuojausasiakirjapohja, sekä työskentelymalli asiakirjan laatimiseksi. Viimeisessä vaiheessa koulutetaan eri tilojen vastuulliset henkilöt näiden menetelmien käyttöön, jotta edellytykset täyttää valtioneuvoston asetuksen 576/2003 ja ATEX olosuhdedirektiivin vaatimukset syntyisivät. 4
2. Teoria 2.1. Työympäristön vaarat ja riskit Riski merkitsee niitä vaaratekijöitä joille ihmiset ovat alttiina tietyllä hetkellä. Teoreettisessa ajattelussa riski määritellään useimmiten haitallisen tapahtuman esiintymistodennäköisyyden ja seurauksien funktioksi. Riskin toteutumiseen johtavat tapahtumat ovat ei toivottuja tapahtumia, jotka johtuvat tietyistä vaaroista. Vaaroiksi kutsutaan tekijöitä tai tilanteita, joiden toteutumisen seurauksena aiheutuu vahinkoa ihmisille, omaisuudelle tai ympäristölle. /1, 2, 3, 4/ Työympäristöissä esiintyy fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia vaaratekijöitä, jotka voivat aiheuttaa työntekijöille terveydellisiä haittoja. Turvallisuus on tavoitetila, jossa näitä terveyttä ja turvallisuutta uhkaavia vaaroja ei esiinny. Aukotonta turvallisuutta ei pystytä rakentamaan, mutta vaaratekijöitä pyritään tunnistamaan ja niistä aiheutuvaa riskiä pienentämään. /2/ Riskienhallinta tarkoittaa kaikkea toimintaa, jolla nämä riskit pidetään hyväksyttävällä tasolla (Kuva 1). Riskienhallinta on jokapäiväistä toimintaa, johon osallistuu koko organisaatio. /1, 4/ Kuva 1. Riskien hallinnan osatekijöitä. /5/ 5
Riskin arviointi on osa riskien hallintaa. Se on sarja loogisesti eteneviä vaiheita, joiden avulla tutkitaan järjestelmällisesti kohteen mahdollisia vaaratekijöitä ja niiden merkitystä. Vaaratekijät tunnistetaan ja niiden merkittävyys arvioidaan, jonka jälkeen voidaan päättää joudutaanko tekemään toimenpiteitä. /3/ Hyväksyttävät riskit ollaan valmiita kelpuuttamaan sellaisinaan. Lainsäädäntö voi asettaa riittävän turvallisuuden rajan, jota pienemmät riskit ovat sen kannalta hyväksyttyjä. /4/ Riskianalyysillä saadaan tietoja, joita tarvitaan riskin merkityksen arvioinnissa. Siihen sisältyy kohteen rajaaminen, vaarojen tunnistaminen sekä riskin suuruuden arviointi. Analyysimenetelmät voidaan jakaa laadullisiin ja määrällisiin. Määrälliset menetelmät ovat erityisen sopivia kun ennakoitavissa olevien vahinkojen laajuus ja vakavuus on suuri, ja kun käytössä on kylliksi käyttökelpoista tietoa jotta määrällinen analyysi on mahdollinen. /3/ Laadullinen arviointi on helpompi toteuttaa, ja täsmällisten tietojen puuttuessa usein ainoa mahdollinen vaihtoehto. Käytännössä suurin osa riskienarvioinneista on ainakin jossain määrin laadullisia. /6/ Riskianalyysimenetelmät voidaan edelleen jakaa vaarojen tunnistamismenetelmiin, onnettomuuksien mallintamismenetelmiin sekä seurausanalyyseihin. Onnettomuuksien mallintamismenetelmät kuvaavat tapahtumien kulkua ja antavat pohjan todennäköisyyksien arvioinnille, ja seurausanalyyseilla arvioidaan mahdollisten onnettomuuksien välittömiä vaikutuksia. /7/ Vaarojen tunnistamismenetelmillä saadaan yleiskuva kohteen vaaroista, niiden syistä ja mahdollisista seurauksista. Vaarojen tunnistamisessa voidaan käyttää apuna tarkastuslistoja, olemassa olevia standardeja, kokemusta, kokeita ja simulointia sekä järjestelmällisiä analyysimenetelmiä. /8/ Jotta työympäristössä väistämättä esiintyvät vaaratekijät eivät aiheuttaisi menetyksiä, on suunnittelemattomien tapahtumien ketjut pysäytettävä ennen kuin onnettomuus tapahtuu. Tähän tarkoitukseen rakennetaan erilaisia esteitä, eli suoritetaan turvallisuustoimenpiteitä. James Reasonin esittelemän mallin mukaan eri vahinkojen ehkäisemiseksi olemassa olevat toimenpiteet voidaan kuvata reikäisillä esteillä, reikäjuuston siivuilla (Kuva 2). Ideaalitilanteessa nämä esteet olisivat reiättömiä, mutta todellisuudessa näin ei koskaan ole. Turvallisuustoimenpiteissä olevat reiät muuttavat muotoaan ja liikkuvat ajan mukana, kun olosuhteet ja tilanteet muuttuvat. Tämän vuoksi on suoritettava useita päällekkäisiä turvallisuustoimenpiteitä. Jos toimenpiteet ovat vajavaisia, voivat ei toivotut tapahtumat läpäistä ne ja aiheuttaa menetyksiä. /9/ 6
Kuva 2. James Reasonin reikäjuustomalli. /9/ Kun piilevät vaarat läpäisevät suojaavissa mekanismeissa olevat aukot, niin tapaturma pääsee toteutumaan. 2.2. Vaaraa aiheuttavat räjähdyskelpoiset ilmaseokset Räjähdys on äkillinen hapettumis tai hajoamisreaktio, joka saa aikaan lämpötilan tai paineen tai yhtä aikaa molempien nousun. /3/ Räjähdysten ja äkillisten leimahdusten seuraukset ovat yleensä mittavia. Työpaikalla tapahtuessaan ne vaarantavat työntekijöiden hengen ja terveyden, ja aiheuttavat suuria taloudellisia vahinkoja. Vaarat aiheutuvat liekkien ja paineen hallitsemattomista seurauksista, haitallisista reaktiotuotteista ja hapen kulumisesta. /10/ Tämän tutkimuksen tarkoittama räjähdys tapahtuu, kun palava aine sekoittuu normaalipaineiseen ilmaan kyllin hienojakoisena ja sopivassa suhteessa, ja pääsee kosketuksiin kyllin suurienergisen syttymislähteen kanssa (Kuva 3) /10/. Tällainen räjähdys on käytännössä vain hyvin nopea palotapahtuma, eli hapettumisreaktio. Esimerkiksi paineastioiden revetessä tapahtuvat fysikaaliset räjähdykset eivät kuulu tämän tutkimuksen piiriin. 7
Kuva 3. Räjähdyskolmio. Kun palava aine sekoittuu sopivassa suhteessa ja kyllin hienojakoisena ilmaan, on syttymisen seurauksena räjähdys. /10/ Ilman ja palavan aineen seokset ovat räjähdyskelpoisia, jos niiden pitoisuudet ovat tiettyjen raja arvojen, räjähdysrajojen välillä. Alempi räjähdysraja ilmaisee pienimmän pitoisuuden, millä seos voi vielä syttyä. Ylempi räjähdysraja on vastaavasti suurin pitoisuus. Reaktioon tarvittavan hapen määrä riippuu palavasta aineesta. Ilmakehästä hapen osuus on noin 21 %, ja kun happea on tätä enemmän on reaktio nopeampi. Vastaavasti hapen osuuden ollessa pienempi reaktio hidastuu ja kyllin vähäisillä happipitoisuuksilla ei räjähdys yleensä ole mahdollinen. Räjähdys ei tapahdu ilmaseoksessa tasaisesti tai yhdenaikaisesti, vaan se etenee aaltona. Kun räjähdysaalto etenee ääntä nopeammin on kyseessä detonaatio, ja aallon levitessä ääntä hitaammin deflagraatio eli humahdus. /11/ Palavat kaasut, nesteet ja pölyt voivat muodostaa ilman kanssa räjähdyskelpoisia ilmaseoksia, joissa palaminen leviää syttymisen jälkeen koko palamattomaan seokseen. Avoimessa tilassa palorintama, eli räjähdysaalto leviää ympäristöön kunnes palava aine ja energia loppuvat. Mikäli palorintaman tiellä on esteitä, nousee paine. /12/ 2.2.1. Pölyjen muodostama räjähdyskelpoiset ilmaseokset Palavan kiinteän aineen palotapahtuma on sitä kiivaampi, mitä suurempi pinta ala on kosketuksissa ilmaan, eli mitä pienempiin osiin palava aine on jaettu. Kun partikkelit ovat kyllin pieniä, on palotapahtuma niin kiivas että kyseessä on räjähdys. Yleensä räjähdyksen syntymiseksi partikkeleiden koon, eli pölyn hiukkaskoon on oltava alle 500 mikrometriä. Lisäksi pölyn määrän ilmassa on oltava räjähdysrajojen välillä. Alempi 8
räjähdysraja on tyypillisesti suuruusluokaltaan 20 100 grammaa pölyä kuutiometrissä ilmaa, ja ylempi 2 3 kg/m³. /13/ Pölypilvi on dynaaminen systeemi jossa pölyhiukkaset ovat jatkuvassa liikkeessä ilmavirtojen ja painovoiman vuoksi, joten sen paikoittainen konsentraatio muuttuu jatkuvasti. /14/ Pöly ei siis leviä tasaisesti käytettävissä olevaan tilaan. Pölyä pitää olla ilmassa suhteellisen paljon jotta se voisi räjähtää. Räjähdyskelpoinen pilvi hiilipölyä, jonka pitoisuus on 40 g/m³ on niin tiheä, että 25 watin hehkulamppu ei näy kahden metrin päähän. Normaalioloissa näin tiheitä pölypilviä esiintyy vain harvoin, joten pääsääntöisesti pölyräjähdykset tapahtuvat koneiden ja laitteistojen sisäpuolella. Ensimmäisen räjähdyksen seurauksena ketjureaktiot voivat kuitenkin levitä myös laitteistojen ulkopuolelle. /14/ Mitä pienempi pölyn hiukkaskoko on, sitä helpommin pölyräjähdys syntyy, ja sitä tuhoisammat sen seuraukset ovat. Pöly ilmaseoksen konsentraation kasvaessa räjähdyksen voimakkuus kasvaa tiettyyn rajaan asti, kunnes se alkaa pienentyä. Konsentraation kasvaessa myös syttymiseen vaadittava energia laskee noin 500g/m³ asti, eli tiettyyn rajaan asti mitä enemmän pölyä on, sitä suurempi on räjähdysvaara. Kosteus sitoo pölyä ja laskee pölyn syttymisherkkyyttä, sekä räjähdyksen voimakkuutta. /13/ Räjähdyksen voimakkuuden kuvaamiseen voidaan käyttää eri pölyille määriteltävissä olevaa K st pölyräjähdysvakiota (Taulukko 1). Se määritellään paineen kasvun nopeuden perusteella testiolosuhteissa. Tästä on hyötyä kun arvioidaan tarvittavien turvallisuustoimenpiteiden laajuutta. Arvot ovat kuitenkin parhaimmillaankin vain suuntaa antavia. /14/ Taulukko 1. K st arvo ja räjähdyksen voimakkuus. /14/ K st arvo (bar m s 1 ) Räjähdyksen suhteellinen voimakkuus 0 Ei räjähdystä 0 200 Heikko räjähdys 200 300 Voimakas räjähdys 300 Erittäin voimakas räjähdys Palavien pölyjen aiheuttamia vaaroja tarkastellessa on myös kiinnitettävä huomiota pölykertymiin. Yksi palaville pölyille käytetty tunnusluku on kuuman pinnan minimi 9
lämpötila, jolla 5 millimetrin paksuinen pölykerros syttyy. Kun kytevä pölykertymä lähtee liikkeelle esimerkiksi sammutustoimenpiteiden vuoksi, on tuloksena helposti räjähdys. Pölykertymästä liikkeelle lähtevän hienojakoisen pölyn sisällä vaikuttavien koheesiovoimien vuoksi se harvemmin leviää yksittäisiksi partikkeleiksi, joten pölypilven efektiivinen hiukkaskoko on yleensä suurempi kuin yksittäisten pölyhiukkasten koko. /14/ 2.2.2. Kaasujen ja nesteiden muodostamat räjähdyskelpoiset ilmaseokset Palavat kaasut voivat muodostaa ilman kanssa erittäin herkästi räjähtäviä ilmaseoksia. Näiden räjähdysrajat ilmoitetaan prosentteina. Joitakin kaasuja täytyy olla ilmassa vain muutama prosentti räjähdysvaaran syntymiseen. Usean kaasun seokset käyttäytyvät vielä huomattavan eri tavoin verrattuina puhtaisiin kaasuihin. Kaasumaisessa muodossa käytettyjen aineiden ja ilman muodostamien seosten räjähdykset syntyvät useimmiten kun kaasua syystä tai toisesta pääsee laitteistojen ulkopuolelle. Kaasun tai höyryn tiheys vaikuttaa siihen, missä räjähdyskelpoinen ilmaseos voi syntyä; ilmaa raskaammat kaasut laskeutuvat ja leviävät, kun taas ilmaa kevyemmät kaasut hajoavat käytettävissä olevaan ilmatilaan. /10/ Palavien nesteiden pinnalta haihtuu palavia kaasuja, eli höyryjä, jolloin ympäröivään ilmatilaan voi kehittyä räjähdyskelpoinen ilmaseos. Leimahduslämpötila on alin lämpötila, jossa palavan nesteen pinnalta haihtuu niin paljon kaasuja että ne muodostavat ilman kanssa ilmaseoksen, joka leimahtaa syttymislähteen vaikutuksesta, mutta ei jatka palamista itsenäisesti. Jos lämpötila pysyy tämän alapuolella, ei räjähdyskelpoisia höyryn ja ilman seoksia synny (Kuva 4). Syttymisen mahdollistamiseksi on höyryn määrän oltava räjähdysrajojen välissä. Syttymislämpötila, jossa höyrystyvät kaasut jatkavat palamistaan itsenäisesti, on leimahduslämpötilaa yleensä 20 60 C korkeampi. /15/ 10
Kuva 4. Palavien nesteiden ja höyryjen välisiä suhteita. /15/ Palavat nesteet voivat muodostaa räjähdyskelpoisia ilmaseoksia sekä höyrynä että sumuna. Palava nesteen ja ilman seokset voivat olla räjähdyskelpoisia, kun neste on sumun muodossa (Kuva 4). Sumu voi syttyä myös leimahduslämpötilan alapuolella, jos se kohtaa kyllin suurienergisen syttymislähteen. Tällaisia seoksia voi esiintyä esimerkiksi ruiskumaalauksen yhteydessä, tai kun palovaarallinen neste purkautuu laitteistoista tai säiliöstä paineella. Seoksen konsentraation on oltava räjähdysrajojen välissä, ja pisarakoon on oltava kyllin pieni /10/. Tyypillisesti pisarakoko on välillä 1 100 mikrometriä, mutta räjähdykseen voivat myötävaikuttaa kooltaan aina yhteen millimetriin asti olevat pisarat. /16/ 2.3. Muuttuva työturvallisuuslainsäädäntö Suomi on Euroopan Unionin jäsenvaltio, joten se on velvoitettu muuttamaan lakejaan ja asetuksiaan vastaamaan EU:n yhteisten säädösten, direktiivien, vaatimuksia. Mikäli kansalliset säädökset eivät vielä täysin vastaa direktiivejä, on viranomaisen tulkittava kansallisia oikeusnormeja siten, että direktiivien tavoitteet saavutetaan. Työolosuhteita koskevat perusteet sisältyvät yleissäädöksenä noudatettavaan työympäristön puitedirektiiviin 1989/391/ETY, joka on pantu Suomessa toimeen uudella työturvallisuuslailla (L 738/2002). Puitedirektiivin rinnalla sovelletaan yksittäisistä työturvallisuuskysy 11
myksistä annettuja erityisdirektiivejä, joita on tällä hetkellä liki 20. Suomessa nämä ovat implementoitu, eli pantu täytäntöön työturvallisuuslain nojalla annetuilla valtioneuvoston asetuksilla tai päätöksillä. /17/ Työolosuhteita säätelevät direktiivit ovat yleensä vähimmäistasodirektiivejä, ja koneita ja laitteita koskevat direktiivit taas harmonisointidirektiivejä. Työsuojelun vähimmäistasodirektiivien mukaan jäsenvaltioiden kansallinen lainsäädäntö on muutettava vähintään direktiivin tasoa vastaavaksi. Tällä osaltaan mahdollistetaan työvoiman vapaa liikkuvuus takaamalla tietyt vähimmäistyöolosuhteet kaikissa maissa. Harmonisointidirektiiveillä taas harmonisoidaan jäsenvaltioiden lainsäädäntöä ja näin poistetaan kaupan teknisiä esteitä; kansallinen lainsäädäntö ei saa juurikaan olla direktiiviä tiukempi tai lievempi. Harmonisointidirektiiveillä säädetään tuotteiden ja laitteiden turvallisuusominaisuuksista, sekä menettelytavat joilla asetettujen turvallisuusvaatimusten täyttäminen todennetaan. Tulkinta siitä, mikä on koneen ominaisuus ja mikä taas työolosuhde ei aina ole selkeä, ja vanhassa suomalaisessa työsuojelulainsäädännössä ei tällaista jaottelua ole ollut. /18/ Työturvallisuuslaissa on tavoitteena työolojen jatkuva parantaminen. Sen mukaan työnantajalla on yleinen velvollisuus tietää työpaikan vaarat ja niiden aiheuttamat riskit ja taata työntekijöiden turvallisuus ja terveys kaikissa oloissa. Vaaroja arvioitaessa on otettava huomioon työntekijän henkilökohtaiset ominaisuudet, kuten ikä ja ammattitaito. Lainsäädännön yksityiskohdat ovat jatkuvassa muutoksessa, kun yksittäisiin työturvallisuuskysymyksiin annetaan asetuksia ja kun voimassaoleviin asetuksiin tehdään tarkennuksia ja muutoksia. Työnantajan vastuulla on seurata tätä kehitystä ja huolehtia asetusten täyttymisestä. /17/ Laajennetun soveltamisalan nojalla työturvallisuuslainsäädäntöä sovelletaan myös oppilaan ja opiskelijan työhön koulutuksen yhteydessä. Kysymykseen tulevat esimerkiksi peruskoulun puutyötunnit, laboratoriotyöt sekä ammattioppilaitoksen harjoitustyöt. Kansalais ja työväenopistoissa ja muilla vastaavilla harrastustoiminnaksi katsottavilla vapaa ajan kursseilla ei toimintaa pääsääntöisesti pidetä tässä tarkoitettuna opiskelijan työnä. /17/ Laki opiskelutapaturman korvaamisesta (L 1318/2002) erityisesti asettaa opetuksen järjestäjän vastuuseen, kun tapaturma on sattunut henkilön osallistuessa opetussuunnitelman tai tutkinnon mukaiseen käytännön opetukseen, työssäoppimisjaksoon, työharjoitteluun, näyttötutkintoon tai työelämään tutustumiseen. /19/ 12
Tuotteisiin tai työoloihin kohdistuvia vaatimuksia esittävissä EU:n uuden lähestymistavan mukaisissa (New Approach) direktiiveissä on määritelty vain oleelliset turvallisuusvaatimukset. Näitä tulkittaessa on usein tarkoituksenmukaista käyttää yhdenmukaistettuja EN standardeja apuna. Standardit eivät ole osa lainsäädäntöä, mutta kun standardin määräykset tulevat täytetyiksi, täyttyvät myös direktiivien turvallisuusvaatimukset. Erityisesti vanhojen tilojen tai koneiden saattaminen standardeja vastaavaksi ei aina ole mahdollista, mutta direktiivin ja lainsäädännön vähimmäisvaatimukset voidaan kuitenkin pystyä täyttämään. Standardien sisältämät ohjeet ja ratkaisuesimerkit ovat hyvänä apuna turvallisuussuunnittelussa sekä säädösten esittämien vaatimusten tulkinnassa. /20/ 2.4. Räjähdyskelpoisten ilmaseosten aiheuttamaa vaaraa koskevat määräykset Nykyinen räjähdyskelpoisiin ilmaseoksiin liittyvä kansallinen lainsäädäntömme perustuu laitedirektiiviin 1994/9/EY /21/ ja olosuhdedirektiiviin 1999/92/EY /22/. Usein näitä kutsutaan ATEX direktiiveiksi Atmosphères Explosibles termin mukaan. Laitedirektiivin tavoitteet on otettu huomioon asetuksessa 917/1996 /23/ sekä kauppaja teollisuusministeriön päätöksessä 918/1996 /24/. Olosuhdedirektiivi saatettiin voimaan valtioneuvoston asetuksella 576/2003 /25/. Tässä diplomityössä näitä kaikkia kutsutaan yhteisellä nimellä ATEX lainsäädäntö. Direktiivien tarkoituksena on parantaa työolosuhteita suojelemalla räjähdysvaarallisissa tiloissa työskenteleviä ihmisiä, sekä yhtenäistää EU lainsäädäntöä ja taata räjähdysvaarallisiin olosuhteisiin tarkoitettujen laitteiden vapaa kauppa /10/. Valtioneuvoston asetus 576/2003 märittää työnantajan tai toiminnanharjoittajan velvollisuudet työntekijöiden turvallisuuden varmistamiseksi työssä, jossa saattaa esiintyä räjähdyskelpoisten ilmaseosten aiheuttamia vaaroja. Asetuksella voimaan saatettu direktiivi on vähimmäistasodirektiivi, mutta käytännössä suomalainen asetus ei poikkea direktiivistä. /22, 25/ Asetuksen mukaan tilat, joissa räjähdyskelpoisia ilmaseoksia voi esiintyä on tunnistettava ja luokiteltava. Jos toiminnanharjoittajalta löytyy tällaisia tiloja, ja niissä esiintyy syttymislähteitä, on suoritettava räjähdyssuojaustoimenpiteitä. Ensisijaisesti 13
pyritään estämään räjähdyskelpoisten ilmaseosten syntyminen. Mikäli tämä ei ole mahdollista, on ilmaseosten syttyminen estettävä, eli syttymislähteet on poistettava. Silloin kun tämäkään ei ole luotettavasti mahdollista, eli räjähdysvaara ei pystytä poistamaan, on mahdollisen räjähdyksen vaikutukset minimoitava. Tehdyt toimenpiteet on kuvattava räjähdyssuojausasiakirjassa. /25, 10/ Vuodesta 2003 eteenpäin on uutena käyttöönotettujen tilojen tullut täyttää VNa 576/2003 vaatimukset. Päivämäärä 30.6.2006 oli takarajana vanhojen, jo käytössä olevien tilojen osalta, jonka jälkeen asetus koskee kaikkia tiloja täysimääräisesti. /12/ Tämä asetus koskee vain normaalipaineisen ilman kanssa muodostuvia ilmaseoksia, eli tilanteita joissa ilmanpaine on 0,8 1,1 baaria. Direktiivin 1999/92/EY englanninkielisessä versiossa on sisällytettynä myös vaatimus normaalista lämpötilasta, eli 20 +60 astetta celsiusta. Yhdenmukaistetuissa standardeissa lämpötilarajoina on 20 +40 astetta. Jo aikaisemmin on palovaarallisten aineiden ja ilman seosten aiheuttamiin vaaroihin liittynyt lainsäädäntöä. Uusi laki vaarallisten kemikaalien ja räjähteiden käsittelyn turvallisuudesta (L 390/2005) tuli voimaan vuonna 2005, ja sitä edeltävän lain perusteella annetuista säädöksistä on suuri osa jätetty voimaan. Säädöksissä annetaan erityisvaatimuksia eri palavien kaasujen ja nesteiden varastointiin ja käyttöön liittyen /26/. ATEX lainsäädännön myötä tulleista muutoksista suurimmat koskevat sitä, että myös palavat pölyt otetaan huomioon, luokiteltuihin tiloihin on tehtävä räjähdyssuojausasiakirja, ja laitevaatimukset koskevat muitakin kuin sähkölaitteita. 2.4.1. Räjähdysvaarallisten tilojen määrittäminen ja räjähdysvaaran arviointi Valtioneuvoston asetus 576/2003 koskee kaikkia työnantajia, joiden työntekijät työskentelevät räjähdysvaarallisissa tiloissa, tai jotka rakentavat ja suunnittelevat näitä tiloja. Lainsäädännön vaatimusten vuoksi on ensimmäisenä selvitettävä onko kyseessä räjähdysvaarallinen tila, eli onko vaarallisten räjähdyskelpoisten ilmaseosten esiintyminen mahdollista. /27/ Tämä voidaan selvittää vastaamalla seuraaviin kysymyksiin /10/: 14
1. Onko tilassa palavia aineita? 2. Voiko riittävä sekoittuminen ilmaan johtaa räjähdyskelpoisen seoksen syntymiseen? 3. Voiko räjähdyskelpoista ilmaseosta syntyä vaaraa aiheuttava määrä? Palavien aineiden tunnistamisessa on apuna kemikaaleista työpaikoilla laaditut vaarallisten aineiden luettelot, käyttöturvallisuustiedotteet sekä pakkausmerkinnät. Kemikaalien lisäksi myös palavat pölyt, ja mahdollisten kemiallisten reaktioiden myötä muodostuvat palavat aineet tulee tunnistaa. Jotta palavan aineen sekoittuminen ilmaan voisi johtaa räjähdyskelpoisten ilmaseosten syntymiseen, tulee palavan aineen pitoisuuksien olla räjähdysrajojen sisällä. Lisäksi pölyjen kohdalla hiukkaskoon, ja sumujen kohdalla pisarakoon on oltava kyllin pieni. /16/ Kolmannessa kohdassa vaaraa aiheuttavaksi määräksi räjähdyskelpoista ilmaseosta katsotaan suljetussa huonetilassa yksi kymmenestuhannesosa huoneen tilavuudesta, tai yli 10 litraa huonekoosta riippumatta. /10/ Valtioneuvoston asetuksen 576/2003 puitteissa ei palavan aineen ja ilman seosta tarvitse ottaa huomioon mikäli seos ei ole normaalipaineessa, ilma on suurimmaksi osaksi korvattu muulla kaasulla, tai jos seos muodostuu vain ennalta arvaamattomassa onnettomuustilanteessa. Lisäksi kaasulaiteasetuksen (1434/1993) piirissä olevat kaasumaisia polttoaineita käyttävät laitteet, potilaan hoitoon tarkoitetut tilat, avo ja kaivoslouhintatoiminta, sekä räjähdysaineiden ja epävakaiden kemiallisten aineiden käsittelyyn ja käyttöön liittyvät tilanteet on rajattu tämän lainsäädännön ulkopuolelle /25/. Tällaiset tilanteet eivät kuitenkaan ole räjähdysvaaran kannalta vaarattomia, ja niihin liittyvät vaarat on tunnettava osana muuta turvallisuustoimintaa. 2.4.2. Räjähdyssuojausasiakirja Räjähdysvaaran arvioinnin tulokset, ja sen pohjalta päätetyt toimenpiteet on esitettävä räjähdyssuojausasiakirjassa. Tämä on laadittava ennen työn tekemisen aloittamista kohteessa, ja se on pidettävä ajan tasalla mahdollisten muutostöiden yhteydessä. Ennen 1.9.2003 käyttöön otetuille kohteille räjähdyssuojausasiakirjan laatimisen takaraja oli 30.6.2006. Tällä asiakirjalla toiminnanharjoittaja osoittaa täyttäneensä lainsäädännön vaatimukset. Räjähdyssuojausasiakirjassa voidaan viitata muihin olemassa oleviin 15