1. 24. február 2005, Liptovský Mikuláš
GENERI, s.r.o.
Odborný seminár
24. február 2005, Liptovský Mikuláš
VONKAJŠIE
VPLYVY A PROSTREDIA

2. PODMIENKY PRE VZNIK NEBEZPEČNÝCH STAVOV
Vždy prítomný atmosférický kyslík.
Horľavá substancia (plyny, pary … prachy).
Zdroj iniciácie (teplota, oblúk, iskra, el. zariadenie…).
Uvedené podmienky sú vo všetkých typoch prevádzok a vo všetkých regionálnych lokalitách rovnaké, vzhľadom na rešpektovanie základných fyzikálnych zákonov.
Napriek tomu zatiaľ pretrvávajú výrazné odlišnosti pri určovaní vonkajších vplyvov a prostredia v jednotlivých zemepisných (jazykových) oblastiach.
V Európe sa situácia zjednodušila prijatím štandardu CENELEC EN
(v niektorých anglofónnych oblastiach pretrváva vplyv BS).
Vo svete v rade oblastí platí ustanovenie API 500 (RP500) a NEC 500.
Tu nastane zrejme zjednotenie po prijatí príslušného štandardu IEC.

3. NAJBEŽNEJŠIE ZDROJE INICIÁCIE
Horúce povrchy - výbušná atmosféra prichádza do styku s horúcim povrchom. Schopnosť iniciácie rastie so zvyšujúcou sa teplotou a zväčšujúcou sa plochou povrchu
Plamene a horúce plyny (vrátane nových častíc) - plamene sú spojené so spaľovacími reakciami pri teplotách nad 1000°C. Horúce plyny vznikajú ako produkty reakcií a v prípade nečistých a čadivých plameňov produkujú rozžeravené pevné častice. Plamene, dokonca malé plamienky, patria medzi najčastejšie iniciačné zdroje.
Mechanicky vznikajúce iskry – najčastejšie ako dôsledok trenia, nárazu alebo abrazívnych procesov. Dôležitá je prítomnosť oxidujúcich látok.

4. NAJBEŽNEJŠIE ZDROJE INICIÁCIE
Elektrické zariadenia – elektrické iskry, horúce povrchy, elektrický oblúk;
Rozptylové elektrické prúdy – spätné prúdy v zariadeniach na výrobu energie; následok skratu; výsledok magnetickej indukcie; následok úderu blesku;
Statická elektrina – výboj nabitých izolovaných vodivých častí; ružencové výboje u nevodivých materiálov; plazivé prúdy; u sypkých materiálov kužeľové výboje.

5. NAJBEŽNEJŠIE ZDROJE INICIÁCIE
Úder blesku – v prípade úderu do výbušnej atmosféry.
Vysokofrekvenčné (VF) elektromagnetické vlny - v rozsahu od 104Hz do Hz. Vodivé časti umiestnené v poli vyžarovania plnia funkciu antény, schopnej iniciácie.
Elektromagnetické vlny – vyžarovanie v optickom spektre Hz do Hz sa môže pri sústredenom pôsobení stať zdrojom iniciácie.
Ionizujúce žiarenie – u röntgenových trubíc a rádioaktívnych látok pri absorbovaní energie.
Ultrazvuk – opäť možno hovoriť o absorbovaní energie, ktorá môže vyústiť do nadmerného ohrevu.

6. NAJBEŽNEJŠIE ZDROJE INICIÁCIE
Adiabatická kompresia – v závislosti na tlakových pomeroch môžu vznikať rázové vlny a vysoké teploty.
Rázové vlny môžu vznikať pri náhlom uvolnení vysokotlakových plynov do potrubí.
Exotermické reakcie - pokiaľ je produkcia tepla väčšia ako straty v okolí, sú zdrojom iniciácie.
Samovznietenie - samovznietenie horľavých prachov, samovznietením kŕmnych zmesí a pod.

7. ZÁKLADNÉ PODMIENKY KLASIFIKÁCIE PROSTREDIA
STN ako národná norma je unikátna v tom, že mieša vonkajšie vplyvy, prostredie bez nebezpečenstva výbuchu (požiaru) a prostredia s nebezpečenstvom výbuchu.
Na jednej strane vznikla ucelená norma zo zložitou klasifikáciou, na druhej strane zasa obsahuje prvky, prelínajúce sa s normami pre určenie nebezpečných prostredí – napr. s STN EN

8. ZÁKLADNÉ PODMIENKY KLASIFIKÁCIE PROSTREDIA
Tieto kombinácie nepoznajú už zmienené
BS 5345
API 500 (RP 500)
NEC 500
Obdobné riešenie s komplexným určovaním vonkajších vplyvov a prostredia je pripravované v rámci štandardizácie IEC.
CENELEC – Európsky výbor pre normalizáciu v elektrotechnike
IEC – Medzinárodná elektrotechnická komisia

9. PODMIENKY A METÓDY KLASIFIKÁCIE PROSTREDIA
KLASIFIKAČNÉ SCHÉMA
Prítomnosť horľavých látok NIE
ÁNO
Dodatočný výskyt horľavých látok NIE
Potrebné dodatočné ochranné opatrenia
Vylúčenie nebezpečnej atmosféry (úplne)
NIE ÁNO
Potrebné ďalšie ochranné opatrenia
Vylúčenie iniciačných zdrojov
Spoľahlivá zábrana vzniku výbuchu
NIE ÁNO
Konštrukčné opatrenia a prevedenia
Bez ochranných opatrení

10. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
BS 5345: Part 2 : 1983
Ustanovenia tejto normy, ktorá predstavuje revíziu CP 1003, Part 1,2,3, sú v rôznych formách doteraz používané hlavne pri rekonštrukciách objektov a zariadení, projektovaných podľa tohto BS.
Základné delenie je podobné ako u súčasnej STN EN vrátane špecifikácie jednotlivých zón.

11. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
Prostredie bez nebezpečenstva výbuchu
Nepredpokladá sa výskyt výbušnej zmesi horľavých plynov a pár so vzduchom v nebezpečnej koncentrácii 25%
LEL - (lower explosive limit) – dolná hranica výbušnosti)

12. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
Prostredie s nebezpečenstvom výbuchu
ZÓNA 0 - trvalá prítomnosť zmesi horľavých plynov a pár so vzduchom, alebo dlhodobá prítomnosť
ZÓNA 1 - možný výskyt výbušnej zmesi horľavých plynov a pár so vzduchom za normálnych prevádzkových podmienok
ZÓNA 2 - krátkodobý, alebo výnimočný výskyt za normálnych prevádzkových podmienok
Pre určenie zón je rozhodujúca doba a frekvencia výskytu a nie množstvo alebo koncentrácia výbušnej zmesi z rozmedzia LEL – UEL.

13. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
Faktory určujúce typ a rozsah zón:
Príčiny vzniku nebezpečných zón sú klasifikované ako:
- postupne narastajúce až do podmienok zóny 0 (frekvencia a čas),
- primárne do zóny 1 (regulárny nárast za normálnych podmienok),
- sekundárne do zóny 2 (limitný nárast za krátku dobu),
Medzi ďalšie faktory patria:
účinnosť vetrania (delí sa na prirodzené a nútené),
Účinnosť vetrania je základom pre ďalšiu klasifikáciu a je veľmi podrobne determinovaná v prílohe A BS 5345: Part2: 1983

14. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
Skupiny zariadení podľa
BS 4683
Reprezentačný
plyn
Pôvodná klasifikácia
podľa
BS 229 skupiny plynov
BS 1259
skupiny zariadení I
IIA
IIB
IIC
Metán
Propán
Etylén
Vodík, acetylén II
III IV 1 2c 2d
2e, 2f

15. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
Teplotné triedy a povrchová teplota
Teplotná trieda
Max. povrchová teplota (°C) T1 T2 T3 T4 T5 T6
450
300
200
135
100 85

16. ZÁKLADNÉ PODMIENKY KLASIFIKÁCIE PROSTREDIA
Prostredie bez nebezpečenstva výbuchu
Je prítomných viac zápalných látok
ako je dovolené
NIE
ÁNO
Nárast koncentrácie
NIE
Je možné úplné vylúčenie nárastu koncentrácie
Je možné zlepšenie podmienok (primárne)
Je možné ďalšie sekundárne zlepšenie
Kontinuálne až do ZÓNY 0
ÁNO
ZÓNA 1
ÁNO
ZÓNA 2
ÁNO
NIE
NIE
NIE
Normálne prevádz. podmienky
Poruchové stavy
Normálne prevádz. podmienky
Poruchové stavy
Je možná redukcia koncentrácie
Možné zlepšenie podmienok
Možné zlepšenie podmienok
ÁNO
Koncentrácia pod LEL
NIE
NIE
NIE
NIE
Koncentrácia pod LEL
Koncentrácia pod LEL
Koncentrácia pod LEL
Koncentrácia pod LEL
Obmedzene ZÓNA 2
ZÓNA 0
ZÓNA 2
ZÓNA 1
ZÓNA 2

17. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
API Recommended Practice 500 (RP 500)
Vzhľadom k tomu, že v nebezpečných prostrediach sa vyskytujú horľavé látky rôznych vlastností a foriem, vyžadujúce rôzne druhy ochrán a konštrukcií, je klasifikácia založená na triedach (classes), skupinách (groups) a zónach (divisions). Týmto je pokryté celé spektrum plynov, pár, kvapalín, prachov, tuhých látok (rozdielna klasifikácia BS).
Skupiny plynov a pár (Skupiny v prostredí Class I)
Skupina
Zástupca
Max. bezpečná spara (in) A
Acetylén
0,03 B
Vodík C
Dietyléter
0,012 D
Benzín
0,029

18. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
Základná klasifikácia je principiálne zhodná s klasifikáciou podľa:
National Electrical Code NEC 500 s tým, že API sa zaoberá výhradne plynmi a parami.
Druhy prostredia – TRIEDY – s ohľadom na vyskytujúce sa látky
Prostredie s výskytom horľavých plynov a pár, ktoré sú schopné v zmesi so vzduchom vytvoriť výbušnú zmes,
Class I
Prostredie s výskytom horľavých prachov, ktoré sú v určitých koncentráciách a za určitých podmienok schopné vytvoriť výbušnú zmes,
Class II
Prostredie s výskytom ľahko zápalných tuhých látok (vlákien).
Class III

19. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
SKUPINY PRACHOV V PROSTREDIACH CLASS II
Skupina
Charakteristika prachov E
Kovové prachy ako hliníkový a horčíkový prach veľmi abrazívne materiály, ľahko zápalné dokonca s možnosťou samovznietenia. Elektricky vodivé prachy. F
Väčšinou uhoľné prachy, väčšinou polovodivé prachy G
Prachy z plastických hmôt, potravín a z prirodzených materiálov. Elektricky nevodivé prachy.
Class III – podľa NEC 500 nemá delenie do skupín
Delenie do Divízií je značne odlišné od používaného zónového princípu. Prakticky neexistujú ZÓNA 0 a ZÓNA 20.
Túto nezrovnalosť rieši klasifikácia podľa NEC 505 a to pre prostredie Class I.

20. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
DIVIZIE
ClassI, Division 1 Locations – jedná sa o prostredie, kde existujú podmienky pre možný vznik výbuchu za normálnych prevádzkových podmienok a to vrátane výskytu nebezpečných koncentrácií,
ClassI, Division 2 Locations – prostredie, kde za normálnych prevádzkových podmienok nie sú splnené podmienky pre vznik výbuchu, avšak tieto môžu vzniknúť pri poruchách zariadenia (netesnosť ventilov a pod.) Toto prostredie existuje taktiež v okolí prostredia Class I, Division 1, pokiaľ tieto prostredia nie sú riadne oddelené.

21. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
Class II, Division 1 Locations – prostredie, kde sa horľavý prach za normálnych prevádzkových podmienok vyskytuje vo výbušných koncentráciách, alebo kedy za poruchových stavov môže technologické zariadenie tieto koncentrácie vyprodukovať.
Class II, Division 2 Locations – prostredie, kde za normálnych prevádzkových podmienok neexistuje výbušná koncentrácia horľavého prachu, kde však existuje pravdepodobnosť možného vznietenia pri poruchových stavoch, alebo pri možnej akumulácii nepriaznivých podmienok, vyplývajúcich z technologického procesu (porucha ventilácie, uvedenie prachovej vrstvy do vznietenia a pod.)

22. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
Class III, Division 1 Locations – prostredie, kde sa vyskytuje horľavý materiál v blízkosti strojov (napr. mlynice, textilné stroje …), alebo je s týmto materiálom manipulované (plnenie do nádob…)
Class III, Division 2 Locations – prostredie, kde sú skladované, alebo kde je s ľahko zápalnými látkami manipulované mimo dosah pracovných strojov

23. ZÁKLADNÁ KLASIFIKÁCIA PODĽA VYBRANÝCH NORIEM
NEC 505
Ustanovenie tejto normy sa snaží priblížiť klasifikáciu IEC (resp. CENELEC) a to v oblasti plynov a pár (CLASS I). Túto úpravu si vyžiadala existencia európskeho, klasického spôsobu montáže elektrických zariadení, ktorý bol v USA v r zavedený paralelne k trubkovému (conduit) systému.
Prehľad klasifikácie
Class I, Group II C Locations – ekvivalentná Class I, Groups A, B
Class I, Group II B Locations – ekvivalentná Class I, Group C
Class I, Group II A Location – ekvivalentná Class I, Group D
Class I, ZÓNE 0 Locations – čiastočne ekvivalentné najnebezpečnejšie časti DIVISION1
Class I, ZÓNE 1 Locations – ekvivalentná DIVISION 1 bez trvalej prítomnosti výbušnej
koncentrácie
Class I, ZÓNE 2 Locations – ekvivalentná DIVISION 2

24. ŠPECIÁLNA TERMINOLÓGIA API RP 500
Vzhľadom k tomu, že API RP 500 je výhradne zameraná na podmienky petrochemického priemyslu, obsahuje niektoré doplňujúce pojmy:
Horľavé kvapaliny Class II, III A a III B:
Class II – horľavé kvapaliny s bodom vznietenia > 100°F (37,8°C)  140°F (60°C)
Class III A – horľavé kvapaliny s bodom vznietenia > 140°F (60°C)  200°F (93°C)
Class III B – horľavé kvapaliny s bodom vznietenia > 200°F (93°C)
Horľavé kvapaliny Class IA, IB, IC:
Horľavé kvapaliny s bodom vznietenia < 100°F (37,8°C) a s tlakom pár absolútnym do 276 kPa (40 psLa).
Prchavé horľavé kvapaliny
Sú zaradené väčšinou v Class II, kedy tlak pár v absolútnej hodnote nedosahuje 276 kPa a 100 °F.

25. TYPICKÉ PÁSMA PRE RAFINÉRSKU PREVÁDZKU
Prevádzka s dostatočným vetraním pre látky ťažšie ako vzduch
DIVISION 1
DIVISION 2
Predĺžená DIVISION 1
V prípade možného výskytu väčšieho množstva prchavých látok
Prevádzka s nedostatočným vetraním pre látky ťažšie ako vzduch
SOURCE – Zdroj úniku
Rozhodujúca je poloha vzhľadom k podlahe (GRADE).

26. POROVNANIE CENELEC-IEC/NEC-API RP 500
Horľavé látky
CENELEC-IEC
NEC-API RP 500
druh uzáveru
ZÓNA
Skupina
Podskupina
Class
DIVISION
GROUP
Plyny a pary
Acetylén
d-e-i
1,2 II C I
1-2 A
Vodík B
Propylén
Butadien
Ethyloxid
Cyklopropán
Etylén
Etyléter
Acetón
Benzén
Bután
Propán
Hexán
Zemný plyn D

27. POROVNANIE IEC/NEC Horľavé látky IEC NEC Prevedenie ZÓNA Class
Division
Group
Výbušné prachy
Horčík
Hliník
Kovový prach s R 105Ωx cm
DIP 21 II 1 E
Uhoľný prach F
Nekovové prachy s R > 105Ωx cm 22 2 G
Pevné látky a vlákna
Bavlna
Plátno
Drevo
Konopa
Kúdeľ
Ľan
III
1-2

28. ĎAKUJEME ZA VAŠU POZORNOSŤ.
Odborný seminár
24. február 2005, Liptovský Mikuláš
GENERI, s.r.o.
ĎAKUJEME ZA VAŠU POZORNOSŤ.
V OBLASTI ZARIADENÍ DO VÝBUŠNÝCH A NEBEZPEČNÝCH PROSTREDÍ VÁM KEDYKOĽVEK PORADÍME A DODÁME POTREBNÉ ZARIADENIA