Czym jest wtórny wybuch pyłu i jak mu zapobiegać?
Wybuch wtórny powstaje, gdy pierwotna eksplozja rozniesie się po kolejnych częściach instalacji lub pomieszczeniach produkcyjnych. Jest to niezwykle groźna sytuacja dla całego zakładu, ponieważ wybuch pyłu w warunkach przemysłowych potrafi pochłonąć zarówno życie pracowników, jak i mienie przedsiębiorstwa. Dlatego tak ważny jest odpowiedni dobór zabezpieczeń przed wybuchem.
Co to jest wybuch wtórny pyłu?
Wyobraź sobie kostki domina postawione w rządku i co się dzieje, kiedy pierwszy z klocków się przewróci. Dokładnie tak samo jest z wybuchami wtórnymi. Wybuch wtórny pyłu jest efektem rozprzestrzeniania się wybuchu pierwotnego z miejsca eksplozji na pozostałe elementy instalacji. Jeśli dojdzie do wybuchu w jednym miejscu, a nie zostanie on w żaden sposób zatrzymany, to skutki wybuchu rozprzestrzeniając się równomiernie, mogą napotkać na swojej drodze kolejną atmosferę wybuchową, która ulegnie zapłonowi. W ten sposób powstaje wybuch wtórny, który powoduje jeszcze większe uszkodzenia oraz zagrożenie dla bezpieczeństwa pracowników.
W jaki sposób powstaje wybuch wtórny pyłu w zakładzie produkcyjnym?
Aby doszło do wybuchu wtórnego muszą być spełnione poniższe warunki
Tworzenie się wewnętrznych atmosfer wybuchowych
Atmosfery wybuchowe pyłów mogą tworzyć się w wielu miejscach zakładu produkcyjnego i przyjmować wiele postaci. Najbardziej oczywistym miejscem dla powstania atmosfery wybuchowej jest wnętrze urządzenia oraz instalacje, w których występują procesy technologiczne. To właśnie w takich przestrzeniach najczęściej może dojść do pierwotnego wybuchu. To samo ma się w przypadku atmosfer wybuchowych w kanałach łączących ze sobą kolejne urządzenia.
Zewnętrzne atmosfery wybuchowe
W wielu firmach spotykamy się z intensywnym zapyleniem przestrzeni produkcyjnych, czy osiadaniem pyłów na różnych częściach instalacji oraz na posadzce. Związane jest to m.in. z nieszczelnościami w kanałach i urządzeniach, lub po prostu otwartymi konstrukcjami poszczególnych aparatów oraz różnymi przesypami i wylotami. W obrębie tych miejsc możliwe jest tworzenie się zewnętrznych atmosfer wybuchowych. Mogą one stać się zagrożeniem w przypadku propagacji wybuchu – będą tymi kolejnymi kostkami domina uczestniczącymi w reakcji łańcuchowej.
Zapłon pyłów unoszących się w powietrzu
Jeśli skutki wybuchu w postaci fali ciśnienia i ognia zostaną uwolnione do atmosfery i natrafią na zewnętrzną atmosferą wybuchową, to nastąpi jej zapłon i dojdzie do następnej eksplozji.
Co więcej, towarzyszący wybuchowi podmuch i wibracje wzbudzają pyły osiadłe na powierzchniach jeszcze innych instalacji. W ten sposób unoszący się pył staje się „paliwem” dla kolejnych wybuchów i dalszej propagacji. Przykładowo w młynie Cordero we Włoszech wtórne wybuchy wędrowały przez kilka kondygnacji budynku najpierw w górę, a potem znów w dół, burząc całą konstrukcję..
Dlaczego wybuch wtórny pyłu jest groźniejszy dla bezpieczeństwa niż wybuch pierwotny?
Skutki wybuchów wtórnych mogą być znacznie gorsze niż skutki wybuchu pierwotnego.
Przede wszystkim wtórny wybuch pyłu ma znacznie większą siłę oraz dynamikę niż wybuch pierwotny. Dodatkowo fala pierwszego wybuchu powoduje ruch turbulentny, który wpływa na poprawę warunków spalania całej mieszaniny pyłowo-powietrznej. Do tego wszystkiego dochodzi jeszcze kwestia wzbudzenia pyłów osiadłych. Ich duża ilość w pomieszczeniu zamkniętym w połączeniu ze skutkami pierwotnego wybuchu tworzy wybuch wtórny o sile, która jest nie do przewidzenia ze względu na ilość zmiennych czynników wpływających na atmosferę wybuchową oraz źródło zapłonu.
Znajomość energii wspomnianych wcześniej źródeł zapłonu jest niezwykle ważna, żeby można było określić, w jaki sposób będzie rozwijał się wybuch. W przypadku wybuchu pierwotnego źródło zapłonu zazwyczaj jest niewielkie (iskra, wysoka temperatura, palący bądź tlący się fragment produktu) i możliwe do określenia są także skutki takiego wybuchu. Z kolei wybuch wtórny posiada swoje źródło zapłonu o znacznie większej energii napędzanej wybuchem pierwotnym. Są to jednak parametry, których nie jesteśmy w stanie przewidzieć, a co za tym idzie odpowiednio zareagować na to zagrożenie.
To może prowadzić do poważnych uszkodzeń i realnego zagrożenia zdrowia i życia pracowników produkcji, ponieważ każdy kolejny wybuch będzie jeszcze silniejszy niż poprzedni.
Najlepszymi przykładami są przypadki wybuchów pyłów w zakładach, które nie stosowały zabezpieczeń, bądź zabezpieczenia te nie były wystarczające dla pełnej ochrony i doprowadziły do wybuchów wtórnych. Wybuch, taki jak np. w Imperial Sugar, praktycznie zniszczył całą rafinerię i przyniósł ogromne straty majątkowe dla firmy.
Czy da się zatrzymać tę reakcję łańcuchową – jakie jest rozwiązanie?
Jak skutecznie zapobiegać wybuchom wtórnym?
Odpowiednio dobrane zabezpieczenia
Odpowiednio dobrane zabezpieczenia są podstawą, która ma zapewniać bezpieczeństwo. W tym celu wymogi Dyrektywy ATEX i zharmonizowanych z nią norm jasno określają, z jakich elementów powinno składać się zabezpieczenie przed wybuchem. Zastosowanie więc dobranych do potrzeb rozwiązań i elementów ochrony jest obowiązkiem nakładanym na zakłady przemysłowe, w których może dojść do wybuchu pyłów.
Odpowietrzenie lub tłumienie wybuchu
Pierwszym takim rodzajem zabezpieczeń jest zastosowanie układów odciążających wybuch lub systemu tłumienia wybuchu. Ich zadaniem jest nie dopuścić do wybuchu (tłumienie) lub wyprowadzenie na zewnątrz urządzenia skutków wybuchu (odciążanie). Ma to chronić aparat przed niekontrolowanym rozerwaniem obudowy oraz powstaniem poważniejszych uszkodzeń. Dzięki temu urządzenie jest chronione, a jednocześnie przerwa w działaniu aparatu, po uruchomieniu tych systemów jest nieporównywalnie krótsza. W zależności od instalacji, z jaką mamy do czynienia, zajmuje to od kilku godzin do jednego dnia. Wystarczy wyczyścić urządzenie, zamontować ponownie zabezpieczenia i uruchomić procesy produkcyjne.
Izolacja wybuchu
Wróćmy do obrazu kostek domina. Z izolacją wybuchu jest tak, jakbyś zablokował domino przed przewracaniem się, albo wyjął kilka kostek z szeregu, co zastopuje dalsze ich przewracanie się. Samo tłumienie lub odciążanie wybuchu nie jest wystarczającym rozwiązaniem w przypadku wybuchu na terenie produkcyjnym. Uwarunkowania prawne wymagają również zastosowania izolacji wybuchu, które mają przeciwdziałać rozprzestrzenianiu się wybuchu bądź jego skutków po dalszej części instalacji. W ten sposób stają się naszą przerwą pomiędzy kolejnymi kostkami domina – ograniczają możliwość powstania wybuchów wtórnych, fizycznie blokując propagację.
Rozwiązania zapobiegające tworzeniu się zewnętrznych atmosfer wybuchowych w zakładzie przemysłowym
W ramach dyrektywy ATEX określone zostały również działania zapobiegające tworzeniu się zewnętrznych atmosfer wybuchowych. Do takich działań należy np. wprowadzenie procesów oczyszczania przestrzeni produkcyjnej przez odpowiednie układy odciągania.
Aby skutecznie zapobiegać wybuchom wtórnym pyłu, należy dobrze znać procesy produkcyjne i wiedzieć, gdzie tworzą się atmosfery wybuchowe, stosować odpowiednio dobrane zabezpieczenia, a także wprowadzić odpowiednie procesy działania na terenie zakładu. Połączenie wszystkich tych elementów pozwoli na zminimalizowanie wystąpienia zagrożenia wybuchami wtórnymi przy jednoczesnym spełnieniu wymogów prawnych uwarunkowanych dyrektywą ATEX.
Chcesz zapytać o ofertę lub potrzebujesz więcej informacji lub konsultacji?
Wypełnij formularz!
Wypełnij formularz jeśli potrzebujesz dobrać systemy odpowietrzenia wybuchu, tłumienia wybuchu lub izolacji wybuchu. Jeśli nie jesteś pewien, czy Twój zakład przemysłowy potrzebuje ochrony przeciwwybuchowej, lub chcesz skonsultować konkretny przypadek – również wypełnij formularz! Chętnie pomożemy!