Atex säädösten soveltaminen olemassa oleviin laitoksiin ja staattinen sähkö prosessiteollisuudessa 10.05.2007 Kunnossapitopäällikkö Jari Välilä Borealis Polymers Oy
Operaattori yrittää poistaa tukkeumaa (magnesium) rautatangolla, mikä saa sekoittimessa olevan pölypilven räjähtämään kipinän avulla. Operaattori poltti itsensä pahoin. Page 2
BIG BAG:n tyhjennyksessä tapahtunut pölyräjähdys. BIG BAG:ä ei oltu maadoitettu (nro 9). Syntyy potentiaaliero, jolloin staattinen kipinä sytyttää pölypilven ja syntyy pölyräjähdys tyhjässä säkissä ja toisioräjähdys syöttösuppilossa. Operaattorit saavat useita palovammoja. Page 3
Useita säkkejä on tyhjennetty sekoittimeen. Operaattori seisoo muovikalvon päällä, jolloin staattinen sähkö ei purkaannu, vaan operaattoriin vapautuu staattista sähköä. Sen aiheuttama kipinä on energialtaan riittävä sytyttämään pölypilven aiheuttaen pölyräjähdyksen. Operaattori saa useita palovammoja kasvoihin ja ylävartaloon. Page 4
Tuotesäiliötä hitsataan käynnin aikana, jolloin kuuma piste sytyttää pölypilven. Asentaja saa tiilen päähänsä, koska murtolevy purkautuu sisätilaan ja rikkoo katon. Asentaja loukkaantuu vakavasti. Page 5
Atex direktiivit Atex säädöstö muodostuu kahdesta direktiivistä työolosuhdedirektiivi laitedirektiivi Atex laitedirektiivi 94/9EY ( Atex 100 a) => KTMp 918/1996 räjähdysvaarallisiin ilmaseoksiin tarkoitetuista laitteista ja suojausmenetelmistä Atex työolosuhdedirektiivi 1999/92/EY (Atex 137) => 576/ 2003 Valtioneuvoston asetus räjähdyskelpoisten ilmaseosten työntekijöille aiheuttaman vaaran torjunnasta Page 6
Räjähdyskelpoinen ilmaseos / Räjähdysvaarallinen ilmaseos Räjähdyskelpoinen ilmaseos normaali ilmanpaineisen ilman ja palavan kaasun, höyryn, sumun tai pölyn muodostama syttyvä seos, jossa syttymisen jälkeen palaminen leviää koko palamattomaan seokseen. Räjähdysvaarallinen ilmaseos normaali ilmanpaineisen ilman ja palavan kaasun, höyryn, sumun tai pölyn muodostama seos, jossa paikallisten tai toiminnallisten olosuhteiden vuoksi saattaa muodostua räjähdyskelpoinen ilmaseos. Page 7
Atex työolosuhdedirektiivi Atex työolosuhdedirektiivi (räjähdyskelpoisten ilmaseosten työtekijöille aiheuttaman vaaran torjuminen) astui voimaan 1.9. 2003 Ennen direktiivin voimaantuloa olemassa olleiden laitosten tuli täyttää sen vaatimukset 30.6.2006 mennessä Tarkoitus: työntekijöiden turvallisuuden ja terveyden suojeleminen yleinen turvallisuuden ylläpitäminen henkilö ja omaisuusvahinkojen estäminen Direktiivi koskee kaikkia niitä työnantajia, joiden työtekijät voivat joutua alttiiksi palavista nesteistä, kaasuista tai pölystä aiheutuvalle räjähdysvaaralle ei ainemääräisiä alarajoja. Page 8
Atex työolosuhdedirektiivi Räjähdysvaaran arviointi. On erityisen tärkeää arvioida: Vaarallisten räjähdyskelpoisten ilmaseosten esiintymistä Syttymislähteiden esiintymistä ja mahdollisuutta, että ne aiheuttavat syttymisen > voiko olla räjähdyskelpoisia seoksia, onko syttymislähteitä Uutena räjähdyskelpoisena seoksena huomioitava pöly ilmaseos syttymislähteinä arvioitava mm. staattinen sähkö, kuumat pinnat, kipinöivät laitteet Työolosuhdedirektiivi vaatii poistamaan kaikki riskitekijät, minimoimaan syttymislähteet (esim. staattisen sähkön), ja räjähtävän pöly ilmaseoksen muodostumisen > siivousohje Page 9
ATEX laitedirektiivi Atex laitedirektiivi astui voimaan 1.7.2003 (siirtymäaika päättyi 30.6.2003) Ei koske ennen siirtymäajan päättymistä käyttöönotettuja laitteita > riskiarviointi suoritettava Koskee muitakin kuin sähkölaitteita; mekaaniset laitteet Soveltamisala: laitteet ja suojausjärjestelmät, jotka on tarkoitettu käytettäväksi räjähdysvaarallisissa ilmaseoksissa turva säätö ja ohjauslaitteet, joita tarvitaan tai jotka vaikuttavat laitteiden ja suojausjärjestelmien räjähdyssuojaukseen voivat sijaita myös räjähdysvaarallisen tilan ulkopuolella laitteiden suojausjärjestelmien komponentit Ex alueelle hankittavien uusien laitteiden tulee olla Atexhyväksyttyjä. Page 10
ATEX laitedirektiivi Laitteet on luokittelu turvallisuustason mukaan. Laite direktiivin vaatimukset: CE merkintä (ei kuitenkaan komponentteihin) erityinen Ex merkintä sekä merkinnät ATEX direktiivin tarkoittamasta: laiteryhmästä laiteluokasta sekä tarkoitetusta käyttöympäristöstä Page 11
Atex laitedirektiivi ja Atex työolosuhdedirektiivi Atex laitedirektiivi Atex työolosuhdedirektiivi Tilaluokitus Page 12 Tilaluokka Laiteluokka Laiterakenteet 0 1G Exia Exs 1 1G, 2G Exd,Exp,Exd,Exe,Exi, Exm..,Exs 2 1G,2G,3G Ed lisäksi, Exn, normaalitlaiteet, jotka normaali toiminnassa eivät kipinöi, eivät kuumene liikaa, turvallisusarviointi kirjattuna räjähdyssuojaus asiakirjaan Räjähdyssuojaus asiakirja Räjähdysvaaran määritys ja arviointi Toimenpiteiden toteuttaminen joilla asetuksen tavoiteet saavutetaan Tilaluokitusselvitys Esitettävä tilat joihin sovelletaan asetuksen liitteen 2 vähimmäisvaatimuksia Selvitys työpaikan työvälineiden, ja varolaitteiden turvallisesta rakenteesta, huollosta ja käytöstä
Tilaluokitus Räjähdysvaarallisen ilmaseoksen syttymistodennäköisyyksiin ei tule sisällöllisiä muutoksia aikaisempaan standardointiin verrattuna ts. vanhat tilaluokat pätevät. Laitevalintaan liittyvät laiteluokitukset ovat uutta sekä sähkölaitteille että ei sähköisille laitteille. Esim. Borealis Polymers:ssa tilaluokitus päivitys on tehty lisäämällä laitevalintaan liittyvät lisävaatimukset sekä sähköisille että eisähköisille laitteille. Page 13
Atex direktiivien aiheuttamat toimenpiteet Osastoilla tehty pölyräjähdysvaarallisilla alueilla riskikartoitus vanhoille laitteille. Kartoitettu kuumat pinnat syttymislähteinä Päivitetty luokitukset. > Pöly (eristävä pöly) muutti luokitukset. Luokitusten muutos vaikuttaa kunnossapitoon, suunnitteluun ja laitehankintaan > ohjaamoissa on päivitetyt tila / alueluokituspiirrustukset Työohjeet päivitetty ja siivousohjeet laadittu pölyräjähdysvaarallisille alueille Alueet merkitty EX kyltein Laadittu räjähdyssuojausasiakirja (BOY.31.20.114.F 30.6.2006) Page 14 Microsoft Word Document
Räjähdyssuojausasiakirja Räjähdyssuojausasiakirja on asiakirja, joka tarkastelee yrityksen toimintajärjestelmää Atex säännöstön pohjalta. Räjähdyssuojausasiakirjasta vastaa HSE&Q päällikkö. Räjähdyssuojausasiakirjassa esitetään mm. vaaran arvioinnin tulokset ja tekniset ja organisatoriset suojaustoimenpiteet sekä räjähdysvaarallisten tilojen luokittelu. Räjähdyssuojausasiakirja pidetään jatkuvasti ajan tasalla. Henkilökunnalle koulutetaan Atex säädökset ja turvalliset työskentelymenetelmät räjähdysvaarallisella alueella niin, että työntekijät tietävät riskit ja vaarat ja ovat ammattitaitoisia ja päteviä. Page 15
Erilaisia kohteita, missä syntyy räjähtäviä kaasu pöly ilma seoksia Page 16
Staattinen sähkö prosessiteollisuudessa Staattisella sähköllä tarkoitetaan aineessa tai kappaleessa olevaa varausylimäärää, joka aiheuttaa jännitteen eli potentiaalieron muihin kappaleisiin, aineisiin tai maahan nähden. Staattinen sähkö on yksi yleisimmistä syttymislähteistä kaasu ja pölyräjähdysvaarallisilla alueilla (ATEX direktiivit). Page 17
Staattisen sähkön energia Page 18
Staattisen sähkön varautuminen eristävä muovitynnyri voimakkaasti varautuneen nesteen purku hallitsemattomasti Tässä putki purkaa varauksen Page 19
Varauksen kertyminen Varauksen kertyy, jos sen muodostuminen ja purkautuminen eivät ole tasapainossa. Sähkönjohtavuus on aineominaisuus, johon vallitsevat olosuhteet, (esimerkiksi suhteellinen kosteus, lämpötila, ph, ja lisäaineet) vaikuttavat. Suhteellisen kosteuden nousu parantaa monien aineiden pinnan sähkönjohtavuutta. Vesi muodostaa johtavan kerroksen aineen pinnalle, jolloin varautumisen mahdollisuus pienenee. Muoveille suhteellisen kosteuden nostaminen ei ole riittävä johtavuuden parantaja. Ne eivät kosteissakaan olosuhteissa absorboi tarpeeksi kosteutta, jotta muodostuisi johtava kerros. Page 20
Eri materiaalien johtokyky Eristävä muovi Johtava teräs Page 21 Atex- ja staattinen sähkö /VJ, TMM Yhteiset k-päivät 2006
Aineiden varautuminen Sähköä johtavilla kiinteillä maasta eristetyillä kappaleilla voi staattisen varauksen muodostama varastoituva energia olla suuri ja aiheuttaa vakavan vaaratilanteen. Mitä suurempi on kappaleen kyky vastustaa sähkövirran kulkua, niin yleensä sitä suurempi on taipumus varauksen kertymiseen. Tärkein nesteiden varautumiseen vaikuttavista tekijöistä on nesteen johtavuus. Vaarallisessa määrin varautuvat vain nesteet, joiden sähkönjohtokyky on huono (esim. puhtaat hiilivedyt). Puhtaissa kaasuseoksissa ei tapahdu staattista varautumista. Kaasun joukossa olevat nestepisarat tai kiinteät hiukkaset (pöly, vesipisarat) sen sijaan varautuvat. Kaasun joukossa voi olla hiukkasia tarkoituksella, esimerkiksi raepuhalluksessa tai ruiskumaalauksessa. Page 22
Aineiden varautuminen Jauheilla tapahtuu voimakasta varautumista niiden ollessa kosketuksessa erilaisten pintojen kanssa. Varautumista tapahtuu myös jauheen virratessa johtamattomassa putkessa (varautumismekanismi sama kuin nesteen virtauksessa). Virtaavan aineen poistuessa putkesta putken seinämä ja virtaava aine varautuvat. Jos jauhetta käsitellään yhdessä palavien kaasujen tai höyryjen kanssa on varautumisesta aiheutuva vaara huomattavasti suurempi (hybridiseos). Page 23
Oikein tehty Potentiaalintasaus Työympäristön maadoitukset tulee tarkistaa säännöllisin väliajoin Page 24
Staattisen sähkön hallitsematon purkautuminen varauksen hallitsematon purkautuminen Page 25 samassa potenttiaalissa
Staattisen sähkön purkausmuotoja Minimisyttymisenergia (mj) Energia (mj) 10 5 10 4 10 5 10 4 10 3 10 2 Ammoniakki 10 3 10 2 10 1 10 1 10 2 Kaasut, höyryt Isopropyyliamini Asetoni Metaani Propaani Vety, rikkihiili, asetyleeni Pölyt Hienojakoinen pöly Erittäin hienojakoinen pöly Koronapurkaus Huiskupurkaus Kekopurkaus Kipinäpurkaus Liukupurkaus 10 1 10 1 10 2 Page 26 Syttyvä seos Purkausmuoto
Staattisesta sähköstä aiheutuvat vaarat ja haitat Staattisen sähkön hallitsematon purkaus voi aiheuttaa vakavimman vaaran kohteissa, joissa käsitellään herkästi syttyviä kaasuja, nesteitä tai jauheita. Purkauksessa vapautuva energiamäärä voi aiheuttaa kaasu ilma tai pöly ilma seosten syttymisen. Muita staattisen sähkön aiheuttamia vaaroja ja haittoja: Prosessien toimintahäiriöt ja käytettävyyden heikkeneminen. Mitta ja säätölaitteiden herkät elektroniikkakomponentit voivat vioittua staattisen sähköpurkauksen seurauksena. Sähköiskun" aiheuttamasta säikähtämisestä aiheutuvat vahingot ja tapaturmat (putoamiset, horjahtamiset). Hienojakoisten materiaalien käsittelyssä (jauhatus, kuljetus, pakkaus) staattisen sähkön kertyminen aiheuttaa tukoksia. Muovituotteiden ja muoviarkkien valmistuksessa staattinen sähkö aiheuttaa tarttumista ja myös pölyn kerääntymistä esim. kalvojen pinnalle. Page 27
Staattinen sähkö syttymislähteenä Staattisen sähkön muodostuminen, kertyminen ja hallitsematon purkautuminen ei aina aiheuta vaaraa tai haittaa. Staattisen sähkön esiintymisen lisäksi myös vaaratilanteen muiden edellytysten on oltava olemassa Staattisen sähkö purkaus voi toimia syttymislähteenä, jos varauksella on riittävä potentiaali purkauksen synnyttämiseksi purkauksen energia on riittävän suuri eli kaasu tai pölyseoksen minimisyttymisenergia on pienempi kuin staattisen sähkön purkauksessa vapautuva energia purkaus tapahtuu räjähdyskelpoisessa seoksessa = Palavan kaasun, höyryn tai hienojakoisen jauheen ja ilman seos voi syttyä, jos palavan aineen ja ilman muodostaman seoksen pitoisuus on aineelle ominaisten syttymisrajojen sisällä. Liian laiha tai liian rikas seos ei syty. Pölyn kohdalla edellytyksenä on lisäksi, että pöly on ilmassa leijuvaa ja että partikkelikokojakauma on sellainen, että pöly syttyy. Page 28.
Staattinen sähkö syttymislähteenä Tulipalon perusedellytyksenä on seuraavien tekijöiden samanaikainen esiintyminen: palava aine (kiinteä, neste, kaasu, pöly) palamiseen tarvittava hapettava aine (yleensä ilma) syttymiseen tarvittava energia (lämpö, kipinä jne.) häiriintymätön ketjureaktio. Räjähdys tarkoittaa äkillistä energian vapautumista, johon liittyy aineen nopea laajeneminen. Laajenemisen ollessa riittävän nopea, se synnyttää ilmassa ( vedessä, maassa tai rakenteessa) etenevän paineaallon. Räjähdyksen tapahtuminen vaatii, että palava aine ja happi ovat hyvin sekoittuneita ennen syttymistä. Tällöin palamisreaktio tapahtuu hyvin nopeasti. Page 29
Pölyräjähdysvaara Palavien aineiden (esim. muovien) hienojakoiset jauheet ja pölyt (< 0,5 mm) voivat muodostaa räjähtävän seoksen ollessaan jakaantuneena hienona pölypilvenä ilmaan. Pölyn partikkelikoolla on vaikutusta sekä minimisyttymisenergiaan että minimiräjähdyspitoisuuteen. Käsiteltäessä syttyviä pölyjä korotetussa lämpötilassa voi minimisyttymisenergia olla pienempi kuin normaaliolosuhteissa määritetty minimisyttymisenergia. Lisäksi hybridiseokset (jauhe tai pöly yhdessä palavan kaasun tai höyryn kanssa) ovat huomattavasti herkempiä syttymään kuin vastaavat jauhe ilma seokset. Page 30
Ihmisen varautuminen Ihminen varautuu liikkeen ja vaatetuksen vaikutuksesta. Tavalliset tekstiilit johtavat sähköä huonosti, jolloin muodostuneiden varausten purkautuminen on vaikeaa. Maasta eristettyyn ihmiseen muodostunut varaus ei pääse purkautumaan, vaan kasvaa ihmisen kävellessä. Käytettävät vaatteet ja jalkineet sekä sisätilojen lattiapäällysteet ovat usein johtamatonta materiaalia, jotka tekevät ihmisen varautumisen mahdolliseksi. Page 31
Ihmisen varautumisen vähentäminen eristävät kengät samassa potentiaalissa Page 32