WYBUCH 1. Wybuch chemiczny 2. Wybuch fizyczny 3. Wybuch jądrowy 4. Detonacja jako szczególny rodzaj wybuchu

Wybuch, zwany inaczej eksplozją, jest to zjawisko gwałtownej zmiany równowagi układu, przebiegające z wykonaniem pracy mechanicznej, efektem dźwiękowym i przeważnie świetlnym. Wybuch fizyczny jest to zjawisko gwałtownej zmiany stanu równowagi układu przebiegające z wykonaniem pracy mechanicznej i efektem dźwiękowym. Wybuch chemiczny jest gwałtowną reakcja chemiczną, przebiegająca z wykonaniem pracy mechanicznej i efektem dźwiękowo-świetlnym, jako skutkami wydzielenia dużych ilości ciepła i przeważnie wytworzenia dużych ilości gazów lub par.

Detonacja jest szczególnym rodzajem wybuchu, będącego najczęściej następstwem eksplozji, który rozprzestrzenia się z bardzo dużą szybkością w przestrzeni wypełnionej substratem w związku z występowaniem fali uderzeniowej. Towarzyszy jej sprężanie gazu i w następstwie tego wzrost temperatury mieszanki gazowo-powietrznej. Mechanizm rozprzestrzeniania czoła płomienia zmienia się z cieplnego na czysto gazodynamiczny. Detonacja zachodzić może w mieszankach gazowych, parach cieczy palnych i pyłach. Detonacja dla danego składu mieszanki palnej i warunków- ciśnienia, temperatury i rodzaju zbiornika- rozprzestrzenia się ze stałą prędkością równą prędkości dźwięku w tych warunkach. Spalanie detonacyjne np. pyłów może rozprzestrzeniać się ze stałą prędkością wynoszącą nawet kilka tysięcy m/s i powodować nagły wzrost ciśnienia rzędu kilkuset MPa.

INNA KLASYFIKACJA WYBUCHÓW Podstawą poprzedniego podziału wybuchów było występowanie lub nie reakcji chemicznej. Inny podział przedstawia się następująco: 1. Wybuchy termiczne (wywołane zdolnością reakcji do samoprzyspieszania się przez nagrzewanie) 2. Wybuchy łańcuchowo- izotermiczne (szybkie rozgałęzianie się łańcucha reakcji nie kompensowanego ich przerywaniem)

SKŁAD MIESZANKI GRANICE WYBUCHOWOŚCI DGW (LEL): mieszaniny gazu lub cieczy palnej z powietrzem lub gazem utleniającym nazywa się takie najniższe stężenie składnika palnego, przy którym zapłon od czynnika inicjującego nie jest już możliwy. GGW (UEL): mieszaniny gazu lub cieczy palnej z powietrzem lub gazem utleniającym nazywa się takie najwyższe stężenie składnika palnego, przy którym zapłon pod wpływem czynnika inicjującego jest jeszcze możliwy. Zakres wybuchowości: mieszaniny jest to przedział stężeń między dolną i górną granicą wybuchowości. Zależy on od czynników zewnętrznych takich jak: energia źródła, skład atmosfery, zawartość tlenu, temperatura, ciśnienie itd.

STĘŻENIE Stężenie: zawartość pewnego składnika w stosunku do całości wyrażona w określony sposób. W odniesieniu do mieszanin wybuchowych par i gazów, stężenie par i gazów palnych w powietrzu wyraża się najczęściej w procentach objętości substancji palnej w stosunku do objętości powietrza [% obj]. Inny sposób wyrażania: w gramach gazu lub pary zawartych w 1m3 czystego powietrza [g/m3], rzadziej w molach substancji na mol czystego powietrza [mol/mol]. Stężenie pyłów wyraża się zazwyczaj zawartością pyłów w gramach w 1m3 czystego powietrza. Wszystkie stężenia odnoszą się do objętości 1m3 czystego powietrza w warunkach normalnych tzn. 273 K i 101,324 kPa. Przeliczanie stężeń Sm =(Sv*M*273*p*10)/(22,4*101,35*(273+t)), g/m3 gdzie: Sm- stężenie, g/m3, Sv- stężenie objętościowe, %obj, M-masa cząsteczkowa substancji, kg/kmol, p- ciśnienie gazu, kPa, t- temperatura gazu, st C, 22,4 - objętość 1 kmol gazu w warunkach normalnych, m3/kmol.

STĘŻENIE SKŁADNIKA PALNEGO W MIESZANINIE Przedział wybuchowości GGW 0% DGW SS 100% 50%DGW

GRANICE WYBUCHOWOŚCI Nazwa substancji Aceton Acetylen Alkohol etylowy Alkohol metylowy Aldehyd octowy Akrylonitryl Amoniak Anilina Benzen Benzyna samochodowa Butadien 1,3 Bromometan Butan DGW GGW 2,5 13 2,3 82 3,5 15 5,5 40 4,0 57 3,0 17 15 28 1,3 11 1,2 8,0 0,76 7,6 1,1 12,5 13,5 14,5 1,6 8,5

GRANICE WYBUCHOWOŚCI Nazwa substancji Buten Chlorek etylu Chlorek winylu Chlorobenzen Chlorometan Cyjanowodór Cykloheksan Cykloheksanon Cyklopropan Dwumetyloamina bezwodna Dwuoksan Dwusiarczek węgla Etan Eter etylowy DGW GGW 1,6 10 3,6 14,8 4,0 22 1,3 11 7,1 18,5 5,4 46,6 1,3 8,35 1,3 9,4 2,4 10,4 2,8 14,4 1,97 22,5 1,0 60 2,9 12,5 1,9 48

GRANICE WYBUCHOWOŚCI Nazwa substancji Eter metylowy Etylen Fenol Furfurol Heksan Heptan Kwas octowy lodowaty Ksylen orto- DGW GGW 3,1 27 2,7 34 0,3 2,34 2,1 19,3 1,1 7,5 1,1 7,9 4,0 17 1,0 7,6

GRANICE WYBUCHOWOŚCI Nazwa substancji Metan Metyloamina Nitrobenzen Octan etylu Propan Pirydyna Siarkowodór Styren Tlenek etylenu Toluen Tlenek wegla Wodór DGW GGW 5,0 15 5,0 20,7 1,8 nieokr 2,18 18,5 2,1 13,5 1,8 12,4 4,3 45,5 1,1 6,1 3,0 100 1,27 7,0 12,5 74,2 4,0 75

ZMIENNOŚĆ GRANIC WYBUCHOWOŚCI 1. W miarę obniżania się ciśnienia granice wybuchowości zwężają się. Dla każdej mieszaniny gazów lub par z powietrzem istniej pewne krytyczne ciśnienia, poniżej którego zdolność do zapalenia przestaje istnieć. 2. W miarę wzrostu temperatury mieszaniny granice wybuchowości rozszerzają się , czyli mieszanina staje się bardziej zapalna. Liczby określające granice wybuchowości zależą w dużej mierze od metody pomiaru, a w szczególności od wielkości i kształtu naczynia pomiarowego. Najbardziej niebezpieczną pod względem wybuchowym nie jest mieszanina o stężeniu stechiometryczny, lecz taka, która ma pewną nadwyżkę substancji palnej w stosunku do zawartości tlenu zawartego w powietrzu.

WPŁYW STĘŻENIA O2 NA OBSZAR WYBUCHOWOŚCI Zwiększenie ilości tlenu powoduje rozszerzenia zakresu wybuchowości. Zmniejszenie ilości tlenu powoduje zawężenie zakresu wybuchowości. 21% O2 O2 O2

CIŚNIENIE WYBUCHU O sile niszczącej wybuchu decyduje maksymalne ciśnienie wybuchu a także szybkość narastania ciśnienia wybuchu. Szybki wzrost ciśnienia spowodowany jest gwałtownym wydzielaniem ciepła wskutek znacznej prędkości spalania w stosunku do objętości substratów. Największe prędkości spalania, a zatem i ciśnienia wybuchu, występują dla mieszanin o stężeniu nieco wyższym, od stężeń stechiometrycznych. Im stężenia czynnika palnego bardziej się oddalają w stronę DGW tym temperatura i ciśnienie wybuchu są mniejsze.

SPALANIE Spalanie to szybko przebiegająca reakcja chemiczna, połączona z wywiązywanie się ciepła i świeceniem. Przez spalanie rozumie się szybkie reakcje utleniania. W procesie spalania uczestniczą paliwa i utleniacze, których cząsteczki muszą się zetknąć. Do spalania niezbędne są trzy składniki: materiał palny, źródło zapłonu i utleniacz. Eliminacja lub zubożenie jednego z nich powoduje, iż spalanie nie zachodzi.

PODSTAWY ZAPŁONU Samozapłonem nazywamy zainicjowanie spalania przez powolne równomierne ogrzewanie mieszanki w całej masie, bez udziału dodatkowego bodźca zewnętrznego, aż do takiej temperatury, w której się ona zapala. Temperaturą samozapłonu nazywamy temperaturę równowagi cieplnej w układzie reagującym, powyżej której następuje samo przyspieszanie reakcji Zapłonem nazywamy zapalenie mieszanki w ograniczonej przestrzeni małym źródłem ciepła o wysokiej temperaturze (gorąca powierzchnia, iskra). Temperaturą zapłonu nazywamy najniższą temperaturę ścianek naczynia, w której w danych warunkach i dla danej mieszanki następuje samozapłon. Praktycznie jest to najniższa temperatura, do której należy ogrzać ciecz, aby wytworzona para nasycona zapaliła się na chwilę od płomienia przesuniętego nad powierzchnią i natychmiast zgasła.

Każda ciecz palna, o Tz mniejszej od temperatury pomieszczenia, w którym się znajduje, jak również ciecz rozgrzana do temperatury wyższej Tz, która znajduje się w pomieszczeni, np. w skutek przecieku, w obecności źródła zapłonu, może natychmiast spowodować wybuch. Do niebezpiecznych wybuchowo w temperaturach otoczenia należy zaliczyć większość rozpuszczalników organicznych i wyroby je zawierające (farby, lakiery), płyny do mycia urządzeń elektrycznych, benzynę, alkohole, etery, wiele bardzo lotnych węglowodorów.

ZMIENNOŚĆ TEMPERATURY ZAPŁONU I SAMOZAPŁONU Zmienność temperatury zapłonu i samozapłonu wynika ze : zmian ciśnienia (wzrost ciśnienia mieszanki powoduje obniżenia temperatury samozapłonu), działania katalizatorów (pewne substancje zw. katalizatorami mogą obniżyć temperaturę samozapłonu), zwiększenia wymiarów naczynia ( zmniejszenie oddziaływania ścianek powoduje obniżenie temperatury samozapłonu), zwiększenia stężenia tlenu (obniżenie temperatury samozapłonu; odwrotnie wpływa zmniejszenie stężenia tlenu), struktury cząsteczkowej (gazy o prostej strukturze wykazują wysokie temperatury samozapłonu).

MINIMALNA ENERGIA ZAPŁONU GĘSTOŚĆ MIESZANINY WZGLĘDEM POWIETRZA Minimalna energia zapłonu dla danych warunków i dla danej mieszanki jest to najmniejsza energia zdolna zapalić mieszankę. Jest ona rzędu ułamka mJ, tzn., że jest wielokrotnie mniejsza od np. iskry podczas włączania latarki czy dzwonka drzwi. Gęstość mieszaniny względem powietrza określa tendencję mieszaniny do zachowania w powietrzu. Mieszaniny o małej gęstości są lżejsze. Mieszaniny o dużej gęstości np. powyżej 2 zachowują się jak ciecz. Pełzają i mają tendencje do wypełniania dziur. Gęstość mieszaniny względem powietrza jest to stosunek gęstości mieszaniny w danej temperaturze do gęstości powietrza.

TEMPERATURY SAMOZAPALENIA NIEKTÓRYCH GAZÓW I PAR Nazwa substancji Temperatura samozapalenia 0C Aceton 540 Acetylen 305 Alkohol etylowy 425 Cyjan 850 Cyjanowodór 540 Dodekan 530 Furfurol 320 Gliceryna 390 Octan propylu 450 Toluen 570 Wodór 580

PYŁY Pyły stanowią poważne niebezpieczeństwo powstania mieszani wybuchowych. Zagrożenie stwarza zarówno pył osiadły, jak i chmury pyłowe powstałe z poderwania pyłu osiadłego lub rozpylenia materiałów rozdrobnionych. Przy ocenie niebezpieczeństwa powstania mieszanin wybuchowych pyłów z powietrzem bierze się pod uwagę: wielkość cząstek temperaturę tlenia pyłu osiadłego, temperaturę zapalenia chmury pyłowej, dolna granicę wybuchowości, minimalną energię zapalającą. Mieszaniny wybuchowe mogą tworzyć z powietrzem pyły materiałów palnych np. drewna, węgla oraz pyły materiałów powszechnie uważanych za niepalne np. pyły metali, tworzyw sztucznych.

DOLNE GRANICE WYBUCHOWOŚCI NIEKTÓRYCH PYŁÓW [g/m3] Dekstryna 40 Cukier 60 Konopia 40 Kazeina 45 Skrobia zbożowa 25 Węgiel kamienny 35 Żywica epoksydowa 20 Maka pszenna 50 Polietylen 20 Polistyren 15 Glin sproszkowany 25 Magnez 20 Cyrkon 40

DOLNE GRANICE WYBUCHOWOŚCI NIEKTÓRYCH PYŁÓW [g/m3] Polipropylen 20 Siarka 35 Mączka drzewna 50 Celuloza 50 Poliakrylonitryl 25 Guma twarda syntetyczna z 33% S2 30

METODY ZABEZPIECZENIA PRZED WYBUCHEM Metody zapobiegania wybuchom wynikają z trójkąta bezpieczeństwa pożarowego. Pokazuje on czynniki niezbędna do wystąpienia pożaru i wybuchu. Źródło zapłonu Materiał palny WYBUCH Utleniacz

ZABEZPIECZENIE OBIEKTÓW PRZED POWSTANIEM WYBUCHU eliminacja źródeł zapłonu w obszarach zagrożonych wybuchem i nie dopuszczanie do przeniesienia się procesu spalania z zewnątrz, nie dopuszczenie do wytworzenia się mieszaniny o właściwościach wybuchowych; celem tych działań jest nie dopuszczenie do wytworzenia się stężeń powyżej DGW w drodze ograniczenia ilości czynnika palnego, lub w drodze rozcieńczania go i usuwania wraz z powietrzem, - obniżenie stężenia tlenu poniżej wartości wystarczającej do .............podtrzymania procesu spalania (wybuchu).

METODY ZABEZPIECZENIA PRZED WYBUCHAMI 1. Niedopuszczenie do tworzenia się mieszanin wybuchowych o stężeniu zapalnym 1.1. Eliminacja składnika palnego lub zastąpienie go niepalnym 1.2. Stosowanie cieczy palnych o wyższych temperaturach zapłonu 1.3. Hermetyzacja 1.4. Skuteczna wentylacja 1.5. Wzbogacenie mieszaniny palnej powyżej GGW

METODY ZABEZPIECZENIA PRZED WYBUCHAMI 2. Eliminacja źródeł zapłonu 2.1. Usunięcie potencjalnych źródeł zapłonu takich jak: otwarty płomień, urządzenia iskrzące, zwykłe instalacje elektryczne. 2.2. Stosowanie instalacji elektrycznych w wykonaniu przeciwwybuchowym w obszarach zagrożonych wybuchem 2.3. Ograniczenie źródeł od elektryczności statycznej 3. Usunięcie lub zmniejszenie stężenia tlenu w mieszaninie lub obszarze zagrożonym wybuchem (zobojętnianie atmosfery, inertyzacja) 4. Projektowanie konstrukcji w celu zmniejszenia skutków wybuchu 5. Czynne zwalczanie wybuchów

KATEGORIE ZAGROŻENIA WYBUCHEM W zależności od stopnia zagrożenia wybuchem rozróżnia się kategorie WI, WII, WIII, które obejmują obszary zagrożone wybuchem mieszanin gazów lub par palnych z powietrzem. Kategorie WIV, WV klasyfikują zagrożenie wybuchem spowodowane przez pyły i włókna ciał stałych, zawieszone w powietrzu.

PODZIAŁ POMIESZCZEŃ I PRZESTRZENI ZAGROŻONYCH WYBUCHEM NA STATKU Kategoria I obejmuje pomieszczenia, w których w sposób ciągły w normalnych warunkach pracy występuje zagrożenie wybuchem. Do tej kategorii należą pomieszczenia takie jak przedziały i zbiorniki do przewozu cieczy o temperaturze zapłonu niższej od 60 0C, przedziały ochronne przylegające do wymienionych, dna podwójne i inne przedziały zamknięte przylegające do wymienionych przedziałów nie mające sztucznej wentylacji. Kategoria II obejmuje pomieszczenia o ograniczonym zasięgu, w których zagrożenie wybuchem występuje czasowo lub w awaryjnych stanach. Przykładem jest pomieszczenie do przechowywania węży po wyładunku paliwa, przedziały ochronne z wentylacją jeżeli sąsiadują ze zbiornikami cieczy palnych. Odnosząc się do powyższego rysunku są to przestrzenie oznaczone jako 1,4 z wentylacją.

PODZIAŁ POMIESZCZEŃ I PRZESTRZENI ZAGROŻONYCH WYBUCHEM NA STATKU Kategoria III obejmuje ładownie do transportu sypkich materiałów palnych tworzących mieszaniny pyłów palnych o stężeniu wybuchowym. Pyły i włókna palne zalicza się do tworzących z powietrzem mieszaniny wybuchowe, przy czym jeżeli ich dolna granica wybuchowości nie przekracza 65g/m3, mogą powstać warunki zagrożenia wybuchem w pomieszczeniu lub strefie zewnętrznej poza budynkiem natomiast jeżeli jest wyższa od 65g/m3 zagrożenie ogranicza się do wnętrz urządzeń technologicznych.

PRZYKŁADY POMIESZCZEŃ KATEGORII I 1-przedział ochronny (kategoria I) 2-zbiornik do przewozu cieczy o temp. zapłonu mniejszej od 60 0C (kategoria I) 3-zbiornik do przewozu cieczy o temp. zapłonu większej od 60 0C (bez kategorii) 4-dno podwójne bez wentylacji (kategoria I) 1 2 3 nadbudówka siłownia 4

ZABEZPIECZENIE P.POŻAROWE REMONTOWANYCH STATKÓW 1. Przygotowanie statku do remontu 2. Przyjęcie statku do remontu 3. Zabezpieczenie statku w czasie remontu

STOCZNIA PRZYJMUJĄC STATEK DO REMONTU ZOBOWIĄZANA JEST: 1.Oznaczyć w opisie prac remontowych prace pożarowo-niebezpieczne i w razie potrzeby opracować specjalne warunki zabezpieczenia ppoż. 2. Wyznaczyć i opisać drogi ewakuacji 3. Zapewnić łączność telefoniczną ze statkiem oraz skuteczny środek alarmowania 4. Podać na tablicy przy telefonie numery alarmowe 5. Dostarczyć i rozmieścić na statku sprzęt pożarniczy dla zabezpieczenia prac pożarowo-niebezpiecznych 6. Odgazować zbiorniki paliwowe przed prowadzeniem prac z ogniem otwartym 7. Umieścić w widocznym miejscu na bieżąco aktualizowaną informację o ważności świadectw odgazowania 8. Prowadzić “Książkę prac pożarowo-niebezpiecznych”

ZABEZPIECZENIE STATKU W CZASIE REMONTU 1. Rozpoczęcie pracy pożarowo-niebezpiecznej może nastąpić tylko na podstawie zezwolenia na wykonanie tej pracy 2. Zezwolenie traci ważność gdy uległy zmianie warunki, w których wydano badania specjalistyczne lub kontrolne np. zmieniły się warunki atmosferyczne (wzrosła temperatura), uległa awarii wentylacja, armatura, otwarto właz, przemieszczono przedmioty lub materiały pożarowa niebezpieczne

ZABEZPIECZENIE STATKU W CZASIE REMONTU Przy wszystkich rodzajach remontu zabronione jest: 1. Rozpoczęcie prac pożarowo-niebezpiecznych w zbiorniku, w obrębie zbiornika oraz w innych pomieszczeniach zagrożonych wybuchem, bez ważnego świadectwa odgazowania lub zabezpieczenia zbiornika przez wypełnienie gazem obojętnym lub wodą 2. Równoczesne wykonywanie w tym samym rejonie na statku lub w jego pomieszczeniach, prac względem siebie pożarowo-niebezpiecznych

ZABEZPIECZENIE STATKU W CZASIE REMONTU 3. Stosowanie do mycia lub czyszczenia cieczy zaliczanych do I, II klasy niebezpieczeństwa pożarowego 4. Używanie w rejonach i pomieszczeniach statku, zagrożonych wybuchem, urządzeń, sprzętu odzieży nie spełniających wymagań przeciwwybuchowych 5. Rozpoczęcia bez świadectwa odgazowania, prac pożarowo niebezpiecznych w rejonach i pomieszczeniach zamkniętych, w szczególności pod pokładem głównym na zbiornikowcu, który w ostatnich 2 podróżach przewoził siarkę i w którego instalacji, ogrzewającej zbiorniki ładunkowe, stwierdzono istnienie siarkowodoru.

TŁUMIENIE WYBUCHÓW Tłumienie możliwe jest w początkowej fazie wybuchu, podczas stosunkowo wolnego, w porównaniu z dalszym rozwojem wybuchu, narastania ciśnienia zaraz po inicjacji zapłonu. Ciśnienie osiąga wówczas wartość nie przekraczającą wytrzymałości mechanicznej instalacji. Wprowadzając w bardzo krótkim czasie do wnętrza przestrzeni, w której zapoczątkowany został wybuch, czynnik tłumiący nie dopuszczamy do swobodnego rozwoju wybuchu i wzrostu ciśnienia. Środki najskuteczniejsze w tłumieniu to: węglowodory chlorowcopochodne, proszki gaśnicze, mgła wodna.

OBOWIĄZKI ZAKŁADOWEJ SŁUŻBY OCHRONY PPOŻ. 1. Podczas remontu w stoczni na żądanie budowniczego, a poza stocznią oficera służbowego statku: 1.1. Ustalić warunki bezpieczeństwa pożarowego wykonywanych prac spawalniczych oraz niezbędne środki zabezpieczające, a w razie potrzeby dokonać wizji lokalnej i wydać decyzję odnośnie wystawienia posterunków asystencyjnych wyposażonych w odpowiedni sprzęt pożarniczy. 1.2. Prowadzić wyrywkowe kontrole przebiegu prac spawalniczych. 1.3. Wstrzymać prace spawalnicze w przypadku stwierdzenia, że nie zostały zachowane przepisy bezpieczeństwa pożarowego. 1.4. Przeprowadzić doraźne sprawdzanie znajomości przepisów przez spawaczy. 2. Wystawienie posterunków asystencyjnych dla zabezpieczenia prac spawalniczych na statkach podczas postoju w porcie. Może nastąpić na wniosek zakładowej słuzby ochrony p.poż., armatora, kapitanatu portu, jeżeli wymaga tego bezpieczeństwo statku.

Pozary i wybuchy na statkach