Пожаровзрывобезопасность
Физико-химические основы процессов горения (взрывов).Горение – сложное быстропротекающее химическое превращение, сопровождающееся выделением значительного количества тепла и (обычно) свечением. В большинстве случаев горение представляет собой экзотермическое окислительное взаимодействие горючего вещества с окислителем. К горению относят не только процессы взаимодействия веществ с кислородом (или другими окислителями), но и разложение взрывчатых веществ, соединение ряда веществ с хлором и фтором, оксидов натрия и бария с диоксидом углерода и т. д. Химическая реакция горения всегда является сложной, т. е. состоит из ряда элементарных химических превращений. Химическое превращение при горении происходит одновременно с физическими процессами: переносом тепла и массы. Поэтому скорость горения всегда определяется как условиями тепло- и массопередачи, так и скоростью протекания химических реакций.
Условия возникновения и виды горения. Всё разнообразие процессов горения может быть сведено к двум основным явлениям: возникновению и распространению пламени. Появлению пламени всегда предшествует процесс прогрессирующего самоускорения реакции, вызванный изменением внешних условий: появлением в горячей среде источника зажигания, нагревом смеси горючего с окислителем до некоторой критической температуры стенками аппарата или в результате адиабатического сжатия. Зажигание горючей смеси инициируется внешним источником зажигания (электрической или фрикционной искрой, высоко нагретой поверхностью, открытым пламенем).
Если ограничиться рассмотрением зажигания газов искрой, то процесс может быть представлен в следующем виде: температура в канале электрической искры достигает 10 000 °С. В этой зоне происходит термическая диссоциация и ионизация молекул, что приводит к интенсивному протеканию химических реакций. Однако, вызвав горение в зоне разряда, искра может не вызвать дальнейшего распространения пламени по смеси. Горючую смесь может зажечь только такая искра, в канале которой выделяется энергия, достаточная для обеспечения условий распространения пламени на весь объём смеси. Для этого надо, чтобы близлежащие слои горючей смеси успели воспламениться, прежде чем нагретый искрой объём остынет. При горении химически неоднородных горючих систем, т. е. систем, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны и имеют поверхности раздела (твёрдые материалы и жидкости, струи газов и паров, поступающие в воздух), время диффузии окислителя к горючему веществу несоизмеримо больше времени, необходимого для протекания химической реакции. В этом случае процесс протекает в диффузионной области. Такое горение называют диффузионным. Все пожары представляют собой диффузионное горение. Если же время физической стадии процесса оказывается несоизмеримо меньше времени, необходимого для протекания химической реакции, то можно принять, что время сгорания химически неоднородной системы примерно равно времени протекания самой химической реакции. Скорость процесса практически определяется только скоростью химической реакции. Такое горение называют кинетическим, например, горение химически однородных горючих систем, в которых молекулы окислителя хорошо перемешаны с молекулами горючего вещества и не затрачивается время на смесеобразование (гомогенное горение). Поскольку скорость химической реакции при высокой температуре велика, горение таких смесей происходит мгновенно, в виде взрыва. Если продолжительность химической реакции и физическая стадия процесса горения соизмеримы, то горение протекает в промежуточной области, в которой на скорость горения влияют как химические, так и физические факторы. Пространство, в котором сгорают пары и газы, называется пламенем, или факелом. В случае когда горит заранее не подготовленная смесь паров или газов с воздухом, пламя называют диффузионным. Если такая смесь образуется в пламени в процессе горения, – пламя кинетическое. В условиях пожара газы, жидкости и твёрдые вещества горят диффузионным пламенем. Наиболее характерным свойством возникновения очага пламени является его способность к самопроизвольному распространению по горючей смеси. В понятие распространение пламени объединены разнообразные явления, сопровождающиеся образованием дефлаграционных (распространяющихся с дозвуковой скоростью) и детонационных (распространяющихся со сверхзвуковой скоростью) пламён. Дефлаграционные пламёна, в свою очередь, подразделяются на ламинарные и турбулентные. Для объяснения процессов, приводящих к возникновению горения и развитию процессов горения, предложены так называемые тепловая и цепная теории.
Тепловой взрыв. Под тепловым взрывом (или тепловым самовоспламенением) понимают процесс развития химических реакций, протекающих с достаточно большим выделением тепла, характеризующихся достаточно высокой энергией активации и заканчивающихся появлением пламени. Основной идеей тепловой теории является представление о наличии обратной связи между химической реакцией и выделяемым ею теплом. В ходе протекания экзотермического превращения выделяется тепло, пропорциональное скорости реакции, и вещество разогревается. При этом, в зависимости от интенсивности химической реакции и условий теплообмена с внешней средой, возможны следующие варианты развития процесса:
· если реакция идёт достаточно медленно и, значит, скорость тепловыделения невелика, стенки реакционного сосуда успевают выделяющееся тепло отводить в окружающую среду. В результате этого при некоторой температуре, лишь немного превышающей температуру окружающей среды, устанавливается тепловое равновесие между реагирующей системой и внешней средой;
· если начальная температура реагирующей системы достаточно высока и выделяющееся тепло не успевает отводиться во внешнюю среду, наблюдается процесс быстрого повышения температуры реагирующей системы, заканчивающийся появлением пламени. Этот процесс мы воспринимаем как самовоспламенение или взрыв. Тепловой взрыв возникает тем легче, чем выше скорость тепловыделения и больше температура сгорания. Анализ экспериментальных данных свидетельствует о том, что в одних случаях самовоспламенение носит тепловой характер, а в других – цепной.
Цепной взрыв представляет собой разновидность автокаталитических реакций. Характерной особенностью цепного самовоспламенения является его автокатализ не конечными продуктами реакции (СО2 и Н2О), а образующимися в результате промежуточных химических превращений свободными радикалами. К самовоспламенению и взрыву даже в изотермических условиях могут приводить разветвлённые цепные реакции. Отличие разветвлённых цепных реакций от других типов автокаталитических процессов заключается в периодическом возникновении реакций, в которых вместо одного активного атома или радикала возникает два или несколько новых.
Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов – совокупность свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Следствием горения может быть пожар или взрыв. Всего показателей пожаровзрывоопасности более двадцати. Но нам будет достаточно рассмотреть наиболее часто применяющиеся (см. ГОСТ 12.1.044–89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов»).
Группа горючести – классификационная характеристика способности веществ и материалов к горению. По горючести вещества и материалы подразделяются на три группы:
· негорючие (несгораемые) – вещества (материалы), не способные к горению. Негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом);
· трудногорючие (трудносгораемые) – вещества и материалы, способные гореть при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления;
· горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления. Горючие жидкости с температурой вспышки не более 61 °С, зафлегматизированные смеси, не имеющие вспышки, относятся к легковоспламеняющимся (ЛВЖ). Особо опасными называют ЛВЖ с температурой вспышки не более 28 °С.
Температура вспышки – наименьшая температура конденсированного вещества, при которой над её поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает. Значение температуры вспышки применяется при характеристике пожарной опасности жидкости. Температура вспышки жидкостей, принадлежащих к одному и тому же классу, закономерно зависит от физических свойств членов гомологического ряда. Она повышается с увеличением молекулярной массы, температуры кипения и плотности. Так, метиловый спирт имеет М=32 и tвсп.=8 °С, а последний член ряда, Н-амиловый спирт, – tвсп=40 °С.
Температура воспламенения – наименьшая температура вещества, при которой вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение.
Температура самовоспламенения – самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением.
Нижние (верхние) концентрационные пределы распространения пламени (НКПРП и ВКПРП) – минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Невозможность воспламенения горючей смеси при концентрации ниже НКПРП объясняется малым количеством горючего вещества и избытком воздуха. Смесь, имеющая небольшое количество горючего и избыток воздуха, характеризуется минимальной скоростью распространения пламени, низкой температурой горения (до 1 300 °С) и небольшим давлением взрыва (~0,3 МПа). При концентрации горючего в смеси выше НКПРП горение проходит с большой скоростью, давление при взрыве повышается. Верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПРП) характеризуется избытком горючего и малым количеством воздуха. Концентрационная область распространения пламени различных газо- и паровоздушных смесей неодинакова. Наибольшую область имеют оксид этилена, водород, а наименьшую – пропан, бутан. Чем ниже НКПРП и больше концентрационная область распространения пламени, тем большую пожарную опасность они представляют. Зная область распространения пламени в процессе применения и хранения газов и горючих жидкостей, можно поддерживать такой режим, при котором концентрации горючего будут выше верхнего или ниже нижнего КП. Концентрационная область сильно зависит от температур и давлений в аппаратах и хранилищах. Поскольку НКПРП большинства горючих газов сравнительно невелик, переработка таких газов при концентрациях, меньших НКПРП, малоэффективна. Для взрывоопасных смесей с ВКПРП до 15…30 % об. целесообразно переобогащение смеси горючим и поддержание такой концентрации на заданном уровне в течение всего цикла технологического процесса. Например, для смесей углеводородов от метана до гексана с кислородом при нормальных условиях ВКПРП составляет 61…40 % об, для смесей с воздухом максимальное взрывоопасное содержание горючего составляет 15…7 % об.
Для газовых смесей заметное изменение области воспламенения наблюдается при пониженном давлении; при этом происходит её сокращение вплоть до смыкания нижней и верхней границ области воспламенения. Ниже этого давления воспламенение смеси любого состава невозможно. При повышении температуры на каждые 100 °С НКПРП снижается на 10 % от первоначальной величины, ВКПРП увеличивается на 15 %. В тех случаях, когда по технологическим (или экономическим) причинам процесс нужно вести при такой концентрации горючего газа с воздухом, которая находится в области распространения пламени, в смесь вводят флегматизаторы, в присутствии которых смесь становится негорючей. В качестве инертных флегматизаторов применяют азот, аргон, диоксид углерода, водяной пар, продукты сгорания топлива (Н2О, СО2, N2).
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода при флегматизации и ингибировании газовых смесей (МВСК) – это такая концентрация кислорода в газо- или паровоздушной смеси, ниже которой воспламенение и горение смеси становится невозможными при любом содержании горючего в этой смеси.
Мощность источника и минимальная энергия зажигания. С изменением мощности источника зажигания может изменяться область воспламенения. Особенно это характерно для диэлектрических разрядов. Так, увеличение мощности искры приводит к расширению пределов воспламенения горючей смеси, причём наиболее сильно увеличивается ВКПРП. Однако расширение области воспламенения происходит до определённого предела. Искры, которые не вызывают дальнейшего расширения области воспламенения, называются насыщенными. Допустимая энергия искрового разряда не должна превышать 40 % минимальной энергии зажигания.
Минимальной энергией зажигания называется наименьшее значение энергии электрического разряда, способное воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь газа (пара или пыли) с воздухом.
Температурные пределы распространения пламени (воспламенения) – такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (НТПРП) и верхнему (ВТПРП) концентрационным пределам распространения пламени. Для обеспечения безопасности технологический процесс проводят при температуре ниже НТПРП на 10 °С или выше ВТПРП на 15 °С. На температурные пределы распространения пламени оказывает влияние начальное давление: уменьшение начального давления по сравнению с атмосферным приводит к снижению этого показателя, повышение – к увеличению.
Защита ТП и оборудования от аварий и взрывов
Действующей системой стандартов безопасности труда установлено, что производственные процессы и производственное оборудование должны быть пожаро- и взрывобезопасными (ГОСТ12.3.0002–75, ГОСТ 12.2.003–74). Стандарты предусматривают систему контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающую защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования. В комплекс пожаровзрывозащиты должен входить ряд вариантов защиты, связанных с исключением из процесса горючей (взрывоопасной) системы или возможных источников зажигания, а также с использованием способов ограничения и подавления взрывов. Следует учитывать, что мероприятия по защите от взрывов лучше всего осуществляются в оборудовании наименьшего объёма.
Распространённым способом снижения вероятности взрыва является установление безопасного технологического регламента, когда даже при резких возмущениях процесса его «опасные» параметры (температура, давление) не могут приблизиться к границе устойчивости. Снижение скорости протекания процесса достигается уменьшением скорости подачи исходных компонентов, варьированием температурного режима и применением специальных разбавителей.
Осуществление технологического процесса в среде инертного разбавителя (N2, CO2, H2O) позволяет снизить вероятность взрыва смеси, однако добавки инертного компонента (70…110 % об. от горючей смеси) затрудняют отделение от них конечного продукта, требуют использования дополнительного технологического оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры. Инертные разбавители целесообразно использовать также на некоторых стадиях технологического процесса.
Значительное сужение концентрационных пределов воспламенения и подавление взрывов достигается при комбинированном действии химических ингибиторов (фторбромсодержащих углеводородов) с диоксидом углерода, азота, диэтиламином.
Предотвратить взрыв можно регулированием и поддержанием такого состава смеси, при котором содержание горючего компонента находится вне концентрационных пределов воспламенения. Поскольку НКПРП большинства горючих газов, используемых при получении полимеров, сравнительно невелик, переработка таких газов при концентрациях, меньших НКПРП, малоэффективна. Для взрывоопасных смесей с верхним концентрационным пределом воспламенения до 15…30 % целесообразно переобогащение смеси горючим и поддержание такой концентрации на заданном уровне в течение всего технологического цикла. Однако если процесс осуществляется в вакууме, то в случае нарушения герметичности аппарата возможны подсос воздуха и образование взрывоопасных концентраций и, как следствие, взрыв и разрушение технологического оборудования.
Технологическим способом снижения опасности является также перевод периодического или полунепрерывного технологического процесса в непрерывный. Вследствие уменьшения объёма реактора непрерывного действия, по сравнению с объёмом реактора периодического действия, при той же производительности снижается общий объём реакционной массы, находящейся в цехе. Тем самым облегчаются возможные последствия аварии, однако вероятность возникновения самой аварии и взрыва не уменьшается. Технологический режим (t, p) при непрерывном процессе поддерживается постоянным, что существенно облегчает автоматизацию технологического процесса и снижает его опасность.
Для производств, связанных с применением мелкодисперсных материалов (пылей), одной из задач является снижение летучести пыли. Для этого пыль увлажняют в местах её образования или в местах, где возможно увеличение содержания пыли в воздухе. Увлажнение проводят до такого состояния пыли, при котором не образуется аэрозоль. Замена пылесборников скрубберами с увлажнением помогает решить эту задачу. Для улучшения смачивания к воде добавляют ПАВ.
Достаточно эффективными мерами, обеспечивающими безопасность процесса, являются своевременное удаление скоплений пыли, обеспечение надёжной герметизации соответствующего оборудования, применение вакуумного транспортирования пылевидных материалов, снижающего содержание кислорода в горючей смеси, взамен транспортирования под давлением воздуха. Для уменьшения опасности взрыва очень часто оборудование для опасных операций или выносят на открытый воздух, или размещают в небольших обособленных зданиях. Одним из важных мероприятий по предотвращению действия давления взрыва в системе является сброс давления через вышибаемые проёмы, к которым относятся остеклённые части здания, двери, распашные ворота, легкопанельные стены, лёгкие сбрасываемые крыши.
Ограничение и подавление взрывов. Механизм ограничения и подавления взрывов, как и в случаях тушения пожаров, основан на охлаждении, инертизации и ингибировании горения. Устройство, служащее для подавления взрыва, включает в себя три основных элемента:
· чувствительный датчик, реагирующий на определённый параметр взрыва (давление, температуру, тепловую радиацию);
· исполнительный механизм, который под влиянием начального импульса обеспечивает срабатывание устройства и диспергирование вещества, тушащего пламя. Скорость срабатывания устройства должна быть больше максимальной скорости нарастания давления взрыва;
· тушащее средство.
Период между моментами воспламенения и достижения разрушающего давления составляет примерно 30¸40 мс, поэтому автоматическая блокировка с тушащим средством должна срабатывать в течение более короткого времени. Широкое применение в химической промышленности нашли автоматические системы взрывозащиты, которые подразделяются на системы предупреждения, локализации и подавления взрывов.
Системы предупреждения аварий и взрывовмогут быть двух видов:
· основные защитные воздействия первого вида, возвращающие процесс в режим нормального функционирования: подача «жёсткого» хладагента – она применяется в случае, когда развитие аварийной ситуации приводит к нарушению температурного режима, а резкое охлаждение не вызывает полного прекращения процесса; прекращение подачи одного или нескольких компонентов, когда причиной возникновения аварийной ситуации является нарушение расхода или соотношения исходных компонентов или когда нарушается температурный режим в сторону увеличения опасности; стравливание избыточного давления из аппарата – применяется, когда предаварийное состояние характеризуется повышением давления; подключение дополнительного технологического оборудования, например через ловушку, когда защитные воздействия первого вида приводят к временному замедлению процесса;
· прекращение процесса – осуществляется защитными воздействиями второго вида: сброс реакционной массы в специальную ёмкость, заполненную разбавителем; подача в реактор разбавителя, резко затормаживающего процесс и делающего невозможным дальнейшее использование реакционной массы; подача «жёсткого» хладагента, если последовавшее за этим снижение температуры вызывает такие необратимые реакции, которые приводят к невозможности дальнейшего использования реакционной массы.
Системы локализации взрывов.Системы приводятся в действие при возникновении загораний и угрозе разрушения технологического оборудования и здания от избыточного давления. Принцип действия систем локализации заключается в обнаружении аварийного состояния датчиком – преобразователем, подаче исполнительной команды на срабатывание устройства разгерметизации, инертизации и пожаротушения. После срабатывания устройств разгерметизации (предохранительной мембраны) в очаг возгорания подаётся флегматизирующий инертный разбавитель или (через насадки – распылители) огнетушащее вещество для ликвидации или локализации загорания.
Чтобы предотвратить распространение пламени на смежные аппараты, применяют устройства блокирования – огнепреградители различных типов и пламеотсекатели. По способу устройства огнепреградители могут быть сухими, орошаемыми, с водяным статическим затвором. По конструкции они делаются с насадкой из гранулированных материалов, пластинчатые, сетчатые, металлокерамические или металловолокнистые. Огнепреградители используют также для оборудования «дыхательных», продувочных и сбросных линий аппаратов и ёмкостей с ЛВЖ, газопаровоздушных линий со взрывоопасными концентрациями смесей, коммуникаций с газами, способными к взрывному разложению. Пламегасящий эффект огнепреградителей определяется в основном диаметром пламегасящих каналов, поскольку длина и материал стенок этих каналов мало влияют на теплоотвод из зоны горения. При уменьшении диаметра пламегасящего канала увеличивается его поверхность на единицу массы реагирующей смеси, вследствие этого возрастают потери тепла из зоны горения. При критическом диаметре скорость реакции горения резко уменьшается, так что дальнейшее распространение пламени полностью прекращается.
Для локализации пламени в трубопроводах, транспортирующих различные горючие вещества (газы, пыли), применяют форсуночные пламепреградители. Принцип их действия заключается в создании огнетушащей зоны впереди движущегося фронта пламени специальными устройствами, которые обеспечивают высокоскоростную подачу жидкого или газообразного огнепреградителя в полость защищаемого трубопровода.
В качестве пламеотсекателей, предотвращающих распространение огня по газопроводу, используют изолирующие клапаны, а также гидрозатворы, которые обеспечивают механическое перекрытие рабочего сечения газопровода шиберами или заслонками и одновременную подачу внутрь газопровода огнетушащей жидкости.
Устройства разгерметизации предназначены для обеспечения необходимого по условиям взрывозащиты проходного сечения для сброса избыточного давления, возникающего при взрыве внутри аппарата. При этом давление в аппарате не должно превышать допустимого значения.
Для обеспечения необходимой площади разгерметизирующих разгрузочных отверстий наибольшее применение нашли предохранительные устройства – клапаны и разрушающиеся мембраны. Разгрузка противовзрывных устройств должна быть организована таким образом, чтобы избежать выброса пламени в рабочее помещение и повторного взрыва. Для этого рекомендуется противовзрывные устройства снабжать трубами, площадь сечения которых должна быть не менее площади разгрузочного отверстия, а длина – не более 3 м. Трубы выводят наружу, причём они должны быть по возможности прямыми.
Пожаровзрывоопасность электроустановок. Во взрыво- и пожароопасных производствах, особенно при работе с взрывоопасными газами, парами, пылями (ацетиленом, оксидом этилена, ацетоном, диэтиловым эфиром), электроустановки могут быть источниками воспламенения. Так, при неправильной эксплуатации или неисправности электрооборудования возможны его перегрев или появление искровых разрядов, которые могут вызвать пожар или взрыв горючей среды, наносящий большой материальный ущерб. Поэтому электрооборудование, работающее во взрывоопасных средах, выполняется по специальным правилам и может эксплуатироваться без опасности их воспламенения.
Электрическая искра является одним из наиболее мощных источников воспламенения. Большая температура (около 10 000 °С) в канале искрового разряда способствует протеканию интенсивных окислительно-восстановительных реакций. Возникновение электрических искр в производственных условиях возможно при замыкании и размыкании электрических цепей в выключателях, рубильниках, пусковой и другой аппаратуре, а также при коротком замыкании, плохих электрических контактах.
Основными способами борьбы с воспламенением от электрооборудования являются правильный выбор и надлежащая эксплуатация этого оборудования во взрыво- и пожароопасных производствах. В связи с этим все помещения (цехи, участки), наружные установки, согласно «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ), классифицируют на взрывоопасные (В-I, В-Iа, В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа) и пожароопасные (П-I, П-II, П-IIа, П-III) зоны.
Взрывоопасная зона – это пространство, в котором имеются или могут появиться взрывоопасные смеси и в пределах которого на исполнение электрооборудования накладываются ограничения с целью уменьшения вероятности возникновения взрыва, вызванного электрооборудованием.
К классу В-I относятся зоны производственных помещений, в которых выделяются горючие газы и пары в таком количестве и обладают такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом или другими окислителями взрывоопасные смеси при нормальных недлительных режимах работы, например: при загрузке и разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых сосудах.
К классу В-Iа относятся зоны производственных помещений, в которых взрывоопасная концентрация газов и паров возможна только в результате аварии или неисправностей.
К классу В-Iб относятся те же зоны, что и к классу В-Iа, но имеющие одну из следующих особенностей:
· горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (>15 % об.) и резким запахом при ПДК;
· при аварии в этих зонах возможно создание только местной взрывоопасной концентрации, распространяемой на объём не более 5 % общего объёма зоны;
· горючие газы и жидкости используются в небольших количествах без применения открытого пламени, в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами.
К классу В-Iг относятся наружные установки, содержащие взрывоопасные газы, пары, жидкости, причём взрывоопасная концентрация может создаться только в результате аварии или неисправностей.
К классу В-II относятся зоны производственных помещений, в которых возможны образования взрывоопасных концентраций пылей или волокон с воздухом или другим окислителем при нормальных, недлительных режимах работы.
К классу В-IIа относятся зоны, аналогичные зонам класса В-II, в которых взрывоопасные концентрации пылей и волокон могут образоваться только в результате аварий или неисправностей.
Пожароопасная зона – это открытое пространство, в котором могут находиться горючие вещества как при нормальном технологическом процессе, так и при возможных его нарушениях.
К классу П-I относятся зоны производственных помещений, в которых применяют или хранят жидкости с температурой вспышки выше 61 °С.
К классу П-II относятся зоны производственных помещений, в которых при проведении технологического процесса выделяются горючая пыль или частицы волокон с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м3 к объёму воздуха или взрывоопасные пыли, содержание которых в воздухе производственных помещений по условиям эксплуатации не достигает взрывоопасных концентраций.
К классу П-IIа относятся зоны производственных и складских помещений, в которых содержатся или перерабатываются твёрдые или волокнистые горючие вещества; горючие пыли и волокна здесь не выделяются.
К классу П-III относятся наружные установки, в которых применяются или хранятся горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °С, а также твёрдые горючие вещества.
Применяемые в означенных помещениях электроустановки должны обеспечивать как необходимую степень защиты их обмоток от воздействия окружающей среды, так и необходимую безопасность в отношении пожара или взрыва по причине их неисправности. В соответствии с ПУЭ в пожароопасных зонах используется электрооборудование закрытого типа, внутренняя полость которого отделена от внешней среды оболочкой. Аппаратуру управления, защиты и светильники рекомендуется применять в пыленепроницаемом исполнении. Вся электропроводка должна быть обеспечена надёжной изоляцией. Во взрывоопасных зонах и наружных установках необходимо использовать взрывозащищённое электрооборудование, изготовленное в соответствии с ГОСТ12.2.020–76 «Электрооборудование взрывозащищённое». В соответствии с ним всё электрооборудование по уровню взрывозащиты, т. е. степени взрывозащиты, подразделяется на три класса:
· класс 2 – повышенной надёжности против взрыва, в котором взрывозащита обеспечена только при нормальном режиме работы;
· класс 1 – взрывобезопасное, в котором взрывозащита обеспечивается и при признанных вероятных повреждениях, кроме повреждений средств взрывозащиты;
· класс 0 – особо взрывобезопасное, в котором по отношению к взрывобезопасному приняты дополнительные средства взрывозащиты.
Взрывозащита обеспечивается взрывонепроницаемой оболочкой, искробезопасными электрическими цепями, недопущением появления опасных нагревов, искр, дуг; продувкой внутренних полостей чистым воздухом или инертным газом; заполнением токоведущих полостей минеральным маслом, любым жидким негорючим диэлектриком; кварцевым заполнением оболочек; заполнением эпоксидными смолами, имеющими оболочку под постоянным избыточным давлением воздуха или инертного газа.
Пусковую аппаратуру (выключатели, магнитные пускатели) в классах В-I и В-II необходимо выносить за пределы взрывоопасных помещений и снабжать устройством дистанционного управления. Провода внутри взрывоопасных помещений следует прокладывать в стальных трубах или использовать для этих целей бронированный кабель. Светильники для классов В-I, В-II и В-Iа также должны быть взрывозащищёнными.
3.5. Организация безопасной работы
на персональных компьютерах
и видеодисплейных терминалах
К концу рабочего дня операторы ПЭВМ и видеодисплейных терминалов (ВДТ) ощущают головную боль, резь в глазах, тянущие боли в мышцах шеи, рук, спины, зуд кожи лица. Со временем это приводит к мигреням, частичной потере зрения, сколиозу, кожным воспалениям и т. д. По результатам зарубежных исследований выявлена определенная связь между работой на ПЭВМ и такими недомоганиями, как астенопия (быстрая утомляемость глаз), боли в спине, шее (остеохондроз), запястный синдром (болезненное поражение срединного нерва запястья), снижение концентрации внимания, нарушение сна и другие. Они не только снижают трудоспособность, но и подрывают здоровье людей. У людей, просиживающих у ПЭВМ от 2 до 6 часов в день, резко возрастают шансы заработать болезнь верхних дыхательных путей, получить неожиданный инфаркт или инсульт, посадить зрение, стать импотентом. Результаты научных исследований показали, что наиболее «рискующими» пользователями ПЭВМ являются дети и беременные женщины.
Таким образом, работа с компьютером характеризуется значительным умственным напряжением и нервно-эмоциональной нагрузкой операторов, высокой напряженностью зрительной работы и достаточно большой нагрузкой на мышцы спины и рук при работе с клавиатурой ЭВМ. Возрастают так называемые эргономические заболевания как разновидность профессиональных болезней. Они обычно возникают в результате непрерывной работы на неправильно организованном рабочем месте.
Анализируя причины резкого роста «компьютерных» профзаболеваний, специалисты научных центров США отмечают прежде всего слабую эргономическую проработку рабочих мест операторов ПЭВМ и ВДТ. Сюда входит слишком высоко расположенная клавиатура, неподходящее кресло. Кроме того, на пользователей ПЭВД и ВДТ постоянно действуют опасные и вредные производственные факторы
(ГОСТ 12.0.003–74):
· повышенная ионизация воздуха;
· повышенный уровень статического электричества;
· повышенный уровень электромагнитных излучений;
· повышенная напряженность электрического поля;
· повышенная контрастность и пульсация светового потока;
· повышенный уровень ультрафиолетовой и инфракрасной радиации;
· повышенный уровень шума и вибрации;
· нервно-эмоциональная напряженность.
Их интенсивность во многом зависит от исправности как ПЭВМ и ВДТ, так и средств ее защиты.
Таким образом, на здоровье людей, работающих на ПЭВМ и ВДТ, влияют как сами машины, так и санитарно-гигиенические условия помещений, где они находятся, а также организация и оборудование рабочих мест, режим труда и отдыха.
Чтобы избежать многих вышеуказанных воздействий на человека, необходимо приобретать ПЭВМ и ВДТ, которые имеют гигиенический сертификат соответствия требованиям стандартов безопасности и условиям, предъявляемым к функциональным параметрам, значения которых установлены в нормативных документах.
В РФ организация и проведение работ по сертификации продукции (в том числе и ПЭВМ, ВДТ) регламентируются законами «О защите прав потребителей» и «О сертификации продукции и услуг». Они предусматривают два вида сертификации – обязательную и добровольную. Обязательная сертификация проводится в целях обеспечения безопасности продукции для жизни и здоровья людей и окружающей среды. Добровольная – в целях защиты потребителя от недобросовестности изготовителя (продавца) продукции, обеспечения информационной и технической совместимости и т. д. Эти оба вида сертификации выполняются органом по сертификации – Госстандартом РФ в специализированных лабораториях.
В рабочем состоянии все изделия ПЭВМ и ВДТ должны отвечать требованиям СанПиН 2.2.2/2.4.1340–03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».
При работе с ПЭВМ и ВДТ необходимо обеспечить наилучшие значения визуальных параметров (яркость знака, внешняя освещенность экрана и т. д.) в пределах оптимального диапазона.
Допустимые параметры неионизирующих электромагнитных полей (ЭМП) и излучений при работе ПЭВМ и ВДТ согласно СанПиНу:
1) напряженность ЭМП на расстоянии 50 см вокруг машины по электрической составляющей – не более 25 В/м в диапазоне частот 5 Гц…2 кГц, не более 2,5 В/м – в диапазоне частот 2…400 кГц;