Narzędzia nieiskrzące w strefach Ex – kiedy naprawdę są wymagane?

Nie w każdej strefie. Norma EN 1127-1 dopuszcza zwykłe stalowe klucze, śrubokręty i wkrętaki w strefach 1/21 oraz 2/22 – w strefie 1 pod warunkiem, że gaz nie należy do podgrupy IIC[1]. Realny wymóg pojawia się w strefie 0, przy podgrupach o niskiej energii zapłonu oraz tam, gdzie w grę wchodzi kontakt lekkiego metalu ze zardzewiałą stalą. Ostateczną decyzję i tak podejmuje pracodawca na podstawie oceny ryzyka i dokumentu zabezpieczenia przed wybuchem.

Rynek mówi co innego – „w każdej strefie Ex tylko narzędzia nieiskrzące”. To wygodna teza, bo prosta i sprzedaje komplet za kilka tysięcy złotych. Normy stawiają sprawę precyzyjniej: liczy się energia uderzenia, podgrupa gazu i kombinacja materiałów, a nie sam fakt, że narzędzie jest ze stali. Poniżej rozkładamy to na liczby, które da się wpisać do procedury zakładowej.

Kiedy są wymagane narzędzia nieiskrzące w strefach Ex?

Punkt wyjścia dla osoby, która musi zdecydować, co kupić. Progi energii pochodzą z ISO 80079-36; podział narzędzi na typ a) i typ b) – z Załącznika A do EN 1127-1[1].

Norma podaje też próg prędkości uderzenia: 15 m/s, poniżej którego ocena zapłonu nie jest wymagana[1]. Dla metali nieiskrzących próg w strefie 0 podnosi się do 60 J – i to jest właściwa miara tego, ile realnie zyskujesz, przechodząc na stop miedzi.

Cała decyzja układa się w krótki ciąg: strefa → podgrupa gazu lub pyłu → energia uderzenia → materiał narzędzia. Jeśli któregoś ogniwa nie znasz, nie da się uzasadnić ani zakupu, ani jego braku.

Dobór narzędzi to wniosek z oceny ryzyka, a nie osobna decyzja zakupowa.

Ile energii potrzeba, żeby iskra zapaliła atmosferę?

Bez udziału reakcji termitowej zapłon od uderzenia stali o stal wymaga energii rzędu dziesiątek dżuli albo prędkości uderzenia przekraczających 10 m/s[1]. To liczby, które trudno osiągnąć ręcznie.

W strefie 0 rachunek zmienia się drastycznie. Dla poziomu ochrony EPL Ga w podgrupie IIC progi spadają do 5 J dla wodoru i 3 J dla węglowodorów, w tym acetylenu. Dla metali nieiskrzących te same progi wynoszą 60 J – dwudziestokrotnie więcej[1]. To jedyna sytuacja, w której korzyść z kompletu AlBr lub CuBe daje się wyrazić liczbą.

Kiedy progi w ogóle nie obowiązują?

Norma zamyka listę wyjątków. Progi energii i prędkości uderzenia nie mają zastosowania, jeżeli[1]:

• występuje kombinacja stop lekki – stal;
• występuje kombinacja stal utwardzona – stal utwardzona albo stal utwardzona – granit;
• w atmosferze mogą pojawić się dwusiarczek węgla, tlenek węgla lub tlenek etylenu.

Ta lista powinna trafić wprost do instrukcji prac w strefie. Jeśli którykolwiek warunek jest spełniony, nie liczysz dżuli – przechodzisz na ocenę ryzyka dla konkretnej czynności i konkretnego stanowiska.

Czym właściwie jest iskra zapalająca?

Kanadyjskie CCOHS zwraca uwagę na rzecz, którą łatwo przeoczyć: zapalić mogą zarówno materiały iskrzące, jak i nieiskrzące. Narzędzia nieiskrzące jedynie zmniejszają prawdopodobieństwo powstania iskry, nie eliminują go[3]. O tym, czy iskra jest zapalająca, decydują trzy rzeczy naraz: masa, temperatura i czas trwania. Iskra jasna, ale drobna i krótkotrwała, nie przekaże atmosferze wystarczającej energii.

Z czego są zrobione narzędzia nieiskrzące?

Z brązu aluminiowego (AlBr) albo ze stopu berylowo-miedzianego (CuBe). Norma EN 60079-36 zalicza do metali nieiskrzących między innymi miedź, cynk, cynę, ołów oraz niektóre mosiądze i brązy – metale nieżelazne o wysokiej przewodności cieplnej, trudno się utleniające[1]. Mechanizm jest prosty: wysoka przewodność odprowadza ciepło z punktu tarcia, zanim odprysk zdąży się rozgrzać do temperatury zapłonu.

Dane za tabelą analityczną producenta narzędzi[4]. Przed zakupem zweryfikuj parametry w karcie konkretnego wyrobu – widełki bywają różne u różnych wytwórców.

Dlaczego są odlewane, a nie kute. W przeciwieństwie do zwykłych narzędzi, nieiskrzące odlewa się w jednym z tych dwóch stopów. Skutek jest praktyczny: przy przeciążeniu narzędzie odlewane raczej się wygina, niż łamie, a przekrój kluczy jest szerszy niż w wersjach stalowych, żeby równomierniej przenosić moment[4]. To także główny powód wyższej ceny i mniejszej trwałości gwintów oraz krawędzi roboczych.

Kiedy narzędzie nieiskrzące bywa gorszym wyborem?

Są sytuacje, w których stop miedzi jest przeciwwskazany – i to nie z powodu ceny.

Drugi przypadek to zanieczyszczenie narzędzia. Okruch stali wbity w miękką powierzchnię klucza z brązu zamienia go z powrotem w źródło iskry stalowej. Dlatego narzędzia nieiskrzące wymagają utrzymania w czystości i okresowych oględzin, a nie tylko zakupu.

Prawdziwe źródło zapłonu: reakcja termitowa

Największe ryzyko nie leży w kluczu. Tarcie lub uderzenie między utlenioną, zardzewiałą stalą a metalami lekkimi – aluminium, magnezem, tytanem, cyrkonem – wywołuje egzotermiczną reakcję termitową, zdolną zapalić atmosferę przy stosunkowo niewielkiej sile[1]. Przewodnik Komisji Europejskiej formułuje to jeszcze ostrzej: kombinacji metalu lekkiego i stali (poza nierdzewną) należy zawsze unikać tam, gdzie w normalnej pracy dochodzi do tarcia, uderzenia lub ścierania[2].

W strefach pyłowych dochodzi mechanizm dwustopniowy. Iskra mechaniczna nie musi od razu zapalić obłoku – wystarczy, że wywoła tlenie w warstwie osadzonego pyłu, a to tlenie samo staje się źródłem zapłonu atmosfery wybuchowej[2]. Dlatego w hali z osadami pyłu rozmowa o narzędziach ma sens dopiero po rozmowie o utrzymaniu czystości i źródłach zapłonu.

Czy narzędzie nieiskrzące musi mieć certyfikat ATEX?

Nie. Zwykłe narzędzia ręczne nie mają własnego źródła zapłonu w rozumieniu dyrektywy produktowej 2014/34/UE, więc nie są objęte jej zakresem i nie podlegają certyfikacji jako urządzenia[7]. Obowiązek doboru bezpiecznego wyposażenia wynika z dyrektywy stanowiskowej 1999/92/WE i z rozporządzenia Ministra Gospodarki z 8 lipca 2010 r.[8] – czyli z odpowiedzialności pracodawcy, nie z oznaczenia na narzędziu.

Praktyczna konsekwencja: jeśli dostawca pokazuje „certyfikat ATEX” na klucz, warto sprawdzić, czego ten dokument właściwie dotyczy. Certyfikacji podlegają urządzenia i systemy ochronne – tym zajmujemy się w ramach certyfikacji ATEX i CE.

Co mówi druga strona sporu?

Warto znać stanowisko przeciwne, bo pada w rozmowach z branżą naftową. API RP 2214 stwierdza, że stosowanie nieżelaznych narzędzi ręcznych nie jest uzasadnione jako środek zapobiegania pożarom w operacjach naftowych, opierając się na badaniach eksperymentalnych z węglowodorami i wieloletniej praktyce; zastrzega przy tym, że nie obejmuje pracy z materiałami o niższych energiach zapłonu ani atmosfer wzbogaconych w tlen[5].

Dwa zastrzeżenia, bez których cytowanie API jest nieuczciwe. Po pierwsze – publikacja jest oznaczona jako historyczna, a komitet techniczny rewidował stanowisko, więc nie jest to aktualnie obowiązująca rekomendacja. Po drugie – nieobecność udokumentowanych zdarzeń nie jest tym samym co dowód bezpieczeństwa. Do przeglądu tematu wrócono zresztą po eksplozji w kompleksie ExxonMobil Baytown z 23 grudnia 2021 r., gdzie w złożonym tydzień później pozwie twierdzono, że wykonawca użył klucza w praktyce jako młotka i wywołał iskrę zapalającą gaz[6]. To treść pozwu, a nie ustalona przyczyna – ale dobrze pokazuje, gdzie leży realne ryzyko: w używaniu narzędzia niezgodnie z przeznaczeniem.

Eksploatacja: co skraca życie narzędzia nieiskrzącego

• Temperatura. Powyżej 250 °C stop berylowo-miedziany traci właściwości i staje się miękki jak czysta miedź[4].
• Regeneracja. Szlifowanie CuBe wytwarza szkodliwy pył i opary – regenerację prowadzi się wyłącznie na mokro[4].
• Zanieczyszczenia. Okruchy stali i cząstki ferrytyczne wbite w miękką powierzchnię znoszą efekt, dla którego kupiono narzędzie.
• Przeciążenie. Odlew wygina się zamiast pękać – ale wygięty klucz to narzędzie do wymiany, nie do prostowania.
• Użycie niezgodne z przeznaczeniem. Klucz nie jest młotkiem. To najczęstsza realna droga do iskry o dużej energii.

Jak to się łączy z dokumentacją ATEX?

Dobór narzędzi nie jest osobną decyzją zakupową – wynika z klasyfikacji stref i wykazu źródeł zapłonu. Kolejność jest zawsze ta sama: [ocena zagrożenia wybuchem](https://atex-doradztwo.pl/ocena-zagrozenia-wybuchem-w-firmie/) → [wyznaczenie stref](https://atex-doradztwo.pl/wyznaczanie-strefy-zagrozenia-wybuchem/) → identyfikacja źródeł zapłonu → środki organizacyjne i wyposażenie → [DZPW](https://atex-doradztwo.pl/dokument-zabezpieczenia-przed-wybuchem-dzpw/). Wymagania wobec narzędzi i materiałów wnoszonych do strefy powinny być zapisane w dokumencie, a nie ustalane przy okazji zamówienia.

Drugim miejscem, w którym temat wraca, jest zezwolenie na prace pożarowo niebezpieczne – to tam wpisuje się, jakich narzędzi i materiałów wolno użyć przy konkretnej czynności. Zgodność praktyki z dokumentacją sprawdzamy w ramach audytu ATEX, a zasady pracy w strefie omawiamy na szkoleniach ATEX.

Najczęściej zadawane pytania o narzędzia nieiskrzące w strefach Ex

Materiał ma charakter poradnikowy. Progi liczbowe pochodzą z opracowania referującego treść norm EN 1127-1 i ISO 80079-36 – przed wdrożeniem warto zweryfikować brzmienie aktualnych wydań. Dobór narzędzi, materiałów i środków organizacyjnych dla konkretnej instalacji należy do pracodawcy i wynika z oceny ryzyka oraz dokumentu zabezpieczenia przed wybuchem.

Źródła

• [1] H. T. Dearden (InstMC Ex-SIG) – Hand tools for Ex zones, briefing note, HazardEx, 2024. Podział narzędzi na typ a) i b) wg Załącznika A do EN 1127-1:2019, progi 10 J / 20 J / 15 m/s wg ISO 80079-36, progi 3 J i 5 J dla EPL Ga oraz 60 J dla metali nieiskrzących, lista wyjątków, reakcja termitowa, acetylenki, aluminiowe pokrywy urządzeń. Dokument zastrzega, że nie stanowi porady, a decyzja należy do prowadzącego ruch.
  https://www.hazardexonthenet.net/article/205484/Hand-tools-for-Ex-zones.aspx
• [2] Komisja Europejska, DG Employment – Non-binding guide to good practice for implementing Directive 1999/92/EC (ATEX Workplace), 2005. Zakaz kombinacji metal lekki – stal w miejscach tarcia i uderzeń, mechanizm tlenia warstwy pyłu od iskry mechanicznej.
  https://www.ipu.co.uk/wp-content/uploads/2016/03/EU-ATEX-Directive-99-92-EC-Application-Guidelines-2005.pdf
• [3] CCOHS (Kanadyjskie Centrum BHP) – Hand Tools: Non-sparking tools, 2024. Definicja iskry zapalającej (masa, temperatura, czas trwania) oraz zastrzeżenie, że nazwa „nieiskrzące” jest myląca.
  https://www.ccohs.ca/oshanswers/safety_haz/hand_tools/nonsparking.html
• [4] STAHLWILLE – Safety in explosive hazard zones: Non-sparking tools, broszura techniczna, 2018. Skład stopów AlBr i CuBe, wytrzymałość, twardość Brinella, przenikalność magnetyczna, ograniczenie 250 °C, szlifowanie na mokro, technologia odlewania. Materiał producenta – wiarygodna jest tabela analityczna, nie warstwa marketingowa.
  https://termoelektrotrade.com/wp-content/uploads/2021/04/Broschure-Funkenfreie-Werkzeuge_EN.pdf
• [5] API RP 2214 – Spark Ignition Properties of Hand Tools, wydanie 4, 2004 (R2010). Stanowisko, że narzędzia nieżelazne nie są uzasadnione jako środek prewencji pożarowej w operacjach naftowych, oraz sugestia terminu „niskoiskrzące”. Publikacja oznaczona jako historyczna – nie jest aktualnie obowiązującą rekomendacją.
  https://standards.globalspec.com/std/1358992/api-rp-2214
• [6] L. G. Britton, R. J. Willey – Pros and cons of non-sparking tools, Process Safety Progress (AIChE), 2022. Kontekst eksplozji w ExxonMobil Baytown z 23 grudnia 2021 r. i treść pozwu dotyczącego użycia klucza jako młotka.
  https://aiche.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/prs.12347
• [7] Dyrektywa 2014/34/UE w sprawie urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej – zakres stosowania (art. 1). Podstawa wyłączenia zwykłych narzędzi ręcznych spod obowiązku certyfikacji produktowej.
• [8] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 8 lipca 2010 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy, związanych z możliwością wystąpienia w miejscu pracy atmosfery wybuchowej, Dz.U. 2010 nr 138 poz. 931. Obowiązek pracodawcy w zakresie oceny ryzyka, środków organizacyjnych i wyposażenia pracy w strefach zagrożenia wybuchem.