Dochodzenie powybuchowe z udziałem pyłów palnych - wybrane aspekty

 

ppoż

 

W artykule omawiam niektóre ważne aspekty dochodzenia przyczyn zdarzeń z udziałem pyłów tworzących atmosferę wybuchową. Zagadnienie przedstawione zostało w kontekście bezpieczeństwa procesów wytwórczych oraz instytucjonalnego traktowania problemu. Skrótowo charakteryzuję specyfikę wybuchów i przytaczam dwa przykłady katastrof tego rodzaju w USA.  Następnie przedstawiam typy wybuchów oraz uwagi praktyczne przydatne prowadzącemu dochodzenia.

Przyjęty przez autora słowniczek nie narusza ustalonych zakresów pojęciowych. - Na potrzeby opracowania pojęcie wybuchu lub eksplozji używane jest w znaczeniu potocznym. Posługuję się także pojęciami czysto technicznymi takimi jak detonacja, fireball, backdraft, deflagracja, bleve. Część z nich nie ma jeszcze odpowiedników w języku polskim. Tym bardziej więc należy je odczytywać zgodnie z intencją autora opracowania technicznego. Określenie „pył” rozciągam także na włókna i inne kształty które cząstki materiału mogą przyjmować. Skrót myślowy „ograniczenie przestrzeni” należy rozumieć jako zamknięcie przestrzeni np. pomieszczenia, hali czy zbiornika przykryciem i ścianami, w których występują bramy, okna lub wjazdy nieosłonięte.

Specyfika zagrożenia

Na samym wstępie zaznaczmy, iż świadomość społeczną zagrożeń wybuchem pyłów należy zaliczyć do niskich. Nie jest to jakaś nasza, tylko polska cecha. Można powiedzieć, że nawet w krajach najlepiej rozwiniętych mamy do czynienia z powszechnym mankamentem wyobraźni. Dlatego przypominanie o zagrożeniach wskutek wybuchu pyłów oraz cała działalność profilaktyczna jest pożądana i ma wartość uniwersalną. Jednakowo: właścicielowi gospodarstwa wiejskiego jak studentowi czy projektantowi dużych obiektów produkcyjnych należy przypominać, że wiele stałych organicznych materiałów, metali oraz część nieorganicznych materiałów nie będących metalami, łatwo płonie lub wybucha jeżeli są wystarczająco rozdrobnione, rozproszone, skoncentrowane w powietrzu a do tego wystąpi byle jakie, przypadkowe ale efektywne źródło zapłonu.

Pyły o właściwościach zapalnych mogą być wytworzone na przykład podczas produkcji skrobi kukurydzianej, albo proszku aluminiowego stosowanego podczas nakładania powłok. Często są efektem niepożądanym przechowywania, transportowania, przetwarzania stałych materiałów palnych np. drewna, tworzywa sztucznego czy węgla. Wytworzy się je podczas polerowania, cięcia, transportu mechanicznego taśmociągiem, lub nawet podajnikiem ślimakowym, a już najpewniej – będą zagrożeniem podczas transportu pneumatycznego.

Jest oczywiste, że pyły palne pojawiają się także podczas kształtowania wielu materiałów. Często powoduje ono tworzenie bardzo małych cząstek, które rozpylone w powietrzu osiadają na powierzchniach, gromadzą się w niedostępnych szczelinach, osiadają na różnego typu filtrach. Kiedy taki osad zostanie rozproszony, prawdopodobieństwo wytworzenia atmosfery wybuchowej wzrasta.

Katastrofalne zniszczenia może spowodować nawet mała ilość nagromadzonego pyłu. Często dochodzi do sytuacji, w której pierwotne zdarzenie niekoniecznie będzie związane z pyłem. Takim zdarzeniem inicjującym może być przypadkowa detonacja albo deflagracja, nagłe rozszczelnienie instalacji pracującej pod ciśnieniem, podniesienie kurzu podczas zamiatania miotłą lub wskutek sprzątania  sprężonym powietrzem. Te sytuacje nie związane z celowym pyleniem powodują rozproszenie cząstek i ewentualnie kontakt z efektywnym źródłem zapłonu. W konsekwencji mogą doprowadzić do groźnego wybuchu.

Zauważmy, że niektóre materiały dają cząstki pyłu nie tylko bardzo małe ale i wyjątkowo lekkie.  Niska gęstość właściwa takiego pyłu pozwala na długotrwałe zawieszenie w powietrzu, migrację oraz gromadzenie się w miejscach znacznie oddalonych od źródła emisji.

Warunki eksplozji pyłu

W literaturze przedmiotu określono następujące czynniki warunkujące wybuch pyłu:

 

Znaczenie  głównych czynników można przedstawić poglądowo sprowadziwszy do układu „pięciokąt” i „trójkąt” odzwierciedlającego konieczne warunki wybuchu i pożaru.

zagrożenia_wybuchem_pyłów

Rys. 1. Pięciokąt przedstawia konieczne czynniki zaistnienia detonacji pyłu.

zagrożenie_pożarem

Rys. 2. Trójkąt spalania przedstawiający konieczne czynniki do zaistnienia pożaru.

Warto zauważyć, że jeżeli znikną parametry ograniczenia w przestrzeni oraz rozproszenia, wówczas uzyskamy podstawowy trójkąt spalania, czyli komplet czynników niezbędnych do pojawienia się pożaru. Dochodzi jednak dodatkowy czynnik, w postaci chemicznej reakcji łańcuchowej. Reakcja łańcuchowa powstaje gdy energia z procesu spalania zwrócona do paliwa wystarcza do rozłożenia kolejnych partii paliwa. Co oczywiste, w przypadku gdyby nie wystarczyła, proces spalania zostanie zatrzymany wraz z zanikiem źródła zapłonu.

Kiedy wzrasta zagrożenie wybuchem pyłów? Literatura nie daje prostej odpowiedzi. Każda katastrofa generuje kolejne wnosi i uzupełnienia wiedzy. Trzeba się posługiwać danymi empirycznymi.

Stosując parametr gęstości nasypowej 1200 kg/m3 oraz przyjmując koncentrację 350 g/m3 wyliczono, że warstwa pyłu uśredniona do 0.8 mm grubości pokrywająca podłogę budynku jest wystarczająca do wytworzenia jednolitej chmury o koncentracji wystarczającej by  wypełnić przestrzeń wewnętrzną ograniczenia (hali, pomieszczenia) do wysokości 3m. Oczywiście jest to sytuacja teoretyczna i w celu urealnienia  należy ją skorygować rozpatrując wiele dodatkowych czynników. Rzadko się przecież zdarza, aby warstwa była jednolita, albo pokrywała wszystkie powierzchnie. Warstwa ta nie zostanie rozproszona w całości przez turbulencje spowodowane falą ciśnienia od pierwotnej eksplozji lub innego zdarzenia inicjującego. Jednak wystarczy, że w powietrze uniesie się połowa warstwy o grubości 0.8 mm , aby materiał stworzył atmosferę wybuchową.

W Stanach Zjednoczonych od 1980 do 2005 r. z powodu pożarów i wybuchów pyłu (281 incydentów) zginęło 119 pracowników a 718 zostało rannych, oraz zostało zniszczonych wiele przemysłowych instalacji. Dane zebrane przez analityków z CSB, nie uwzględniają : zdarzeń związanych z ziarnem i innymi procesami, które regulowane są standardem OSHA Grain Handling Facilities Standard (standard dla instalacji do wykonywania prac związanych z ziarnem); kopalni węgla; szpitali; obiektów wojskowych; instytutów naukowych; transportu.

FM Global (towarzystwo ubezpieczeniowe) informuje o stratach wysokości milionów dolarów, związanych z dwudziestoma dwoma incydentami z udziałem palnych pyłów, w okresie od 1983 do 2003 r. Średnio, na jeden incydent, strata wynosi jeden milion dolarów. Dane dotyczą jedynie ubezpieczeń majątkowych i nieuwzględnianą strat związanych z przerwą w produkcji, wynagrodzeniami pracowników oraz ekonomicznego wpływu na społeczeństwo.

 

Dwa kazusy z Kentucky

W 2003 roku eksplozja zniszczyła fabrykę farmaceutyków w Kinston (Północna Karolina, USA)  i spowodowała zgon sześciu pracowników. Stwierdzono nagromadzenie warstwy pyłu o grubości nie przekraczającej 0.6 cm.   Narodowe Stowarzyszenie Ochrony Pożarowej w USA ostrzega, że znaczące zagrożenie wybuchem spowoduje każda grubsza niż 0,8 mm warstwa pyłu rozpościerająca się na więcej niż 5 procentach powierzchni pomieszczenia (do 1860 m2). W większych pomieszczeniach, o powierzchni przekraczającej 1860 m2  należy przyjąć, że  warstwy pyłu o powierzchni 93m2 powoduje znaczące zagrożenie.

Do wspomnianej eksplozji pyłu w fabryce farmaceutycznej doszło w części budynku służącej do przygotowania komponentów gumowych takich jak tłoczki strzykawek i innych części wyrobów farmaceutycznych. W procesie technologicznym świeżo uformowane gumowe paski, aby schłodzić gumę oraz nanieść śliską powłokę niwelującą tarcie, były zanurzane kolejno w polietylenowej zawiesinie, wodzie i w środku powierzchniowo czynnym. Uwadze technologów umknęło, że kiedy guma wyschła, drobny polietylenowy proszek oddzielał się i unosił. Wraz z prądem powietrza przedostawał się do przestrzeni między sufitem i podwieszonym sufitem. Następnie proszek osiadał na górnej powierzchni podwieszanego sufitu, tworząc paliwo wtórnego wybuchu.

W protokole powypadkowym podkreślono, że w przestrzeni produkcyjnej, dającej się kontrolować wzrokiem, utrzymywany był bardzo wysoki standard czystości. Kilku pracowników niepokoiło jednak osiadanie pyłu na płytach sufitu podwieszonego.

Dochodzenie doprowadziło do ustaleń, że MSDS (Material Safety Data Sheet - baza danych o materiałach) nie zawierał ostrzeżenia o właściwościach zawiesiny polietylenowej  jako substancji mogącej powodować zagrożenie wybuchem pyłu. Co więcej, zagrożenie wybuchem pyłu nie zostało przewidziane i uwzględnione podczas projektowania, modyfikowania i przeglądów procesu technologii produkcji. W rezultacie tych zaniedbań, nie przeszkolono też odpowiednio pracowników.

Nikt w porę nie zidentyfikował zagrożenia. Elektryczne urządzenia mieszczące się nad sufitem podwieszanym, nie były przystosowane do pracy w otoczeniu zawierającym pył palny. Wykazano, że wymagał tego jednak standard NEC (National Electric Code). Amerykańska komisja „CSB” powołana w celu wyjaśniania i kontroli zagrożeń (U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board) ustaliła, że do eksplozji prawdopodobnie nie doszłoby gdyby fabryka stosowała standardy NFPA (National Fire Protection Association). Norma NFPA numer 654 określa bowiem, że przestrzenie, do których nie ma łatwego dostępu w celu czyszczenia, powinny być uszczelniane, aby zapobiec akumulacji pyłu.

Interesującym przypadkiem z punktu widzenia instytucjonalnych mechanizmów prewencyjnych jest również zdarzenie z roku 2003, w tym samym stanie Kentucky, w fabryce produkującej akustyczną izolację do samochodów.  Wybuch zniszczył fabrykę, spowodował śmierć siedmiu osób i ranił trzydzieści siedem.

Proces produkcji zaczynał się od zabiegu impregnacji szklanych włókien w żywicy fenolowej. Aby dokładniej nasycić tkaniny z włókna szklanego żywicą i usunąć pęcherze powietrza, stosowano podciśnienie. Następnym etapem były zabiegi termiczne w odpowiednim piecu. Podczas wykonywania czynności technologicznych powstawał pył. Wielkość drobin utrzymywała się w granicach 10 do 50 mikronów, jest to średnica cząsteczek talku dla dzieci.

Zapalił się pył uniesiony przez pracowników czyszczących okolice pieca. Dochodzenie wykazało, że w godzinach pracy obsługa pozostawiła piec niedomknięty ponieważ zawiodły urządzenia służące do kontroli temperatury pieca.

Dochodzenie CSB prowadzi do wniosku, że eksplozję spowodował zespół czynników: na pierwszym miejscu nieodpowiednia konstrukcja i wyposażenie oddziału fabryki, niedokładne instrukcje personelu i niewłaściwe metody utrzymania porządku. Chociaż dyrektorzy byli poinformowani o zagrożeniu wybuchem pyłu związanym ze stosowanymi materiałami, obiekt nie był zaprojektowany i wyposażony w sposób zapobiegający eksplozji wtórnej pyłu. Nie wyeliminowano wielu powierzchni płaskich, na których pył może się zbierać. Nie zastosowano przegród pożarowych oddzielających linie produkcyjne.  Pył gromadził się w niebezpiecznych ilościach w strefie produkcji, w przewodach wentylacji, w obudowie odpylnika, w związku z nieodpowiednim utrzymaniem urządzeń. Pracownicy do czyszczenia linii produkcyjnych stosowali sprężone powietrze i miotły, podnosząc chmury żywicznego pyłu.

Typy eksplozji

Aczkolwiek omawiamy wybuchy pyłów, celowe będzie sporządzenie krótkiego przeglądu rożnych typów eksplozji ponieważ identyfikacja paliwa i typu wybuchu jest jednym z kluczowych elementów śledztwa. - Eksplozja to pojęcie obejmujące zdarzenia o różnym charakterze zawsze jest jednak gwałtownym zjawiskiem, któremu towarzyszy fala ciśnienia i efekt akustyczny. Dzieli się na zjawiska zachodzące w przestrzeni otwartej albo ograniczonej. Eksplozja występuje osobno (tzn. bez dodatkowych skutków), powoduje pożar  lub  jest skutkiem pożaru.

Eksplozje dzieli się na dwa główne rodzaje - mechaniczną i chemiczną. Typowym przykładem eksplozji mechanicznej są wybuchy kotłów parowych i zbiorników kompresorów powietrza. Mechaniczna (fizyczna) eksplozja ma miejsce jeśli fala wysokiego ciśnienia powstaje bez udziału reakcji chemicznej. Przykład – niekontrolowane podgrzewanie szczelnego zbiornika wytworzy wewnątrz nadciśnienie. W pewnym momencie powłoka zbiornika pęka i dochodzi do eksplozji. Przyczyną jest nadmierne rozprężanie się par wrzącej cieczy powodujące narastanie ciśnienia i w konsekwencji wybuch Bleve (z angielskiego: Bleve-Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion). Palność cieczy w kotle nie ma w tym przypadku znaczenia; wybuchnąć może każda ciecz doprowadzona do odpowiedniej temperatury. Jeżeli jednak ciecz lub zgromadzony w zbiorniku gaz jest palny, wówczas może temu towarzyszyć eksplozja typu chemicznego (ang. fireball). Obydwa typy eksplozji często zachodzą razem i są nazywane wybuchem „bleve-fireball”.

Szczególnym przypadkiem jest jeszcze eksplozja, w rezultacie wyzwolenia energii łuku elektrycznego gwałtownie ogrzewającego gazy w otoczeniu, powodująca eksplozję mechaniczną, a często także groźny pożar.  Jest to typ zdarzenia często spotykany zwłaszcza w urządzeniach wytwarzających lub przesyłowych energii elektrycznej.

 

wybuch_celi_a wybuch_celi_b

Rys 3. Fotografie efektu elektrycznej eksplozji w jednej z cel rozdzielni elektrycznej.

 

W naukowym dochodzeniu powybuchowym przyjęto badać  efekty wybuchu na czterech polach: oceniając ciśnienie fali podmuchowej (burzącej) nim wywołanej, oceniając efekt odłamkowy, efekt termiczny i efekt sejsmiczny. Etapowe przeanalizowanie efektów pozwala uprawdopodobnić zakładane scenariusze zdarzenia, odrzucić błędne założenia oraz zweryfikować na użytek sądu zeznania świadków.

 

Fala ciśnienia wybuchu

Fala podmuchowa jest rezultatem gwałtownego wyzwolenia gazów, powodującym falę ciśnienia poruszającą się w kierunku odśrodkowym na zewnątrz od centrum wybuchu. Wraz ze wzrostem fali jej siła maleje. Występuje także efekt przeciwstawny polegający na powrocie fali do miejsca wybuchu. Ta fala jest spowodowana ruchem powietrza po zassaniu do miejsca eksplozji, gdzie wytworzyło się niskie ciśnienia. Fala powrotna jest znacznie słabsza, ale może powodować dodatkowe zniszczenia osłabionej struktury oraz przemieścić szczątki w taki sposób, że utrudnią śledczemu zlokalizowanie usadowienia wybuchu.

Efekt odłamkowy

Odłamki – części zbiornika, urządzeń lub struktury oderwane lub wyrzucone przez ciśnienie wybuchu. Mogą być wyrzucone na szeroki obszar i znaczną odległość. Charakterystyczne cechy odłamków ich uszkodzenia oraz lokalizacja są cennym źródłem informacji.

Efekt termiczny

Ocenie podlega typ tego efektu. Zazwyczaj jest to rezultat procesu spalania obecny jako kula ogniowa podczas eksplozji i krótko po niej.  W oparciu o ustalenia skutku termicznego i inne dane zebrane w związku z prowadzonym dochodzeniem powybuchowym można min. obliczyć, ile paliwa znajdowało się przed wybuchem w zbiorniku.

Sejsmiczny efekt

Wybuch blisko poziomu ziemi, a z takim mamy najczęściej do czynienia, powoduje wstrząs sejsmiczny. Fala wstrząsu rozchodzi się pod ziemią na odległość zależną od typu i rozmiaru eksplozji oraz rodzaju gruntu i zawartych w nim struktur (skalnych lub innych). Jeżeli dane te zostały zarejestrowane przez czujnik, mogą być cennym źródłem informacji dla analizy przyczyn i skali zjawiska (czasu eksplozji, liczby eksplozji, stosunku sił tych eksplozji, a nawet czasu jej trwania).

Prawidła zjawisk eksplozyjnych

Na eksplozję oddziałuje typ paliwa i jego ilość oraz konstrukcja ograniczenia. Przykładowo: im mniejszy rozmiar naczynia, tym wyższe ciśnienie w wyniku zapłonu identycznej porcji powstałej tam mieszaniny paliwa z powietrzem. Między innymi z tego względu staramy się precyzyjnie określać położenie przeszkód na drodze wybuchu. Urządzenia technologiczne, kolumny podpór itp. elementy mogą przyśpieszyć mieszanie paliwa z powietrzem i zwiększyć w ten sposób szybkość reakcji oraz eskalować zniszczenia.

Od wielkości i kształtu drobin pyłu zależy powierzchnia paliwa przypadająca na jednostkę masy, czyli także prędkość reakcji pyłu z powietrzem. Czym większy stosunek powierzchni do jednostki masy, tym pył jest bardziej wybuchowy. Najgroźniejsze  pyły posiadają ziarna o wielkości poniżej 75 µm (10-6m). Doświadczenie uczy, że zagrożenie wybuchem pyłów o wielkości ziaren powyżej 500 µm jest minimalne.

Wielkość źródła zapłonu ma mały wpływ na typ eksplozji, jeśli jednak jest to duże źródło zazwyczaj zwiększa ono falę ciśnienia. Zasadniczy wpływ na właściwości wybuchowe pyłu ma wilgotność. Pyły o wilgotności powyżej 30 proc. nie wybuchają.

Fala ciśnienia powoduje określone zniszczenia struktury. Ich analiza może doprowadzić do określenia parametrów wybuchu. Ponadto fala ciśnienia generuje fale dźwiękowe. W przypadku zarejestrowania próbki dźwięku, może być ona pomocna przy identyfikacji rodzaju paliwa.

Oceniamy też odłamki. Zwłaszcza te znalezione daleko od miejsca wybuchu i noszące ślady długiego oddziaływania ciepła, będą dowodem, że eksplozję mógł poprzedzić pożar.

Jeśli eksplozja poprzedzała pożar, możemy się spodziewać, że daleko od miejsca wybuchu/pożaru zastaniemy szkło szyb okiennych czyste. Osmolone kawałki szkła lub inne elementy znajdujące się daleko od epicentrum wybuchu mogą wskazywać, że przynajmniej przez krótki czas pożar poprzedzał eksplozję.

Materiały znajdujące się w czasie wybuchu daleko od epicentrum bardziej przypominają
poddane działaniu deflagracji. Materiały znajdujące się w pobliżu epicentrum zazwyczaj noszą znamiona oddziaływania detonacji, będą porozrywane pokruszone i poszarpane.

 

Usadowienie eksplozji

Jest definiowane jako wgniecenie (lej, krater) albo obszar największego spustoszenia związanego z eksplozją. Największe spustoszenie występuje w miejscu (epicentrum) detonacji – gdzie paliwo miało kontakt z efektywnym źródłem zapłonu. Obszar ten może mieć średnicę od kilkunastu centymetrów do wielu metrów. Dowodem jest zwykle wgniecenie, w którym widać sproszkowaną ziemię lub elementy struktury. Efekt ten powodują eksplozje o wysokim ciśnieniu i szybkości narastania ciśnienia. Generalnie szybkość wybuchu musi przekraczać prędkość dźwięku. Na miejscu oceniamy jednak, czy wgłębienie nie zostało wywołane przez odłamek lub upadającą strukturę.

Specyficzne typy albo konfiguracje paliwa mogą tworzyć usadowione eksplozje: materiałów wybuchowych, kotłów parowych, szczelnie ograniczonych gazów i par, bleve w relatywnie małych zbiornikach np. beczkach, małe zbiorniki.

Chemiczna analiza próbek pobranych z omawianego miejsca (np. ziemi, cząstek cementu) może doprowadzić do określenia rodzaju paliwa.

 

Nieusadowione eksplozje

Paliwa, w czasie wybuchu wywołujące falę ciśnienia o prędkości poddźwiękowej, często są  eksplozjami nieusadowionymi. Najbardziej  niszczące i gwałtowne są wybuchy pyłu w ograniczonych przestrzeniach takich jak podziemne chodniki kopalń węgla, hale produkcyjne, elewatory zbożowe. Duży obszar wyklucza możliwość stworzenia usadowienia lub krateru.

 

Wysoki poziom zniszczeń - high-order damage

Terminy „high-order damage i low-order damage” wyznaczono w celu charakteryzacji poziomu zniszczeń.

Wysoki poziom zniszczeń charakteryzuje się rozbiciem struktury ograniczenia, wytworzeniem małych sproszkowanych odłamków materiału. Ograniczenie zostaje całkowicie zniszczone, części ścian i dachu są rozerwane. Odłamki wybuch rozrzuca na znaczne odległości. Wnioskujemy na tej podstawie, że miał miejsce gwałtowny wzrost ciśnienia.

 

Niski poziom zniszczeń - low-order damage

Niski poziom zniszczeń charakteryzuje się wybrzuszeniem ścian lub ich przewróceniem oraz brakiem istotnych uszkodzeń struktur sąsiednich. W momencie wybuchu dach może zostać nieznacznie podniesiony ale powróci w przybliżeniu na swoje poprzednie miejsce. Okna mogą być wyparte, czasem zdarza się że niektóre szyby pozostają w całości. Odłamki są większe i znajdują się bliżej. Wniosek prosty: miał miejsce powolny wzrost ciśnienia.

 

Poniżej tabela opracowana przez Amerykański Narodowe Towarzystwo Ochrony Pożarowej, w celu uproszczonego przedstawienia charakterystycznych cech typów wybuchu, związanych z konkretnym rodzajem paliwa i efektem eksplozji (źródło: norma NFPA 921)

 

Cechy charakterystyczne różnych typów wybuchów

Cecha Charakterystyczna

Gaz  Lżejszy
Od Powietrza

Gaz  Cięższy
Od Powietrza

Pary
Cieczy

Pyły

Materiały
Wybuchowe

Backdrafts

Bleve

Niski Poziom Zniszczenia

3

4

4

2

2

5

2

Wysoki Poziom
Zniszczenia

2

1

1

2

3

0

2

Eksplozja Wtórna

3

3

2

4

0

1

0

Gas/Pary/Pył Gromadzenie

3

2

2

2

0

0

0

Deflagracjaa

4

4

4

4

1

5

4b

Detonacja

1

1

1

1

4

0

1b

Podziemna Migracja

2

2

2

0

0

0

0

Bleve

2

3

5

0

0

0

5

Pożar Po Eksplozji

3

3

4

3

1

5

3

Pożar Przed Eksplozją

2

2

2

3

2

5

4

Usadowienie Eksplozji

0c

0c

0c

0

4d

0

2

Minimalna Energia Zapłonu (mJ)e

0.17-0.25

0.17-0.25

0.25

10-40

e

 

f

 

0-nigdy, 1-rzadko, 2-czasami, 3-często, 4-prawie zawsze, 5-zawsze,

a - deflagracja pod pewnymi warunkami może przejść w detonację
b - wytrzymałość ograniczenia może pozwolić fali ciśnienia (przy rozerwaniu) przekroczyć prędkość dźwięku
c - gazy i pary mogą tworzyć usadowienie jeśli są ograniczone w małej przestrzeni i jeśli materiał na którym się znajdują może być wystarczająco sprężony lub rozbity
d - wszystkie mocne materiały wybuchowe i niektóre słabe stworzą usadowienie wybuchu jeśli materiał na którym się znajdują może być wystarczająco sprężony lub rozbity
e - zakres jest szeroki; wiele nowoczesnych materiałów wybuchowych jest mało wrażliwa
f – bleve nie jest wybuchem chemicznym i nie wymaga źródła zapłonu

 

 

Śledczy i miejsce zdarzenia

Wyniki ustaleń wszelkich dochodzeń powybuchowych pozwalają śledczemu formułować sugestie pod adresem wytwórców materiałów i produktów, zespołów tworzących normy i standardy instytucji państwowych, zespołów eksperckich organizacji przemysłowych i fachowców z dziedziny analizy ryzyka. W przypadku wybuchu  pyłów, na takie wnioski istnieje szczególne zapotrzebowanie.

W konkretnym zdarzeniu śledczy jest zazwyczaj powoływany by wydać opinie o przyczynach; czy w danym przypadku do wybuchu pyłu doszło w wyniku rażących zaniedbań - nieposzanowania obowiązujących norm i przepisów. Zadanie to wcale nie jest łatwe. Praktyka wskazuje, że pewne ryzyko wybuchu niesie nawet takie postępowanie, które będzie zgodnie z zasadami przyjętymi w normach i przepisach i jest w świecie technicznym akceptowane. Dlatego tak ważne jest dokładne wyjaśnienie mechanizmu i okoliczności zjawiska.

Istotne będzie kompletne określenie pośrednich i bezpośrednich przyczyn wybuchu. Dokumentacja bezpieczeństwa zazwyczaj wykonywana jest przez firmy lub ekspertów zewnętrznych, ale - niestety - czasami w ogóle jej nie ma. Na dodatek, eksperci też nie są nieomylni. Wystarczy przeglądnąć kilka instrukcji bezpieczeństwa pożarowego.  Powinna się w nich znajdować się ocena zagrożenia wybuchem, ale jej tam nie ma. Łatwo stwierdzić, że są to często opracowania powielane, wykonywane szablonowo. 

Bywa, że nawet firmy ubezpieczeniowe, którym powinno zależeć na wykazaniu wadliwego postępowania ubezpieczonego, często po prostu nie wiedzą jakich dokumentów wymagać podczas likwidacji szkody. Często nie zatrudniają kadry, która umiałaby wykazać uchybienia czy rażące niedbalstwo dające podstawy do ograniczenia wypłaty odszkodowania. Odmowa ubezpieczenia skłaniałaby firmy do głębszej analizy bezpieczeństwa. Przypomniałbym im, że dokumentacja zgodnie z polskimi wymogami prawnymi,  musi być aktualizowana, a szkolenia permanentnie powtarzane.

Miejsce zdarzenia na którym są badane efekty wybuchów pyłu, wymaga wyspecjalizowanych ekspertów. Pierwszy policjant przybyły na miejsce powinien zagwarantować możliwość pełnej kontrolę struktury i otoczenia. Jest oczywiste, że zanim przybędzie ekspert miejsce zdarzenia musi być zabezpieczone przed nieupoważnionymi osobami.

Miejsce zdarzenia powinno być rozpoznane/przeszukane od najdalszego obwodu do wewnątrz w kierunku obszaru największych zniszczeń.  Obszar sceny powybuchowej zazwyczaj zajmuje większą powierzchnię niż  popożarowej.

Każde miejsce zdarzenia narzuca nam sposób postępowania. Prawidłowa kolejność to – ogólnie rzecz biorąc - określenie miejsca wybuchu, a następnie przyczyny.  Mamy tu analogię z procedurą dochodzeń po pożarowych. Przyczyny doszukujemy się blisko miejsca wybuchu. Na ogół, ekspert dość szybko określa czy wybuch był nieszczęśliwym wypadkiem, czy efektem działania celowego.

Jeżeli nawet nie mamy do czynienia z działaniem celowym, to i tak należy określić jakiego rodzaju i skali zaniedbania lub błędy doprowadziły do wybuchu. Stosowana po wypadku, procedura przesłuchań członków kierownictwa firmy, szeregowych pracowników i innych osób wymaga wcześniejszego przygotowania logicznego planu. Przesłuchanie wstępne zanim jeszcze miejsce zdarzenia zostanie dokładnie zbadane przynosi efekt, ale nie zawsze jest wykonalne i uzasadnione ze względów praktycznych. Bardzo ważną grupą przesłuchiwanych są poszkodowani. Często możliwe jest krótkie ale owocne zebranie zeznań pomocnych w ustaleniu opisu sytuacji w jakiej doznali obrażeń. Poszkodowani nie są automatycznie wyłączeni z grupy podejrzanych.

Cenne jest przebadanie wiedzy świadków, na temat metod stosowanych w celu zapobiegnięcia wybuchowi pyłów. Gdzie pył się gromadził, w jakich ilościach, jaką metodą był usuwany. Trzeba wypytać ich, czy wcześniej występowały wybuchy jeszcze nie wytwarzające niszczącego ciśnienia - małe rozbłyski (ang. Flash Fire) będące zwiastunem zagrożenia poważnym wybuchem.

Pozostałości pyłu, które nie uległy spaleniu, w trakcie wybuchu znajdziemy w szczelinach lub zakamarkach gdzie wcześniej zalegały lub zostały  tam umieszczone w efekcie ruchu fali ciśnienia. Próbkę takich pozostałości należy zebrać, aby było możliwe potwierdzenie rodzaju pyłu biorącego udział w wybuchu, lub wykluczenie pyłu jako głównego paliwa reakcji. Warto wiedzieć, że zebrana próbka nie przedstawia dokładnie parametrów pyłu biorącego udział w eksplozji, zazwyczaj są to cząstki większe i cięższe niż te biorące udział w wybuchu.

Istotna jest trajektoria lotu rozrzuconych odłamków elementów, którą można określić jeżeli wiemy gdzie element się znajdował przed wybuchem, jak był umocowany, jakie przeszkody występowały na ich drodze, jakie są uszkodzenia elementu wynikłe ze zderzenia z przeszkodami. Analizując te dane można określić miejsce zainicjowania wybuchu.

Wybuch pyłu najprawdopodobniej nie będzie z góry zaplanowany. Przygotowanie takiego zdarzenia w sposób niezawodny sprawiałoby sporą trudność nawet tym osobom, które dysponują odpowiednią wiedzą techniczną. Jeżeli wybuch pyłu jest konsekwencją podpalenia, można zakładać że podpalacz go nie przewidywał. Nieświadomy przestępca jest narażony na skutki wybuchu pyłu. Rutynowe sprawdzenie czy osoba o określonych obrażeniach zgłosiła się do pobliskiego dla miejsca zdarzenia szpitala jest wskazane.

Istnieje jednak możliwość planowanego wybuchu pyłów. Osoba posiadająca odpowiednią wiedzę może to zrobić. Z przyczyn oczywistych nie podamy tu szczegółów takich zabiegów. Motywem celowego działania, podobnie jak w przypadku podpaleń, może być próba zamaskowania innego przestępstwa.  Może też służyć wyłudzeniu ubezpieczenia, zemście lub wynikać z choroby psychicznej. Prawdopodobny wydaje się czasem sabotaż na tle nieuczciwej rywalizacji konkurencyjnej.

Temat ostatni ale może najważniejszy

Śledczy musi także przestrzegać swoistych przepisów BHP. Zawsze kiedy zajmujemy się dochodzeniem powybuchowym obowiązują specjalne środki bezpieczeństwa. Struktury powybuchowe i po pożarowe są osłabione i mają tendencję do zawalenia. Należy uważać na przyrządy i urządzenia, które mogą jeszcze wybuchnąć (np. osłabione zbiorniki) lub mogą porazić prądem (kondensatory, ups) pomimo odłączenia struktury od zasilania.  Nawet drobna kontuzja powodowałaby opóźnienie śledztwa. Niezbędne są więc: kask, kombinezon, rękawiczki, buty, gogle ochronne a czasem i środki ochrony dróg oddechowych. To ważne. Poznałem pewnego eksperta, który pokazywał mi swoje pokryte bąblami dłonie, której to kontuzji nabawił się nieopatrznie,  gdy bez użycia rękawic ochronnych przeszukiwał pogorzelisko a nie przewidział, że znajdują się tam resztki spalonych plutonowych czujek dymu.

 

Lech Forowicz, 2010-03

Autor jest inżynierem bezpieczeństwa pożarowego,
właściciel firmy Hazards Control
Tel. 22 3781399 lub 505546508
lechforowicz@hazardscontrol.pl

 

Bibliografia

Ocena zagrożenia wybuchem, Szkoła Główna Służby Pożarniczej 2002, autorzy: Marek Woliński, Grzegorz Ogrodnik, Jan Tomczuk.

NFPA 921Guide for Fire and Explosion Investigations, 2001 Edition.

NFPA 654 Standard for the Prevention of Fire and Dust Explosions from the Manufacturing, processing, and Handling of Combustible Particulate Solids, 2000 Edition

Link, Fred and Glen Foster. The Kinesic Interview Technique. Riverdale: Interrotec Associates, 1989.

Link Analysis,"Advanced Arson for Profit." Glyncoe: Bureau of Alcohol, Tobacco and Firearms Course Manual, 1993.

NFPA 902, FireReporting Field Incident Manual, Basic Incident Reporting. Quincy: National Fire Protection Association, 1990.

U.S. CHEMICAL SAFETY AND HAZARD INVESTIGATION BOARD, investigation  report  no. 2006-h-1 combustible dust hazard study.

NFPA 904, Incident Follow-Up Report Guide 7. Quincy: National Fire Protection Association, 1992.

Brown, Dennis E. Customer Service and Company Inspections: Teaching the Elephant to Dance. Barberton: Barberton Fire Department, sierpień 1991.

Jackson: City of Jackson, Michigan, Fire Department, Oct. 1992.

Marinucci, Richard, and Peter D. Baldwin. Survey Says... Seeking Public Opinion of Fire Department Services, Fire Engineering, styczeń 1989.

Porter, James T. Marketing Your Services From a Small Town Perspective. Howell: City of Howell Fire Department, Dec. 1994.

St. John, Susan. "Marketing Your Fire Department." Firehouse, wrzesień 1994.

loth, Robert K. "Promoting Your Fire Department (In Less Than Perfect Times)." Fire Engineering, June 19&9.

Van Benschoten, Guy J. A Customer Service Survey for the lthaca. New York Fire Department, lthaca: lthaca Fire Department, Oct. 1991.

 

Wyjaśnienie przyczyn pożaru pozostaw specjalistom z Hazards Control.

obejrzyj też:

|ocena zagrożenia wybuchem|ewakuacja kryteria bezpieczeństwa|audyt ubezpieczenia|dochodzenia popożarowe|

instrukcja-plan strony

dochodzenia_popożarowe