Риски взрыва при мойке емкостей и важность ATEX
Процесс очистки резервуаров и емкостей, содержащих легковоспламеняющиеся материалы, является довольно рискованным делом. Поскольку во время процесса очистки цистерна будет пустой, существует значительная вероятность присутствия в ней взрывоопасных паров или пыли. Пустой бензобак представляет гораздо больший риск детонации, чем полный. Этот факт хорошо известен, особенно в морской отрасли при зачистке нефтеналивных судов.
Три крупных взрыва в США во время замывки танкеров с сырой нефтью в 1969 году послужили толчком к проведению серьезных исследований безопасности операций при мойке нефтеналивного оборудования и нефтехранилищ. Эксперты пришли к выводу, что взрывы, скорее всего, были вызваны недочетами в самой системе очистки судовых отсеков, а не каким-либо другим внешним источником возгорания. Это побудило к дальнейшим исследованиям по обеспечению безопасности систем промывки контейнеров для использования во взрывоопасных средах. Результаты этого расследования выявили некоторые, возможно, неожиданные источники риска взрыва и легли в основу многих рекомендаций по соответствию конструкции требованиям ATEX.
Потенциальные источники риска при мойке танков со взрывоопасными средами
Директива ATEX в целом определяет девять потенциальных источников возгорания. Не все из них применимы к системам замывки емкостей, а некоторые применимы только к определенным типам моющего оборудования. Хотя на рынке существует множество моделей моечных машинок, все их можно разделить на четыре категории:
— статические насадки без движущихся частей,
— вращающиеся очистители, которые вращаются под давлением жидкости,
— ротационные струйные моечные устройства с приводом за счет жидкости,
— струйные машинки, работающие под давлением жидкости, с электромотором.
В таблице ниже приведены сведения о том, какие источники возгорания применимы к каждому классу моечных устройств для промывания танков.
Механически возникающие искры от удара или трения
Любые подвижные части потенциально могут выступать в качестве источника трения, если действующих сил достаточно. Для ротационных моечных устройств с вращением за счет жидкости, работающих при низком давлении (менее 4 бар), действующие силы вряд ли смогут вызывать риск трения и искрения.
Тем не менее, при рассмотрении и подборе моющей головки необходимо учитывать, насколько правильно она спроектирована и оттестирована производителем. Нужно убедиться, что были приняты все разумные меры предосторожности для снижения даже этого небольшого риска. Для моечных машинок высокого давления с жидкостным приводом и для моечных агрегатов с электроприводом данный риск значительно выше.
При использовании головок для чистки баков, полностью работающих за счет жидкости, риск гораздо меньше, просто потому, что их конструктивные особенности изначально не дают возможности возникновения риска искрообразования от удара или трения. Единственным потенциальным источником удара или механических искр может быть сбой в системе работы зубчатой передачи, вызывающий накопление тепла при трении или удар между двумя частями распылительного устройства, которые обычно не соприкасаются. В любом случае, при возникновении проблемы, насадка с жидкостным приводом почти наверняка сражу же перестанет работать и очень быстро вращаться, что автоматически устранит риск взрыва.
Но эта особенность не относится к очистителям резервуаров с электроприводом, поэтому производителю необходимо будет установить дополнительные функции безопасности, такие как отказоустойчивая система отключения электродвигателя.
Риск генерации искр при ударе или трении применим только к моечному оборудованию с электроприводом. Часто этот риск можно снизить, если двигатель будет находиться вне взрывоопасной среды. Подобное оборудование всегда должно иметь достаточно резервных функций безопасности, чтобы гарантировать, что оно остается полностью заземленным. Для сред зоны 0 это будет означать наличие двойных резервных систем безопасности, так что даже в случае отказа одной из них струйная машинка сможет продолжать безопасно работать.
Высокая температура поверхности
Эти риски аналогичны механическому искрообразованию. Опять же, форсунки с вращением за счет моечного раствора, как правило, имеют «естественную» функцию безопасности: если произойдет значительный перегрев, то произойдет деформация системы зубчатой передачи, который сможет остановить движение моечной головки. При использовании устройств с электроприводом необходимо проявлять больше осторожности, поскольку подобная неисправность механизма потенциально может привести к накоплению тепла из-за трения. Таким образом, в конструкции очистителя резервуара должны быть предусмотрены системы блокировки работы двигателя.
Электростатический разряд
Это, пожалуй, самый большой риск взрыва, связанный с замывкой при использовании взрывозащищенного моечного оборудования. Любая моечная машинка без заземления может накапливать заряд. Ведь они обычно изготавливаются из металла и распыляют воду, которая является отличным проводником электричества. Это означает, что при нормальной работе они всегда должны оставаться полностью заземленными. Тем не менее, некоторые моменты, вызывающие обеспокоенность, все еще существуют.
Струи воды вращающихся форсуночных сопел потенциально могут удерживать заряд, если они не заземлены. При нормальной работе струи с моечной жидкостью всегда соприкасаются со стенками бака или моечным агрегатом и, таким образом, остаются заземленными. Однако если мойка танка по какой-либо причине начала пульсировать струями, образуя периодические «водяные выбросы», то, как показали исследования, это является потенциальным источником электростатического искроформирования. На практике этот риск можно устранить, обеспечив установку моющих машин, имеющих радиус распыления, соответствующий размеру танка, чтобы всегда был контакт. Это должно быть зафиксировано в инструкции по эксплуатации мойки. Соответствие требованиям ATEX всегда основано на соблюдении условий эксплуатации головки в соответствии с руководством, поэтому стоит проверить рекомендуемый максимальный размер танка.
Еще одна «серая» зона – существует ли риск появления искры из-за водяного тумана, образующегося при промывке бака. Все насадки могут создавать водяной туман, даже оснащенные цельноструйными соплами, которые также потенциально могут создавать небольшое количество тумана при выключении и включении головки. Университетом Саутгемптона (Великобритания) было проведено исследование риска, связанного с образованием электростатического заряда в туманном облаке капель. Выводы неоднозначны, но все согласны с тем, что, хотя риск от заряженного тумана, вероятно, очень низок, его нельзя сбрасывать со счетов.
Температура тумана влияет на его потенциал переноса заряда. Однако это не прямая зависимость. Поскольку исследование, по мнению специалистов, несколько неубедительно, общие рекомендации заключаются в том, что для очистки во взрывоопасных средах температура промывочной жидкости не должна превышать 60°С. Другие рекомендации включают в себя не использовать химические чистящие средства в этих средах и не использовать рециркуляционную воду, поскольку и то, и другое потенциально может увеличить емкость заряда тумана.
Иногда клиенты ошибочно полагают, что чистящие головки резервуаров относительно безопасны с точки зрения риска взрыва. Когда речь идет о таком риске, основное внимание уделяется более очевидным угрозам, связанным с электрическим и другим механическим производственным оборудованием. Часто ротационный струйный очиститель с жидкостным приводом игнорируется как источник риска. Реальность же такова, что операции по промывке резервуаров — самое опасный момент при эксплуатации емкостного оборудования. Таким образом, несмотря на то, что риски детонации при работе моющих головок не так велики по сравнению с другими типами оборудования, сам факт того, что емкость будет содержать остатки паров при очистке, означает, что даже эти низкие риски усиливаются, и поэтому их нельзя игнорировать.
Исследования и разработки, проведенные за последние несколько десятилетий, привели к разработке безопасных распылительных систем, подходящих для использования в средах зоны 0 ATEX. Несколько производителей (в том числе и компания Lechler GmbH) прошли трудный и дорогостоящий процесс сертификации ATEX для своих моющих головок различных классов.
Это хорошая новость! Не очень хорошая новость заключается в том, что копирование и клонирование этих форсунок способствует появлению на рынке множества вращающихся распылителей, которые выглядят очень похоже, но при этом не имеют никакой сертификации. Таким образом, их использование полностью полагается на призрачную надежду на то, что распылитель действительно сделан правильно, и учитывает весь с трудом накопленный опыт (иногда после разбора аварийных ситуаций) последних нескольких десятилетий.
Поэтому при выборе моющих головок проверьте, чтобы используемая насадка для зачистки танка имела сертификат для среды и зоны, в которой она используется. Не стоит полагаться на заверения, что «она соответствует стандартам ATEX» или что эта «конструкция, освобожденная от требований ATEX». Если это не полностью неподвижный очиститель резервуара (т. е. статическая насадка), он должен иметь сертификат ATEX.
