Hełmy  ochronne

 Wiele  stanowisk pracy w takich gałęziach przemysłu ja np. górnictwo, energetyka,  budownictwo, leśnictwo stwarza zagrożenia dla głowy pracownika. Do  najpoważniejszych   z tych zagrożeń należą urazy mechaniczne. Środkiem ochrony indywidualnej  chroniącym głowę pracownika jest grupa  poniżej opisanych przemysłowych hełmów ochronnych. Ich głównym zadaniem jest zabezpieczenie  głowy użytkownika przed:

• uderzeniami  pochodzącymi od spadających przedmiotów,
• uderzeniami  o nieruchome niebezpieczne obiekty na stanowisku pracy,
• poprzecznie  działającymi siłami ściskającymi,
• oraz  dodatkowo przed otwartym płomieniem, odpryskami stopionego metalu, porażeniem  prądem elektrycznym.

Ponadto  hełmy ochronne spełniające wymagania normy PN-EN 397:1997 służą również jako  konstrukcja bazowa dla innych środków ochrony indywidualnej np. osłon oczu i twarzy, ochronników słuchu, osłon karku itp.

 Przemysłowe hełmy ochronne w zależności  od przeznaczenia różnią się konstrukcją. Nie mniej tego można wskazać na ich  trzy wspólne elementy: skorupę, więźbę oraz pas główny.

 Najważniejszym  elementem hełmu z punktu widzenia elektrostatyki jest skorupa. Jej podstawowym  zadaniem jest przejęcie uderzenia, częściowe pochłonięcie jego energii i przekazanie pozostałej jej części na więźbę. Najczęściej stosowanymi  surowcami do produkcji skorup są: polietylen, poliamid, ABS i kompozyty mat  szklanych utwardzanych żywicami syntetycznymi. Zasadniczą  wadą tych materiałów, głównie ze względu na właściwości elektrostatyczne takie  jak: wysoka rezystancja, ograniczone możliwości odprowadzenia zgromadzonego  ładunku (sposób mocowania), łatwość wprowadzenia ładunków na powierzchnię  (pocieranie), jest możliwość powodowania zagrożeń w strefach gdzie występuje  atmosfera wybuchowa.

 W zależności od budowy i oferowanego stopnia  ochrony wśród przemysłowych hełmów ochronnych można wyróżnić następujące ich  typy:

 Przemysłowe hełmy lekkie

 Przemysłowy hełm lekki zabezpiecza  pracownika w przypadku zagrożenia głowy uderzeniem o twarde, nieruchome  przedmioty, które może wywołać powierzchniowe urazy skóry głowy. Spełnia on  wymagania normy PN-EN 812:2002 i jest przedstawiony na rys. 1.

Rys. 1. Przykładowe konstrukcje przemysłowych hełmów lekkich

Przemysłowe hełmy ochronne

 Przemysłowy  hełm ochronny zabezpiecza pracownika jeżeli jest on zagrożony przez spadające przedmioty,  które mogą uderzając w część ciemieniową głowy spowodować np. poważne  uszkodzenia czaszki, mózgu lub kręgów szyi. Spełnia on wymagania normy PN-EN  397:1997. Przykładowe konstrukcje takich hełmów przedstawiono na rys. 2.
 

 Rys.  2. Przykładowe konstrukcje przemysłowych hełmów ochronnych
Wysokoskuteczne hełmy ochronne

 Wysokoskuteczny hełm ochronny  zabezpiecza pracownika w przypadku występowania zagrożeń uderzenia przez  spadające przedmioty o dużej energii i ostrych krawędziach oraz uderzenia  pozaciemieniową częścią głowy o niebezpieczne obiekty na stanowisku pracy.  Spełnia on wymagania normy PN-EN 14052: 2006(U). Przykładowe rozwiązanie  przedstawiono na rys.3.


Rys. 3. Przykładowa konstrukcja wysokoskutecznego hełmu ochronnego

Środki  ochrony oczu i twarzy

 Wiele stanowisk pracy w takich gałęziach przemysłu ja np.  górnictwo, energetyka, budownictwo, leśnictwo, a także życie codzienne stwarza  zagrożenia dla oczu i twarzy człowieka. Istniejąca naturalna ochrona oka w postaci  spojówki chroniącej przed zanieczyszczeniami i zakażeniem (w wyniku wytworzenia cienkiej warstwy lekko oleistego płynu  łzowego) może być niewystarczająca. W takich przypadkach konieczne jest  stosowanie środków ochrony oczu. Powinny być one stosowane tam gdzie występują  następujące zagrożenia:

• uderzenia,
• promieniowanie optyczne,
• pyły i gazy,
• krople i rozbryzgi cieczy,
• stopione metale i gorące ciała stałe,
• łuk elektryczny.

           Do ochrony przed  wymienionymi czynnikami służą następujące cztery podstawowe kategorie środków  ochrony oczu:

• okulary ochronne,
• gogle ochronne,
• osłony twarzy,
• osłony spawalnicze (do tej kategorii ochron oczu zaliczamy  spawalnicze: tarcze, przyłbice, gogle i kaptury).

            W wymienionych kategoriach środków ochrony oczu montuje się wizjery,  szybki ochronne, siatki lub filtry (do grupy filtrów zaliczamy: filtry  spawalnicze, filtry chroniące przed nadfioletem, filtry chroniące przed  podczerwienią, filtry chroniące przed olśnieniem słonecznym, filtry chroniące  przed promieniowaniem laserowym). Wszystkie kategorie środków ochrony oczu  składają się, z części przeziernej (wizjery, szybki, siatki lub filtry) oraz z  ramki (dla okularów i gogli) lub korpusu wraz z nagłowiem (dla osłon).

 Okulary  ochronne są najbardziej powszechnie stosowaną ochroną oczu. Mogą  one być wyposażone w osłony zabezpieczające przed dostaniem się niebezpiecznych  rozbryzgów cieczy lub odprysków ciał stałych od strony czoła i od strony  bocznej. Przykładowy model okularów ochronnych przedstawiono na rys. 4.

Rys. 4. Okulary ochronne

Gogle ochronne (rys. 5) spełniają  wyższe wymagania, szczególnie w zakresie szczelności.  Ich konstrukcja zapewnia ścisłe przyleganie do twarzy użytkownika, co sprawia,  że mogą być one stosowane także do  ochrony przed czynnikami biologicznymi. Zarówno okulary jak
 i gogle ochronne ze względu na małą powierzchnię i dobre przyleganie do ciała  użytkownika nie powinny pozwalać na nadmierne gromadzenie się ładunku  elektrostatycznego, a tym samym stwarzać dużego zagrożenia wybuchowego w  atmosferach wybuchowych.


Rys. 5. Gogle ochronne  

Osłony  twarzy chronią całą twarz, a duża powierzchnia ochronna minimalizuje  prawdopodobieństwo przeniknięcia do wnętrza niebezpiecznych rozbryzgów cieczy. Ze  względu na stosunkowo dużą powierzchnię osłon i możliwość ich odizolowania od  ciała użytkownika poprzez elementy mocujące istnieje duże ryzyko gromadzenia  nadmiernej ilości ładunków elektrostatycznych.

 Osłony spawalnicze stanowią ostatnią  podstawową kategorię środków ochrony oczu. Zapewniają one ochronę użytkownika  przed szkodliwym promieniowaniem optycznym i innymi specyficznymi rodzajami zagrożeń, powstającymi np. podczas spawania.

Wspólnym elementem dla większości  opisanych powyżej kategorii ochron oczu jest szybka ochronna. Jej podstawowym zadaniem jest ochrona przed uderzeniami. Wykonuje  się ją   z polimetakrylanu metylu, octanu celulozy oraz (w przeważającej części)  poliwęglanu o grubościach od 0,25 mm do 3 mm. Materiał ten charakteryzuje bardzo duża  wytrzymałość mechaniczna. Wadą poliwęglanu, głównie ze względu na właściwości  elektrostatyczne takie jak: wysoka rezystancja, ograniczone możliwości  odprowadzenia zgromadzonego ładunku (sposób mocowania), łatwość wprowadzenia  ładunków na powierzchnię (pocieranie), jest możliwość powodowania zagrożeń w  strefach gdzie występuje atmosfera wybuchowa. Powszechne jest również  (szczególnie dla gogli) nakładanie warstw zapobiegających zaparowaniu,  zarysowaniu, promieniowaniu UV lub/i IR. Wszystkie wprowadzane powłoki mogą  mieć znaczny wpływ (dodatni jak i ujemny) na właściwości elektrostatyczne  środków ochrony oczu i twarzy.

Problematyka elektryczności  statycznej w środowisku pracy

 Elektryczność statyczna jest  zjawiskiem występującym powszechnie zarówno w warunkach naturalnych jak również  na stanowiskach pracy w środowiskach przemysłowych.

 Stan naelektryzowania powstaje w  większości przypadków w efekcie przemian lub procesów fizykochemicznych, w  których zachodzą oddziaływania o charakterze dynamiczno-kinetycznym i może być bezpośrednim skutkiem działalności człowieka.

 Wytworzony ładunek  elektrostatyczny gromadzi się z reguły na materiałach o małej przewodności  elektrycznej lub 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 wywoływać szereg różnorodnych zaburzeń w środowisku  pracy, a przede wszystkim:

• zagrożenie 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 szczególnie w miejscach, gdzie mogą pojawić się mieszaniny  wybuchowe, jest szczególnie groźne z punktu widzenia potencjalnych skutków dla pracownika.  W prawie Unii Europejskiej, a tym samym w prawie polskim dyrektywa ramowa 89/391/EWG i Kodeks Pracy nakłada na  pracodawcę odpowiedzialność za zapewnienie pracownikom bezpieczeństwa i ochrony  zdrowia. Należy to robić stosując metody organizacyjne, techniczne, środki  ochrony zbiorowej lub wreszcie środki ochrony indywidualnej.

 Unormowania prawne w zakresie  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 mających na celu poprawę stanu bezpieczeństwa i ochrony  zdrowia pracowników potencjalnie narażonych na ryzyko spowodowane atmosferami  wybuchowymi. Została ona wprowadzona 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 zagrożenia wybuchem należy wyeliminować wszystkie potencjalne źródła  zapłonu. Jednym z efektywnych źródeł zapłonu może być elektryczność statyczna  powstała np. poprzez możliwość naelektryzowania ciała człowieka. Może ono  nastąpić w wyniku używania przez pracownika niewłaściwych środków ochrony  indywidualnej,  a w szczególności w momencie ich kontaktu i tarcia z elementami zewnętrznymi.  Środki takie (odzież, przemysłowe hełmy ochronne, ochrony twarzy, obuwie, itd.)  wykonane w większości przypadków z tworzyw sztucznych o małej przewodności  elektrycznej mogą przyczynić się do powstania niebezpiecznych wyładowań  iskrowych lub wyładowań snopiących, co w przypadku, gdy energia wyładowania  jest większa od minimalnej energii zapłonu atmosfery wybuchowej, może stać się  źródłem zapłonu. Szczególnie niebezpieczne są wysokoenergetyczne wyładowania  iskrowe z powierzchni ciała człowieka.

 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". Dlatego też w strefie zagrożenia  wybuchem należy stosować antyelektrostatyczne środki ochrony indywidualnej.  Wymagania dla tych środków zostały sformułowane 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.

 W związku z masową produkcją i  stosowaniem przemysłowych hełmów ochronnych jak i ochron oczu i twarzy wykonanych z tworzyw sztucznych powstaje problem, w jaki  sposób ocenić zagrożenie wybuchem z punktu widzenia możliwości występowania  elektryczności statycznej. Należy zwrócić szczególna uwagę na to czy:

• tworzywo, z którego wykonany jest hełm lub osłona oczu i twarzy  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 których wykonany jest tego typu sprzęt mogą ulec niebezpiecznemu  naelektryzowaniu na skutek:

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

Szczegółowe wymagania dla  niektórych środków ochrony indywidualnej zawarte są w odpowiednich normach zharmonizowanych. W chwili obecnej 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.

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

 Do tej pory nie powstały natomiast  normy polskie ani europejskie dotyczące 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

 Aktualnie dostępnych jest kilka metod  laboratoryjnych oceny przydatności wyrobów do stosowania w warunkach zagrożenia  wybuchem. Wśród nich 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.

Ostatnia z nich to najczęściej stosowana grupa, głównie ze względu  na najwyższą, w porównaniu do pozostałych, powtarzalność i jednoznaczność otrzymywanych  wyników badań.  Zakładają one, że wyrób można  traktować jako antyelektrostatyczny wówczas, gdy jest on wykonany z materiału, który w warunkach użytkowania nie ulega elektryzacji lub  elektryzuje się w stopniu dopuszczalnym. W ramach tej grupy metod można  wyróżnić trzy podstawowe kryteria umożliwiające ocenę własności  elektrostatycznych materiałów: kryterium rezystancyjne, kryterium napięciowe i  kryterium czasu zaniku ładunku elektrostatycznego. Kryteria te charakteryzują  zdolność materiału do generowania lub rozpraszania ładunku elektrycznego.  Jeżeli stopień rozpraszania ładunku jest większy niż jego generowania to  zgromadzony na materiale ładunek będzie niski, a materiał może być  zakwalifikowany jako antyelektrostatyczny. Ocena prowadzona w oparciu o kryterium  rezystancyjne polega na pomiarze rezystancji materiału. Zgodnie z tym  kryterium (PN-92/E-05203), materiały przeznaczone do stosowania w strefach zagrożonych wybuchem  powinny charakteryzować się wartościami rezystancji nie większymi niż 106  W. Kryterium rezystancyjne ma zastosowanie jedynie do materiałów  jednorodnych i nie jest właściwe do oceny wielu nowoczesnych materiałów  kompozytowych, których elementy charakteryzują się różną rezystancją. Kryterium  napięciowe stanowi, że potencjał powierzchniowy w czasie użytkowania wyrobu  w obecności substancji palnych o minimalnej energii zapłonu W < 0,1 mJ powinien być mniejszy  niż 1 kV, natomiast w przypadku substancji o minimalnej energii  zapłonu 0,1 mJ < W < 0,5 J powinien być  mniejszy niż 3 kV. Stosowanie kryterium napięciowego wymaga uwzględnienia,  że potencjał pochodzący 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 tego  kryterium w praktyce jest utrudnione z powodu braku 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 podanych wyżej kryteriów do  oceny własności elektrostatycznych hełmów ochronnych i środków ochrony oczu i  twarzy jest możliwe tylko w wyspecjalizowanym laboratorium. Środki te 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. W związku z tym użytkownik lub pracownik  służb BHP nie ma możliwości samodzielnej oceny sprzętu pod kątem możliwości  jego stosowania w strefach zagrożonych wybuchem. W przypadku konieczności  dokonania takiej oceny jak również warunków późniejszej eksploatacji i  konserwacji sprzętu należy kierować się informacjami przedstawianymi przez  producentów oraz bezwzględnie przestrzegać warunków zapisanych w instrukcjach  użytkowania sprzętu. Informacje te muszą być potwierdzone wynikami badań,  posiadanymi certyfikatami lub deklaracją zgodności sprzętu.