Inleiding

Vele bedrijven in België en Nederland beschikken over een eigen (R&D-) labo. De intrinsieke chemische gevaren van producten zijn meestal goed gekend. De relatief recente modernisering van deze materie, namelijk de invoering van REACH, heeft zeker bijgedragen aan een beter begrip hieromtrent.

Een risico dat echter regelmatig onderschat wordt, is de vorming van een explosie-gevaarlijke atmosfeer en de gevolgen na ontsteking ervan. Wanneer gewerkt wordt met brandbare, vluchtige producten, moet hier de nodige aandacht aan gegeven worden. In productie-installaties en procesapparatuur is deze oefening meestal wel gemaakt, maar voor het labo echter in veel gevallen niet.

ISMA tracht steeds op een pragmatische wijze installaties en situaties te beoordelen en enkel zinvolle beheersmaatregelen voor te schrijven. In dit artikel wordt op een praktische wijze de noodzaak tot zonering en beveiliging van bepaalde labo-gerelateerde equipment onderzocht, zodanig dat de lezer eenvoudig kan nagaan of er in zijn/haar bedrijf extra maatregelen nodig zouden zijn.

Chemie-kasten/Chemiekluis

Vraag: Als ik een beperkte opslag van ontvlambare vloeistoffen heb, en deze worden allemaal opgeslagen in een conforme chemiekluis, is er voor die ruimte dan nog een EVD en/of zoneringsdossier nodig?

Antwoord: ATEX 153, de sociale richtlijn, stelt dat men als bedrijf verplicht is tot opstellen van een EVD met zoneringsdossier, wanneer brandbare producten worden gebruikt. Het gevolg is dat de werkgever genoodzaakt is tot het uitvoeren van een risicoanalyse, en om deze risicoanalyse correct te doen, dient men te zoneren. Een zoneringsverslag is aldus een onmisbaar deel van een EVD, en dus ook een wettelijke verplichting. 

De eerste vraag die zich aandient, luidt: Wordt er met brandbare vloeistoffen gewerkt? Hier wordt gebruik gemaakt van het vlampunt, en in België en Nederland ligt de grens op 45°C.

Daarboven wordt meestal niet gezoneerd. (Indien op kamertemperatuur wordt gewerkt). Laten we ervan uitgaan dat het vlampunt onder deze temperatuur ligt.

De tweede vraag wordt dan: hoe doe ik de risicoanalyse op zo’n chemiekast? Wel, voor inspiratie tot zoneren kan de NPR7910-1 geraadpleegd worden, maar dit is zeer moeilijk toepasbaar op deze situatie. Want wat is nu de kans op lekken van zo’n fles met product, en hoeveel zou er dan ontsnappen? Het is moeilijk om dit te kwantificeren en dus een mogelijke zone daaromtrent te definiëren.   

In dit geval is de vraag beter: is het volledig uitgesloten dat een fles begint te lekken? Anders gesteld: “Wat is de kans op de vorming van een explosief mengsel?” Dit is namelijk de definitie van zoneren. 

Wanneer uitsluitend met ONGEOPENDE UN-gekeurde verpakkingen wordt gewerkt, mag de mogelijkheid op lekken uitgesloten worden. Echter, een chemiekast wordt vaak gebruikt voor stockage van flessen waaruit dan wordt afgevuld in kleinere recipiënten. En wanneer een UN-gekeurde verpakking is geopend, vervalt de UN-keuring.

Een andere richtlijn waaronder men zou kunnen terugvallen is het LQ-verpakkingsregime (limited quantities), kleiner dan 5 liter. Echter, LQ vereist een dubbele verpakking, en zal hier ook hoogstwaarschijnlijk dan ook niet van toepassing zijn.

Bovenstaande geeft aan dat het heel moeilijk wordt om lekken helemáál, met 100% zekerheid, uit te sluiten. Het lijkt immers waarschijnlijker dat er eens een fles in wordt geplaatst die niet goed afgesloten is, of nog erger: een verpakking met een ontluchtingsventiel. Nog steeds niet overtuigd?: steek je de neus eens in de chemiekast. Waarschijnlijk zal U dan ruiken dat het vrijkomen van stoffen niet ondenkbaar is. Men spreekt daarom ook over een secundaire gevarenbron, i.e. het vrijkomen is onwaarschijnlijk, of minder dan 10 uur per jaar.

Het gevolg is dus dat er dient gezoneerd te worden. Wanneer het verhaal van een secundaire gevarenbron wordt aanhouden, dan betekent dit een zone 2 in de kast. Dit is realistisch wanneer de kast beschikt over ventilatie. De reden dat het met ventilatie nog steeds een zone 2 blijft, is dat de ventilatie kan uitvallen, en daardoor dampen kunnen ophopen. Indien niet geventileerd wordt, zou hier zelfs een zone 1 nodig zijn, met buiten de kast een zone 2 op een afstand van 1m. Bedenk maar eens dat een fles brandbaar product een hele nacht heeft liggen lekken, en dat ’s ochtends de deur wordt opengedaan. Door de aanwezigheid van een ontstekingsbron in de nabijheid van de kast, is dan een potentieel risico. Het definiëren van een zone 2, met bijhorende maatregelen, zal dit risico beheersbaar maken.

Zoals hierboven reeds kort aangestipt: wanneer de zonering is uitgevoerd, moet er gekeken worden naar de ontstekingsbronnen. Om na te gaan of het explosief mengsel kan worden ontstoken, moet men overlopen welke ontstekingsbronnen in deze kast aanwezig (kunnen) zijn. (Lamp, elektrische pomp, andere elektronica, enz.…). De toestellen die in een zone staan, dienen hiervoor geschikt te zijn door een middel van een ATEX-certificering. Vaak wordt dan echter een vruchteloze zoektocht gestart naar een ATEX-gecertifieerde kast. Echter, een ATEX gecertifeerde-chemiekast zal men niet vinden. Waarom niet? Wel, een kast is volgens ATEX 114 (het economische broertje van ATEX 153), geen apparaat. De reden dat de kast geen apparaat is: Een kast heeft geen eigen energiebron. (evenzeer zal men ook geen ATEX gecertificeerde silo of een ATEX gecertificeerde deur vinden). Hang je echter een lamp in de kast, dient deze dus wel conform te zijn aan de voorheen bepaalde zone.

Wat betreft de ruimte waar deze kast instaat, dient een analoge oefening te worden gemaakt. Is de kans op een explosief mengsel bestaande? ISMA adviseert hier volgende aanpak:

Indien ventilatie aanwezig is in de kast dient uitwendig geen zone gedefinieerd te worden. De kans op uitvallen van de ventilatie gedurende lange tijd, én tegelijk met opbouw van een explosieve atmosfeer binnenin, én het naar buiten lekken door de deuren die geconstrueerd zijn om gevaarlijke dampen binnen te houden; is verwaarloosbaar.

Indien geen ventilatie aanwezig, dient buiten de kast een zone 2 gedefinieerd te worden, met een afstand van 1m. Deze zone dient ook naar boven toe beschouwd te worden.

Zuurkasten/trekkasten

Vraag: Ik werk met ontvlambare producten, moet ik nu een explosie-veilige zuurkast aanschaffen?

Bovenstaande vraag is niet geheel onterecht, en een logische reflex. Een explosie in een zuurkast is jammer genoeg geen zeldzaam fenomeen, en de grote kans op nabijheid van een werknemer vergroot de mogelijke gevolgen drastisch.

Er zijn echter behoorlijk wat misvattingen omtrent dit onderwerp. De belangrijkste misvatting is “dat een explosie-veilige zuurkast gebouwd zou zijn om de gevolgen van een explosie te beperken.” De druk bij een (gas)-explosie kan stijgen tot enkele bar, en met zulke drukken zal zelfs veiligheidsglas gevaarlijke projectielen vormen. Het enige wat een explosie-veilige zuurkast doet, is geen éxtra ontstekingsbronnen introduceren.

Nog een misvatting: “De ventilator van de zuurkast moet ATEX-zijn, want er wordt gebruik gemaakt van een brandbaar product in de zuurkast.”  Wanneer de zuurkast correct gebruikt wordt, ligt het ventilatievoud in deze ruimte zo hoog, dat de kans op een explosief mengsel in de meeste gevallen verwaarloosbaar klein is. De gevormde brandbare gassen komen maar beperkt vrij. Denk bijvoorbeeld aan een destillatie-opstelling, waarbij er een lek is voor de koeler of een onderbreking in het koelwater. Daarentegen: Het uitgieten van een fles met brandbaar product in de zuurkast is geen te verwachten praktijk, en een grove overschatting van de potentiële lekbron.

Samengevat: het werken met brandbare producten, betekent niet automatisch een reden om te gaan kijken naar explosie-veilige zuurkasten. Aan de binnenzijde van standaard zuurkasten worden reeds standaard geen elektrische componenten voorzien, de verlichting is afgeschermd door een dik stuk veiligheidsglas, schakelaars staan steeds aan de buitenzijde, en alle bekabeling zit in de dubbele wand, afgeschermd van de ruimte van de zuurkast. Op het moment dat een brandbaar gas tot aan de ventilator komt, is dit reeds zodanig verdund dat de concentratie ver onder de LEL zit.

Hoe komt het dan dat er toch regelmatig ongelukken gebeuren? Het antwoord moet niet gezocht worden in de zuurkast zelf, maar aan de buitenzijde: de gebruiker zelf, en het gebrek aan opleiding met betrekking tot de specifieke risico’s omtrent explosies. Hieronder worden enkele veelgemaakte fouten opgesomd.

Oorzaak 1: Explosies veroorzaakt door een chemische reactie.

ATEX heeft geen betrekking op explosies door chemische reacties. Dus wanneer een chemische reactie zoveel druk creëert dat dit tot een explosie leidt, zal een explosie-veilige zuurkast hier niets aan veranderen. Wanneer deze oorzaak niet met zekerheid valt uit te sluiten, dient overwogen te worden om het reactievat voldoende zwak te maken, of te voorzien van een zwak punt.

Op deze manier zal de resulterende druk kunnen tegengehouden worden door de beschermingswand van de zuurkast. Indien de druk in een reactievat niet gegarandeerd laag kan gehouden worden, dienen extra maatregelen genomen te worden, en mag niet vertrouwd worden op de sterkte van de zuurkast. 

Oorzaak 2: Introduceren van ontstekingsbronnen.

Zoals eerder gesteld, is te verwachten dat de concentratie aan brandbare gassen voldoende is gedaald, wanneer deze gasstroom tot aan de extractie komt. Dit geldt echter niet persé voor de concentratie van brandbare gassen ter hoogte van het werkvlak van de zuurkast! Veelal zijn hier toestellen te vinden die hier niet thuishoren, bijvoorbeeld verwarmingsplaten, roertoestellen, enz…, en zijn deze niet ATEX-gecertificeerd. Deze kunnen dus dienen als ontstekingsbron, en het vast opstellen van deze toestellen in een zuurkast moet met de nodige risicoanalyse gepaard gaan, en werknemers moeten zich bewust zijn van de gevaren hieromtrent. Specifieke aandacht moet ook gaan naar flexibele, verplaatsbare afzuigmonden om zeer gericht af te zuigen. De combinatie van metaal en plastics met een voortdurende flow van lucht, zorgt ervoor dat deze sterk kunnen opladen en krachtige vonkontladingen kunnen veroorzaken. Vergewis u daarom steeds van een correcte en afdoende equipotentiaalverbinding en aarding van deze onderdelen.

Oorzaak 3: Introduceren van andere voorwerpen in de zuurkast.

De luchtflow in een zuurkast is verzekerd wanneer de mobiele wand in neergelaten toestand is, en wanneer deze luchtflow vrij kan bewegen. Veelal wordt een zuurkast echter gebruikt als mini-magazijn voor flessen met brandbaar of toxisch product. Deze praktijk belemmert de voorziene luchtflow, en kan zelfs dode zones creëren. Een secundaire lek, zoals een niet goed sluitende fles, zal nu leiden tot ophoping en de vorming van een explosief mengsel tot gevolg, met alle risico’s vandien. In labo’s die niet 24/7 bemand worden, worden daarenboven de zuurkasten weleens uitgeschakeld gedurende het weekend. Deze praktijk combineren met de opslag van ontvlambaar product is uiteraard ontoelaatbaar. Samenvattend het advies: Plaats in een zuurkast enkel de zaken die nodig zijn voor het experiment, vooral wanneer gewerkt wordt met (licht-) ontvlambare producten.

Aanvullend: De voorschriften voor zuurkasten staan beschreven in de normen 14175, en werden vertaald in de praktijkrichtlijn NPR 4500. Hierin staat een handige checklist om periodiek de zuurkast te controleren op correcte werking en de manier waarop deze controle dient te gebeuren. Een correct onderhouden zuurkast is uiteraard één van de basisvereisten voor veilig werken.

Conclusie

In bovenstaande tekst werden twee praktische problemen uitgewerkt, geïnspireerd door vragen en vaststellingen die ISMA regelmatig voorgeschoteld krijgt vanuit labo’s in het bedrijfsleven.

Aan de hand van deze tekst, kan u eenvoudig nagaan of er in uw bedrijf een mogelijkheid is tot verbetering op deze vlakken.

Wetgeving

In dit artikel is niet altijd rechtstreeks verwezen naar wetgeving of normen. De systematiek zoals besproken, wordt echter wel ondersteund door de ATEX-wetgeving en bijhorende normen.

Tot slot

Dit artikel behandelt zeker niet alle mogelijke explosiegevaren in een labo-omgeving, maar werkt enkel twee vaak voorkomende voorbeelden uit. Wanneer u echter vragen hebt over een specifieke toepassing, kan ISMA u daar steeds in adviseren.