W przemyśle chemicznym i petrochemicznym, podczas wydobywania ropy naftowej i gazu ziemnego, w górnictwie i w wielu innych gałęziach przemysłu podczas produkcji, obróbki, transportu i składowania palnych materiałów ulatniają się gazy, pary lub mgła. Wraz z obecnym w powietrzu tlenem stanowią one niebezpieczną mieszaninę, która może być zagrożeniem dla ludzi i powodowac duże zniszczenia rzeczowe.
Pod pojęciem eksplozji rozumie się nagłą reakcję chemiczną podatnego na zapalenie materiału z tlenem, gdzie wyzwalana jest duża energia.
Eksplozja następuje wtedy, kiedy wystąpią trzy czynniki jednocześnie:
1) podatny na zapalenie materiał (w odpowiedniej formie i konsystencji)
2) tlen (z powietrza)
3) źródło zapłonu
ciepłe powierzchnie,
elektryczne iskry i łuki świetlne,
elektrostatyczne wyładowania
wyładowania atmosferyczne (błyskawice),
mechaniczne, cierne i lub uderzeniowe iskry,
promieniowanie elektromagnetyczne,
ultradźwięki,
adiabatyczne sprężanie (fale uderzeniowe),
promieniowanie jonizujące,
promieniowanie optyczne,
reakcje chemiczne,
otwarte płomienie.
Aby stworzyć atmosferę podatną na eksplozję palny materiał musi zostać umieszczony w obszarze koncentracji.
Przy zbyt małej koncentracji palnych gazów lub pary (tłusta mieszanina) nie nastąpi eksplozja, tylko powolna reakcja spalania lub też w ogóle nie wystąpi żadna reakcja. Granice eksplozji zależą od ciśnienia otoczenia i poziomu zawartości tlenu w powietrzu.
Mieszaniny wybuchowe dzielimy na następujące grupy:
Grupa I - urządzenie elektryczne przeznaczone do pracy pod ziemią
Grupa II - urządzenie elektryczne do pracy na powierzchni
W grupie II wyróżniamy następujące podgrupy w zależności od rodzaju gazów - oparów:
Grupa II A - grupa propanowa (np.: aceton, alkohol metylowy i etylowy, aceton)
Grupa II B - grupa etylenowa (np.: etylen, siarkowodór,)
Grupa II C - grupa wodorowa (np.: acetylen, wodór, hydrazyna, dwusiarczek węgla)
Temperaturę samorzutnego zapłonu charakteryzują następujące grupy:
Oznaczenie kategorii |
Max. Temperatura na powierzchni |
T1 |
450°C |
T2 |
300°C |
T3 |
200°C |
T4 |
135°C |
T5 |
100°C |
T6 |
85°C |
Według normy IEC wyróżniamy następujące strefy zagrożone wybuchem:
Nazwa strefy |
Opis |
Strefa 0 |
Mieszanina oparów, gazu lub zapylenie jest obecne w tej strefie cały czas |
Strefa 1 |
Mieszanina oparów, gazu lub zapylenie jest obecne w tej strefie podczas normalnej pracy |
Strefa 2 |
Mieszanina oparów, gazu lub zapylenie nie jest obecne w tej strefie podczas normalnej pracy (lub jest obecne przez krótki czas) |
Rodzaj ochrony zastosowanej w danej obudowie:
Nazwa ochrony |
Oznaczenie |
Ognioszczelność |
d |
Bezpieczeństwo wewn. samoistne (strefa 0) |
ia |
Bezpieczeństwo wewn. samoistne (strefa 1) |
ib |
Nadciśnienie wewnętrzne |
p |
Budowa wzmocniona |
e |
Zanurzenie w oleju |
o |
Wypełnienie proszkiem |
q |
Obudowa hermetyczna |
m |
Strefa 2 |
n |
Ochrona specjalna |
s |
Przykład oznaczania urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym:
Ex de IIB T5 |
Ex - urządzenie przeznaczone do pracy w warunkach zagrożonych wybuchem(wg. IEC)
de - budowa ognioszczelna, wzmocniona
IIB - etylenowa grupa gazowa, do pracy na powierzchni
T5 - grupa temperaturowa T5 (<100°C)