www.RizikaaRevizeTlakZ.cz

1. Ohrožení výbuchem a únikem tekutiny s využitím PEDu

1.1. Všeobecné poznámky o PEDu

Zde využíváme již zpracované hodnocení nebezpečí směrnicí EU, nazvanou Pressure Equipment Directive. Toto hodnocení závisí na těchto vlastnostech média: skupenství, rozdělení média na bezpečné/ nebezpečné, množství udávané v DN potrubí, chemická stálost, tlak a teplota média. Čím větší kategorie potrubí, tím větší opatření pro bezpečnost. Je zde možné využít tato hlediska i pro patření v provozu.

PED je NV č. 219/2016 Sb., Nařízení vlády, kterým se stanoví technické požadavky na tlaková zařízení. Evropská směrnice má číslo: 2014/68/EU Pressure Equipment Directive (PED).  Z hlediska analýzy rizik jsou nejdůležitější přílohy, a to zejména: Příloha 1. Základní bezpečnostní požadavky, Příloha 2. Grafy posuzování shody, Příloha 3. Postupy posuzování shody.

Tato směrnice se nevztahuje kromě jiného na:

• Potrubí s nejvyšším dovoleným tlakem s menším než anebo rovno 0,5bar g
• Dálková potrubní vedení, (nevztahuje se na redukční, kompresorové a jiné stanice)
• Sítě pro dodávku, rozvod a vypouštění vody
• Potrubí v jaderných zařízeních, když mohou způsobit únik radioaktivity
• Potrubí teplovodních otopných systémů

Kategorie pro tlaková zařízení jsou čtyři (I., II., III., IV anebo 1., 2., 3., 4.). Jestliže zařízení není zařazeno do žádné z těchto kategorií, a přesto spadá pod PED (tj. tlak větší než 0,5 bar g), označuje se jako kategorie 0. A další poslední skupinou je potrubí, které má tlak menší anebo rovno 0,5 bar g. Takovéto potrubí můžeme označit např. „nespadá pod PED“. Můžeme tedy riziko u tlakových zařízení kategorizovat takto: „Nespadá pod PED, 0., 1., 2., 3., 4.“.  Číslice pro označení kategorie potrubí mohou být arabské i římské.

1.2. Kategorizace potrubí podle PED

Nejdříve je tedy nutno rozdělit tekutiny do skupin na nebezpečnou a bezpečnou (jiný překlad „jinou“), tj. skupina 1 a 2 – blíže viz samostatná kapitola v dalším. A také podle stavu tekutiny tj. jaké je skupenství, G anebo L. blíže viz samostatná kapitola v dalším. Vzniknou tak čtyři kombinace. Pro každou kombinaci je v PED uveden diagram, který určuje na základě objemu a DN a tlaku zařazení do kategorie. Samostatný graf mají generátory páry. Grafy viz příslušné nařízení vlády.

Každé kategorii jsou přiřazeny moduly, kterých se posuzuje prohlášení o shodě. V grafu č. 6 se ještě určuje kategorie, také podle toho jestli se jedná o stabilní anebo nestabilní tekutinu – blíže viz samostatná kapitola v dalším.

1.3. Určení skupiny tekutiny

Skupina tekutiny:        1. Nebezpečná

2. Ostatní (bezpečná)

Skupina 1. "nebezpečná" zahrnuje látky a směsi, jejichž definice je uvedena v čl. 2 bodech 7 a 8 nařízení (ES) č. 1272/2008 a které jsou klasifikovány jako nebezpečné podle následujících tříd fyzikální nebezpečnosti nebo nebezpečnosti pro zdraví, stanovených v částech 2 a 3 přílohy I nařízení (ES) č. 1272/2008.

Tab. Seznam skupin tekutin s označení 1, tj. nebezpečná

Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1272/2008 ze dne 15. prosince 2008 o klasifikaci, označování a balení látek a směsí, o změně a zrušení směrnic 67/548/EHS a 1999/45/ES a o změně nařízení (ES) č. 1807/2006.".

1.4. Určení stavu tekutiny

Stav tekutiny:              1. plyn, pára

                                    2. kapalina

1. Jako "Plyn, pára" počítáme pro určování kategorie potrubí: plyny, plyny rozpuštěné pod tlakem, páry a také ty kapaliny, jejichž tlak par při nejvyšší dovolené teplotě je o více než 0,5 bar vyšší než normální atmosférický tlak, tj. 1,013 bar.

2. Jako "Kapalina" počítáme pro určování kategorie potrubí: ty kapaliny, jejichž tlak par nepřesahuje při nejvyšší dovolené teplotě normální atmosférický tlak, (tj. 1,013 bar) o více než 0,5 bar.

Proto se musí zjišťovat tlak par kapaliny při nejvyšší dovolené teplotě (TS). Musí tedy platit:

p_TS ≤ 0,5 bar g =1,513 bar a

1.5. Definice nestabilního plynu

Nestabilním plynem se v této souvislosti rozumí plyn anebo pára, u nichž může samovolně dojít k přeměně spojené s náhlým zvýšením tlaku. K takové přeměně může například dojít v důsledku poměrně malé odchylky pracovních podmínek (např. tlaku, teploty) v uzavřeném objemu. Látky tohoto druhu jsou zpravidla uváděny na trh ve stabilizované podobě. Typickými představiteli nestabilních plynů jsou acetylen, methylacetylen či vinylfluorid.

1.6. Řízení rizik závislých na chemických vlastnostech a množství média

Čím je tlakové zařízení zařazeno do vyšší kategorie, tím jsou předepsána PEDem a normami, harmonizovanými s PED, větší a důslednější kontrolní opatření, pro projektování, pro výrobu, pro zkoušení (například rozsah NDT) a také pro certifikaci.

2. Ohrožení výbuchem podle ATEXu

2.1. O ATEXu

ATEX 2014/34/EU Atmosphére Explosive - Equipment and Protective Systems for Use in Potentially Explosive Atmospheres - směrnice EU stanovující technické požadavky na zařízení a ochranné systémy určené pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu a na bezpečnostní, řídící a regulační přístroje určené pro použití mimo prostředí s nebezpečím výbuchu, které však jsou nutné nebo přispívají k bezpečné funkci zařízení a ochranných systémů z hlediska nebezpečí výbuchu. Směrnice ATEX je označena číslem 2014/34/EU  a je identická s nařízením vlády č. 116/2016 Sb. Také se mu říká konstrukční ATEX.

2.2. Princip řízení rizik podle ATEXu

Prostředí s nebezpečím výbuchu je prostředí, ve kterém může vzniknout výbušná atmosféra v důsledku místních a provozních podmínek. Uvedená výbušná atmosféra je směs vzduchu s hořlavými látkami ve formě plynů, par, mlh nebo prachů při atmosférických podmínkách, ve které se po vzniku iniciace rozšíří hoření do celé nespálené směsi.

V projektu se v prostření s nebezpečím výbuchu určí nebezpečné prostory. Tyto prostory jsou dále rozděleny do zón:

a) Zóna 0: prostor, ve kterém je výbušná atmosféra tvořená hořlavými plyny nebo párami přítomna trvale nebo po dlouhé časové období;

b) Zóna 1: prostor, ve kterém je pravděpodobný vznik výbušné atmosféry tvořené hořlavými plyny nebo párami za normálního provozu;

c) Zóna 2: prostor, ve kterém není pravděpodobný vznik výbušné atmosféry tvořené hořlavými plyny nebo párami za normálního provozu;

d) Zóna 20: prostor, ve kterém je nebezpečná výbušná atmosféra tvořená mrakem hořlavých prachů ve vzduchu přítomna trvale nebo po dlouhé časové období nebo často a kde mohou vznikat vrstvy prachu o nekontrolované nebo nepřípustně velké tloušťce;

e) Zóna 21: prostor, ve kterém je pravděpodobný vznik nebezpečné výbušné atmosféry tvořené mrakem hořlavých prachů ve vzduchu za normálního provozu a kde jsou obvykle přítomny vrstvy hořlavého prachu;

f) Zóna 22: prostor, ve kterém není pravděpodobný vznik nebezpečné výbušné atmosféry tvořené mrakem hořlavých prachů ve vzduchu za normálního provozu, a pokud vznikne, pak bude přítomna pouze krátkou dobu. A kde dále jsou obvykle přítomny vrstvy nahromaděného hořlavého prachu.

V zónách mohou být umístěny pouze taková zařízení, které odpovídají svou konstrukcí odpovídající skupině a kategorii. Skupina a kategorie zařízení vyjadřují určené použití zařízení a požadovanou úroveň ochrany. Zařízení a ochranné systémy mohou být navrženy pro určitou konkrétní výbušnou atmosféru; v takovém případě musí být odpovídajícím způsobem označeny.

Aby k výbuchu došlo, musí ještě dojít k iniciaci výbuchu. Hodnocení nebezpečí iniciace musí obsahovat informace o všech potenciálních iniciačních zdrojích, o přijatých opatřeních pro zabránění vzniku zdrojů vznícení a o typu ochrany proti vznícení.

Iniciační zdroje jsou:

- povrch zařízení, který je teplejší než je teplota vznícení výbušného prachu nebo než určuje teplotní třída výbušného plynu, páry nebo mlhy

- jiskra způsobená mechanicky

- jiskra způsobená elektrickými zařízeními

- jiskra způsobená elektrostatickým nábojem

- otevřený oheň a horké plyny

- elektromagnetické vlny a ultrazvuk

- ionizující záření

- úder bleskem

Aby výbuch nenastal, musí být realizován některý z typů či prostředků ochrany proti výbuchu. Typy (či prostředky) ochrany proti výbuchu jsou například:

- zajistit, aby nemohly vznikat iniciační zdroje, např. bezpečnou konstrukcí

- zajistit, aby iniciační zdroje nemohly způsobit vznícení, např. hlídáním iniciačních zdrojů

- zabránit přístupu výbušné atmosféry k iniciačním zdrojům, např. kapalinovým závěrem, pevným závěrem

- zachytit výbuch a zabránit šíření plamenů

2.3. Výbušná atmosféra uvnitř tlakového zařízení

            Právě jen  koncentrace hořlavé páry ve vzduchu rozhoduje, zda  uvnitř potrubí vyskytující se atmosféra je výbušná atmosféra. Pokud je to možné, probíhá doprava takovéhoto média v nevýbušném stavu (např. v nevýbušné koncentraci). Při najetí a sjetí  provozu, kdy vznikají různé koncentrace médií, vzniká i možnost výskytu výbušné atmosféry. V takovémto případě se jedná o prostředí s nebezpečím výbuchu a  uvnitř tlakového zařízení musí být určen druh výbušné zóny. 

Ochrana proti výbuchu je takováto: zadusíkování, nasazení prostředků omezující šíření výbuchu v potrubí.

2.4. Výbušná atmosféra vně potrubí okolo přírubového spoje 

S vlastním potrubím má souvislost především zóna prostředí s nebezpečím výbuchu okolo rozmontovatelných spojů, především okolo přírubového spoje.

Ochrana proti výbuchu je takováto: V zóně musí být použité zařízení odpovídající skupiny a kategorie, aby zabraňovalo iniciaci výbuchu. Dále musí být provedeno pospojení a zemnění potrubí.

2.5. Iniciační zdroj výbuchu - Povrch  je teplejší než teplota vznícení výbušné atmosféry.

Povrch zařízení tlakové sestavy, který je teplejší než je teplota vznícení výbušného prachu nebo než určuje teplotní třída výbušného plynu, páry nebo mlhy, je nejtypičtější zdroj iniciace. Ani případná izolace tento zdroj iniciace neodstraňuje, neboť izolace potrubí je  pro výbušnou atmosféru průchozí.

Ochrana proti výbuchu je takováto: snížení teploty média, popř. jiné trasování potrubí.

2.6. Iniciační zdroj výbuchu na potrubí - Elektrostatický náboj na povrchu zařízení

Jedná se především o plastová potrubí a plastové nádoby, které nejsou vodivé a tím umožňují vznik elektrostatického náboje na svém vnějším a vnitřním povrchu. V případě umístění plastového potrubí v prostředí s nebezpečím výbuchu, je proto nutné řešit způsob odvedení elektrostatického náboje.

Ochrana proti výbuchu je takováto: odvedení elektrostatického náboje a uzemnění. Odvedení elektrostatického náboje z vnitřního povrchu může být provedenou přímo v potrubí protékajícím médiem, a to pouze v případě, je-li médium elektricky dostatečně vodivé. Elektrický náboj z média se odvede např. pomocí měděného kroužku umístěného uvnitř potrubí. Tento kroužek se musí uzemnit.

V případě nevodivého potrubím protékajícího média, je možné použít elektricky vodivého plastu, z kterého je potrubí vyrobeno. Elektricky vodivý plast je při výrobě nasycen uhlíkem. Mechanické vlastnosti takovéhoto plastového potrubí bývají však horší.

Odvedení elektrostatického náboje z vnějšího povrchu je možné provést použitím již zmíněného elektricky vodivého plastu anebo je možné vnější povrch potrubí opatřit elektricky vodivým nátěrem.

Vždy se však musí provést pospojení a zemnění potrubí.

2.7. Elektricky vodivé pospojení a zemnění 

Tlaková sestava a její jednotlivé díly musí být vodivě pospojeny/propojeny a zemněny s ohledem na požadavky ČSN EN 62305 a ČSN 33 2000, aby byla zajištěna účinná ochrana před bleskem a vlivy statické elektřiny a související ochrana před nebezpečným dotykový napětím.

Zemnění. Jedná se o propojení jednotlivých zařízení se zemnící sítí stavby. Propojení se provádí šroubovým spojem s vějířovými podložkami, zemnícím lankem s očky, FeZn pásku anebo tyčí odpovídajícího průřezu s ohledem na přechodový odpor. Místa propojení musí být před propojením zbavena konzervačních látek a nátěru.

Pospojení/ propojení. Pro řádné provedení zemnění je nutné zajistit řádné vodivé pospojení/propojení jednotlivých částí tlakové sestavy. Toto propojení je prováděno:

Nerozebíratelné za pomoci svarů – toto platí pro potrubní trasy celosvařované,

Rozebíratelné za pomoci přírubového spoje a použitých vějířových podložek.