Ładowanie baterii wózków widłowych a strefa zagrożenia wybuchem

Ładowanie baterii wózków widłowych nie oznacza automatycznie konieczności wyznaczenia strefy zagrożenia wybuchem. Podczas ładowania niektórych akumulatorów trakcyjnych może jednak wydzielać się wodór, który w odpowiednim stężeniu z powietrzem tworzy mieszaninę wybuchową. O konieczności wyznaczenia strefy EX oraz jej zasięgu decydują rzeczywiste warunki techniczne, w szczególności rodzaj akumulatorów, wielkość emisji gazu, sposób ładowania i skuteczność wentylacji.

Dlatego nie każde stanowisko ładowania wymaga takich samych zabezpieczeń. Kluczowe jest prawidłowe rozpoznanie zagrożenia, odniesienie wyników analizy do obowiązujących przepisów i dobranie rozwiązań odpowiednich do warunków konkretnego zakładu.

Dlaczego podczas ładowania akumulatorów może wydzielać się wodór?

Podczas ładowania akumulatorów trakcyjnych wykorzystujących wodne elektrolity, zwłaszcza akumulatorów kwasowo-ołowiowych, może dochodzić do elektrolizy wody. W wyniku tego procesu wydzielają się wodór i tlen.

Wodór jest gazem palnym, znacznie lżejszym od powietrza. W przypadku niewystarczającej wentylacji może gromadzić się lokalnie, szczególnie w górnych częściach pomieszczeń i przestrzeniach utrudniających swobodny odpływ gazu.

Dolna granica wybuchowości wodoru (DGW) wynosi około 4% objętościowych w powietrzu. Oznacza to, że po osiągnięciu odpowiedniego stężenia, w obecności skutecznego źródła zapłonu, możliwe jest zapalenie mieszaniny wybuchowej.

Nie oznacza to jednak, że dla powstania zagrożenia całe pomieszczenie musi zawierać wodór w takim stężeniu. Istotne jest również to, czy mieszanina wybuchowa może powstawać lokalnie, np. w pobliżu akumulatora.

Czy każdy rodzaj akumulatora stwarza takie samo zagrożenie?

Nie. Charakter zagrożeń zależy od technologii akumulatora i warunków eksploatacji.

W przypadku klasycznych akumulatorów kwasowo-ołowiowych należy uwzględnić możliwość emisji wodoru podczas ładowania. Akumulatory wyposażone w zawory regulujące ciśnienie, np. VRLA, mogą ograniczać emisję gazów, ale nie należy zakładać, że emisja wodoru jest w każdych warunkach całkowicie wyeliminowana.

Inaczej wygląda sytuacja w przypadku typowych akumulatorów litowo-jonowych. Podczas ich prawidłowego ładowania nie zachodzi analogiczny proces elektrolizy wodnego elektrolitu. Nie oznacza to jednak braku innych zagrożeń, w szczególności związanych z uszkodzeniem akumulatora lub awarią termiczną.

Rodzaj zastosowanej baterii powinien być jednym z pierwszych elementów analizowanych przy ocenie bezpieczeństwa stanowiska ładowania.

Co musi zrobić właściciel, zarządca lub użytkownik?

Właściciel, zarządca lub użytkownik obiektu, decydujący o procesie ładowania powinien ustalić, czy w jego warunkach może powstać mieszanina wybuchowa. W ramach oceny analizuje się m.in. rodzaj baterii, sposób ładowania, liczbę stanowisk oraz skuteczność wentylacji.

Dowiedz się jak możemy Tobie pomóc: Ocena zagrożenia wybuchem stanowisk ładowania wózków elektrycznych.

Czy emisja wodoru ustaje natychmiast po zakończeniu ładowania?

Nie należy przyjmować takiego założenia.

Po zakończeniu ładowania emisja gazów z określonych typów akumulatorów trakcyjnych stopniowo maleje. Nie oznacza to jednak, że natychmiast można zrezygnować ze środków ostrożności.

Gaz zgromadzony wewnątrz akumulatora może zostać uwolniony również później, np. w związku z przemieszczaniem baterii. W określonych warunkach emisja może także wystąpić podczas eksploatacji pojazdu.

Dlatego wymagania dotyczące wentylacji i organizacji stanowiska powinny uwzględniać nie tylko sam proces ładowania, lecz także warunki występujące po jego zakończeniu.

Jak wentylacja wpływa na zagrożenie wybuchem?

Wentylacja jest jednym z najważniejszych elementów ograniczających możliwość powstawania mieszanin wybuchowych podczas ładowania akumulatorów trakcyjnych.

Jej zadaniem jest odpowiednie rozcieńczanie i usuwanie emitowanego wodoru, tak aby nie dochodziło do jego niebezpiecznego nagromadzenia.

Sama informacja, że pomieszczenie posiada wentylację naturalną lub mechaniczną, nie jest jednak wystarczająca do potwierdzenia bezpieczeństwa.

Znaczenie mają m.in. wydajność wentylacji, rozmieszczenie otworów nawiewnych i wywiewnych, geometria pomieszczenia oraz możliwość występowania miejsc, w których gaz może się gromadzić.

W praktyce ocena powinna odpowiadać na pytanie, czy zastosowany system wentylacji jest odpowiedni do rzeczywistej emisji wodoru i sposobu użytkowania stanowiska.

Czy ładowanie baterii wózków widłowych wymaga wyznaczenia strefy EX?

Nie w każdym przypadku. Konieczność wyznaczenia strefy zagrożenia wybuchem wynika z oceny rzeczywistych warunków i możliwości wystąpienia mieszaniny wybuchowej.

Zgodnie z § 37 ust. 9 rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 7 czerwca 2010 r., w pomieszczeniu należy wyznaczyć strefę zagrożenia wybuchem, jeżeli może w nim występować mieszanina wybuchowa o objętości co najmniej 0,01 m³ w zwartej przestrzeni.

Przepis ten nie oznacza, że samo występowanie wodoru powoduje automatyczne zakwalifikowanie całego pomieszczenia jako strefy zagrożenia wybuchem.

Również stwierdzenie, że mieszanina nie osiąga progu wskazanego w § 37 ust. 9, nie zwalnia z rozpoznania i uwzględnienia pozostałych zagrożeń oraz odpowiednich wymagań BHP.

Podstawa prawna: Rozporządzenie MSWiA z 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów.

Różnice pomiędzy strefą zagrożenia wybuchem a Pomieszczeniem zagrożonym wybuchem

Ważne jest odróżnienie tych dwóch pojęć:

• Strefa zagrożenia wybuchem to przestrzeń, w której może występować mieszanina wybuchowa. Jej rodzaj i zasięg określa się na podstawie właściwej klasyfikacji.
• Pomieszczenie zagrożone wybuchem to odrębna kwalifikacja wynikająca z § 37 ust. 7 tego samego rozporządzenia. Dotyczy pomieszczenia, w którym wybuch możliwej do wytworzenia mieszaniny mógłby spowodować przyrost ciśnienia przekraczający 5 kPa.

Oznacza to, że możliwość wyznaczenia strefy EX i kwalifikacja całego pomieszczenia jako zagrożonego wybuchem powinny być rozpatrywane odrębnie.

Jakie dane są potrzebne do oceny zagrożenia wybuchem?

Przed zleceniem wykonania oceny zagrożenia wybuchem warto zebrać w jednym miejscu:

• instrukcje producentów baterii i urządzeń ładujących.
• rodzaj baterii,
• liczba ogniw,
• pojemność baterii,
• parametry prostowników,
• liczba jednocześnie ładowanych baterii,
• kubatura i geometria pomieszczenia,
• rodzaj i wydajność wentylacji,
• rozmieszczenie nawiewu i wywiewu,
• potencjalne źródła zapłonu.

Nie zawsze przedsiębiorstwo dysponuje kompletem wymaganych informacji.

Dlatego nie trzeba samodzielnie wykonywać obliczeń ani przygotowywać pełnej dokumentacji przed pierwszym kontaktem z ekspertem.

Jeżeli nie wiesz, jakie dane są niezbędne, Sekura Medio może pomóc w określeniu zakresu informacji potrzebnych do przeprowadzenia oceny.

Czego nauczyły nas realizacje ocen zagrożenia wybuchem?

Podczas realizacji ocen zagrożenia wybuchem dla stanowisk ładowania akumulatorów trakcyjnych zauważamy, że wielu użytkowników czuje się zagubionych. Zwłaszcza po zapoznaniu się z często sprzecznymi informacjami dostępnymi w internecie.

Pojawia się tam np. hasło: Dokument zabezpieczenia przed wybuchem jako pierwsze działanie.

Tymczasem my rekomendujemy inne podejście – najpierw działania wynikające z przepisów przeciwpożarowych, czyli Ocena zagrożenia wybuchem. A dopiero potem – jeśli zajdzie taka potrzeba – działania wynikające z przepisów BHP, czyli ocena ryzyka wystąpienia atmosfery wybuchowej i na jej podstawie opracowanie Dokumentu zabezpieczenia przed wybuchem.

Jak wygląda ocena zagrożenia wybuchem?

Pierwszym krokiem jest identyfikacja pomieszczeń, w których może występować atmosfera wybuchowa.
Następnie przeprowadzamy obliczenia, czy może tam powstać mieszanina wybuchowa o objętości co najmniej 0,01 m³ w zwartej przestrzeni. Kluczowe jest tu określenie, w jakiej odległości X od źródła emisji stężenie np. wodoru osiągnie 4% objętościowych – czyli dolną granicę wybuchowości (DGW). Analogiczne zasady stosuje się także dla innych substancji, z uwzględnieniem ich DGW. Na podstawie tych danych możemy oszacować objętość mieszaniny wybuchowej w zwartej przestrzeni.

Dlaczego to ważne?

Takie podejście pozwala wskazać właścicielowi, zarządcy lub użytkownikowi obiektu, jakie działania są możliwe i potrzebne. Ich zakres zależy nie tylko od wyników oceny, ale również od dostępnych środków finansowych.

Pamiętajmy: ocena zagrożenia wybuchem ma przede wszystkim odpowiedzieć na pytanie, czy może wystąpić atmosfera wybuchowa oraz jakie są potencjalne źródła zapłonu. Mając te informacje, możemy – we współpracy z Klientem – zaproponować rozwiązania ograniczające zagrożenia oraz optymalizujące koszty eksploatacyjne.

Jeśli w wyniku ponownej oceny okaże się, że podjęte działania są niewystarczające, wtedy przechodzimy do kolejnego etapu – już w ramach BHP – czyli:

• wykonujemy ocenę ryzyka wystąpienia atmosfery wybuchowej,
• opracowujemy Dokument zabezpieczenia przed wybuchem,
• oraz rekomendujemy wdrożenie jego postanowień w codziennej pracy personelu.

Krzysztof Dudziak

Inni czytali również:

Zapoznaj się z naszymi szkoleniami: