Взрывозащита технологического оборудования – краеугольный камень защиты всего опасного производственного объекта

В экономике России значимую роль играют предприятия, относимые к опасным производственным объектам, – их пожарной безопасности уделяется особое внимание. Одним из важнейших факторов ее обеспечения является взрывозащищенность используемого оборудования. Редакция каталога побеседовала на актуальные для этой сферы темы с Александром Любочкиным, руководителем ОС ВСИ ВНИИФТРИ, специалистом с большим опытом в этой области.

– Какие объекты, оборудование нуждаются во взрывозащите? В каких отраслях эта задача наиболее актуальна?

– В Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 012/2011 "О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах" сказано, что его действие распространяется на "электрическое (электрооборудование), включая Ех-компоненты, и неэлектрическое оборудование для работы во взрывоопасных средах". Иными словами, на всех объектах, где существует вероятность возникновения взрывоопасной газовой или пылевой среды, необходимо применять взрывозащищенное оборудование.

Прежде всего это объекты добычи и переработки нефтегазовой отрасли, химической промышленности, производства и переработки продуктов питания и многие другие отрасли, где есть вероятность возникновения горючих газов или горючих пылей в концентрациях, способных вызвать взрыв.

Что не попадает под действие ТР ТС 012/2011:

• изделия медицинского назначения;
• оборудование, при эксплуатации которого опасность взрыва возникает только из-за наличия взрывоопасных веществ и нестойких химических соединений;
• оборудование для бытового и непроизводственного применения в условиях, когда взрывоопасная среда образуется вследствие непредвиденной утечки горючего газа;
• средства индивидуальной защиты;
• морские суда, суда внутреннего и смешанного (река – море) плавания, передвижные морские платформы и буровые платформы для работы в морских и внутренних водах, иные плавучие средства, а также используемые на них машины и оборудование;
• транспортные средства общего пользования, предназначенные для перевозки пассажиров и грузов воздушным, наземным, железнодорожным или водным транспортом;
• ядерное оружие, исследовательские установки организаций ядерно-оборонного комплекса, кроме входящего в их состав оборудования, находящегося во взрывоопасных зонах.

– При наличии каких факторов возникает опасность взрыва? Приведите, пожалуйста, примеры.

– Взрыв определяют как горение, сопровождающееся освобождением большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. Взрыв приводит к образованию и распространению со сверхзвуковой скоростью взрывной ударной волны, оказывающей ударное механическое воздействие на окружающие предметы.

Взрыв – это, по своей сути, химическая реакция, которая возникает при одновременном контакте и в определенном соотношении кислорода, горючего вещества и источника воспламенения. При этом важна именно концентрация того или иного горючего вещества. Если будет обедненная (избыток кислорода) или обогащенная (недостаток кислорода) смесь, то взрыва не произойдет. Следует учитывать, что у каждого вещества есть еще одна важная характеристика – это температура вспышки. По данному показателю все вещества делятся на температурные классы, начиная от Т6 (85 °С) и заканчивая Т1 (450 °С). 

Температурный класс присутствует и в маркировке взрывозащиты оборудования, определяя максимальную температуру его поверхности или его отдельных частей.

– Какими способами можно организовать защиту объектов или оборудования от взрывов? Есть ли какие-то значимые методы, кроме технических?

– Конечно же, в приоритете техническая защита объектов. И прежде всего это применение оборудования, имеющего в своей конструкции элементы и технические решения, обеспечивающие его взрывобезопасность. Такое оборудование неспособно воспламенить взрывоопасную смесь при нормальных условиях эксплуатации, а также при возникновении аварийных ситуаций. Но кроме технических средств активно применяются предупредительные меры и организационные мероприятия, снижающие риск возникновения взрывоопасной среды.

Для предупреждения взрыва необходимо исключить:

• образование взрывоопасной среды;
• возникновение источника инициирования взрыва.

Предотвращение образования взрывоопасной среды и обеспечение в воздухе содержания взрывоопасных веществ, не превышающего нижнего концентрационного предела воспламенения с учетом коэффициента безопасности, должно быть достигнуто:

• применением герметичного производственного оборудования;
• применением рабочей и аварийной вентиляции;
• отводом, удалением взрывоопасной среды и веществ, способных привести к ее образованию;
• контролем состава воздушной среды и отложений взрывоопасной пыли.

Предотвращение возникновения источника инициирования взрыва должно быть обеспечено:

• регламентацией огневых работ;
• предотвращением нагрева оборудования до температуры самовоспламенения взрывоопасной среды;
• применением средств, понижающих давление во фронте ударной волны;
• применением материалов, не создающих при соударении искр, способных инициировать взрыв взрывоопасной среды;
• применением средств защиты от атмосферного и статического электричества, блуждающих токов, токов замыкания на землю и т.д.;
• применением взрывозащищенного оборудования;
• применением быстродействующих средств защитного отключения возможных электрических источников инициирования взрыва;
• ограничением мощности электромагнитных и других излучений;
• устранением опасных тепловых проявлений химических реакций и механических воздействий.

Организационные и организационно-технические мероприятия по обеспечению взрывобезопасности должны включать:

• разработку системы инструктивных материалов, средств наглядной агитации, регламентов и норм ведения технологических процессов, правил обращения со взрывоопасными веществами и материалами;
• организацию обучения, инструктажа и допуска к работе обслуживающего персонала взрывоопасных производственных процессов;
• осуществление контроля и надзора за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, промышленной санитарии и пожарной безопасности;
• организацию противоаварийных, газоспасательных и горноспасательных работ и установление порядка ведения работ в аварийных условиях.

Только комплексное применение различных мер способно свести к минимуму риск возникновения взрывоопасной среды.

– Какие современные технологии используются при взрывозащите? Какие из них наиболее перспективны и почему?

– Новейших разработок в области взрывозащиты нет. Область взрывозащищенных продуктов достаточно формализована. Обеспечение взрывозащиты регламентируется целым рядом стандартов, отклонение от требований которых влечет за собой изменения в конструкции оборудования, причем не в лучшую сторону с точки зрения взрывозащиты. Технологии обеспечения взрывозащищенности оборудования не меняются несколько десятилетий. За эти годы существующие виды взрывозащиты показали свою эффективность при работе в различных условиях. И пока что ничего другого придумано не было. Но прогресс не стоит на месте. На рынке появляются новые радиоэлектронные элементы с улучшенными характеристиками, и при этом меньших размеров, или новые сплавы, используемые для производства взрывонепроницаемых оболочек. Стоит также отметить появление новых герметиков с расширенным температурным диапазоном применения. Все это позволяет создавать более компактные взрывозащищенные приборы с улучшенными техническими характеристиками.

Хочется упомянуть появление нового стандарта. Это ГОСТ 31610.33–2014 (IEC 60079-33:2012) "Взрывоопасные среды. Часть 33. Оборудование со специальным видом взрывозащиты "s".

Специальный вид взрывозащиты "s" допускает конструктивные решения, которые не могут полностью соответствовать установленным видам взрывозащиты или если на конструктивные решения не распространяются установленные виды взрывозащиты.

Настоящий стандарт содержит требования по подтверждению соответствия инновационного оборудования, на которое не распространяются требования установленных стандартов, необходимые требования безопасности.

Иными словами, изготовитель может отойти от привычных всем средств обеспечения взрывозащиты при конструировании взрывозащищенного оборудования и предложить свой уникальный принцип построения или технического решения. Но здесь кроется и большой минус. Согласно требованиям данного стандарта изготовитель должен предоставить независимому контролеру "документальное обоснование применения специального вида взрывозащиты "s", которое должно включать в себя:

• детальный анализ возможности разработки конструкции оборудования с одним или с комбинацией общепризнанных видов взрывозащиты, проведенный до разработки специального вида взрывозащиты "s";
• параметры, на которые распространяются требования стандартов на общепринятые виды взрывозащиты;
• параметры, на которые не распространяются требования стандартов на общепринятые виды взрывозащиты.

Должны быть заданы предельные параметры, включая все важные характеристики.

Документация должна содержать обоснование обеспечения заявленного уровня взрывозащиты и включать в себя программу оценки и испытаний.

Во-первых, до сих пор нет понимания того, кто же этот таинственный "независимый контролер", которому необходимо будет предоставить документацию.

Во-вторых, изготовитель должен будет разработать программу оценки и испытаний своего изделия. Это он сможет сделать. Даже сможет данную программу согласовать и утвердить, но где он сможет провести испытания свой продукции? В какой лаборатории? Согласно критериям аккредитации, лаборатория может проводить испытания на подтверждение соответствия только в рамках своей области аккредитации.

И в этой области аккредитации не будет той уникальной методики, которую разработал изготовитель. Расширение области аккредитации достаточно сложный и утомительный процесс, который может продолжаться не один месяц. Захочет ли лаборатория заниматься этим? Большой вопрос.

– Какие нормативно-правовые акты и внутренние документы регламентируют вопросы обеспечения взрывозащищенности оборудования на стадиях производства, монтажа и эксплуатации?

– Вопросы обеспечения взрывозащищенности оборудования регулируются прежде всего документами Таможенного союза (Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 012/2011 "О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах") и целым рядом стандартов, таких как серии ГОСТов: 

• ГОСТ 31610.0–2019 (IEC 60079-0:2011) "Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования";
• ГОСТ 31441.1–2011 (EN 13463-1:2001) "Оборудование неэлектрическое, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 1. Общие требования".

Выполнение требований данных стандартов реализуется производителями в технических условиях, в конструкторской документации на оборудование. Для грамотного монтажа и эксплуатации производителем разрабатывается руководство по эксплуатации.

– Какая специфика применения взрывозащищенного оборудования на объектах, опасных по возникновению горючих газовых и пылевых сред?

– Взрывы на промышленных предприятиях, местах добычи, переработки и хранения сырья и готовой продукции – это один из самых опасных видов аварий, отличающийся масштабом разрушений. Зачастую источником взрыва является технологическое оборудование, размещенное во взрывоопасной зоне. Поэтому его взрывозащита является краеугольным камнем в деле защиты всего производства. Многочисленные технические регламенты большинства процессов направлены на недопущение образования взрывоопасных сред. Однако практика показывает, что все равно взрывоопасные газовые смеси в аппаратах, газовые и пылевые смеси в помещениях и зонах образуются довольно часто. Помимо этого, есть ряд зон, в которых взрывоопасная смесь в нормальных условиях эксплуатации присутствует продолжительное время. В силу данных причин невозможно полностью исключить образование взрывоопасных смесей в процессе производства. Поэтому на практике широко используются средства взрывозащиты технологического оборудования, позволяющие сделать его безопасным.

– На что следует обратить внимание при подборе оборудования?

– Перед началом проектирования нужно получить от заказчика следующую информацию по объекту:

• класс взрывоопасной зоны;
• классификация газа, пара или пыли на защищаемом объекте;
• минимальная температура самовоспламенения горючего газа или горючей пыли;
• внешние источники воспламенения и температура окружающей среды;
• условия применения оборудования.

Выбор уровня взрывозащиты электрооборудования, когда известен только класс взрывоопасной зоны, приведен в табл. 1.

Таблица 1. Выбор уровня взрывозащиты электрооборудования только по классу взрывоопасной зоны

Таблица 2. Выбор электрооборудования в зависимости от категории взрывоопасной смеси

При этом нельзя применять электрооборудование, имеющее уровень взрывозащиты по газу (Ga, Gb или Gc) в пылевых средах и, наоборот, имеющее уровень взрывозащиты по пыли (Da, Db или Dc) во взрывоопасных газовых средах. Что касается подбора допустимой группы и подгруппы электрооборудования в зависимости от категории взрывоопасной смеси, то данный вопрос наглядно представлен в табл. 2. Оборудование группы II и подгруппы IIC можно применять во всех категориях взрывоопасных смесей.
При этом также следует разделять оборудование, сертифицированное для применения в газовой и пылевой средах. Температурный класс электрооборудования выбирается исходя из минимальной температуры самовоспламенения горючего газа или горючей пыли. И если оборудование имеет температурный класс Т6, то оно может применяться во всех температурных классах, от Т6 до Т1.

Опубликовано в каталоге "Пожарная безопасность"

Фото: klike.net