Ocena przydatności hełmów ochronnych  oraz środków ochrony oczu i twarzy w strefach zagrożonych wybuchem

Elektryczność statyczna występuje powszechnie zarówno w warunkach naturalnych jak i na stanowiskach pracy w środowiskach przemysłowych.

Stan naelektryzowania powstaje w  głównie w efekcie przemian lub procesów fizykochemicznych, w  których zachodzą oddziaływania o charakterze dynamiczno-kinetycznym. Może być również bezpośrednim skutkiem działalności człowieka.

Wytworzony ładunek  elektrostatyczny gromadzi się na materiałach o małej przewodności  elektrycznej albo na obiektach przewodzących odizolowanych dielektrykami o oporze upływu Ru>106 Ω. Zagadnienie wynikające z występowania  elektryczności statycznej i gromadzenia się ładunku dotyczy przede wszystkim:

• przemysłu chemicznego, w tym petrochemicznego (przemysłu  naftowego), przetwórstwa tworzyw sztucznych,
• przemysłu wydobywczego,
• transportu niebezpiecznych substancji,
• gazowni i elektrowni,
• przemysłu spożywczego.

Zjawisko to może wywołać szereg różnorodnych zaburzeń w środowisku  pracy. Głównie są to:

• zagrożenia pożarowo-wybuchowe,
• zakłócenia technologiczne w przebiegu procesu produkcji,
• zakłócenia w funkcjonowaniu aparatury pomiarowo-kontrolnej,
• niekorzystny wpływ powstających pól elektromagnetycznych na  organizm człowieka.

Występowanie elektryczności  statycznej głównie w miejscach, gdzie mogą występować mieszaniny  wybuchowe, jest szczególnie niebezpieczne z punktu widzenia skutków dla pracownika.  W prawie Unii Europejskiej oraz w prawie polskim dyrektywa ramowa 89/391/EWG i Kodeks Pracy nakłada na  pracodawcę odpowiedzialność za zapewnienie pracownikom ochrony  zdrowia oraz bezpieczeństwa. Należy to robić za pomocą metod organizacyjnych, technicznych, środków ochrony zbiorowej lub środków ochrony indywidualnej.

Unormowania prawne z zakresu ochrony życia i zdrowia pracowników zatrudnionych
w miejscach zagrożonych wybuchem określa dyrektywa 99/92/EC (dyrektywa Atex 137) z 16 grudnia 1999 roku w sprawie  minimalnych wymagań, które mają na celu poprawę stanu bezpieczeństwa i ochrony  zdrowia pracowników, będących potencjalnie narażonych na ryzyko spowodowane atmosferami  wybuchowymi. Wprowadzona została do prawa polskiego na mocy Rozp. Min  Gosp., Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 maja 2003 r, (Dz. U. nr 107, poz.  1004), z późniejszymi zmianami, (w sprawie minimalnych wymagań dotyczących  bezpieczeństwa i higieny pracy związanej z możliwością wystąpienia w miejscu  pracy atmosfer wybuchowych).

Zgodnie z dyrektywą Atex, w  strefie, gdzie występują zagrożenia wybuchem wyeliminować należy wszelkie potencjalne źródła zapłonu. Jednym z efektywnych źródeł zapłonu może być elektryczność statyczna  powstała w wyniku naelektryzowania ciała człowieka. Naelektryzowanie może nastąpić w poprzez używanie przez pracownika niewłaściwych środków ochrony  indywidualnej. Szczególnie w momencie ich kontaktu i tarcia z elementami zewnętrznymi.   Odzież, przemysłowe hełmy ochronne, ochrony twarzy, obuwie  wykonane są w większości przypadków z tworzyw sztucznych, które mają małą przewodność elektryczną i mogą przyczynić się do powstania niebezpiecznych wyładowań  iskrowych lub wyładowań snopiących. W przypadku, gdy energia wyładowania  jest większa od minimalnej energii zapłonu atmosfery wybuchowej, może stać się  źródłem zapłonu. Wysokoenergetyczne wyładowania iskrowe z powierzchni ciała człowieka są szczególnie niebezpieczne.

Zgodnie z §12 pkt 3 Rozporządzenia  Ministra Gospodarki "... tam, gdzie atmosfera wybuchowa może pojawić się w  ilościach zagrażających bezpieczeństwu i zdrowiu, w oparciu o ocenę ryzyka, osoby pracujące zaopatruje się w odpowiednie ubiory,  które nie przyczyniają się do powstania wyładowań elektrostatycznych, mogących  wywołać zapłon atmosfery wybuchowej". W strefie zagrożenia  wybuchem stosować się powinno antyelektrostatyczne środki ochrony indywidualnej.  Wymagania dla tych środków zostały określone w rozporządzeniu MG z dnia 21  grudnia 2005 r. (Oz.U. nr 259, poz. 2173), które przenosi do prawa polskiego  dyrektywę 89/686/EWG w sprawie zasadniczych wymagań dla środków ochrony  indywidualnej.

Poprzez masową produkcję i  stosowanie przemysłowych hełmów ochronnych jak i ochron oczu i twarzy wykonanych z tworzyw sztucznych powstaje problem, jak ocenić zagrożenie wybuchem z punktu widzenia możliwości występowania  elektryczności statycznej. Powinno się zwrócić szczególna uwagę na to czy:

• tworzywo, z którego wykonana jest osłona oczy i twarzy lub hełm, może ulec niebezpiecznemu naelektryzowaniu w warunkach ich użytkowania,
• noszenie hełmów oraz ochron oczu i twarzy (ich zakładanie i  zdejmowanie) może wywołać niebezpieczne naelektryzowanie.

W warunkach użytkowania tworzywa,  z którego wykonany jest tego typu sprzęt, istnieje ryzyko niebezpiecznego naelektryzowania na skutek:

• tarcia zewnętrznych powierzchni tkaninami, foliami, itp.,
• ruchu powietrza (zwłaszcza zanieczyszczonego),
• bombardowania powierzchni cząstkami stałymi,
• tarcia wewnętrznych powierzchni o skórę i włosy użytkownika  (w trakcie zakładania i zdejmowania).

Szczegółowe wymagania dla  niektórych środków ochrony indywidualnej zawarte są w odpowiednich normach zharmonizowanych. Na razie istnieją trzy  znormalizowane  metody badawcze (opisane  w normach zharmonizowanych z dyrektywą 89/686/EWG). Dwie z nich PN-EN 1149-1:2008 i PN-EN 1149-2:1999 dotyczą wyznaczania rezystancji  powierzchniowej lub/i skrośnej materiałów, a trzecia PN-EN 1149-3:2007 dotyczy  wyznaczania czasu zaniku ładunku i współczynnika  ekranowania dla materiałów odzieżowych.

Są również normy polskie, które nie są normami europejskimi: PN-91/P-04871, PN-92/E-05203 i PN-E-05204:1994,  które nie są zharmonizowane z dyrektywą 89/686/EWG.

Póki co nie powstały normy polskie ani europejskie, które dotyczyłby badań przemysłowych hełmów ochronnych  oraz osłon oczu i twarzy umożliwiających ocenę ich przydatności do stref  zagrożonych wybuchem.

Ocena przydatności hełmów ochronnych  oraz środków ochrony oczu i twarzy w strefach zagrożonych wybuchem

Istnieje kilka metod  laboratoryjnych oceny przydatności wyrobów do stosowania w warunkach zagrożenia  wybuchem. Można wyróżnić grupy metod obejmujących badania:

• zdolności zapalania mieszanin wybuchowych w wyniku elektryzacji  próbek materiałów lub całych wyrobów,
• wartości ładunku przemieszczanego w wyładowaniu elektrycznym,
• właściwości elektrostatycznych materiałów zastosowanych do ich  wytworzenia.

Trzecia grupa jest najczęściej stosowaną, głównie ze względu  na to, że posiada najwyższą, w porównaniu do pozostałych, powtarzalność i jednoznaczność otrzymywanych  wyników badań.  Zakładają one, iż wyrób może być traktowany jako antyelektrostatyczny wtedy, gdy jest on wykonany z materiału, który w warunkach użytkowania nie ulega elektryzacji albo  elektryzuje się w stopniu dopuszczalnym. Można  wyróżnić w ramach tej grupy trzy podstawowe kryteria, które umożliwiają ocenę własności  elektrostatycznych materiałów: kryterium rezystancyjne, napięciowe i   czasu zaniku ładunku elektrostatycznego. Charakteryzują się one  zdolnością materiału do generowania lub rozpraszania ładunku elektrycznego.  W przypadku, gdy stopień rozpraszania ładunku jest większy niż jego generowania, to  zgromadzony na materiale ładunek będzie niski. Materiał może wtedy zostać zakwalifikowany jako antyelektrostatyczny. Ocena prowadzona w oparciu o kryterium  rezystancyjne polega na pomiarze rezystancji materiału. Zgodnie z tym  kryterium (PN-92/E-05203), materiały, które zostały przeznaczone do stosowania w strefach zagrożonych wybuchem,  powinny mieć właściwości rezystancji nie większe niż 106  W. Kryterium rezystancyjne ma zastosowanie tylko do materiałów  jednorodnych i nie jest właściwe do oceny wielu nowoczesnych materiałów  kompozytowych, których elementy charakteryzują się różną rezystancją. Kryterium  napięciowe stanowi, iż potencjał powierzchniowy podczas użytkowania wyrobu  w obecności substancji palnych o minimalnej energii zapłonu W < 0,1 mJ powinien być mniejszy  niż 1 kV. W przypadku substancji o minimalnej energii  zapłonu 0,1 mJ < W < 0,5 J powinien być  mniejszy niż 3 kV. Podczas stosowania kryterium napięciowego, trzeba uwzględnić,  że potencjał, który pochodzi od ładunku powierzchniowego zgromadzonego na wyrobie,  jest zależny od właściwości otaczającego środowiska (temperatura, wilgotność),  od przestrzennego rozłożenia ładunku (kształtu wyrobu) oraz od warunków  przeprowadzania badań, które nie zawsze odpowiadają warunkom użytkowania. Ocena  w oparciu o kryterium czasu zaniku ładunku elektrostatycznego polega na  pomiarze czasu relaksacji ładunku, po którym wielkość ładunku  elektrostatycznego zmniejsza się do 1/e wartości początkowej. Stosowanie  kryterium w praktyce jest utrudnione ze względu na brak odpowiednich metod oceny  oraz problemów dotyczących elektryzowania i monitorowania ładunku.

Dobór hełmów ochronnych oraz środków  ochrony oczu i twarzy do stosowania w strefach zagrożonych wybuchem

Zastosowanie przytoczonych kryteriów do  oceny własności elektrostatycznych hełmów ochronnych i środków ochrony oczu i  twarzy jest możliwe jedynie w wyspecjalizowanym do tego laboratorium. Środki są  wyrobami złożonymi, wykonanymi w znacznej mierze ze sztywnych elementów z  tworzyw sztucznych, z których nie jest możliwe pozyskanie odpowiednich  próbek do badania uniwersalnymi metodami przeznaczonymi do badania tkanin.  Użytkownik lub pracownik  służb BHP nie ma możliwości dokonania samodzielnej oceny sprzętu pod kątem możliwości  jego stosowania w strefach zagrożonych wybuchem. W przypadku konieczności  dokonania oceny jak i warunków późniejszej eksploatacji i  konserwacji sprzętu, powinno się kierować informacjami przedstawianymi przez  producentów oraz bezwzględnie przestrzegać warunków zapisanych w instrukcjach  użytkowania sprzętu. Informacje te muszą posiadać wyniki badań,  certyfikaty lub deklarację zgodności sprzętu.