Z elektrycznością statyczną spotykamy się w wielu dziedzinach życia
W naszym codziennym funkcjonowaniu wyładowania na skutek elektryczności statycznej możemy odczuć jako dyskomfort czy nawet nieprzyjemny ból. W środowisku przemysłowym, gdzie występują palne i wybuchowe atmosfery, ich skutki mogą być już jednak katastrofalne.
Każdego roku dochodzi do licznych pożarów i wybuchów, których przyczyną mogą być właśnie wyładowania elektrostatyczne. Elektryczność statyczna może skutkować zdarzeniami zagrażającymi zarówno bezpieczeństwu pracowników jak i mieniu zakładu.
Wprowadzenie dyrektywy ATEX ma za zadanie ograniczenie zagrożeń i jest obowiązkowym środkiem ochrony przed wyładowaniami elektrostatycznymi.
Elektryczność statyczna – co na to prawo
Przepisy prawa uregulowały zasady postępowania, a normy odnoszące się do warunków technicznych opisują rozwiązania techniczne zasad uziemienia. Ich celem jest zapobieganie powstawaniu ładunków elektrostatycznych i wykorzystanie odpowiednich środków ochrony, które mogą wywoływać niebezpieczne wyładowania.
Podstawowym dokumentem jest Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. 2010 nr 109 poz. 719), gdzie znajdziemy zapis, że w pomieszczeniach oraz przestrzeniach zewnętrznych zagrożonych pożarem i/lub wybuchem, w których występują media palne o minimalnej energii zapłonu mniejszej lub równej 500 mJ, należy zastosować obowiązek ochrony. Określona została także konieczność zastosowania systemów ochrony w celu zminimalizowania skutków wytwarzania się ładunków elektryczności statycznej. Zadaniem jest ograniczenie możliwego źródła zapłonu dla występujących w ich obrębie materiałów palnych.
Informacje branżowe ujęte zostały w normach jak np. Norma PN-E-05204: 1994 Ochrona przed elektrycznością statyczną – Ochrona obiektów, instalacji i urządzeń – Wymagania.
Rozporządzenie Ministra Rozwoju z dnia 6 czerwca 2016 r. w sprawie wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej wskazuje potrzebę oceny i ochrony przed elektrycznością statyczną. Równocześnie Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 8 lipca 2010 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy związanych z możliwością wystąpienia w miejscu pracy atmosfery wybuchowej zobowiązuje pracodawcę do wykonania kompleksowej oceny ryzyka.
Powyższe Rozporządzenia wdrażają do stosowania zapisy Dyrektywy 1999/92/WE („ATEX 137”, „ATEX USER”), Dyrektywy 2014/34/UE (ATEX).
Podsumowując, przepisy prawa jednoznacznie wskazują zagrożenia wynikające z elektryczności statycznej oraz nakładają wymóg wdrożenia odpowiednich rozwiązań technicznych wraz z oceną ryzyka. Obowiązek ten spoczywa bezpośrednio na pracodawcy i osobach odpowiedzialnych za bezpieczeństwo w zakładzie. Ich kluczowym zadaniem jest uwzględnienie prawdopodobieństwa wystąpienia wyładowań elektrostatycznych jako jednego ze źródeł zapłonu oraz dobranie systemów ochronnych zapobiegających zagrożeniu wybuchem.
Jak powstaje ładunek elektrostatyczny
Procesom przemysłowym, któremu towarzyszy przemieszczanie się różnego rodzaju materiałów, nieodłącznie towarzyszy zjawisko elektryzacji (gromadzenia ładunków elektrostatycznych). Mamy z nim do czynienia m.in. przy przepływie cieczy w rurociągu, przenoszeniu w systemach transportowych proszków, a także w procesach mieszania i dozowania. Jeżeli instalacja, urządzenie bądź obiekt, który ulega elektryzacji, ma możliwość stałego odprowadzenia ładunków, ładunek zostanie rozproszony. Jeżeli jednak będzie odizolowany, np. poprzez powłokę malarską, laminat, gumowe uszczelki, jego potencjał elektrostatyczny narasta. W chwili, gdy w jego pobliżu znajdzie się przedmiot o niższym potencjale, może dojść do niekontrolowanego wyładowania elektrostatycznego.
Elektryczność statyczna w rzeczywistych warunkach
Wyładowanie elektrostatyczne to zjawisko charakteryzujące się wysokim napięciem, które może doprowadzić do zapłonu wielu typów atmosfer gazowych, pyłowych.
Zdarzenia dotyczą w szczególności zbiorników magazynowych (załadunek i rozładunek) oraz procesów technologicznych (przelewanie, dozowanie, mieszanie), gdzie występuje atmosfera wybuchowa od oparów cieczy lub gazowa czy pyłowa.
Podobne procesy możemy spotkać praktycznie w każdym zakładzie. Natomiast wielkość zagrożenia uzależniona jest od kilku czynników – w największym stopniu od rodzaju medium niosącego zagrożenie. W przypadku elektryczności statycznej ważnym czynnikiem jest minimalna energia zapłonu (MEZ), różna dla występującego środowiska.
Przykładowo:
Opar cieczy | MIE (mJ) | Chmura proszku | MIE (mJ) |
| Propanol | 0,65 | Mąka pszenna | 50 |
| Metan | 0,28 | Żywica epoksydowa | 9 |
| Metanol | 0,14 | półwyroby farmaceutyczne | 1 |
Źródło danych: UK IChemE
Upraszczając, minimalna energia zapłonu to najmniejsza energia, która wystarczy do spowodowania zapłonu najłatwiej zapalnej atmosfery wybuchowej w określonych warunkach badania.
Zabezpieczenia elektrostatyczne
Zagrożenie wyładowaniem elektrostatycznym pojawia się wówczas, gdy odizolowany od otoczenia obiekt ma zdolność do gromadzenia ładunków. W zakładach przemysłowych będą to np. zawory na rurociągach, pojemniki metalowe, kołnierze, złączki, gdzie barierą dla swobodnego przepływu elektronów jest powłoka zabezpieczająca lub nieprzewodzące elementy konstrukcji, uszczelki, opony pojazdów. W takich sytuacjach niezbędne jest zastosowanie zabezpieczeń elektrostatycznych poprzez uziemienie stałych elementów instalacji (np. rurociągów czy silosów) i połączenie ich z główną instalacją technologiczną lub budynkiem. Często skutecznym rozwiązaniem jest standardowe mostkowanie i uziemianie poszczególnych elementów.
W przypadku obiektów, które nie są w sposób stały powiązane z instalacją np. autocysterny, beczki, pojemnikach IBC, konieczne jest stosowanie tzw. systemów uziemień do tymczasowego łączenia i uziemiania. Zabezpieczeniem elektrostatycznym odpowiadającym za odprowadzanie ładunków elektrostatycznych jest wówczas przewód wyposażony w specjalne klamry. Jeden z końców przewodu mocuje się do zweryfikowanego punktu uziemiającego (np. bednarki), a klamrę zaciska się na uziemianym przedmiocie.
Dobrą praktyką jest stosowanie systemu kontroli uziemienia. Rozwiązanie to na bieżąco monitoruje skuteczność i poprawność wykonania połączenia, gwarantując jego trwałość oraz niezawodność, a w razie wykrycia jakichkolwiek nieprawidłowości - automatycznie blokuje proces technologiczny. System eliminuje brak skutecznego połączenia w przypadku zastosowania warstwy ochronnej na instalacji, urządzeniu lub pojawienie się zanieczyszczeń, rdzy jak też uszkodzenia samego przewodu odprowadzającego ładunki elektrostatyczne.
Doświadczenia z audytów inżynieryjnych pokazują, że w wielu zakładach zagrożenie wyładowaniami elektrostatycznymi wciąż bywa bagatelizowane lub niewystarczająco zabezpieczone. Tymczasem w strefach zagrożenia wybuchem to właśnie szczegóły decydują o bezpieczeństwie pracowników i ciągłości biznesu. Wdrożenie skutecznych rozwiązań technicznych oraz rygorystycznych procedur organizacyjnych powinno być zatem kluczowym elementem strategii zarządzania ryzykiem w każdym nowoczesnym przedsiębiorstwie.
