Nebezpečí výbuchu – chemický průmysl

Chemický průmysl je asi nejsložitější odvětví, pro které se Dokumentace o ochraně před výbuchem zpracovává.

V případě chemického průmyslu záleží samozřejmě na jeho typu a zejména počtu a povaze produktů, které daný podnik produkuje. Nicméně ve všech případech, kdy se jedná o reaktivní látky, doporučujeme vždy tvorbu DOPV konzultovat s chemikem, který má s danou výrobou zkušenosti. Na rozdíl od ostatních typů provozů totiž v chemických továrnách často hrozí vzájemná reakce chemických látek, která vede k vytvoření výbušné atmosféry i tam, kde se běžně nevyskytuje. Například v případě úniku silné kyseliny a jejím kontaktu s kovy (hliník, ocel a další) dochází k reakci, jejímž vedlejším výsledkem je vznik plynného vodíku, který je extrémně výbušný, a jeho výbuchy jsou v chemickém průmyslu nejčastější příčinou výbuchu.

Větrání prostorů

Práce s látkami, které tvoří se vzduchem výbušnou směs, jako jsou například síra, práškové polymery, barviva, práškový uhlík, průmyslové saze a další prachy a samozřejmě všechny hořlavé kapaliny a výbušné plyny, se neliší od jiných typů provozů. V případě výbušných prachů je nutné zajistit, aby tyto prachy neunikaly mimo technologii, pokud možno nedocházelo k jejich víření a aby se do vnitřních částí technologie nedostávaly iniciační zdroje.

V případě hořlavých kapalin a technických plynů se jedná zejména o omezení jejich úniků a zajištění dostatečného větrání, které je schopno ředit výbušnou atmosféru a neumožnit růst koncentrace. Samozřejmě ideální je spojení detektorů na únik daných látek se systémy havarijního větrání. Je nutné si uvědomit, že minimálně ventilátory havarijního větrání by měly být v provedení pro prostředí s nebezpečím výbuchu (postačí pro zónu 2 uvnitř, protože výbušná atmosféra se v nich bude vyskytovat pouze výjimečně a je tedy nutné zajistit, aby nepůsobily jako iniciační zdroj za normálního provozu).

Kyslík není jediné okysličovadlo

Opravdovým nebezpečím jsou zejména takové chemické látky, které jsou schopné explozivního hoření i bez přítomnosti vnějšího okysličovadla. Rovněž je důležité si uvědomit, že kyslík není jediné okysličovadlo. Stejnou schopnost (tedy umožnit a podporovat hoření, včetně explozivního hoření) má také například chlor, fluor a další prvky.

V praxi se v chemickém průmyslu často používají autoklávy, které pracují za vyšších teplot, než je běžné. To je třeba vzít v úvahu při určování maximální povrchové teploty zařízení. Například při poruše ložiska míchadla, které pracuje při teplotě 200 °C, přičemž teplota vznícení je např. 300 °C, stačí relativně malá porucha na vytvoření horkého povrchu, který překročí teplotu vznícení dané látky. Dále je třeba vzít v úvahu vliv rozdílného počátečního tlaku a teploty – jestliže v tlakovém reaktoru je běžný provozní tlak např. 5 bar, maximální výbuchový tlak, který při výbuchu směs dosáhne, bude o těchto 5 bar vyšší. Může se tak stát, že i tlaková nádoba stavěná na maximální výbuchový tlak (běžně do 10 bar) nebude dostatečně odolná v případě výbuchu.

Dalším faktorem, který ovlivňuje riziko daného provozu, je přítomnost kyslíku nebo jiného okysličovadla. Existují typy reakcí, kde pouze nepřítomnost okysličovadla brání v explozi – například výroba určitých kosmetických a farmaceutických prefabrikátů, kdy se míchá práškový hliník s kyselinou sírovou za extrémního vývinu vodíku pod tlakem několika bar a za vysoké teploty.

Látky tvořící výbušnou směs se vzduchem vs. výbušniny

V chemickém průmyslu je nutné rozlišovat výroby a technologie, kdy se ještě jedná o riziko klasického výbuchu – tedy explozivního hoření směsi hořlavých látek se vzduchem – a kdy se již jedná o výrobu nebo nakládání s výbušninami. Definice výbušniny je dána zákonem č. 61/1988 Sb. Výbušniny jsou také definovány v příloze A směrnice ADR o přepravě nebezpečných věcí. Tyto látky jsou z působnosti DOPV vyjmuty a posuzování bezpečnosti takovýchto provozů provádí Český báňský úřad. Někdy ale nastává paradoxní situace, kdy jsou posuzovány provozy, které jsou přípravné k výrobě výbušnin (například některé pyrotechnické slože a směsi jsou „běžnými“ výbušnými látkami – prachy, které tvoří se vzduchem výbušnou směs, ale nejedná se o výbušniny) a teprve následných technologickým procesem vznikne výbušnina, která již není posuzována z hlediska legislativy ATEX, ale z pohledu legislativy výbušnin.

Protiexplozivní pojistky

Vzhledem k tomu, že se v chemickém průmyslu nejčastěji vyskytuje riziko výbuchu plynů a par, bývá klíčové zajistit oddělení jednotlivých technologických zařízení mezi sebou tak, aby se případný výbuch nebo jen iniciační zdroje ve formě plamenů nebo jisker nemohly řetězovitě šířit technologií a způsobovat tzv. sekundární exploze. K tomu slouží protiexplozivní (též neprůbojné) pojistky. Jedná se o potrubní armatury, které umožňují průchod plynů a par hořlavých kapalin, ale nepropustí plamen a jsou schopné rovněž zastavit i tlakovou vlnu. Nejčastěji se používají na odvětrávacích potrubích nádrží a propojovacích potrubích pro vyrovnání tlaku. Většinou neumožňují proudění kapaliny. Potrubní pojistky jsou potrubní nebo koncové.

Látky neznámých parametrů

Zejména ve farmaceutickém průmyslu se vyskytuje problém s velkým množstvím zpracovávaných chemických látek, u kterých nejsou k dispozici požárně-technické charakteristiky. Tyto látky jsou často speciálními sloučeninami, jejichž přesné složení a vlastnosti si výrobci chrání z důvodů ochrany know-how. Rozbory těchto látek jsou navíc poměrně drahé. Bezpečnostní listy jsou tak často neúplné a zavádějící, kdy se lze dočíst, že látka netvoří výbušné směsi, a přitom je hořlavá. V takových případech je vhodné zjistit poměrné zastoupení těchto látek a zabývat se pouze těmi, které ve výsledné směsi převažují. Ve farmaceutickém průmyslu se nejčastěji používá jako rozpouštědlo etanol a ostatní látky jsou přítomné pouze v malém nebo stopovém množství. Takové látky, které tvoří pouze méně než 5 % směsi lze zanedbat, protože i v případě, že jejich požárně-technické charakteristiky jsou nepříznivější než u referenční látky, nebudou mít na celkovou směs vliv.

Stále však platí povinnost toho, kdo s těmito látkami nakládá, mít zpracovány kompletní a správné bezpečnostní listy těchto látek a zpracovat Dokumentace o ochraně před výbuchem by na to měl zaměstnavatele vždy upozornit.