Teollisuudessa, laboratorioissa ja korjaamoilla käsitellään päivittäin aineita, jotka ilmaan päästessään voivat muodostaa räjähdysvaaran. Hienojakoisen pölyn, kaasujen tai höyryjen sekoittuessa ympäröivään ilmaan syntyy olosuhteita, joissa pienikin kipinä tai kuuma pinta voi aiheuttaa syttymisen. Työturvallisuus ja toiminnan jatkuvuus edellyttävät näiden vaaratekijöiden tarkkaa tunnistamista ja hallintaa.

Räjähdysvaarallisten tilojen suunnittelu ja laitevalinnat perustuvat tiukkoihin turvallisuusstandardeihin. Jotta työtilat pysyvät turvallisina, on tunnettava kaasujen ja pölyjen aiheuttamien riskien erot. Tämä määrittää suoraan sen, millaisia teknisiä ratkaisuja ja kohdepoistojärjestelmiä tiloihin asennetaan vaaratilanteiden ehkäisemiseksi.

Mikä määritellään ATEX-tilaksi?

ATEX-tila on työtila tai sen osa, jossa voi esiintyä syttyvän aineen ja ilman seosta sellaisena pitoisuutena, että se edellyttää erityisiä varotoimia laitteilta ja toimintatavoilta. Räjähdyskelpoinen ilmaseos syntyy, kun ilmassa oleva happi sekoittuu palavaan aineeseen – kuten kaasuun, höyryyn, sumuun tai hienojakoiseen pölyyn – syttymiskelpoisessa suhteessa.

Räjähdyksen syntyminen edellyttää kolmea perustekijää, joita kutsutaan räjähdyskolmioksi :

• Happi: Ympäröivän ilman happi toimii palamisen edellytyksenä.
• Palava aine: Esimerkiksi teollisuusmaalauksesta vapautuva liuotinhöyry, laboratoriossa käytettävä kaasu tai puun- ja metallintyöstössä syntyvä hienojakoinen pöly.
• Syttymislähde: Sähkölaitteen kipinä, staattisen sähkön purkaus, mekaaninen hankauslämpö tai kuuma laitepinta .

Kun palava aine leviää vapaasti työtilaan, riski kasvaa nopeasti. Kaasut täyttävät tilan tasaisesti, kun taas ilmaa raskaammat höyryt voivat vajota lattiatasoon tai kanaviin muodostaen piileviä vaaranpaikkoja. Vaarallisten pitoisuuksien ehkäisemiseksi tarvitaan oikein mitoitetut ATEX-tilojen ilmanvaihto- ja kohdepoistoratkaisut. Ne imevät epäpuhtaudet suoraan niiden syntypisteestä ennen kuin ne sekoittuvat huoneilmaan.

Mitä eroa on kaasu- ja pölysuojatuilla ATEX-vyöhykkeillä?

Räjähdysvaaralliset alueet jaetaan kahteen pääluokkaan sen mukaan, aiheuttaako vaaran kaasu vai pöly. Nämä luokat jaetaan vyöhykkeisiin sen perusteella, kuinka usein ja kuinka pitkään räjähdyskelpoista ilmaseosta esiintyy . Kaasualueet merkitään G-kirjaimella (Gas) ja pölyalueet D-kirjaimella (Dust).

Kaasu- ja pölysuojattujen alueiden vyöhykeluokitus määräytyy seuraavasti:

Vaikka luokittelu on periaatteeltaan vastaava, kaasujen ja pölyjen käyttäytyminen työtilassa eroaa huomattavasti . Kaasut ja höyryt leviävät, sekoittuvat ilmaan ja usein laimentuvat tai poistuvat toimivan ilmanvaihdon ansiosta nopeasti.

Pölyt, kuten puu-, tekstiili-, metalli- tai kemikaalipölyt, käyttäytyvät eri tavalla. Ne laskeutuvat painovoiman vuoksi tasaisille pinnoille, kuten kaapelihyllyille, ilmanvaihtokanavien päälle ja koneiden rakenteisiin. Pinnoille kertynyt pölykerros muodostaa suuren riskin . Pienikin paineaalto – esimerkiksi lievä ensisijainen räjähdys putkistossa – pöläyttää kertyneen pölyn ilmaan. Syntynyt sakea pölypilvi voi syttyessään aiheuttaa ketjureaktiona etenevän toissijaisen räjähdyksen. Nämä sekundaariset räjähdykset ovat usein huomattavasti ensisijaista syttymistä tuhoisampia.

Kuka on vastuussa työtilan ATEX-tilaluokituksen tekemisestä?

Vastuu työtilan turvallisuudesta ja lakisääteisten vaatimusten täyttämisestä on aina työnantajalla ja toiminnanharjoittajalla. Työturvallisuuslainsäädännön ja valtioneuvoston asetuksen (VNa 576/2003) mukaisesti työnantajan on arvioitava työssä esiintyvät riskit ja laadittava räjähdyssuojausasiakirja ennen toiminnan aloittamista. Tämä velvollisuus perustuu eurooppalaiseen ATEX-työolosuhdedirektiiviin (1999/92/EY).

Räjähdyssuojausasiakirjan keskeisiä osia ovat tilaluokituskartta ja siihen liittyvät vyöhykemäärittelyt . Työnantajan velvollisuutena on:

• Tunnistaa kaikki työtilassa käsiteltävät palavat ja räjähdysvaaralliset aineet.
• Arvioida tilat, joissa näitä aineita voi vapautua ilmaan normaalin toiminnan tai ennakoitavissa olevien häiriöiden aikana .
• Tehdä virallinen tilaluokitus ja merkitä EX-alueet varoituskilvillä.
• Varmistaa työntekijöiden riittävä koulutus räjähdysvaarallisissa tiloissa työskentelyyn.

Vaikka juridinen vastuu kuuluu työnantajalle, käytännön tilaluokitusten tekeminen ja turvallisten järjestelmien suunnittelu vaatii syvällistä erikoisosaamista . Siksi työnantajat kääntyvät usein asiantuntevan teknisen kumppanin puoleen, joka muuntaa säädökset toimiviksi käytännön ratkaisuiksi. Oikein suunnitelluilla kohdepoistojärjestelmillä ja tehokkailla ilmanvaihtoratkaisuilla voidaan usein rajata vaarallisen vyöhykkeen kokoa tai jopa alentaa sen luokitusta. Tämä säästää laitehankintakustannuksia ja parantaa työpisteiden työturvallisuutta.

Millaisia laitteita ja työkaluja ATEX-tilassa saa käyttää?

Räjähdysvaarallisissa ympäristöissä käytettävien laitteiden ja työkalujen on täytettävä tiukat turvallisuusvaatimukset, jotta ne eivät toimi syttymislähteinä. Eurooppalainen laitedirektiivi (2014/34/EU) säätelee näissä olosuhteissa käytettävien laitteiden valmistusta ja myyntiä. Laitteet jaetaan kahteen laiteryhmään ja useisiin laitekategorioihin sen mukaan, mihin vyöhykkeeseen ne asennetaan.

Teollisuus- ja laboratoriotiloissa käytettävät laitteet kuuluvat laiteryhmään II . Laitteet jaetaan kolmeen kategoriaan, jotka vastaavat suoraan tilojen vyöhykeluokituksia :

• Kategoria 1 (erittäin korkea turvallisuustaso): Laitteet on suunniteltu toimimaan turvallisesti silloinkin, kun niissä esiintyy harvinaisia toimintahäiriöitä . Niitä käytetään vyöhykkeillä 0 ja 20 . Käytännössä laite ei aiheuta vaaraa, vaikka siihen tulisi samanaikaisesti kaksi toisistaan riippumatonta vikaa.
• Kategoria 2 (korkea turvallisuustaso): Laitteet soveltuvat vyöhykkeille 1 ja 21 . Ne estävät syttymisen tavanomaisissa ja usein toistuvissa häiriötilanteissa, mikä suojaa työntekijöitä tyypillisissä tuotantoprosessin poikkeamissa.
• Kategoria 3 (normaali turvallisuustaso): Laitteet on tarkoitettu vyöhykkeille 2 ja 22 . Ne varmistavat turvallisuuden normaalitoiminnassa, jossa räjähdyskelpoisen seoksen esiintyminen on epätodennäköistä ja lyhytaikaista.

Turvallisuusvaatimukset koskevat sähkölaitteiden, kuten moottorien ja valaisimien, ohella myös mekaanisia laitteita. Esimerkiksi kohdepoistovarsien, puhaltimien ja siirrettävien suodatinyksiköiden on oltava suojattuja. Kun ilma virtaa nopeasti kanavistossa tai kun materiaalia siirretään mekaanisesti, syntyy staattista sähköä kerryttävää hankausta. Mikäli laitetetta ei ole valmistettu sähköä johtavasta materiaalista eikä sitä ole maadoitettu, staattinen varaus voi purkautua kipinänä.

Sähköä johtavat materiaalit ja maadoitus varmistavat, että staattinen sähkö purkautuu hallitusti ja turvallisesti ilman äkillisiä purkauksia . Tämä poistaa yhden yleisimmistä syttymislähteistä ja parantaa työturvallisuutta vaativissa prosesseissa.

Miten kohdepoistojärjestelmä ja ilmanvaihto suunnitellaan turvallisesti EX-alueille?

Räjähdysvaarallisen ympäristön ilmanvaihdon ja kohdepoiston suunnittelussa lähtökohtana on vaarallisten aineiden poistaminen suoraan niiden syntypisteestä. Kohdepoisto estää kaasujen, höyryjen ja pölyn leviämisen työtilaan, jolloin räjähdysvaarallinen alue pysyy mahdollisimman pienenä. Suunnittelu ja mitoitus vaativat tarkkuutta, sillä poistettavat aineet kulkevat suoraan kanaviston ja puhaltimien läpi. Tämä muodostaa järjestelmän sisälle potentiaalisen EX-vyöhykkeen.

Turvallinen ja tehokas poistojärjestelmä koostuu useista eri tekijöistä :

• Kohdepoistoimuvarret ja letkustot: Imupisteessä käytettävien laitteiden, kuten PSR EXC/EXD -imuletkustojen ja kohdepoistovarsien, on oltava sähköä johtavia ja maadoitettuja. Se estää staattisen sähkön kerääntymisen putkistoon, kun ilman mukana liikkuvat hiukkaset hankaavat sisäpintoja.
• Erikoispuhaltimet kaasuille ja pölyille: Puhallin on järjestelmän keskeisin osa. Vaativissa olosuhteissa käytetään esimerkiksi kemiallisesti kestäviä ja kipinöimättömiä P- ja PR-muovipuhaltimia tai FBE-puhaltimia. Ne sietävät syövyttäviä kaasuja, ja niiden rakenne estää mekaanisen kosketuksen aiheuttaman kipinöinnin, jos siipipyörä taipuisi tai siirtyisi paikoiltaan. Tämä suojaa kiinteistöä puhallinvian aiheuttamalta syttymisriskiltä.
• Mitoitus ja ilman virtausnopeus: Pölysuojatuissa järjestelmissä ilman virtausnopeuden on oltava riittävän suuri, tyypillisesti vähintään 20 metriä sekunnissa. Riittävä virtaus pitää raskaammankin pölyn jatkuvassa liikkeessä ja estää sitä laskeutumasta kanaviston sisäpinnoille. Putkistoon kertyvä pöly voisi aiheuttaa sisäisen palovaaran.
• Maadoitus ja sähköasennukset: Kaikkien metallisten ja sähköä johtavien komponenttien sähköinen jatkuvuus on varmistettava koko järjestelmän matkalta. Sähköasennukset tehdään niin, että jokainen liitoskohta takaa esteettömän maadoitusreitin varauksille.

Suunnittelussa otetaan huomioon myös työtilan muut erityispiirteet, kuten maalauspoistot sekä laboratoriokalusteet, kuten vetokaapit ja paloturva- tai kemikaalikaapit. Näissä ympäristöissä oikein suunniteltu poistoilma suojaa työntekijöitä kemikaalien hengittämiseltä ja pitää syttyvien höyryjen pitoisuudet reilusti alar&aumljähdysrajan alapuolella. Kun suunnittelussa huomioidaan järjestelmän koko elinkaari ja eri osat sovitetaan yhteen, saadaan luotua toimintavarma atex-tila, jossa tuotanto voi jatkua häiriöttömästi.

Miksi elinkaaripalvelut ja säännöllinen huolto varmistavat EX-tilojen toimintavarmuuden?

Räjähdysvaarallisen tilan turvallisuus ja toimintavarmuus eivät säily itsestään laitteiden asennuksen ja käyttöönoton jälkeen. Ajan myötä mekaaninen kuluminen, pölykertymät ja ympäristöolosuhteet voivat heikentää järjestelmän turvallisuustasoa. Siksi suunnittelun ja asennuksen lisäksi säännölliset vuosihuollot sekä laadukkaat varaosatoimitukset kattava elinkaariajattelu on välttämätöntä.

Pienetkin muutokset järjestelmän toiminnassa voivat ajan mittaan aiheuttaa riskejä :

• Maadoitusten löystyminen: Tärinä tai laitteiden siirtäminen voi löysentää maadoituskaapeleita tai katkaista sähköisen jatkuvuuden. Jos maadoitus pettää, staattinen sähkö alkaa kertyä ja muodostaa kipinälähteen poistokanavaan. Säännöllisessä huollossa maadoitusten kunto ja vastusarvot mitataan aina erikseen.
• Laakerien ja hihnojen kuluminen: Puhaltimien pyörivät osat kuluvat käytössä. Kulunut laakeri alkaa kuumentua mekaanisen kitkan vuoksi. Mikäli lämpötila nousee liian korkeaksi, se voi saavuttaa tilassa olevien kaasujen tai pölyjen syttymislämpötilan. Ennakoiva huolto ehkäisee ylikuumenemisen vaihtamalla kuluneet osat ajoissa .
• Tukkeutuneet suodattimet ja suodatinyksiköt: Suodattimien tukkeutuessa järjestelmän ilmanvirtaus ja poistoteho laskevat. Tämä voi johtaa siihen, että ilmavirran nopeus putkistossa laskee liikaa ja pöly alkaa kertyä kanaviin, tai syttyvät kaasut eivät poistu riittävän tehokkaasti työpisteeltä .

Kattavat elinkaaripalvelut varmistavat, että järjestelmän toimintaa seurataan ja ylläpidetään suunnitelmallisesti . Kun asennus, käyttöönotto ja vuosihuollot tehdään ammattitaitoisesti, laitteisto toimii suunnitellusti ja työtilan ilmanlaatu pysyy hyvänä ja turvallisena. Ennaltaehkäisevä toiminta pidentää laitteiston käyttöikää ja minimoi tuotantoseisokit sekä yllättävät korjauskustannukset.

Räjähdysvaarallisten tilojen hallinta vaatii syvällistä ymmärrystä vaaratekijöistä, lainsäädännön vaatimuksista ja oikeasta laitetekniikasta. Kaasujen ja pölyjen erilainen käyttäytyminen työtilassa asettaa omat haasteensa, joihin vastaaminen edellyttää tarkkaa suunnittelua, luotettavia kohdepoistoratkaisuja ja säännöllistä ylläpitoa. Panostamalla laadukkaaseen suunnitteluun, vaatimustenmukaisiin laitteisiin ja kunnossapitoon varmistetaan, että työtilat pysyvät turvallisina ja toimivina vuoden jokaisena päivänä.