Если смотреть глазами химика, то разница между горением, окислением и взрывом заключается лишь в скорости протекания той же самой экзотермической реакции.
Чтобы подобная реакция смогла произойти, необходимы три составляющие:
Топливо. Газ или жидкость в газообразном или твердом (измельченном) состоянии.
Окислитель. Достаточно воздуха или кислорода.
Воспламеняющее действие.
Образ протекания начавшейся реакции может быть классифицирован, как горение, огневая волна или взрыв.
Чтобы максимально минимизировать опасность взрыва, необходимо не допустить взаимодействия более, чем двух необходимых для протекания реакции компонентов. Проектируя различные системы, стараются свести риск поломок, которые могут привести к созданию благоприятных условий для воспламенения, до мизерной вероятности.
Атмосфера, содержащая кислород, требует одновременного появления двух составляющих, которые могут спровоцировать взрыв:
Склонного к возгоранию или мгновенному взрыву газа, жидкости или парообразного вещества (пыли). Также в этой роли могут выступить накопившееся горючее или взрывчатые материалы.
Источника энергии. Это может быть электрический разряд, искра или достаточная для возгорания вещества температура воздуха или поверхности. Этот перечень можно дополнить любым фактором, способным спровоцировать возгорание опасной смеси.
Особенно опасны ситуации, когда происходит смешивание легковоспламенямых летучих веществ с воздухом: результатом этого является образование взрывоопасной смеси. Подобные риски характерны для химической промышленности, перевозки и хранения склонных к возгоранию материалов. Также подобное происходит на производствах, где по ходу технологического процесса выделяются опасные газы и пары. Главное требование по технике безопасности для производственной сферы - не допускать, чтобы легковоспламенямые летучие вещества попадали в атмосферу.
Так как технологический процесс все равно чреват образованием взрывоопасных воздушных смесей, обязательным условием выступает полная исправность всего наличествующего оборудования, чтобы случайно возникшая искра не спровоцировала пожар или взрыв. Столь суровые условия по отношению к устройствам позволяют создать максимальную безопасность для предприятия и работающих на нем людей. Главное здесь – не допустить одновременного появления в одном месте огнеопасной среды и явления, которое смогло бы стимулировать ее воспламенение.
Таким стимулирующим фактором может выступить электрическая дуга, искрение, раскаленная поверхность и прочие явления, характерные для работы электрических агрегатов. Значительные риски воспламенения несут фрикционные и статические разряды. В этих случаях причиной возникновения электрической дуги выступает электростатическое напряжение и контактное переключение во время коммутации.
На современных промышленных предприятиях по добыче и переработке нефти, газа и угля используются технологические операции значительной сложности. Это требует вовлечения большого числа работников, электротехнического и технологического оборудования. В подобных производственных условиях риск того, что внутри цеховых помещений или на открытых площадках возникнут взрывоопасные воздушные смеси, очень велик.
Существуют специальные требования, согласно которым на производствах с высокими рисками возникновения возгораний и взрывов необходимо четко обозначить зоны, где могут возникать взрывоопасные среды. Взрывоопасную зону «Правила устройств электроустановок» определяют, как участок внутри производственного помещения или внешней среды, где постоянно или периодически возникает легковоспламеняемая атмосфера. Согласно ГОСТу IEC 60079-10-1–2012, взрывоопасной зоной называется сектор, где имеется, или с высокой долей вероятности может появиться, способная взорваться газообразная среда. Это налагает дополнительные требования по безопасному конструированию, сборке и использованию аппаратуры.
На подобных участках разрешается применять только особые, защищенные от взрывов и возгораний электрические агрегаты. Взрывозащитным электрическим оборудованием называют работающие от электрической сети механизмы, конструкция которых спроектирована так, чтобы максимально затруднить или полностью исключить возможность попадания в окружающую взрывоопасную атмосферу искр и прочих провоцирующих воспламенение факторов.
Как зафиксировано в ГОСТе IEC 60079-10-1–2012 и ПУЭ, классификация взрывоопасных зон осуществляется по частоте возникновения взрывчатых летучих сред, а также времени, на протяжении которых они существуют.
Всего различают три группы таких участков:
Класс 0. Эта зона характеризуется стабильной или длительной опасной загазованностью.
Класс 1. Здесь взрывоопасная газовая среда сопровождается нормальными эксплуатационными условиями.
Класс 2. Зона с небольшими рисками образования склонных к возгоранию газообразных сред. В тех редких случаях, когда появляется опасное облако, оно довольно быстро рассеивается естественным образом, без использования защитных приспособлений.
Существует несколько технологий, чтобы обеспечить эффективную взрывозащиту при использовании электрических инструментов и аппаратуры в условиях взрывоопасной среды. Благодаря специальным нормам и правилам безопасности произведена подробная стандартизация этих способов. Это помогает конструировать, изготовлять и использовать в подобных производственных условиях полностью безопасное оборудование.
