Техногенная катастрофа, причиной которой стала фрикционная искра — это трагический факт, заставивший инженеров искать принципиально новые решения. Искробезопасный инструмент возник в результате многолетних исследований природы искрообразования. Его история неразрывно связана с развитием добывающей и химической промышленности.
Как стальной инструмент оказался угрозой на производстве
В период массовой механизации шахтных работ горняки и химики осознали, что искра от стали способна инициировать цепную реакцию взрыва. Высокоуглеродистая сталь в контакте с камнем или другим металлом генерирует микрочастицы раскалённого металла, достаточные для поджига. Концентрация метана 5–15% в воздухе создаёт идеальную взрывоопасную смесь, что делало каждую ремонтную операцию потенциально фатальной.
Первым практическим решением предложили использовать материалы с низкой искрообразующей способностью. Низкая твёрдость цветных сплавов предотвращает образование раскалённых микрочастиц — эта физическая закономерность стала аксиомой промышленной безопасности. В каталогах специализированных поставщиков представлен выбор сверла (https://forum.pushkino.org/news/kak-vybrat-sverlo-po-metallu-pod-konkretnuiu-zadachu-r28044/), который предлагает весь спектр искробезопасного инструмента для промышленных нужд.
Как менялись материалы искробезопасного инструмента
С развитием нефтехимической и горнодобывающей отраслей промышленность прошла через несколько этапов эволюции сплавов. Наиболее доступным и ранним вариантом применение гальванического нанесения меди на стальную основу: использовали никелевую подложку для улучшения адгезии медного слоя. Омеднение давало экономичный результат ценой срока службы: после механического повреждения покрытия инструмент требует немедленной замены.
Более надёжной альтернативой омеднению оказалось производство инструмента целиком из цветных сплавов. Советские металлурги предложили сплав ВБ-3 на основе латуни: из него отливали ограниченный ассортимент ударных и монтажных инструментов. Мировая промышленность сделала ставку на алюминиевую бронзу: из него производят широкий ассортимент — от торцевых головок до лопат и топоров.
Лучшим из доступных сплавов считается бериллиевая бронза BeCu. BeCu обеспечивает прочность, сравнимую со сталью, при 100% искробезопасности. Это единственный материал, одновременно обладающий немагнитными свойствами, высокой прочностью и абсолютной искробезопасностью. Однако необходимо соблюдать осторожность: пыль бериллия токсична, поэтому обработка и утилизация такого инструмента требует соблюдения мер защиты.
От цеховых инструкций к международным регламентам
Долгое время требования к искробезопасному инструменту существовали лишь в виде отраслевых инструкций. Отечественная система стандартизации создала иерархию документов от ТУ до межгосударственных стандартов. Европейская система взрывозащиты получила единую нормативную основу в директиве ATEX: актуальная редакция учитывает опыт двух десятилетий практического применения.
«Один раз сэкономив на искробезопасном инструменте, предприятие рискует потерять несравнимо больше — людей, оборудование и репутацию» — международные организации по стандартизации промышленной безопасности.
В государствах-участниках технических регламентов обязательным является соответствие ТР ТС 012/2011. Требования детализируются в ГОСТ Р ЕН 13463-5-2009, ГОСТ Р ЕН 13463-1-2009. Применительно к пылевым средам ATEX выделяет зоны 20, 21 и 22 по аналогии с газовыми.