Nõuded plahvatusohtliku keskkonna tsoonide määramisele
Vastu võetud 27.01.2003 nr 11
Määrus kehtestatakse « Masina ohutuse seaduse» (RT I 2002, 99, 580) § 13 lõike 3 alusel.
1. peatükk
ÜLDSÄTTED
§1. Kohaldamisala
(1) Määrus kehtestab nõuded plahvatusohtliku keskkonna tsoonide (edaspidi tsoonid) määramisele.
(2) Määruse nõudeid kohaldatakse tsoonide määramisele piirkondades, kus plahvatusohtu põhjustab atmosfääritingimustes õhuga segunenud põlevgaas, -udu või -aur. Atmosfääritingimuste alla kuuluvad kõrvalekalded põhiväärtusest 101,3 kPa (1,013 bar) ja 20 °C (293 K) mõlemale poole eeldusel, et need kõrvalekalded ei mõjuta põlevaine plahvatusomadusi.
(3) Määruse nõudeid ei kohaldata:
1) plahvatusohtlikes
kaevandustes;
2) lõhketarvikute valmistamisel ja käsitsemisel;
3) kohtades, kus plahvatusohu põhjustajaks on põlevtolm või -kiud;
4) katastrofaalsete kahjustuste korral (näiteks protsessimahuti või torustiku
rebenemisel või samalaadsetel ettearvamatutel juhtumitel);
5)
meditsiiniruumides;
6) ruumides, milles põlevaine tolm võib
põhjustada ettearvamatut ohtu;
7) õnnetuse ja avarii tagajärjel
tekkinud olukordades.
§2. Mõisted
Käeoleva määruse tähenduses:
1) plahvatusohtlik
segu on põlevgaasi või -auru ning õhu segu normaalrõhul, milles
süttimise toimudes levib plahvatus kogu segule;
2)
plahvatusohtliku keskkonna tsoon on ruumiosa, milles plahvatusohtlikku
segu on või võib olla sel määral, et seadmete konstruktsioonile,
paigaldusele ja käidule tuleb kehtestada erinõudeid;
3)
pihkumisallikas on punkt või koht, millest põlevgaasi, -auru või
-vedelikku võib vabaneda ümbrusse selliselt, et võiks tekkida
plahvatusohtlik segu;
4) pihkumiskogus on pihkumisallikast
väljapihkuva põlevgaasi või -auru kogus ajaühikus;
5) normaalne käit on olukord, kus seade toimib kavandatud näitajatele
vastavalt. Rikkeid (nagu pumba või selle ääriku tihendi purunemine või
õnnetusjuhtumite tagajärjeks olevad loigud), mis nõuavad kiiret remonti
või seadmestiku sulgemist, ei loeta normaalseks käiduks;
6)
alumine plahvatuspiir on põlevgaasi kontsentratsioon, millest allpool
pole segu õhuga plahvatav;
7) ülemine plahvatuspiir on
põlevgaasi kontsentratsioon, millest ülalpool pole segu õhuga plahvatav;
8) gaasi või auru suhteline tihedus on gaasi või auru tihedus võrreldes sama
rõhu ja tihedusega õhuga (õhu suhteline tihedus on 1,0);
9) põlevaine on aine, mis põleb ise või tekitab põlevauru, -gaasi või -udu;
10) põlevvedelik on vedelik, mis tekitab põlevauru mingil eeldataval
kasutustemperatuuril;
11) põlevgaas või -aur on gaas või aur, mis
õhuga teatud vahekorras segunenult moodustab plahvatusohtliku segu;
12) põlevudu (edaspidi udu) on põlevvedeliku piisad selliselt
õhuga segunenult, et moodustub plahvatusohtlik segu;
13)
leektäpp on vedeliku madalaim temperatuur, mille juures
standardiseeritud tingimustes hakkab vedelikust eralduma auru nii palju,
et tekib süttiv auru ja õhu segu;
14) keemistäpp on
temperatuur, mille juures vedelik keeb õhurõhul 101,3 kPa (1,013 bar);
15) õhuvahetus on õhu liikumine ja selle asendumine puhta õhuga tuule või
temperatuurierinevuse abil või kunstlikul viisil (näiteks sissepuhke-
või väljatõmbeventilaatoritega);
16) auru rõhk on
rõhk, mille juures tahke aine või vedelik on tasakaalus oma auruga. Auru
rõhk oleneb ainest ja temperatuurist;
17) plahvatusohtliku segu
süttimistemperatuur on kuuma pinna madalaim temperatuur, mille juures
teatud tingimustel põlevaine gaasi või auru ja õhu segu süttib.
2. peatükk
NÕUDED TSOONIDE KLASSIFITSEERIMISELE
1. jagu
Üldsätted
§3. Tsooniklasside määramise kohustus ja eesmärk
(1) Tsooniklasside määramise peab tagama seadme või ehitise omanik, kui seadmes või ehitises või selle vahetus ümbruses on plahvatusohtlik keskkond.
(2) Käesoleva määruse alusel määratud tsoonid tuleb võtta aluseks plahvatusohtlikus keskkonnas kasutatavate seadmete valikul.
§4. Tsooniklassid
Tsoonid liigitatakse tsooniklassidesse plahvatusohtliku segu
esinemisulatuse ja -kestuse alusel järgmiselt:
1) klass 0:
tsoon, milles plahvatusohtlik segu esineb alaliselt, pikka aega või
sageli;
2) klass 1: tsoon, milles võib plahvatusohtlik segu
normaalsetes käiduoludes esineda tõenäoliselt;
3)
klass 2: tsoon, milles plahvatusohtliku segu esinemine normaalsetes
käiduoludes on vähetõenäoline ja kui plahvatusohtlik segu esineb, siis
harva ja lühiajaliselt.
§5. Tsoonide klassifitseerimine
(1) Tsoonide klassifitseerimine tuleb läbi viia isikute poolt, kes tunnevad põlevainete omadusi, protsessi ja seadmeid, konsulteerides vajaduse korral ohutus-, elektri- ja muu asjakohase spetsialistiga.
(2) Tsooniklass määratakse olenevalt pihkumisallika klassist ja õhuvahetusest, arvestades käesoleva peatüki 2. ja 4. jagu ning määruse lisasid 1 ja 2.
(3) Tsooniklassi ulatus määratakse vastavalt käesoleva peatüki 3. jaole.
(4) Tsoonide määramisel võib lisaks käesolevas määruses sätestatule lähtuda asjakohastest standarditest.
2. jagu
Nõuded pihkumisallika määramisele
§6. Pihkumisallika olemasolu määramine
(1) Plahvatusohtlikku segu saab esineda vaid siis, kui põlevgaasi või auru esineb koos õhuga, seetõttu tuleb teha kindlaks, kas asjaomases piirkonnas võib olla mingit põlevainet. Kuigi segu, mille kontsentratsioon on kõrgem kui ülemine plahvatuspiir, pole plahvatusohtlik segu, võib see kergesti selleks muutuda, mistõttu erijuhtudel tuleb seda tsoonide klassifitseerimisel lugeda plahvatusohtlikuks.
(2) Iga põlevainet sisaldav protsessiseade (näiteks mahuti, pump, torujuhe, anum jne) on põlevaine võimalik pihkumiskoht.
(3) Kui protsessiseade sisaldab põlevainet, kuid seda ei saa pihkuda ümbrusse (näiteks kogu ulatuses keevitatud torujuhe), ei loeta seadet üldjuhul pihkumisallikaks.
(4) Kui piirkonnas on põlevainet, tuleb kindlaks teha, millal plahvatusohtlik segu võib esineda protsessiseadmestiku sees või millal põlevaine pihkumine võib moodustada plahvatusohtliku segu protsessiseadmestikust väljaspool.
(5) Väikesed põlevaine pihkumised (näiteks pihkumised tihendite kaudu, mille hermeetilisus põhineb pumbatava vedeliku poolt tekitaval niiskumisel) võivad olla osa normaalsest käidust.
§7. Pihkumisallika klassi määramine
(1) Kui on kindlaks tehtud, et objektist võib pihkuda ümbrusse põlevainet, määratakse pihkumisallika klass, selgitades välja pihkumise tõenäolise sageduse ja kestuse. Näited pihkumisallikate määramise kohta on toodud määruse lisas 1.
(2) Tsooni klassifitseerimisel tuleb arvestada, et suletud protsessiseadme mingi osa avamine (näiteks filtri vahetusel või mingi täitekoguse lisamisel) on samuti pihkumisallikas.
(3) Pihkumisallikad jagunevad kolme põhiklassi, mis alanevalt
iseloomustavad plahvatusohtliku segu esinemise tõenäosust.
Pihkumisallikate põhiklassid on järgmised:
1) pidev
pihkumisallikas: pihkumisallikas, mis on pidev või mille esinemist
eeldatakse pikkade ajavahemike jooksul;
2) esmane pihkumisallikas:
pihkumisallikas, mille esinemist eeldatakse normaalsetes käiduoludes
korduvalt ja juhuslikult;
3) teisene pihkumisallikas:
pihkumisallikas, mille esinemist normaalsetes käiduoludes ei eeldata,
kuid kui see siiski esineb, siis harva ja lühiajaliselt.
(4) Pihkumisallikas võib olla oma klassilt üks lõikes 3 loetletutest või nende kombinatsioon.
(5) Pidev pihkumisallikas viitab tavaliselt tsooniklassile 0, esmane tsooniklassile 1 ja teisene tsooniklassile 2.
3. jagu
Nõuded tsooniklassi ulatuse määramisele
§8. Tsooniklassi ulatuse määramise põhimõtted
(1) Pärast pihkumisallika klassi määramist tehakse kindlaks näitajad, mis võivad mõjutada tsooniklassi või selle ulatust.
(2) Tsooniklassi ulatust mõjutavad peamiselt järgmised keemilised ja
füüsikalised tegurid:
1) pihkunud põlevgaasi või -auru
kogus;
2) alumine plahvatuspiir;
3) õhuvahetus;
4) pihkuva
gaasi või auru suhteline tihedus;
5) ilmastikuolud ja
pinnavormid;
6) muud arvestamist vajavad tegurid.
(3) Käesoleva määruse §-des 9–12 eeldatakse, et ühe näitaja muutudes jäävad teised muutumatuks.
(4) Spetsiifilise tööstusvaldkonna või kasutusviisi kohta võivad üksikasjalikud juhised tsooni ulatuse määramise kohta sisalduda nimetatud valdkonda või kasutusviisi käsitlevates juhendites. Sellisel juhul tuleb järgida tsooni ulatuse määramisel neid juhendeid.
§9. Pihkunud põlevgaasi või -auru koguse mõju tsooniklassi ulatusele
(1) Pihkunud põlevgaasi- ja auru kogus oleneb järgmistest teguritest:
1) pihkumisallika geomeetria;
2) pihkumiskiirus;
3) kontsentratsioon;
4) põlevvedeliku aurustuvus;
5) vedeliku temperatuur.
(2) Pihkumisallika geomeetria on seotud pihkumisallika füüsikalise iseloomuga, nagu lahtine vedelikupind, lekkiv äärik jne (vaata määruse lisa 1).
(3) Teatud pihkumisallika korral kasvab pihkunud kogus pihkumiskiiruse kasvades. Juhul kui aine on protsessimahuti sees, oleneb pihkumiskiirus protsessi rõhust ja pihkumisallika geomeetriast. Põleva gaasi- või aurupilve suuruse määrab auru pihkumiskiirus ja dispersioonikiirus. Gaas või aur moodustab pihkumiskohast välja voolates koonusekujulise dušivoo, seguneb õhuga ja lahjeneb. Tsooni ulatus oleneb sellisel juhul tuule kiirusest vähesel määral. Kui pihkumine toimub väikese kiirusega või kui kiirus väheneb voo põrkumisel takistusega, haarab tuul selle kaasa ja selle lahjenemine ning tsooniklassi ulatus olenevad tuule kiirusest.
(4) Pihkunud kogus kasvab põlevgaasi või -auru kontsentratsiooni kasvades pihkuvas segus.
(5) Põlevvedeliku aurustuvus sõltub peamiselt auru rõhust ja aurustumistemperatuurist. Kui auru rõhk pole teada, võib orienteeruvate väärtustena kasutada keemistäppi ja leektäppi. Plahvatusohtlikku segu ei saa esineda, kui leektäpp on kõrgem kui põlevvedeliku kõrgeim kasutustemperatuur. Mida madalam on leektäpp, seda suurem on tsooni ulatus. Kui põlevainet pihkub uduna (näiteks dušivoona), võib plahvatusohtlik segu tekkida ka leektäpist madalamal temperatuuril.
(6) Põlevvedeliku leektäpp ei ole täpne füüsikaline suurus, eriti kui on tegemist segudega. Mõningatel vedelikel (näiteks teatud halogeneeritud süsivesinikel) ei ole leektäppi, kuigi nad suudavad moodustada plahvatusohtliku segu. Neil juhtudel tuleb võrrelda omavahel alumisel plahvatuspiiril küllastumisele vastavat vedeliku tasakaalutemperatuuri vedeliku suurima kasutustemperatuuriga.
(7) Auru rõhk kasvab temperatuuri tõustes, suurendades seega haihtumisest tulenevat pihkunud kogust. Vedeliku temperatuur võib pihkumise toimumisel tõusta näiteks kuuma pinna või kõrge ümbrustemperatuuri tõttu.
§10. Alumise plahvatuspiiri mõju tsooniklassi ulatusele
Mida madalam on alumise plahvatuspiiri väärtus, seda suurem on tsooni ulatus sama pihkunud koguse juures.
§11. Õhuvahetuse mõju tsooniklassi ulatusele
Õhuvahetuse suurendamine vähendab tsooniklassi ulatust. Takistused, mis raskendavad õhuvahetust, võivad suurendada tsooniklassi ulatust, kuid mõned takistused (näiteks vallid, seinad või katused) võivad piirata tsooniklassi ulatust. Õhuvahetuse mõju määramisel tsooniklassi ulatusele lähtutakse määruse lisast 2.
§12. Pihkuva gaasi või auru suhtelise tiheduse mõju tsooniklassi ulatusele
(1) Kui gaas või aur on õhust oluliselt kergem, on sellel omadus tõusta ülespoole. Kui see on õhust oluliselt raskem, püüab see koguneda madalamale. Klassifitseeritud piirkonna ulatus horisontaaltasapinnal suureneb suhtelise tiheduse kasvades ja vertikaalsuunaline ulatus suureneb suhtelise tiheduse vähenedes.
(2) Üldjuhul loetakse gaasi või auru, mille suhteline tihedus on alla 0,8, õhust kergemaks. Kui suhteline tihedus on üle 1,2, loetakse üldjuhul gaasi või auru õhust raskemaks. Nende väärtuste vahemikus tuleb arvestada mõlema võimalusega.
§13. Muud arvestamist vajavad tegurid
(1) Arvestada tuleb võimalust, et õhust raskem gaas võib voolata maapinnast madalamal olevatesse piirkondadesse, nagu augud ja süvendid, ning õhust kergem gaas võib koguneda üles (näiteks katusetühimikesse).
(2) Kui pihkumisallikas paikneb väljaspool ruumi või kõrvalruumis, võib
olulise koguse gaasi või auru tungimist vaadeldavasse ruumi takistada
järgmiste meetmetega:
1) füüsiliste takistustega;
2) hoides ruumis staatilist ülerõhku kõrvalruumi suhtes, takistades
seega plahvatusohtliku kontsentratsiooni teket;
3) puhudes ruumi läbi
suure õhukogusega, tagades, et õhk voolab välja kõigist avadest, millest
plahvatusohtlik segu võib siseneda.
4. jagu
Nõuded õhuvahetuse mõjude määramisele
§14. Õhuvahetuse mõju tsooniklassile
(1) Õhuvahetus, mis viib pihkumisallikat ümbritseva (oletatava) segumahu asendumisele puhta õhuga, edendab gaasi või auru pihkumise hajumist ümbrusse. Õhuvahetuskogus võib kõrvaldada plahvatusohtliku segu, mõjutades seega tsoonide klassifitseerimist.
(2) Plahvatusohtliku segu olemasolu ja moodustumist, seega ka tsooniklassi mõjutavad õhuvahetuse tõhusus ja kasutatavus. Kasutatava õhuvahetuse tõhususe ja kasutatavuse määramisel lähtutakse määruse lisas 2 toodud juhendist.
3. peatükk
NÕUDED DOKUMENTEERIMISELE
§15. Dokumenteerimise üldpõhimõtted
(1) Tsoonide klassifitseerimise etapid, klassifitseerimise tulemused ja kõik hilisemad muudatused neis tuleb asjakohaselt dokumenteerida.
(2) Dokumenteerimisel tuleb viidata kõikidele kasutatud materjalidele, nagu asjakohased juhendid ja standardid, gaaside ja aurude hajumisomadused ja arvutused, selgitused õhuvahetuse omaduste kohta võrreldes põlevaine pihkumisnäitajatega nii, et on võimalik hinnata õhuvahetuse efektiivsust.
(3) Dokumentatsioon peab hõlmama kõiki seadmestikus kasutatavate ainete selliseid omadusi, mis mõjutavad tsoonide klassifitseerimist, nagu leektäpp, keemistäpp, süttimistemperatuur, auru rõhk, auru tihedus, plahvatuspiirid, gaasirühm ja temperatuuriklass.
(4) Dokumendid peavad sisaldama ka muid vajalikke andmeid, nagu:
1)
pihkumisallikate paiknemis- ja identifitseerimisandmed;
2) ehitiste
avade paiknemine (näiteks uksed, aknad ning vahetusõhu sisenemisavad ja
väljumisavad).
(5) Kui piirkonna pinnavormid mõjutavad tsooniklasside ulatust, tuleb see asjaolu dokumenteerida.
§16. Joonised
Tsoonide klassifitseerimise dokumendid peavad sisaldama tasapinnalisi ja läbilõikelisi jooniseid, millel on toodud nii tsooniklassid kui nende ulatus, süttimistemperatuur ning seega temperatuuriklass ja gaasirühm.
Minister Liina TÕNISSON |
Kantsler Marika PRISKE |
Majandus- ja kommunikatsiooniministri 27. jaanuari
2003. a määruse nr 11 «Nõuded plahvatusohtliku keskkonna tsoonide
määramisele» lisa 1 |
NÄITEID PIHKUMISALLIKATE KOHTA
Järgnevates näidetes toodud loetelu võib muutuda olenevalt konkreetsest protsessiseadmestikust ja oludest.
1. Protsessiseadmestik
1.1. Pidevad pihkumisallikad
1.1.1. põlevvedeliku pind statsionaarse
katusega mahutis, millest on pidev õhuvahetus välisõhku;
1.1.2. põlevvedeliku pind, mis on pidevalt või pikaajaliselt avatud (näiteks
õlieralduskaevus).
1.2. Esmased pihkumisallikad
1.2.1. pumba, kompressori või ventiili
tihendid, kui põlevaine pihkumist tuleb ette normaalsel käidul;
1.2.2. põlevvedelikku sisaldavate mahutite vee-eemaldusavad, millest
normaalsel käidul võib pihkuda põlevvedelikku ümbrusse;
1.2.3. analüüside võtmise avad, millest normaalsel käidul võib pääseda
põlevainet ümbrusse;
1.2.4. rõhualandusventiilid,
tuulutusavad ja muud avad, millest normaalsel käidul võib pihkuda
põlevainet ümbrusse.
1.3. Teisesed pihkumisallikad
1.3.1. pumpade, kompressorite ja
ventiilide tihendid, millest normaalsel käidul pole oodata põlevaine
pihkumist;
1.3.2. äärikud, ühendused ja toruliitmikud, millest
normaalsel käidul pole oodata põlevaine pihkumist;
1.3.3.
analüüside võtmise kohad, millest normaalsel käidul pole oodata
põlevaine pihkumist;
1.3.4. rõhualandusventiilid, tuulutusavad
ja muud avad, millest normaalsel käidul pole oodata põlevaine pihkumist.
2. Avad
2.1. Avad võimalike pihkumisallikatena
Eri tsoonide vahelisi avasid tuleks pidada võimalikeks
pihkumisallikateks. Pihkumisallika klass oleneb järgmistest teguritest:
2.1.1. kõrvalasuva tsooni klassist;
2.1.2. ava lahtioleku kestusest ja
sagedusest;
2.1.3. liitmike või tihendite hermeetilisusest;
2.1.4. tsoonide vahel valitsevast rõhkude erinevusest.
2.2. Avade tüübid
Avasid jaotatakse tüüpideks A, B, C ja D järgmiste omaduste järgi:
2.2.1. Tüüp A – Avad, mis ei vasta B-, C- või D-tüüpi avadele esitatavatele
nõuetele, näiteks:
2.2.1.1. liikumiseks või muuks
vajaduseks mõeldud lahtised avad, nagu läbi seinte, lagede ja põrandate
minevad torud ja kanalid;
2.2.1.2. kohtkindlad tuulutusavad ruumides
või ehitistes;
2.2.2. Tüüp B – Tavaliselt suletud avad (näiteks
automaatselt sulguvad), mida avatakse harva ja mille täited on täpselt
avasse sobitatud;
2.2.3. Tüüp C – B-tüüpi avad, millel on tihend
(näiteks spetsiaalne tihenduspae) kogu avaperimeetri ulatuses, või kaks
sarjastatud B-tüüpi ava nii, et neil on teineteisest sõltumatud
automaatsed sulgurmehhanismid;
2.2.4. Tüüp D – C-tüüpi tavaliselt
suletud avad, mida saab avada eritööriistadega või hädaolukorras.
D-tüüpi avad on tõhusalt tihendatud (nagu torustiku- ja
kanalikonstruktsioonides) või need saavad moodustuda tsooni poolel
olevast C-tüüpi avast sarjastatuna B-tüüpi avaga.
Avad pihkumisallikatena
Tsooniklass, millest ava välja viib | Ava tüüp | Avast tulenev pihkumisallika klass |
Tsoonikass 0 |
A
B C D |
Pidev
(Pidev) /esmane Teisene Pihkumist pole |
Tsooniklass 1 |
A
B C D |
Esmane
(Esmane) /teisene (Teisene) /pihkumist pole Pihkumist pole |
Tsooniklass 2 |
A
B C D |
Teisene
(Teisene) /pihkumist pole Pihkumist pole Pihkumist pole |
Märkus. Sulgudes toodud pihkumisallika klasside korral tuleb arvestada avade kasutussagedust.
Majandus- ja kommunikatsiooniministri 27. jaanuari
2003. a määruse nr 11 «Nõuded plahvatusohtliku keskkonna tsoonide
määramisele» lisa 2 |
ÕHUVAHETUSE MÄÄRAMISE JUHEND
1. Õhuvahetuse tõhusus
Õhuvahetuse tõhusus plahvatusohtliku segu püsivuse ja hajumise kontrolli all hoidmisel oleneb õhuvahetuse tõhususklassist ja kasutatavusest ning süsteemi projekteerimisest.
Õhuvahetus jagatakse järgmistesse tõhususklassidesse:
1) võimas õhuvahetus;
2) rahuldav õhuvahetus;
3)
nõrk õhuvahetus.
Õhuvahetus on võimas, kui see suudab alandada pihkumise kontsentratsiooni praktiliselt kohe alla alumise plahvatuspiiri. Tulemuseks on, et plahvatusohtlikuks klassifitseeritav tsoon on väike (isegi tähtsusetu).
Õhuvahetus on rahuldav, kui see suudab hoida kontsentratsiooni kontrolli all nii, et tulemuseks on stabiilne olukord, milles pihkumisallika toimides kontsentratsioon klassifitseeritud piirkonna ümber püsib alumisest plahvatuspiirist allpool ja kus plahvatusohtlik segu ei säilu pärast pihkumise lakkamist kaua.
Õhuvahetus on nõrk, kui see ei suuda pihkumise ajal kontsentratsiooni kontrolli all hoida või see ei suuda takistada plahvatusohtliku segu pikaajalist esinemist pärast pihkumise lakkamist.
2. Õhuvahetuse tõhususe hindamine ja selle mõju tsoonile
Õhuvahetuse tõhususe hindamisel tuleb esmalt kindlaks teha pihkumisallikast vabaneva gaasi või auru suurim pihkunud kogus, kas kogemustele tuginedes või arvutuste või loogiliste järelduste abil.
Hüpoteetilise mahu Vz hindamine
Õhuvahetuse teoreetiline vähim voog, mis lahendab teadaoleva suurusega põlevaine pihkumise allapoole vajalikku alumist plahvatuspiiri, on arvutatav valemist:
(1)
kus:
(dV / dt)min | on puhta õhu vähim mahuvoolukiirus (maht ajaühikus, m 3/s); |
(dG / dt)max | on pihkumise suurim pihkumiskogus (mass ajaühikus, kg/s); |
LEL | on alumine plahvatuspiir (mass ruumalaühikus, kg/m3); |
k | on varutegur LEL-i suhtes; tüüpiliselt k = 0,25 (pideva ja esmase pihkumisallika korral) ja k = 0,5 (teisese pihkumisallika korral); |
T | on ümbruse temperatuur (K). |
Piirkonna õhuvahetuse poolt esile kutsutud õhu vahetumiskordade arvu C kasutades on võimalik hinnata pihkumisallika ümber oleva plahvatusohtliku segu hüpoteetilist mahtu, kasutades valemit:
(2)
kus
C on puhta õhu vahetumiskordade arv ajaühikus (s–1 );
Valem (2) kehtib hetkelise ja homogeense segu korral pihkumisallika ümber oletatava puhta õhu ideaalse voo korral. Praktikas sellist ideaalolukorda ei esine, kuna näiteks õhuvoo teel olevad takistused põhjustavad piirkonnas halvastiventileerivaid kohti. Seetõttu on efektiivne õhu vahetumiskordade arv pihkumisallika juures valemist (4) saadud C väärtusest väiksem. See viib mahu Vz kasvule. Lisades valemisse (2) täiendava parandusteguri f, saame:
(3)
kus f iseloomustab õhuvahetuse võimet lahjendada plahvatusohtliku segu ja on tavaliselt vahemikus f = 1 (ideaalolukord) kuni f = 5 (takistatud õhuvool).
Maht Vz kujutab endast mahtu, milles põlevgaasi või -auru keskmine kontsentratsioon on kas 0,25 või 0,5 korda LEL olenevalt valemis (2) kasutatud varuteguri k väärtusest. See tähendab, et hinnatud hüpoteetilise mahu servaaladel on gaasi või auru kontsentratsioon selgelt allpool LEL-väärtust, ehk teisisõnu hüpoteetiline maht, kus kontsentratsioon on LEL-väärtusest kõrgem, on väiksem kui Vz.
Sisepiirkond
Suletud ruumile saab C valemist:
(4)
kus
dVtot / dt | on puhta õhu koguvoohulk |
V0 | on tuulutatav kogumaht. |
Välispiirkond
Välispiirkondades kutsub ka väga madal tuule kiirus esile suure õhuvahetuskordade arvu. Näiteks võib uurida väljas paiknevat hüpoteetilist kuupi, mis on oma mõõtudelt mõni meeter. Sel juhul põhjustab umbes 0,5 m/s tulekiirus õhuvahetuskoguse, mis on üle 100/h (0,03/s).
Kasutades välispiirkondades õhuvahetumiskordadele ettevaatlikku väärtust C = 0,03/s, saab plahvatusohtliku segu hüpoteetilise mahu Vz , kasutades valemit (5):
(5)
kus
dV / dt | on mahuühik sekundis |
0,03 | on õhuvahetumiskordade arv sekundis. |
See menetlus viib siiski erinevast hajumismehhanismist tulenevalt tavaliselt liiga suure mahuni. Hajumine on normaalselt kiirem välispiirkondades.
Kestuse hindamine
Aega, mille jooksul keskmine kontsentratsioon langeb esialgselt väärtuselt Xo väärtusele k × LEL pärast seda, kui pihkumine on lakanud, võib hinnata valemiga
(6)
kus
Xo | on põlevaine esialgne kontsentratsioon LEL-mõõtühikuid kasutades ehk mahuprotsent või kg/m3. Mõnes paigas plahvatusohtlikus segus võib põlevaine kontsentratsioon olla 100 % (tavaliselt vaid pihkumisallikale väga lähedal). Siiski t väärtust arvutades Xo-i õige väärtuse valik oleneb olukorrast. Arvesse tuleb võtta näiteks pihkumise mõjuala, selle sagedust ja kestust ning enamikel praktilistel juhtudel on mõistlik valida kontsentratsioonile Xo väärtus, mis on suurem kui LEL; |
C | on õhu vahetumiskordade arv ajaühikus; |
t | saadakse samas ajaühikus kui C, ehk kui C on õhu vahetumiskordade arv sekundis, on aeg t siis samuti sekundites; |
f | on tegur, mis iseloomustab mittetäielikku segunemist (vaata valemit 3). See muutub väärtusest 5 (näiteks õhuvahetus, kus on üks väljumisava ja kompensatsiooniõhk saadakse loomulike avade kaudu) kuni väärtuseni 1 (näiteks tuulutus, kus õhk võetakse perforeeritud lae kaudu ja väljumisavasid on mitmeid); |
In | on naturaallogaritm; |
k | on LEL väärtusega seotud varutegur, vaata valemit (2). |
Valemist (6) saadud numbriline väärtus ei võimalda oma suuruse põhjal määrata tsooniklassi. See on lisateave, mida tuleb võrrelda vaadeldava protsessi ja olukorra ajaskaalaga.
Õhuvahetuse tõhususe hindamine
Pideva pihkumisallika korral on tavaliselt tegemist tsooniklassiga 0, esmase korral tsooniklassiga 1 ja teisese korral tsooniklassiga 2. Õhuvahetuse tõttu ei pruugi see tingimata nii olla.
Mõnedel juhtudel võib õhuvahetuse tõhusus ja kasutatavus olla nii suur, et praktikas polegi tsooni, teisalt võib õhuvahetuse tõhusus olla nii väike, et tekkiva tsooniklassi number on madalam, ehk sekundaarne pihkumisallikas tingib tsooniklassi 1. Nii juhtub näiteks siis, kui õhuvahetuse tase on selline, et plahvatusohtlik segu säilib ja hajub aeglaselt pärast seda, kui gaasi või auru pihkumine lakkab. Seega plahvatusohtlik segu säilib kauem, kui pihkumisallika klassi põhjal võiks oletada.
Mahtu Vz saab kasutada õhuvahetust võimsaks, rahuldavaks ja nõrgaks liigitades. Kestust t saab kasutada, määratlemaks, missugust õhuvahetuse tõhusust on vaja piirkonna klassifitseerimiseks – kas klass 0, 1 või 2.
Õhuvahetust saab pidada võimsaks (VÕ), kui maht Vz on väga väike või isegi tähtsusetu. Õhuvahetuse toimudes eeldatakse, et pihkumisallikas ei tekita plahvatusohtlikku segu ehk et ümbritsev piirkond on ohutu. Pihkumisallika lähedal on, küll koguseliselt tähtsusetult vähe, plahvatusohtlikku segu olemas.
Praktikas võib õhuvahetust pidada võimsaks vaid sel juhul, kui tegemist on kunstliku paikse äratõmbega pihkumisallika ümbert, väikese suletud piirkonnaga või kui pihkumiskogused ajaühikus on väga väikesed. Näiteks paljudes suletud piirkondades on mitmeid pihkumisallikaid ning pole hea tava kohane jaotada muidu ohutut piirkonda mitmeks väikseks klassifitseeritud piirkonnaks. Üldjuhul pole tüüpiliste tsoonide klassifitseerimist eeldavate pihkumiskoguste korral loomulik ventilatsioon küllaldane isegi välispiirkondades. Lisaks on küllalt võimsa kunstliku õhuvahetuse tekitamine suuremates suletud ruumides tavaliselt ebapraktiline.
Maht Vz ei anna mingit teavet plahvatusohtliku segu esinemisaja kohta pärast pihkumise lakkamist. See pole oluline, kui on tegemist võimsa õhuvahetusega, kuid on arvestatav tegur, kui õhuvahetus on rahuldav või nõrk.
Rahuldav õhuvahetus peaks hoidma kontrolli all põlevgaasi või -auru hajumist. Plahvatusohtliku segu hajumisaeg pärast pihkumise lakkamist peaks olema selline, et täidetud oleksid kas tsooniklassi 1 või 2 tingimused olenevalt sellest, kas pihkumisallikas on esmane või teisene. Heakskiidetav hajumisaeg oleneb pihkumise eeldatavast esinemissagedusest ja kestusest. Maht Vz on tihti väiksem kui suletud piirkonna maht. Neil juhtudel võib lubada vaid suletud piirkonna mingi osa plahvatusohtlikuks klassifitseerimist. Mõnedel juhtudel, olenevalt suletud piirkonna mahust, võib maht Vz olla sama kui suletud maht. Sellisel juhul tuleks kogu suletud piirkond klassifitseerida plahvatusohtlikuks.
Õhuvahetus, mis ei ole võimas ega rahuldav, on nõrk. Nõrga õhuvahetuse korral on maht Vz tihti sama või suurem kui suletud piirkonna maht. Nõrka õhuvahetust ei esine tavaliselt välisõhus, kui õhu liikumisel pole takistusi nagu näiteks süvendid.
3. Õhuvahetuse kasutatavus
Õhuvahetuse kasutatavus mõjutab plahvatusohtliku kontsentratsiooni moodustumist ja olemasolu. Seega tuleb õhuvahetuse kasutatavust (nagu ka tõhusust) arvestada tsooniklassi määramisel.
Õhuvahetuse kasutatavuse juures eristatakse kolme taset:
1) hea:
õhuvahetus toimib praktiliselt pidevalt;
2) rahuldav:
eeldatakse, et õhuvahetus toimib normaalsel käidul. Katkestused on
lubatud, eeldusel, et neid juhtub harva ja lühiajaliselt;
3)
halb: õhuvahetus ei täida kasutatavuse osas hea ega rahuldava nõudeid,
kuid katkestused ei kesta eeldatavasti kaua.
Õhuvahetust, mis ei vasta isegi halvale õhuvahetusele esitatavatele nõuetele, ei saa lugeda tsoonide klassifitseerimise mõttes mõjutavaks.
Loomulik õhuvahetus
Välispiirkondades peaks õhuvahetuse hindamine põhinema oletataval tuule minimaalkiirusel 0,5 m/s, mis esineb praktiliselt pidevalt. Sel juhul võib õhuvahetuse kasutatavust lugeda «heaks».
Kunstlik õhuvahetus
Kunstliku õhuvahetuse kasutatavust hinnates tuleks arvestada üksikute seadmete usaldatavust ja näiteks varuventilaatorite kasutatavust. Hea kasutatavus nõuab tavaliselt rikkeolukordades varuventilaatori (varuventilaatorite) automaatset käivitumist. Kuigi siiski on rakendatud ettevaatusabinõusid põlevaine pihkumiste vältimiseks õhuvahetuse rikke korral (näiteks peatades automaatselt protsessi), pole õhuvahetuse toimivusel põhinevat tsoonide klassifikatsiooni vaja muuta, ehk õhuvahetuse kasutatavuse võib lugeda heaks.
4. Õhuvahetuse koondmõju
Õhuvahetuse mõju tsooniklassile on esitatud kokkuvõtlikult järgnevas tabelis.
Õhuvahetuse mõju tsooniklassile
Õhuvahetus |
|||||||
Pihkumis-allika tüüp |
Tõhusus |
||||||
Võimas |
Rahuldav |
Nõrk | |||||
Kasutatavus |
|||||||
Hea | Rahuldav | Halb | Hea | Rahuldav | Halb | Hea, rahuldav, halb | |
Pidev |
(0)
Ohutu1) |
(0)
21) |
(0)
11) |
0 | 0+1 | 0+1 | 0 |
Esmane |
(1)
Ohutu1) |
(1)
21) |
(1)
21) |
1 | 1+2 | 1+2 | 1 või 03) |
Teisene2) |
(2)
Ohutu1) |
(2)
Ohutu1) |
2 | 2 | 2 | 2 |
1
ja isegi 03) |
1) (0), (1) ja (2) tähendavad
teoreetilisi tsooniklasse, mille ulatus on tähtsusetu
normaaloludes. |
|||||||
MÄRKUS. «+» märk tähendab «ümbritsetud» |