ГОСТ 31438.1-2011 Взрывоопасные среды. Взрывозащита и предотвращение взрыва. Часть 1. Основополагающая концепция и методология (с Поправками).
ГОСТ 31438.1-2011
(EN 1127-1:2007)*
________________
* Поправка. ИУС N 6-2019.
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Взрывоопасные среды
ВЗРЫВОЗАЩИТА И ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ВЗРЫВА
Часть 1
Основополагающая концепция и методология
Explosive atmospheres. Explosion prevention and protection. Part 1. Basic concepts and methodology
МКС 13.230
Дата введения 2013-02-15
Предисловие
Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой национальной организацией "Ех-стандарт" (АННО "Ех-стандарт")
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) (ТК 403)
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 40-2011 от 29 ноября 2011 г.)
За принятие стандарта проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджан | AZ
| Азстандарт |
Армения | AM
| Минэкономики Республики Армения |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | KZ | Госстандарт Республики Казахстан |
Кыргызстан | KG | Кыргызстандарт |
Российская Федерация | RU | Росстандарт |
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
Узбекистан | UZ | Узстандарт |
(Поправка. ИУС N 6-2019), (Поправка. ИУС N 8-2023).
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2011 г. N 1615-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31438.1-2011 (EN 1127-1:2007) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 15 февраля 2013 г.
5 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к региональному стандарту EN 1127-1:2007* Explosive atmospheres - Explosion prevention and protection - Part 1: Basic concepts and methodology. (Взрывоопасные среды. Взрывозащита и предотвращение взрыва. Часть 1. Основополагающая концепция и методология) путем изменения содержания отдельных структурных элементов и дополнений, внесенных непосредственно в текст стандарта и выделенных курсивом**, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.
Степень соответствия - модифицированная (MOD).
Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р ЕН 1127-1-2009
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты".
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты"
ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2019 год с учетом уточнения, опубликованного в ИУС 11-2019; поправка, опубликованная в ИУС N 8, 2023 год
Введение
Настоящий стандарт модифицирован по отношению к региональному стандарту EN 1127-1:2007 "Взрывоопасные среды. Взрывозащита и предотвращение взрыва. Часть 1. Основополагающая концепция и методология".
Региональный стандарт EN 1127-1:2007, на основе которого разработан настоящий стандарт, был подготовлен в качестве гармонизированного стандарта в соответствии с Директивами 94/9 ЕС, 98/37/ЕС и 2006/42/ЕС и связанными с ними положениями Европейской ассоциации свободной торговли (EFTA).
Настоящий стандарт полностью повторяет нумерацию и наименования пунктов регионального стандарта EN 1127-1:2007.
Настоящий стандарт имеет следующие отличия от примененного регионального стандарта EN 1127-1:2007:
- в соответствии с требованиями ГОСТ 1.5-2001 в связи с невведением EN 13237:2003 в качестве межгосударственного стандарта, этот документ перенесен из раздела нормативных ссылок в структурный элемент "Библиография". Нормативные ссылки на региональные стандарты EN ISO 12100-1:2003, EN ISO 12100-2:2003, EN ISO 14121-1:2007 заменены соответственно на эквивалентные ГОСТ ИСО/ТО 12100-1-2001*, ГОСТ ИСО/ТО 12100-2-2002, ГОСТ ЕН 1050-2002;
- требования настоящего стандарта распространяются также на оборудование Группы III;
- категории оборудования и их обозначения заменены на уровни взрывозащиты оборудования и их обозначения;
- в примечании подраздела 6.3 добавлено, что при использовании термина "пыль", имеются в виду и среды с присутствием волокон или летучих частиц в воздухе;
- исключены справочные приложения ZA, ZB и ZC, информирующие о соответствии разделов регионального стандарта EN 1127-1:2007 европейским Директивам, что не является предметом межгосударственной стандартизации.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает основополагающую концепцию и методологию по идентификации и оценке опасностей, приводящих к взрывам, а также технические предупредительные и защитные меры, принимаемые при разработке и изготовлении оборудования, систем защиты и компонентов, в соответствии с требуемой взрывобезопасностью. Это достигается путем:
- идентификации опасностей;
- оценки риска;
- снижения риска;
- предоставления информации для потребителя.
Взрывобезопасность оборудования, систем защиты и компонентов может быть достигнута устранением опасностей и/или снижением степени риска, то есть путем:
a) разработки без применения технических предупредительных мер взрывобезопасности (предотвращение взрыва);
b) разработки с применением технических предупредительных мер взрывобезопасности (взрывозащита);
c) применения устройств коммуникационной связи для передачи информации потребителю, при необходимости;
d) принятия любых иных технических предупредительных и защитных мер.
Меры, предпринимаемые согласно перечислению a) (предотвращение взрыва) и перечислению b) (защита), рассматриваются в разделе 6, а согласно перечислению c) - в разделе 7. Меры, предпринимаемые согласно перечислению d), не рассматриваются в настоящем стандарте. Они рассматриваются в ГОСТ ИСО/ТО 12100-1-2001 (раздел 5).
Технические предупредительные и защитные меры, описанные в настоящем стандарте, обеспечивают требуемый уровень взрывобезопасности только в случае, если оборудование, системы защиты и компоненты используются в соответствии с их применением по назначению и если они установлены и обслуживаются в соответствии с нормами или требованиями к их эксплуатации.
В настоящем стандарте установлены общие методы разработки и изготовления, призванные помочь разработчикам и изготовителям в обеспечении взрывобезопасности при разработке оборудования, систем защиты и компонентов.
Настоящий стандарт распространяется на оборудование, системы защиты и компоненты, предназначенные для применения в потенциально взрывоопасных средах при атмосферных условиях. Такие взрывоопасные среды могут возникать в результате применения горючих веществ в технологических процессах или выделяемых оборудованием, системами защиты и компонентами, а также в результате контакта горючего вещества с оборудованием, системами защиты и компонентами, и/или от материалов, из которых изготавливают оборудование, системы защиты и компоненты.
Настоящий стандарт распространяется на оборудование, системы защиты и компоненты на всех стадиях их жизненного цикла.
Настоящий стандарт распространяется на оборудование Группы II и Группы III, предназначенное для применения во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок, кроме подземных выработок шахт, рудников и их наземных строений, взрывоопасных по рудничному газу и/или горючей пыли.
Настоящий стандарт не распространяется:
a) на медицинские приборы, предназначенные для применения в медицинских целях;
b) на оборудование, системы защиты и компоненты, для которых опасности взрыва возникают только из-за наличия взрывчатых веществ и нестойких химических соединений;
c) на оборудование, системы защиты и компоненты, при применении которых взрыв может произойти в результате реакции веществ с любыми окислителями, кроме атмосферного кислорода, или в результате иных опасных реакций, либо в любых условиях, за исключением атмосферных;
d) на оборудование, предназначенное для бытового и непроизводственного применения, при котором потенциально взрывоопасные среды могут образоваться в редких случаях и только в результате случайной утечки используемого газа;
e) на персональное защитное оборудование;
f) на морские суда и передвижные морские платформы вместе с оборудованием на борту таких судов или платформ;
g) на транспортные средства и их прицепы, предназначенные исключительно для перевозки пассажиров и грузов по воздуху, автодорогам, железной дороге или водным путям, включая транспортные средства, предназначенные для применения в потенциально взрывоопасной среде;
h) на системы, в которых происходят контролируемые процессы горения, если только они не действуют в качестве источников воспламенения в потенциально взрывоопасных средах.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты.
ГОСТ ЕН 1050-2002* Безопасность машин. Принципы оценки и определения риска
________________
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 51344-99 "Безопасность машин. Принципы оценки и определения риска".
ГОСТ 31438.2-2011 (EN 1127-2:2002) Взрывоопасные среды. Взрывозащита и предотвращение взрыва. Часть 2. Основополагающая концепция и методология (для подземных выработок)
ГОСТ 31441.1-2011 (EN 13463-1:2001) Неэлектрическое оборудование, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 1. Общие требования
ГОСТ 31441.2-2011 (EN 13463-2:2004) Оборудование неэлектрическое, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 2. Защита оболочкой с ограниченным пропуском газов "fr"
ГОСТ 31441.3-2011 (EN 13463-3:2005) Оборудование неэлектрическое, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 3. Защита взрывонепроницаемой оболочкой "d"
ГОСТ 31441.5-2011 (EN 13463-5:2003) Оборудование неэлектрическое, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 5. Защита конструкционной безопасностью "c"
ГОСТ 31441.6-2011 (EN 13463-6:2005) Оборудование неэлектрическое, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 6. Защита контролем источника воспламенения "b"
ГОСТ 31441.8-2011 (EN 13463-8:2003) Оборудование неэлектрическое, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 8. Защита жидкостным погружением "k"
ГОСТ 31610.5-2012/IEC 60079-5:2007 Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 5. Кварцевое заполнение оболочки "q"
ГОСТ 31610.6-2012/IEC 60079-6:2007 Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 6. Масляное заполнение оболочки "o"
ГОСТ 31610.7-2012/IEC 60079-7:2006 Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 7. Повышенная защита вида "e"
ГОСТ 31610.10-2012/IEC 60079-10:2002 Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 10. Классификация взрывоопасных зон
ГОСТ 31610.28-2012/IEC 60079-28:2006 Взрывоопасные среды. Часть 28. Защита оборудования и передающих систем, использующих оптическое излучение
ГОСТ IEC 60079-1-2011 Взрывоопасные среды. Часть 1. Оборудование с видом взрывозащиты "взрывонепроницаемые оболочки "d"
ГОСТ IEC 60079-14-2008* Взрывоопасные среды. Часть 14. Проектирование, выбор и монтаж электроустановок
ГОСТ IЕС 60079-18-2008 Взрывоопасные среды. Часть 18. Оборудование с взрывозащитой вида "Герметизация компаундом "m"
ГОСТ ИСО/ТО 12100-1-2001* Безопасность оборудования. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 1. Основные термины, методика
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 12100-1-2007 "Безопасность машин. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 1. Основные термины, методология".
ГОСТ ИСО/ТО 12100-2-2002* Безопасность оборудования. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 2. Технические правила и технические требования
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (и классификаторов) на территории государства по соответствующему указателю стандартов (и классификаторов), составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
Для целей настоящего стандарта, в дополнение к EN 13237 [1] (см. также ГОСТ 31438.2), применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 опасная взрывоопасная среда (hazardous explosive atmosphere): Взрывоопасная среда, взрыв которой вызывает ущерб.
3.2 неисправность (malfunction): Неспособность оборудования, защитных систем и компонентов выполнять заданные функции.
Примечания
1 См. также ГОСТ ИСО/ТО 12100-1.
2 В контексте настоящего стандарта неисправность может произойти по целому ряду причин, включая:
a) изменение характеристик материалов или размеров деталей;
b) отказ одной (или более) составной части оборудования, защитных систем и компонентов;
c) воздействие внешних факторов (например ударов, вибрации, электромагнитных полей);
d) погрешности или недостатки при разработке (например ошибки программного обеспечения);
e) помехи от сети питания или иных коммуникаций;
f) потерю управления оператором (особенно в случае применения ручных и передвижных машин).
4 Идентификация опасностей
4.1 Общие положения
Опасность взрыва связана с материалами и веществами, которые используются или являются выбросами оборудования, систем защиты и компонентов, а также с материалами, применяемыми при изготовлении оборудования, систем защиты и компонентов. Некоторые из этих материалов и веществ могут гореть в воздушной среде. Эти процессы часто сопровождаются выделением значительного количества тепла и могут сопровождаться повышением давления и выбросом опасных горючих веществ. В отличие от обычного горения, взрыв является самоподдерживающимся распространением зоны реакции (пламени) во взрывоопасной среде.
Легковоспламеняющимися и/или горючими следует считать вещества, способные сформировать взрывоопасную среду, если изучение их свойств показало, что в смеси с воздухом они способны к самоподдерживающемуся распространению пламени.
Эта потенциальная опасность, связанная с взрывоопасной средой, возникает при появлении активного источника воспламенения.
Характеристики взрывобезопасности веществ перечислены в 4.2, 4.3 и 4.4. Они могут быть получены путем лабораторных испытаний, а в отдельных случаях - расчетным путем. Полученные характеристики взрывобезопасности используются для идентификации различных видов опасностей.
Необходимо учесть, что эти характеристики взрывобезопасности не являются физическими константами, но зависят, например, от методов, используемых для их измерения. К тому же, для пыли установленные данные по взрывобезопасности предназначены только для общей информации, поскольку эти величины зависят от размеров и формы частиц, содержания влаги и присутствия примесей даже в минимальных концентрациях. В особых случаях применения следует проверять образцы пыли, присутствующей в оборудовании, и использовать полученные данные при идентификации опасностей.
4.2 Характеристики горения
Поскольку в данном контексте потенциальную опасность представляет не само горючее вещество, а его взаимодействие или смешивание с воздухом, то должны быть определены характеристики смеси горючего вещества с воздухом. Эти характеристики дают информацию о поведении вещества при горении и показывают, способно ли вещество спровоцировать горение или взрыв. Соответствующими характеристиками, например, являются:
a) температура вспышки;
b) концентрационные пределы диапазона воспламенения: нижний концентрационный предел воспламенений - НКПВ (LEL), верхний концентрационный предел воспламенения - ВКПВ (UEL);
c) предельная концентрация кислорода - ПКК (LOC).
4.3 Характеристики воспламенения
Устойчивость взрывоопасной среды к воспламенению определяется такими характеристиками, как:
a) минимальная энергия воспламенения;
b) температура воспламенения взрывоопасной среды;
c) минимальная температура воспламенения слоя пыли.
4.4 Характеристики взрыва
Взрывоопасная среда после воспламенения характеризуется такими характеристиками, как:
c) безопасный экспериментальный максимальный зазор БЭМЗ (MESG).
5 Элементы оценки риска
5.1 Общие положения
Оценку риска всегда следует осуществлять для каждой отдельной опасности в соответствии с ГОСТ ЕН 1050. Оценка риска включает в себя следующие элементы, основанные на требованиях данного стандарта:
a) идентификацию опасностей, в том числе на основании данных по взрывобезопасности, приведенных в разделе 4, путем оценки воспламеняемости и горючести веществ;
b) определение количества и вероятности возникновения взрывоопасной среды (см. 5.2);
c) определение присутствия или вероятности появления источников воспламенения, способных вызвать воспламенение взрывоопасной среды (см. 5.3);
d) определение потенциальных поражающих факторов взрыва (см. 5.4);
e) определение риска;
f) технические предупредительные и защитные меры по снижению рисков (см. раздел 6).
Должен быть принят комплексный подход, особенно в отношении сложного оборудования, систем защиты и компонентов, производственных установок, состоящих из отдельных сборочных единиц, и, прежде всего, в отношении многокомпонентных установок. При этом оценка риска должна учитывать опасности воспламенения, исходящие:
1) от оборудования, систем защиты и компонентов;
2) от взаимного влияния между оборудованием, системами защиты, компонентами и веществами;
3) от конкретных технологических процессов, протекающих в оборудовании, системах защиты и компонентах;
4) от взаимного влияния между отдельными процессами, протекающими в различных частях оборудования, систем защиты и компонентов;
5) от окружающей среды, соприкасающейся с оборудованием, системами защиты и компонентами, а также от вероятного взаимодействия процессов, осуществляемых в непосредственной близости.
5.2 Определение количества и вероятности возникновения взрывоопасной среды
5.2.1 Общие положения
Возникновение опасной взрывоопасной среды зависит от следующих факторов:
a) наличия горючих веществ;
b) степени дисперсности горючего вещества (например, газов, паров, тумана, пыли);
c) концентрации горючего вещества в воздухе в пределах диапазона воспламенения;
d) количества взрывоопасной среды, достаточной для нанесения травм или повреждений в результате воспламенения.
При оценке вероятности возникновения опасной взрывоопасной среды необходимо учесть возможное образование взрывоопасной среды в результате химических реакций, пиролиза и биологических процессов.
Если невозможно оценить вероятность возникновения опасной взрывоопасной среды, то необходимо исходить из предположения о постоянном присутствии такой взрывоопасной среды, кроме тех случаев, когда имеется устройство, достоверно контролирующее концентрацию горючего вещества в воздухе.
Примечание - Из практических соображений целесообразнее классифицировать внутреннее пространство оборудования, систем защиты и компонентов, а также их окружение по зонам, которые устанавливаются на основании вероятности возникновения опасной взрывоопасной среды (см. 6.3).
5.2.2 Степень дисперсности горючих веществ
Газы и пары имеют достаточно высокую степень дисперсности для образования взрывоопасной среды. Вероятность образования взрывоопасной среды туманом или пылью возникает при размере капель в тумане или размере твердых частиц в пыли менее 1 мм.
Примечание - Различные туманы и пыли, которые встречаются повсеместно в практике, имеют размеры капель и твердых частиц от 0,001 до 0,1 мм.
5.2.3 Концентрация горючих веществ
Взрыв может произойти, если концентрация дисперсного горючего вещества в воздухе достигает или превышает нижний концентрационный предел воспламенения. Взрыв не произойдет, если концентрация превышает верхний концентрационный предел воспламенения.
Примечание - В некоторых химически неустойчивых веществах, например в ацетилене и этиленоксиде, могут происходить экзотермические реакции даже при отсутствии кислорода, что эквивалентно верхнему концентрационному пределу воспламенения, равному 100%.
Пределы воспламенения изменяются в зависимости от давления и температуры. Как правило, концентрационные пределы воспламенения расширяются с увеличением давления и температуры. В смесях горючих веществ с кислородом пределы воспламенения значительно превышают такие пределы для горючих веществ в смеси с воздухом.
Если температура поверхности горючей жидкости превышает температуру самовоспламенения, то это может вызвать образование взрывоопасной среды (см. 6.2.2.2). Туманы горючих жидкостей способны образовывать взрывоопасные среды при температурах ниже нижней температуры самовоспламенения жидкости.
Пределы воспламенения для разных типов пыли не имеют такой значимости, как для газов и паров. Облака пыли, как правило, отличаются неоднородностью. Концентрация пыли может значительно колебаться в зависимости от отложения и дисперсии пыли в окружающей среде. Необходимо учесть возможность образования взрывоопасных сред при наличии отложений горючей пыли.
5.2.4 Количество взрывоопасной среды
Оценка присутствия взрывоопасной среды в опасных количествах зависит от потенциальных поражающих факторов взрыва (см. 5.4).
5.3 Определение присутствия активных источников воспламенения
5.3.1 Общие положения
Для определения присутствия активных источников воспламенения должно быть проведено сравнение воспламеняющей способности источника воспламенения с характеристиками воспламенения горючего вещества (см. 4.3), а также проведена оценка вероятности появления активных источников воспламенения с учетом тех источников воспламенения, которые могут возникнуть, например, в результате мероприятий по техническому обслуживанию или очистке.
Примечание - Могут быть использованы защитные меры для нейтрализации источников воспламенения (см. 6.4).
При невозможности оценки вероятности появления активного источника воспламенения необходимо исходить из предположения о постоянном присутствии такого источника.
Источники воспламенения следует классифицировать по вероятности их появления следующим образом:
a) источники воспламенения, которые могут возникать постоянно или часто;
b) источники воспламенения, которые могут возникать в редких случаях;
c) источники воспламенения, которые могут возникать лишь в очень редких случаях.
Применительно к применяемому оборудованию, защитным системам и компонентам данная классификация должна считаться эквивалентной:
d) источникам воспламенения, которые могут возникать при нормальном режиме эксплуатации;
e) источникам воспламенения, которые могут возникать исключительно в результате неисправностей;
f) источникам воспламенения, которые могут возникать исключительно в результате редких неисправностей.
Различные источники воспламенения рассматриваются в 5.3.2-5.3.14.
5.3.2 Нагретые поверхности
Если взрывоопасная среда входит в контакт с нагретой поверхностью, может произойти воспламенение. Не только нагретая поверхность сама по себе может выступать как источник воспламенения, но и слой пыли или горючее твердое вещество, находящееся во взаимодействии с горячей поверхностью и воспламеняемое горячей поверхностью, может также действовать как источник воспламенения для взрывоопасной среды.
Способность нагретой поверхности вызывать воспламенение зависит от типа и концентрации конкретного горючего вещества в смеси с воздухом. Эта способность становится больше с увеличением температуры и площади поверхности. Кроме того, температура, которая вызывает воспламенение, зависит от размера и формы нагретого тела, градиента концентрации горючего вещества вблизи поверхности, а также материала поверхности. Таким образом, например, среда с содержанием горючего газа или паров в достаточно больших нагретых объемах (приблизительно 1 л или более) может быть воспламенена от поверхности с температурой ниже температуры воспламенения, полученной при измерениях согласно [2] или другими эквивалентными методами. С другой стороны, для воспламенения от нагретых тел с выпуклыми, а не вогнутыми поверхностями, необходима более высокая температура поверхности; минимальная температура воспламенения увеличивается, например, для сфер или труб по мере уменьшения их диаметра. Когда взрывоопасная среда соприкасается с нагретыми поверхностями, то для воспламенения может потребоваться более высокая температура вследствие непродолжительного времени соприкосновения.
Если взрывоопасная среда остается в соприкосновении с нагретой поверхностью на относительно долгое время, то могут произойти предварительные реакции, например "холодное пламя", при этом могут образоваться продукты разложения более легко воспламеняемые, чем исходные горючие вещества.
В дополнение к легко распознаваемым нагретым поверхностям, таким как радиаторы, сушильные шкафы, нагревательные спирали и т.д., процессы механической и машинной обработки также могут привести к возникновению опасных температур. Эти процессы также включают оборудование, системы защиты и компоненты, которые преобразовывают механическую энергию в тепловую, то есть все виды фрикционных сцеплений и тормозов. Кроме того, все движущиеся части могут стать источниками воспламенения, если они не были достаточно смазаны. Движущиеся плотно прилегающие части, попадание инородных тел или смещение осей может также привести к трению, которое, в свою очередь, может привести к возникновению высоких температур поверхности, в некоторых случаях - весьма быстро.
Необходимо также учесть повышение температур вследствие химических реакций (например, со смазочными материалами и чистящими растворителями).
Виды опасностей воспламенения при сварке и резке - по 5.3.3.
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от нагретых поверхностей - по 6.4.2.
5.3.3 Пламя, горячие газы, горячие частицы
Появление пламени связано с реакциями горения при температурах свыше 1000 °С. Горячие газы образуются в результате реакций, а когда в пламени присутствуют пыль и/или сажа, то появляются раскаленные твердые частицы. Пламя, его продукты от высокотемпературных реакций или нагретые до высокой температуры газы могут воспламенять взрывоопасную среду. Пламя, даже малое, является наиболее активным источником воспламенения.
Если взрывоопасная среда присутствует как внутри, так и снаружи оборудования, защитной системы или компонента, либо в смежных частях установки, и если воспламенение происходит в одном из них, пламя может распространяться на другие места через отверстия, например через вентиляционные каналы. Для предотвращения распространения пламени требуются специально разработанные защитные средства (см. 6.5.5).
Наплавленные валики сварных швов, которые появляются при сварке или резке металла, это искры с очень большой поверхностью, и поэтому являются наиболее активными источниками воспламенения.
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от пламени и горячих газов - по 6.4.3.
5.3.4 Искры, образованные механическим путем
В результате процессов трения, соударения или истирания, таких как дробление, частицы могут отделяться от твердых материалов и нагреваться до высоких температур вследствие преобразования энергии, используемой в процессе дробления. Если эти частицы состоят из окисляемых веществ, например железо или сталь, они могут подвергнуться процессу окисления, таким образом достигая еще более высоких температур. Эти частицы (искры) могут воспламенять горючие газы и пары, а также определенные пылевоздушные смеси (особенно смеси металлической пыли с воздухом). В отложениях пыли искрами может быть вызвано тление, что может быть источником воспламенения взрывоопасной среды.
Попадание посторонних материалов в оборудование, систем защиты и компоненты, например твердых предметов, следует рассматривать и учитывать как одну из причин искрения.
Трение даже между черными металлами и между определенными видами керамики может образовать зоны высокой температуры и искры, аналогичные искрению при дроблении или шлифовке. Они могут вызвать воспламенение взрывоопасных сред.
Соударения при наличии ржавчины и легких металлов (например алюминия и магния) и их сплавов могут инициировать термитную реакцию, которая может вызвать воспламенение взрывоопасных сред.
Легкие металлы титан и цирконий также могут образовывать воспламеняющие искры при соударении или трении с любым достаточно твердым материалом, даже при отсутствии ржавчины.
Виды опасностей воспламенения при сварке и резке - см. 5.3.3.
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от искр, образованных механическим путем, - см. 6.4.4.
5.3.5 Электрическое оборудование
В электрическом оборудовании источниками воспламенения могут являться электрические искры и нагретые поверхности (см. 5.3.2). Электрические искры могут быть вызваны, например:
a) замыканием и размыканием электрических цепей;
b) ослабленными контактами;
c) блуждающими токами (см. 5.3.6).
Необходимо учесть, что сверхнизкое напряжение СНН (ELV), например менее 50 В, предназначенное для защиты персонала от поражения электрическим током, не является мерой для обеспечения взрывозащиты. При низких напряжениях, тем не менее, может выделяться достаточное количество энергии для воспламенения взрывоопасной среды.
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от электрического оборудования - см. 6.4.5.
5.3.6 Блуждающие электрические токи, катодная защита от коррозии
Блуждающие токи могут протекать в электрических проводящих системах или частях систем, например:
a) обратные токи в электрогенерирующих системах (особенно вблизи от электрических железных дорог и крупных сварочных систем - когда, например проводящие компоненты электрической системы, такие как рельсы и оболочки кабелей, проложенные под землей, снижают сопротивление пути такого обратного тока);
b) в результате короткого замыкания цепи или короткого замыкания на землю вследствие повреждений в электрических установках;
c) в результате электромагнитной индукции (например вблизи электроустановок, которые характеризуются сильными токами или высокими радиочастотами, см. также 5.3.9);
d) в результате удара молнии (см. 5.3.8).
При подключении, отключении или шунтировании частей системы, способных проводить блуждающие токи, и даже в случае незначительной разницы потенциалов может произойти воспламенение взрывоопасной среды в результате искрового разряда и/или дуги. Кроме того, воспламенение может также произойти вследствие нагрева таких токопроводящих цепей (см. 5.3.2).
При использовании катодной защиты от коррозии подаваемого тока вышеупомянутые опасности воспламенения также возможны. Однако при использовании анодного заземления опасность воспламенения от электрических искр маловероятна, если не используются алюминиевые или магниевые аноды.
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от воздействия блуждающих токов и катодной защиты от коррозии - см. 6.4.6.
5.3.7 Статическое электричество
Воспламеняющие разряды статического электричества могут происходить при определенных условиях. Разряд заряженных, изолированных частей, выполненных из электропроводящих материалов, может привести к появлению воспламеняющих искр. Когда электрически заряженные части выполнены из непроводящих материалов, таких как пластмассы, возможны кистевые разряды и, в особых случаях, в процессах быстрого разъединения (например, ленты, движущиеся по роликам, ремни приводов) или комбинациях электропроводящих и неэлектропроводящих материалов возможно возникновение распространяющихся кистевых разрядов. Также возможно возникновение конических разрядов в сыпучих материалах и облачных разрядов.
Кистевые разряды могут вызвать воспламенение почти всех взрывоопасных сред пар/воздух и газ/воздух. Согласно имеющимся на данный момент данным, нельзя полностью исключать воспламенение взрывоопасных сред пыль/воздух с чрезвычайно низкой минимальной энергией воспламенения от кистевых разрядов. Искры, распространяющиеся кистевые разряды, конические разряды и облачные разряды могут вызвать воспламенение всех типов взрывоопасных сред, в зависимости от их энергии разряда.
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от воздействия статического электричества - см. 6.4.7.
5.3.8 Удары молнии
При попадании молнии во взрывоопасную среду всегда будет происходить ее воспламенение. Также существует опасность воспламенения из-за высокой температуры, до которой нагреваются молниеотводы.
От места попадания молнии исходят сильные токи, что может вызвать искры вблизи точки удара молнии.
Даже при отсутствии ударов молнии грозы могут вызвать высокие индуцированные напряжения в оборудовании, защитных системах и компонентах.
Защитные меры в отношении опасностей воспламенения от воздействия ударов молнии - см. 6.4.8.
Электромагнитные волны излучают все системы, которые генерируют и используют электрическую энергию указанного радиочастотного диапазона (радиочастотные системы), например радиопередатчики, промышленные или медицинские генераторы радиочастот, используемые для обогрева, сушки, затвердевания, сварки и резки.
Все электропроводящие части, расположенные в поле излучения, действуют как принимающие антенны. Если электромагнитное поле имеет достаточную мощность, и если принимающая антенна будет достаточно большой, то такие электропроводящие части могут вызывать воспламенение взрывоопасных сред. Полученная электромагнитная энергия может, например, накалять тонкие провода или производить искры при замыкании или размыкании электропроводящих частей. Энергия, полученная принимающей антенной, может привести к воспламенению взрывоопасной среды и зависит, главным образом, от расстояния между излучателем и принимающей антенной, напряженности электромагнитного поля, а также от размеров принимающей антенны и отношения ее длины к длине волны и диаграммы направленности принимающей антенны.
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от воздействия электромагнитных волн радиочастотного спектра - см. 6.4.9.
Излучение в этом спектральном диапазоне, особенно, если оно сфокусировано, может стать источником воспламенения через его поглощение взрывоопасными средами или твердыми поверхностями.
Солнечный свет, например, может вызвать воспламенение, если предметы вызывают конвергенцию излучения (например бутылки, которые действуют как линзы, концентрирующие отражатели).
При определенных условиях излучение интенсивных источников света (непрерывных или проблесковых) настолько интенсивно поглощается частицами пыли, что эти частицы становятся источниками воспламенения взрывоопасных сред или отложений пыли.
При лазерном излучении (например, в системах связи, приборах для измерения расстояния при изыскательных работах, в измерителях дальности видимости) энергия или удельная мощность даже несфокусированного луча могут быть настолько велики, что воспламенение взрывоопасной среды становится возможным. Здесь также процесс нагревания происходит, главным образом, когда лазерный луч попадает на поверхность твердого тела или когда он поглощается частицами пыли, находящимися в окружающей воздушной среде либо на загрязненных прозрачных частях.
Должно быть учтено, что оборудование, системы защиты и компоненты, генерирующие излучение (например, лампы, электрические дуги, лазеры), могут сами стать источниками воспламенения (см. 5.3.2 и 5.3.5).
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от воздействия электромагнитных волн указанного спектрального диапазона - см. 6.4.10.
5.3.11 Ионизирующее излучение
Ионизирующее излучение, генерируемое, например, рентгеновскими трубками и радиоактивными веществами, может привести к воспламенению взрывоопасных сред (особенно взрывоопасных сред с частицами пыли) в результате поглощения энергии.
Кроме того, сам источник радиоактивного излучения может нагреваться вследствие внутреннего поглощения лучевой энергии до такой степени, что минимальная температура воспламенения окружающей взрывоопасной среды будет превышена.
Ионизирующее излучение может вызвать химическое разложение или другие реакции, которые могут привести к возникновению радикалов с высокой химической активностью или неустойчивых химических соединений. Это может привести к воспламенению взрывоопасной среды.
Примечание - Такое излучение может также создать взрывоопасную среду посредством разложения (например смесь кислорода и водорода путем разложения воды при облучении).
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от воздействия ионизирующего излучения - см. 6.4.11.
5.3.12 Ультразвуковые волны
При использовании ультразвуковых волн значительная доля энергии, испускаемой электроакустическим преобразователем, поглощается твердыми или жидкими веществами. В результате вещество, подвергнутое воздействию ультразвуковых волн, нагревается настолько, что может произойти воспламенение взрывоопасной среды.
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от воздействия ультразвуковых волн - см. 6.4.12.
5.3.13 Адиабатическое сжатие и ударные волны
При адиабатическом или почти адиабатическом сжатии и при ударных волнах могут иметь место такие высокие температуры, что взрывоопасные среды (и отложения пыли) могут быть воспламенены. Повышение температуры зависит, главным образом, от степени сжатия, а не от перепада давления.
Примечание - В линиях нагнетания воздушных компрессоров и емкостях, связанных с этими линиями, могут происходить взрывы в результате воспламенения от сжатия паров и дисперсных смесей смазочных материалов.
Ударные волны возникают, например, при внезапной разгрузке трубопроводов газа высокого давления. При этом ударные волны распространяются в область более низкого давления со скоростью выше скорости звука. Когда они преломляются или отражаются изгибами труб, ограничителями, соединительными фланцами, закрытыми клапанами и т.д., могут возникать очень высокие температуры.
Примечание - Оборудование, системы защиты и компоненты, содержащие высокооксидантные газы, например, чистый кислород или газовые среды с высокой концентрацией кислорода, могут стать активным источником воспламенения при воздействии адиабатического сжатия, ударных волн или даже чистого потока, поскольку смазочные материалы, прокладки и даже материалы конструкции могут воспламеняться. Если это приведет к разрушению оборудования, защитных систем и компонентов, то их части вызовут воспламенение окружающей взрывоопасной среды.
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от воздействия адиабатического сжатия и ударных волн - см. 6.4.13.
5.3.14 Экзотермические реакции
Экзотермические реакции могут действовать как источник воспламенения, когда интенсивность выделения теплоты превышает интенсивность теплоотдачи в окружающую среду. Многие химические реакции являются экзотермическими. Достижение высокой температуры зависит, среди других факторов, от отношения объема к поверхности участвующей в реакции системы, температуры окружающей среды и продолжительности реакции. Эти высокие температуры могут привести к воспламенению взрывоопасных сред и также инициировать процессы тления и/или горения.
Такими реакциями являются взаимодействие самовоспламеняющихся веществ с воздухом, щелочных металлов с водой, самовоспламенение горючей пыли*, саморазогревание кормов/пищевых продуктов, вызванное биологическими процессами, разложение органических перекисей или реакции полимеризации.
________________
* Для определения характеристик самопроизвольного воспламенения скоплений пыли см. [3].
Катализаторы также могут вызывать реакции с выделением энергии (например, среды водород/воздух и платина).
Примечание - Некоторые химические реакции (например пиролиз и биологические процессы) могут также привести к выделению горючих веществ, которые, в свою очередь, могут образовать взрывоопасную среду с окружающей воздушной средой.
Интенсивные реакции, приводящие к воспламенению, могут произойти в некоторых сочетаниях конструкционных материалов с химическими продуктами (например, медь с ацетиленом, тяжелые металлы с перекисью водорода).
Некоторые сочетания веществ, особенно мелкодисперсные (например алюминий/ржавчина или сахар/хлорат), активно взаимодействуют при ударном воздействии или трении (см. 5.3.4).
Примечание 2 - Опасности воспламенения могут также возникать вследствие химических реакций из-за тепловой неустойчивости, высокого тепловыделения при реакции и/или быстрого газовыделения. Такие опасности в настоящем стандарте не рассматриваются.
Технические предупредительные и защитные меры в отношении опасностей воспламенения от воздействия экзотермических реакций - см. 6.4.14.
5.4 Оценка возможных поражающих факторов взрыва
При взрыве следует рассматривать следующие возможные поражающие факторы, например:
a) пламя;
b) тепловое излучение;
c) ударную волну;
d) разлетающиеся осколки;
e) опасные выбросы веществ.
Проявления вышеуказанных факторов связаны:
f) с химическими и физическими свойствами горючих веществ;
g) количеством и объемом пространства взрывоопасной среды;
h) геометрией непосредственного окружающего пространства;
i) прочностью оболочки (корпуса) и несущих конструкций;
j) применением защитных средств персоналом, находящимся под угрозой;
k) физико-механическими свойствами оборудования, находящегося в опасных условиях.
Таким образом, расчет ожидаемого физического ущерба людям, домашним животным или материального ущерба от присутствующего количества и объема пространства взрывоопасной среды может быть осуществлен лишь на основе каждого конкретного случая.
6 Предотвращение и снижение риска
6.1 Основные принципы
Одновременное наличие взрывоопасной среды и активных источников воспламенения, а также предполагаемые поражающие факторы взрыва, как описано в разделе 5, ведут к основным принципам предотвращения взрыва и взрывозащиты:
a) предотвращение взрыва:
1) предотвращение появления взрывоопасных сред. В значительной степени эта цель может быть достигнута за счет изменения концентрации горючего вещества до значения, выходящего за пределы диапазона воспламенения, или концентрации кислорода до значения ниже предельной концентрации кислорода ПКК (LOC);
2) предотвращение появления активных источников воспламенения;
b) защита: снижение поражающих факторов взрыва до приемлемого уровня средствами конструкционной защиты. В отличие от двух вышеуказанных мер по предотвращению взрыва здесь принимается предположение о допустимости взрыва.
Снижение риска может быть достигнуто путем применения одного из приведенных выше принципов предотвращения взрыва или взрывозащиты от поражающих факторов взрыва. Может также применяться сочетание этих принципов.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.