Masuri constructive care reduc efectul unei explozii pana la urmari neglijabile

Masuri constructive care reduc efectul unei explozii pana la urmari neglijabile

1. Constructii si instalatii rezistente la explozii

Pe langa exigentele privind rezistenta si stabilitatea la solicitari statice si dinamice, siguranta in exploatare si siguranta la foc, constructiile si instalatiile trebuie construite, incat sa reziste presiunii maxime de explozie sau detonatie.

In cazul in care presiunea dezvoltata cu ocazia exploziei amestecului continut in instalatie, in conditii de lucru, se situeaza sub 10 atmosfere, instalatia se va dimensiona corespunzator acestei presiuni maximale (10 atmosfere).

In cazul in care presiunea maximala se ridica la peste 10 atmosfere, trebuie sa se prevada alte mijloace de protectie, ca de exemplu membrane de explozie sau inertizarea spatiului de reactie.

La conducte sau in instalatii cu spatii interioare libere, de exemplu la rezervoare cu raportul inaltimilor pe diametru mai mare decat 5, pentru hidrocarburi saturate in amestec cu aerul, trebuie sa se ia in consideratie posibilitatea trecerii exploziei in detonatie. Formarea detonatiilor este avantajata de undele de soc, care reprezinta surse puternice la aprindere, precum si de un anumit tip de constructii care maresc turbulenta flacarii.  La detonatii, in directia de inaintare a flacarii, se formeaza efecte de presiune corespunzatoare unei presiuni statice, care poate fi de pana la 100 ori mai mare decat presiunea de lucru.  Traseele de conducte necurbate confectionate din materiale rezistente la o suprapresiune de min.10 bar, rezista de regula presiunii radiale rezultate in urma unei detonatii a unui amestec exploziv, in masura in care - pe parcursul traseului nu intervin ingustari de sectiune (tevi mai inguste, ventile cu sertar; ele raman etanse, dar se pot deforma si - dupa asemenea solicitari - trebuie verificate). La curburi, raportul razei de curbura fata de diametrul tevii trebuie sa fie cat mai mare (pentru hidrocarburile saturate in amestec cu aerul, la un unghi de cel mult 90 , este necesar un raport al razei de curbura pe diametru de min.5.) Intr-o instalatie in care de exemplu doua rezervoare sunt legate intre ele printr-o conducta cu diametrul mare, in timpul unei explozii, se poate intampla ca intr-unul din rezervoare la intrarea flacarii, sa creasca presiunea si explozia in acesta sa aiba loc la o presiune mai ridicata. In acest caz, se formeaza pentru scurt timp, un varf de presiune care poate fi mai mare decat presiunea maxima de explozie. Daca asemenea montaj de utilaj nu poate fi evitat trebuie luate masuri corespunzatoare de siguranta cum ar fi dispozitive antideflagrante sau rezistente la explozii.

2. Decompresia exploziei Notiunea de 'decompresie' a exploziei in sensul larg al cuvantului cuprinde toate actiunile necesare pentru a deschide, pentru scurt timp sau definitiv, instalatia initiala in care a avut loc sau are loc explozia, imediat dupa explozie sau dupa ce explozia a atins o oarecare presiune. Dispozitivele de decompresie (degajare) au scopul ca instalatia sa nu fie solicitata peste limita de rezistenta Ca dispozitive de decompresie se pot folosi membrane sau clapete de explozie. De o importanta deosebita la dimensionarea unor asemenea dispozitive de decompresie sunt relatiile de timp intre propagarea exploziei si momentul degajarii. Exista deosebire intre o degajare a unui rezervor si a unei conducte. Cu cat este mai mica viteza de crestere a presiunii de explozie a amestecului explozibil dintr-un rezervor si cu cat intra mai repede in actiune decompresia, cu atat mai repede sunt evacuate produsele de ardere si amestecul nears, evitandu-se atingerea unei suprapresiuni neadmisibile. Deschiderile de decompresie trebuie sa fie calculate pe baza datelor experimentale privind presiunea de explozie si viteza de propagare a exploziei in conditiile de lucru date. Montarea dispozitivului de decompresie a presiunii trebuie astfel executata incat sa se faca intr-un mod nepericulos. Decompresia trebuie sa se realizeze pe un traseu scurt si drept in exterior.  Dispozitivul trebuie astfel dimensionat incat sa reziste la presiunile si fortele de recul ale exploziei si montat in capatul conductei de evacuare. Daca sunt necesare cosuri de evacuare, se impune o evacuare individuala, evitindu-se pe cit posibil, o evacuare comuna de la mai multe dispozitive. Periodic se va verifica starea dispozitivelor de decompresie.Se va evita decompresia in spatii de lucru, la aparate care degaja in domeniile zonelor '0' si '1', inclusiv la aparate si utilaje care contin in afara de atmosfera exploziva si lichide combustibile si la aparate in care exista pericol de formare a unei detonatii. 

3. Mijloace de suprimare a exploziilor In anumite conditii, exploziile din rezervoare pot fi suprimate destul de repede, astfel incat sa nu permita izbucnirea unor explozii partiale si in acest mod apar numai presiuni maxime reduse. Astfel, cresterea presiunii aparuta la explozia partiala sau in cazuri speciale si la radiatiile flacarilor este semnalata de detectori corespunzatori care introduc dintr-un rezervor agenti de stingere. Pentru buna functionare a acestor sisteme de suprimare, sunt hotaratoare, printre altele : felul agentului de stingere si modul de imprastiere al acestuia, numarul si locul rezervoarelor cu agent de stingere, tipul si locul de montare al detectorilor. Explozia este detectata prin detectori optici care declanseaza inaintea flacarilor un nor gazos de stingere, in care flacara se sufoca. Acest procedeu a fost verificat pe conducte cu sectiuni pana la

5 m² cantitatea minima a agentului de stingere crescand liniar cu sectiunea conductei si cu viteza flacarii.

Siguranta in functionare a dispozitivelor de suprimare a exploziilor in rezervoare depinde, in mare masura, de modul de exploatare a instalatiilor protejate.

De aceea este necesar ca functionarea acestor instalatii sa fie supravegheata automat.

4. Dispozitive antideflagrante

Pentru evitarea strapungerilor de flacari prin piese componente neetanse la gaze (etansari de axe, dispozitive de aerisire, conducte de umplere si golire neumplute permanent cu lichid) ale unei instalatii, la aprinderi de atmosfere explozive, pot fi folosite dispozitive de siguranta contra flacarilor.

Strapungerea flacarilor depinde de :

- proprietatile amestecurilor, in special felul combustibilului, de concentratie si presiune; la gaze si vapori de dimensiunea limita a fantei de siguranta

- forma deschiderii, lungimea si latimea fantei, respectiv sectiunea si lungimea tevii;

- conditiile de scurgere prin fanta, influentate de forma orificiului si diferenta dintre presiunea interioara si exterioara

In cazul in care formarea atmosferei explozive intr-un rezervor pentru lichide inflamabile nerezistent la explozii nu poate fi evitata, atunci toate deschiderile existente trebuie asigurate contra flacarilor (ca de exemplu: dispozitivul de aerisire, indicatorul de nivel, conductele de umplere si golire).

Daca, un aparat functioneaza intr-un mediu exploziv si din el poate iesi o flacara in exterior printr-o deschizatura, aceasta deschidere, trebuie sa fie asigurata contra flacarilor (de exemplu trecere de ax cu fante mici).

Amestecurile care ies prin orificiile de aerisire ale instalatiilor trebuie indepartate si evacuate incat sa fie impiedicata formarea unei atmosfere explozive periculoase (de exemplu prin ventile de suprapresiune de mare viteza

Pe conductele gazelor de evacuare de la armaturile de siguranta ale vaselor de presiune, nu este permisa montarea opritoarelor de flacari.

Conditiile impuse dispozitivelor contra strapungerii flacarilor depind de conditiile de exploatare.

Se deosebesc urmatoarele tipuri constructive de dispozitive:

a/ Armaturi rezistente la explozii;

- orificii expuse numai scurt timp la actiunea flacarilor unei explozii trebuie sa reziste unei singure explozii si solicitarilor mecanice ale acesteia;

- bariere de flacari folosite in acest scop: benzi de siguranta, placi de siguranta, metale sinterizate, umpluturi de pietris sau corpuri de umplutura artificiala ale caror canale sunt mici, iar lungimea si latimea fantelor este destul de mare.

b/ Armaturi rezistente la ardere continua

- orificii prin care sunt evacuate timp mai indelungat amestecuri de gaze, cum ar fi aerisirile de la rezervoare in timpul umplerii si golirii acestora, sunt expuse flacarilor o perioada mai lunga de timp, in cazul in care amestecul a luat deja foc;

- dispozitivele prevazute in acest scop trebuie sa impiedice atat strapungerea flacarii, in cazul unei explozii, cat si aprinderea atmosferei explozive din instalatie, cand amestecurile evacuate se aprind.

Acestor conditii le corespund, armaturile speciale cu banda de siguranta si ventilele speciale de suprapresiune de mare viteza

Pe armaturile rezistente la explozii si la arderi continue, nu se permite montarea, pe partea din care se asteapta explozia, nici unei conducte L/D > intrucat, in aceste conducte, s-ar putea dezvolta detonatii, iar armaturile ar fi suprasolicitate.

c/ Armaturi rezistente la detonatii :

In conducte sau parti de instalatii de forma alungita (L/D > 5), exploziile se pot transforma in detonatii.

In partile conectate ale instalatiei ( de exemplu, in rezervoare de depozitare prin conducte de legatura), armaturile trebuie sa reziste solicitarilor detonatiilor si trebuie sa impiedice strapungerea flacarilor in caz de explozii si detonatii.

Verificarea armaturilor se face pe anumite substante de catre institutii autorizate.

Utilizarea la alte substante este posibila daca se cunosc bine caracteristicile substantelor, altfel este necesara o noua verificare a armaturilor.

Deoarece armaturile contra strapungerii flacarilor se monteaza, adeseori, pe aparate care rezista numai unei suprapresiuni mici, la utilizarea lor trebuie avut in vedere ca acestea sa nu ingreuneze inadmisibil egalizarea presiunii intre rezervor si atmosfera exterioara libera

Sectiunea libera a armaturilor contra strapungerii flacarilor trebuie sa fie suficient de mare si sa reziste in timpul utilizarii.