Các dụng cụ đặc biệt không tạo tia lửa giúp tránh được những tai nạn nghiêm trọng vì chúng được làm từ các vật liệu như đồng berili và đồng nhôm, những chất liệu này sẽ không tạo ra tia lửa khi cọ xát vào nhau. Khi làm việc trong các khu vực có khí dễ cháy tồn tại trong không khí, hơi tích tụ hoặc các hạt bụi mịn lơ lửng, chỉ một tia lửa nhỏ từ dụng cụ thép thông thường cũng có thể gây ra sự cố nguy hiểm. Hãy nghĩ đến sự việc xảy ra tại kho hàng năm ngoái khi ai đó làm rơi cờ lê và gây ra vụ nổ. Các nghiên cứu gần đây về phòng ngừa cháy nổ cho thấy việc loại bỏ khả năng phát sinh tia lửa thực chất đã phá vỡ 'tam giác cháy' mà lực lượng cứu hỏa thường đề cập. Đó chính là điều kiện cần để bắt đầu một vụ cháy: oxy kết hợp với nhiên liệu cộng với một nguồn nhiệt. Vì vậy, loại bỏ bất kỳ một trong ba yếu tố này sẽ ngăn chặn toàn bộ quá trình cháy ngay từ đầu.
Các khu vực Loại 1, Phân khu 2 (C1D2) chứa các chất dễ cháy dưới điều kiện bất thường, do đó yêu cầu sử dụng các công cụ không tạo ra tia lửa ngay cả khi va chạm ngoài ý muốn. Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA) yêu cầu phải dùng công cụ không sinh tia lửa trong những môi trường này. Các cơ sở sử dụng công cụ phù hợp sẽ giảm được rủi ro nổ 73% so với những nơi sử dụng công cụ thông thường.
| Vật liệu | Mức độ rủi ro phát tia lửa tương đối | Sinh nhiệt | Tuân thủ OSHA |
|---|---|---|---|
| Thép carbon | cao hơn 98% | trung bình 220°C | Không |
| Đồng Beryllium | 0,2% so với thép | trung bình 80°C | Có |
| Đồng nhôm | 0,5% so với thép | trung bình 95°C | Có |
Dữ liệu từ 42 cơ sở công nghiệp cho thấy công cụ không sinh tia lửa làm giảm xác suất bắt lửa đến 98,5% trong môi trường dễ cháy nổ (Ponemon 2023).
Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA) yêu cầu các quy trình nghiêm ngặt đối với nơi làm việc xử lý các chất dễ cháy. Dụng cụ không tạo tia lửa trực tiếp đáp ứng điều khoản 29 CFR 1910.335(a)(2)(i), theo đó cấm sử dụng thiết bị có khả năng tạo tia lửa trong môi trường nổ. Một phân tích năm 2023 về các sự cố tại nhà máy lọc dầu cho thấy các cơ sở sử dụng dụng cụ phù hợp đã giảm 73% vi phạm liên quan đến bắt lửa.
Chứng nhận ANSI (Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ) xác nhận rằng dụng cụ không tạo tia lửa đáp ứng các tiêu chí chính xác về vật liệu và hiệu suất. Ví dụ, ANSI/ISEA 107-2020 yêu cầu kiểm tra tia lửa nghiêm ngặt trong hỗn hợp metan-không khí vượt quá nồng độ 6%. Việc xác minh độc lập thông qua các tổ chức kiểm định được công nhận đảm bảo dụng cụ chịu được điều kiện thực tế đồng thời duy trì sự tuân thủ OSHA.
Tiền phạt của OSHA do vi phạm liên quan đến tia lửa trung bình là 15.625 USD mỗi sự việc trong năm 2024, trong đó 38% dẫn đến việc đình chỉ hoạt động cho đến khi khắc phục. Các cơ sở sử dụng dụng cụ không phát tia lửa được chứng nhận theo tiêu chuẩn ANSI ghi nhận ít hơn 91% trường hợp bị trích dẫn về bụi dễ cháy trong dữ liệu Q1/2024 từ NSC. Việc chủ động áp dụng giúp loại bỏ chi phí ngừng hoạt động trung bình 58.000 USD do ngừng việc liên quan đến nổ.
Tại những nơi mà tia lửa có thể gây ra thảm họa, các dụng cụ không tạo tia lửa đang trở nên thiết yếu để kiểm soát rủi ro cháy nổ. Theo báo cáo của OSHA từ năm ngoái, gần hai phần ba các vụ tai nạn tại nơi làm việc xảy ra do người lao động tiếp xúc với vật liệu dễ cháy. Khi các nhà máy lọc dầu chuyển từ dụng cụ thép thông thường sang loại không tạo tia lửa, họ về cơ bản đã loại bỏ một mối nguy hiểm cháy nổ lớn ngay từ nguồn gốc. Các nhà máy hóa chất cũng ghi nhận lợi ích tương tự. Một khảo sát gần đây tại mười hai cơ sở khác nhau trên cả nước cho thấy các công ty sử dụng những dụng cụ đặc biệt này đã giảm được khoảng bốn mươi phần trăm sự cố liên quan đến thiết bị. Các đội bảo trì tại các địa điểm này cũng cho biết họ phải ngừng hoạt động khẩn cấp ít thường xuyên hơn nhiều kể từ khi chuyển đổi.
Các cơ sở công nghiệp hàng đầu kết hợp các dụng cụ không sinh tia lửa với chương trình đào tạo an toàn toàn diện, từ đó xây dựng hệ thống phòng vệ thực sự hiệu quả, vượt xa việc chỉ trang bị đúng thiết bị. Những người được đào tạo trực tiếp với các dụng cụ an toàn nội tại này thường phát hiện nguy cơ cháy nổ nhiều gấp ba lần khi thực hiện kiểm tra định kỳ trong khu vực nhà máy. Sự thay đổi tư duy này thực sự giúp giảm thiểu sự bất cẩn tại những khu vực nguy hiểm. Sau khi các doanh nghiệp bắt đầu sử dụng bộ dụng cụ không sinh tia lửa theo tiêu chuẩn trên toàn bộ hoạt động sản xuất, gần như tất cả các cán bộ an toàn đều ghi nhận việc báo cáo các sự cố suýt xảy ra và tai nạn được cải thiện rõ rệt. Việc duy trì các dụng cụ này ở trạng thái hoạt động tốt đóng vai trò rất quan trọng đối với an toàn lâu dài. Hầu hết các nhà máy thực hiện kiểm tra hàng tháng để đảm bảo mọi thứ luôn ở tình trạng tốt nhất, điều này lý giải vì sao một số nhà máy đã vận hành hàng thập kỷ mà không hề có một vụ tai nạn nào liên quan đến tia lửa dù sử dụng liên tục và cường độ cao.
Hỗn hợp đặc biệt của các kim loại trong đồng beryllium đã khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu để sản xuất các công cụ không tạo tia lửa, đòi hỏi cả độ chính xác và độ bền. Theo dữ liệu từ ASM International năm 2023, đồng beryllium thực sự chịu lực kéo tốt hơn khoảng 30 phần trăm so với đồng nhôm. Điều đó có nghĩa là những công cụ này có thể chịu được các lực xoắn mạnh ở những nơi mà tia lửa có thể gây chết người, chẳng hạn như xung quanh các bồn nhiên liệu tại các nhà máy lọc dầu hoặc sâu bên trong các hầm mỏ. Điều gì ngăn chúng tạo ra tia lửa? Đó là vì hợp kim này chứa rất ít carbon, cộng thêm cấu trúc tinh thể kim loại giúp chuyển ma sát thành nhiệt thay vì tạo ra tia lửa thực tế trong quá trình sử dụng. Hầu hết các nhà sản xuất công cụ hàng đầu đều sử dụng đồng beryllium khi chế tạo cờ lê, kìm và dụng cụ cắt vì việc đo đạc chính xác đến từng milimét rất quan trọng trong các môi trường công nghiệp nơi an toàn là yếu tố hàng đầu.
Đồng thau nhôm thực sự nổi bật ở những nơi như giàn khoan dầu ngoài khơi và các cơ sở xử lý hóa chất vì khả năng chống ăn mòn rất tốt. Điều gì mang lại lợi thế này? Một lớp oxit nhôm bảo vệ hình thành trên bề mặt, cung cấp khả năng bảo vệ khỏi hư hại do nước biển tốt hơn khoảng năm lần so với đồng thau thông thường theo các báo cáo ngành công nghiệp từ năm ngoái. Đối với các thiết bị như dụng cụ cạo đế van hoặc bộ điều chỉnh đường ống dẫn mà tiếp xúc với khí hydro sunfua hoặc các chất axit khác, đặc tính này hoàn toàn quan trọng. Một ưu điểm lớn khác: không giống như nhiều hợp kim gốc sắt, đồng thau nhôm sẽ không phản ứng với các hợp chất hữu cơ. Điều đó có nghĩa là không có nguy cơ cháy thứ cấp khi thực hiện các công việc bảo trì trong những khu vực nguy hiểm được phân loại là môi trường Loại 1 Phân khu 2.
Mặc dù đồng berili cung cấp hiệu suất vượt trội, nhưng các hạt bụi của nó có thể gây nguy cơ về hô hấp nếu xử lý không đúng cách. Giới hạn Phơi nhiễm Cho phép (PEL) của OSHA là 0,2 µg/m³ (29 CFR 1910.1024) yêu cầu phải áp dụng các biện pháp kiểm soát nghiêm ngặt:
Các nhà máy sử dụng dụng cụ không tạo tia lửa giảm được 57% số lần ngừng hoạt động liên quan đến an toàn so với các cơ sở sử dụng dụng cụ thông thường. Một tia lửa đơn lẻ từ dụng cụ thép thông thường có thể kích hoạt 4–8 giờ kiểm tra lưu lượng không khí bắt buộc và kiểm tra quy định trong môi trường Loại 1 Phân khu 2. Các lựa chọn thay thế không tạo tia lửa loại bỏ nguy cơ gián đoạn này đồng thời đáp ứng các yêu cầu OSHA 1910.269 và NFPA 70E.
Các đội bảo trì hoàn thành sửa chữa tại khu vực nguy hiểm nhanh hơn 22% khi sử dụng bộ dụng cụ chuyên dụng không tạo tia lửa, như đã được chứng minh trong các thử nghiệm tại các cơ sở hóa dầu. Sự gia tăng hiệu quả này bắt nguồn từ ba yếu tố:
Tính chất chống ăn mòn của dụng cụ đồng nhôm còn làm tăng năng suất bằng cách giảm tần suất thay thế trong các môi trường chế biến ẩm ướt.
Các công cụ không sinh tia lửa thường được làm từ các vật liệu như đồng berili và đồng nhôm, những vật liệu này sẽ không tạo ra tia lửa khi cọ xát vào nhau.
Trong môi trường Loại 1 Phân khu 2, nơi có thể tồn tại các chất dễ cháy, các công cụ không sinh tia lửa giúp ngăn ngừa bắt lửa bằng cách không tạo ra tia lửa, do đó giảm đáng kể nguy cơ nổ.
OSHA yêu cầu sử dụng các công cụ không sinh tia lửa trong môi trường nổ theo quy định tại 29 CFR 1910.335(a)(2)(i), nhằm giảm thiểu nguy cơ bắt lửa từ các công cụ có thể tạo ra tia lửa.
Các công cụ không sinh tia lửa nâng cao an toàn cho người lao động bằng cách giảm nguy cơ cháy nổ và đồng thời cải thiện hiệu quả vận hành nhờ giảm thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch do sự cố an toàn hoặc vi phạm quy định.
Các hạt bụi từ đồng berili có thể gây nguy cơ cho đường hô hấp nếu không được xử lý đúng cách. Giới hạn phơi nhiễm cho phép của OSHA (PEL) quy định các biện pháp kiểm soát nghiêm ngặt như sử dụng mặt nạ phòng độc và giám sát chất lượng không khí.