Újabb témakörrel bővül magazinunk ismeretterjesztő cikkeinek sora, megkezdjük a Robbanásbiztos (jobb szó lenne a robbanásvédett) technika irányítástechnikai vonatkozásainak alapfokú taglalását. A témban járatos kollégáktól - szokás szerint - elnézést kell kérnem az "alapfok" miatt, de a visszhangokból arra következettem, erre van szükség.

Határértékek

A robbanás nem más, mint gyors égés, azaz oxidáció. Az égéshez (ált. isk. 5. o.) három dolog kell:
éghető anyag, oxigén, gyulladási hőmérséklet.

Az MSz EN 60079-10 szabvány szerint: "A robbanóképes gázközeg a gáz- vagy gőzállapotú éghető anyag levegővel alkotott keveréke normál légköri viszonyok között, amelyben a gyújtást követően az égés végighalad a teljes keveréken."
Azt már nem tanítják a 11 éveseknek, hogy nem mindegy, mennyi éghető anyagnak kell keveredni mennyi oxigénnel. Ha nagyon kevés, vagy nagyon sok az éghető anyag (gondoljunk csak a rosszul beállított karburátorra), az égés egyre nehézkesebb, sőt elérhetünk azokhoz a határokhoz, amin túl a keverék nem gyújtható be.
Ezeket a nevezetes határértékeket Alsó Robbanási Határnak (ARH) és Felső Robbanási Határnak (FRH) nevezzük. Az FRH-val vigyáznunk kell, ugyanis ha levegő bőséggel áll rendelkezésre, előfordulhat hogy a nem robbanóképes keverék "belehígul" a veszélyes sávba. Ezek a határértékek persze anyagonként változnak...

Gyulladási hőmérséklet

A robbanást általában 3 dolog okozza: nyílt láng, izzó felület vagy villamos ív. Ha az izzó felületeket vizsgáljuk, megállapíthatjuk hogy csak egy bizonyos hőmérséklet felett képesek begyújtani a gázkeveréket. Ez a hőmérséklet a gázkeverék összetételétől függ. Nem mindegy, milyen gáz, milyen koncentrációban van jelen. Leghelyesebb, ha óvatosságból a legkönnyebben begyújtható koncentráció jelenlétét feltételezzük, és így határozzuk meg a megengedhető max. felületi hőmérsékletet. A készülékekre vonatkozó szabványok (pl. MSz EN 500014) a kialakuló max. felületi hőmérséklet szerint hőmérsékleti osztályokba sorolják a különböző gyártmányokat.

Robbanás átterjedési képesség

Töltsünk fel egy jó masszív, lecsavarozott tetejű edényt robbanóképes gázkeverékkel, és helyezzük ezt el egy terembe, amit szintén ezzel a gázkeverékkel eresztünk tele! Ezután (pl. villamos úton) robbantsuk fel az edényben a gázt! Azt tapasztaljuk, hogy bizonyos gázkeverékeknél a robbanás az edény belsejére korlátozódik, más gázoknál viszont kiszabadul (úgy mondjuk átterjed) a külső térbe.
A vizsgálódó szakemberek megállapították, hogy minden gázkeverékre megmondható az a - fedél és edény közötti - résméret, ami alatt a robbanás nem szökik ki az edényből. Ezt a résméretet kísérletileg biztos legnagyobb résvastagságnak (MESG) nevezi az MSz EN 50014. A szabvány a gázokat 3 alcsoportba sorolja:

"A" alcsoport: MESG > 0.9 mm
"B" alcsoport: 0.5 mm < MESG < 0.9 mm
"C" alcsoport: MESG < 0.5 mm

Nyilvánvaló, hogy a "C"-be tartozó gázok a legveszélyesebbek, mert kis résen át is robbantanak.

Begyújtás szikrával

Szikrán itt most villamos ívet értünk. A szakemberek megállapították, hogy különböző gázkeverékeket különböző teljesítményű villamos ívekkel lehet begyújtani. Ha a "szikra" teljesítménye e határ alá csökken, nem következik be robbanás. A vizsgáló laboratóriumok megegyeztek egy szabványos szikráztató készülékben, és azzal vizsgálják az egyes gázkeverékek begyújtásához szükséges áramerősséget. Azt a legisebb áramerősséget mely a gázkeveréket begyújtja legkisebb gyújtóáramnak (MIC) nevezi az MSz EN 50020.
A MIC alapján ez a szabvány gázcsoportokba sorolja a gázokat. A "I" csoportba a földalatti bányatérségetérségek, a "II" csoportba a felszín feletti térségek tartoznak. A "II" csoport - a gyújtási energia szerint - további három alcsoportra oszlik. Az egyes alcsoportokhoz tartozó gyújtási energiák a következők:

- I   csoport      : 525 J
- IIA alcsoport : 320 J
- IIB alcsoport : 160 J
- IIC alcsoport :   40 J

Nyilvánvaló, hogy a IIC-be a legveszélyesebb gázok tartoznak, hiszen kis energiák (statikus feltöltődésből eredő apró szikrák) is képesek berobbantani.

Zónák

Ugyanez a szabvány azt mondja, nem robbanásveszélyes az a térség, ahol robbanóképes gázkeverék nem fordulhat elő olyan mértékben, hogy azt figyelembe kellene venni. Tehát nem kell "abszolút" tisztának lenni a levegőnek! (Ilyen úgyis csak elméletben létezik.)

0-ás zóna: Az a térség, ahol robbanóképes gázkeverék folyamatosan (vagy hosszú ideig) jelen van. Ilyen pl. az autónk benzintankjának a benzin feletti térrésze. A 0-ás zóna a legrobbanásveszélyesebb övezet!

1-es zóna: Az a térség, ahol normál üzemmenet esetén robbanóképes gázkeverék előfordulhat. Hát micsoda üzem az, amelyik normál üzemben is felrobbanhat!? - Kérdezhetné egy laikus. A valóságban nagyon sok ilyen üzem van. Ahol ugyanis robbanásveszélyes anyagokkal dolgoznak, ott azok ki is jutnak a levegőbe. (A szivattyú szimmeringje üzemszerűen ereszt egy picit, a tartályt néha ki kell nyitni, stb.)

2-es zóna: Ahol robbanóképes gázkeverék várhatóan nem fordul elő, vagy csak ritkán és rövid ideig.

Azt, hogy egy térség melyik zónába esik, a tervezőnek számos körülmény (éghető anyag, kibocsájtás jellege, -mértéke, szellőzés, stb.) figyelembe vételével kell eldöntenie.

Mire jók ezek a zónák?

A sorozat későbbi részeiben látni fogjuk, más-más előírások érvényesek a különböző zónákra. Amit szabad 2-es zónában, azt nem biztos az 1-esben... Miért van ennyiféle zóna? Nem lenne elég azt mondani "Ez veszélyes térség, ez meg nem." ?
A műszaki biztonság növelése pénzbe kerül. Sok pénzbe. Kevésbé veszélyes térségekbe kevésbé védett készülékeket is beenged a szabvány. Valószínűségi alapokon...


Robbanásveszélyes-e ez az üzem?

Általában ez az a kérdés, amit a gyakorlatban meg kell válaszolnunk. Ha ugyanis nem robbanásveszélyes, nem kell az ott dolgozóknak speciális bizonyítvány, be lehet szerelni az egyszerűbb, olcsóbb berendezéseket, elmarad egy csomó vizsgálat, dokumentáció... Ezek miatt erős az igény az "optimista" minősítésre.

Mivel azonban a robbanás nagyon veszélyes, a "térségeket" csakis robbanásbiztos berendezés tervezői képesítéssel is rendelkező terve- zőmérnök minősítheti. A minősítésnek pedig az MSz EN 600079-10 szerint kell megtörténnie, összhangban még kb. 20 másik szabvánnyal.

Tehát akinek nincs ilyen papírja, ne merészeljen nem robbanás- veszélyesnek "minősíteni" egy üzemet akkor se, ha ott egy rakás nem Rb-s eszközzel dolgoznak! Mindig kérjük el a térség besorolását tartalmazó tervet! Ez tartalmazza a zónák határait, a hőmérsékleti osztályokat és a MESG, MIC szerinti besorolásokat is.

A besorolás alapelve tehát, hogy a térség abba a zónába tartozik, amibe a tervező tette. Ne feledjük azonban, hogy amennyiben munkánkkal változtatunk az üzemen (pl. új műszert szerelünk egy tartályra) a térség besorolása is megváltozhat. Az összes, már felszerelt műszernek viszont az új besorolásnak is meg kell felelni, ergo veszélyes üzemen módosítani is kizárólag nagyon körültekintően, Rb-s tervező által készített tervek alapján szabad!

Szubjektív szabvány?

Műszaki ember nemigen tud mit kezdeni az ilyen kifejezésekkel mint "ritkán", meg "rövid ideig". A szabvány természetesen táblázatokat, számítási metódusokat is tartalmaz a helyes besorolás elvégzéséhez, azonban tered ad szubjektív tényezőknek is.

A tervezői felelősség kérdése jóval hangsúlyosabb most, az EuroNorm-hoz való igazodás idején, mint volt az régen, a szigorúbb Magyar Szabványok korában. Még egy érv amellett, hogy akinek "nem muszály" az ne minősítsen térségeket!