PREVENIREA APRINDERILOR ATMOSFERELOR INFLAMABILE PRIN RADIATIE DE FRECVENTA RADIO

PREVENIREA APRINDERILOR ATMOSFERELOR INFLAMABILE PRIN RADIATIE DE FRECVENTA RADIO

Atmosferele inflamabile pot fi aprinse si prin radiatie de frecventa radio, prin intermediul unor scantei ce apar la unele discontinuitati de structura. Energia scanteilor este extrasa dintr-un camp electromagnetic produs de antenele de comunicatie, radare si alte antene transmitatoare, de catre structurile metalice ale instalatiilor unor uzine de prelucrare, stocare sau manipulare a unor materiale inflamabile, structurile indeplinind rolul de antene de receptie.

Gama de frecventa radio care va fi luata in considerare este cuprinsa intre 9 kHz si 60 GHz.

Procedurile de evaluare a pericolului de aprindere a atmosferelor inflamabile prin scantei cu energia extrasa dintr-un camp electromagnetic se bazeaza pe presupunerea ca exista conditiile cele mai defavorabile, adica:

a) radiatie electromagnetica de o intensitate suficienta;

b) o structura capabila sa se comporte ca o antena de receptie (doar structurile situate in zonele periculoase trebuie luate in considerare);

c) existenta unui mecanism prin care energia sau puterea receptionata poate fi transmisa sub forma de scanteie;

d) prezenta unei atmosfere inflamabile.

Trebuie spus ca existenta simultana a celor patru conditii este putin probabila.

Campul electromagnetic de o intensitate suficient de mare poate fi generat de un transmitator portabil, fix sau mobil, marimea campului fiind in functie de puterea transmisa, castigul antenei si vecinatatea fata de locul luat in considerare.

In imediata vecinatate a echipamentelor pot fi prezente campuri cu o intensitate de ordinul a 10V/m.

Trebuie luati in considerare si transmitatorii mobili din automobile, vapoare sau avioane.

Toate structurile bune conducatoare se comporta ca si o antena de receptie, dar marimea curentului si tensiunea induse vor depinde de modul de constructie si configuratia structurii. Structurile pot fi impartite in doua tipuri: de tip bucla si de tip vertical.

Configuratia sub forma de bucla reprezinta sistemul de receptie cel mai eficient. Pentru frecvente mai mari, toate structurile sunt comparate cu o lungime de unda, iar comportamentul lor este analizat utilizand teoria dipolului lung.

Generarea unei scantei depinde de aparitia unei mici discontinuitati dintr-o structura de receptie, de exemplu atunci cand parti componente ale unei structuri, parti care in mod normal sunt in contact, se separa, fie datorita unei intretineri necorespunzatoare, fie datorita vibratiilor mecanice, etc.

Energia scanteii necesara aprinderii unei atmosfere inflamabile depinde de natura si compozitia atmosferei inflamabile. La evaluarea pericolului se presupune ca atmosfera inflamabila are o compozitie optima pentru aprindere. Aceasta presupunere ofera o marja de siguranta in majoritatea cazurilor, deoarece energia necesara pentru aprinderea unui anumit tip de atmosfera creste rapid pe masura ce compozitia sa se indeparteaza de aceasta compozitie optima.

In figurile 1 si 2 sunt prezentate doua scheme ale procesului tehnologic pentru a se clasifica metodele de evaluare. Schema logica a procedurii de evaluare (din figura 1) infatiseaza etapele ce trebuie parcurse pentru metodele de evaluare teoretica, iar a doua schema logica (din figura 2) prezinta procedeele recomandate pentru testele practice.

Schemele logice sunt realizate astfel incat situatiile care prezinta siguranta (fara pericol) sa devina vizibile cat mai repede posibil si evaluarile initiale sa se realizeze cu un efort minim.

Masuri de securitate a uzinei pentru prevenirea pericolului aprinderii atmosferelor inflamabile prin radiatie de frecventa radio.

Figura 1. a. - Schema logica a procedurii de evaluare . (Sectiunea A).

Figura 1. b. - Schema logica a procedurii de evaluare . (Sectiunea B).

Figura 1. c. - Schema logica a procedurii de evaluare . (Sectiunea C).

Figura 2. a. - Schema logica a procedurii de testare in teren (Sectiunea A).

Figura 2. b. - Schema logica a procedurii de testare in teren (Sectiunea B).

Figura 2. c. - Schema logica a procedurii de testare in teren (Sectiunea C).

In cazurile in care a fost identificat un potential pericol, cu ajutorul procedurilor de evaluare, este posibila asigurarea securitatii uzinei, prin luarea unor masuri care sa reduca puterea extractibila din structurile implicate in aceste cazuri.

Aceste masuri de securitate se impart in patru categorii:

1) utilizarea legaturilor;

2) izolare;

3) reducerea eficientei structurii ca antena de receptie;

4) de dezacordare.

1) Utilizarea legaturilor la frecventa radio implica conectarea a doua parti metalice la un conductor cu impedanta de frecventa radio scazuta, astfel incat tensiunea dintre cele doua parti este redusa foarte mult, ne mai fiind posibila aparitia unor descarcari intre cele doua parti.

Utilizarea legaturilor este recomandata in urmatoarele situatii: de-a lungul unei perechi de flanse a unei conducte, inainte de separarea lor sau inainte de scoaterea unei supape, la pasajele de trecere dintre doua rezervoare, unde poate exista posibilitatea dilatarii/contractarii termice a pasajului, ceea ce poate conduce la un contact intermitent.

Nu este recomandata utilizarea legaturilor la sol, de exemplu la reteaua de pamantare, unde datorita unor lungimi mari ale conductorului de legare (mai mari decat o lungime de unda) sa se complice situatia prin aparitia unor noi retele buclate, chiar a conductoarelor de legare la sol.

2) Utilizarea izolatiei, a materialelor izolatoare, poate fi eficienta in multe cazuri, in care nu se pot utiliza imbinarile sau acestea sunt ineficiente. Daca doua parti ale unei structuri, ce au un contact intermitent, sunt separate printr-un strat izolator, eficient la frecventa radio, se indeparteaza, practic, posibilitatea aparitiei unei descarcari incendiare. Trebuie, insa, ca stratul izolator sa fie eficient la frecventa radio, altfel capacitatea redusa putand complica situatia existenta anterior.

Ca aplicatie a acestei masuri este utilizarea materialelor izolatoare la macaralele din vecinatate transmitatorilor, pentru prevenirea socurilor si arsurilor de frecventa radio.

3) Reducerea eficientei structurii

Eficienta structurilor de tip bucla la frecvente radio, atunci cand perimetrul este mai mic decat o jumatate de lungime de unda, depinde foarte mult de raportul existent intre perimetru si lungimea de unda si descreste rapid daca perimetrul buclei este micsorat. Proiectantii uzinei pot reduce posibilitatea aparitiei unui pericol de aprindere de frecventa radio, pastrand perimetrele buclelor la o lungime minima sau, in cazul structurilor existente, se pot utiliza unul sau mai multe conductoare pentru a fragmenta bucla in parti mai mici, cu perimetre mai mici, sau utilizarea unor plase metalice, care sa acopere intreaga suprafata a buclei si care este conectata la punctele structurii din jurul perimetrului, sau utilizarea plaselor metalice pentru ecranarea structurilor impotriva fasciculelor radar incidente.

4) Dezacordarea structurilor

In cazul frecventelor de transmisie ridicate si cand masurile anterioare nu se pot utiliza, este posibila reducerea puterii extractibile la capetele discontinuitatii, dereglandu-se sistemul de receptie prin legarea (conectarea) unor componente reactive la structura.