Sześciofluorek siarki (inaczej heksafluorek siarki, SF6) jest bezbarwnym, bezwonnym, nierozpuszczalnym w wodzie i niepalnym gazem o gęstości większej niż powietrze. Został odkryty w 1901 roku przez Henry'ego Moissana laureata Nagrody Nobla. Główne zastosowanie SF6 jako izolator w przemyśle elektrycznym zostało rozpoznane dopiero w latach 60. XX wieku. Jego unikalne właściwości sprawiają, że jest niezastąpiony w wielu zastosowaniach. W normalnych warunkach gaz ten jest nietoksyczny, jednak pod wpływem łuku elektrycznego może powstać tetrafluorek siarki (SF4) i inne substancje toksyczne. Gaz SF6 charakteryzuje się wyjątkową stabilnością chemiczną i elektryczną. Jest prawie pięć razy cięższy od powietrza, co sprawia, że doskonale nadaje się jako izolator w takich urządzeniach jak rozłączniki i transformatory. Największe zastosowanie znajduje w przemyśle energetycznym, gdzie jest wykorzystywany do zapobiegania przepięciom i wyładowaniom elektrycznym. SF6 charakteryzuje się znacznie większą wytrzymałością dielektryczną niż powietrze przy ciśnieniu atmosferycznym, z kolei jego właściwości dielektryczne są gorsze niż oleju mineralnego i próżni stosowanych w energetyce. Należy również wspomnieć, że porównywalne parametry do oleju mineralnego i próżni SF6 uzyskuje przy ciśnieniu powyżej 5 atm. Sześciofluorek siarki wymaga niezwykle wytrzymałej obudowy z powodu różnicy ciśnień i ciśnienia wewnętrznego generowanego podczas łuku elektrycznego.

Zastosowanie gazu SF6

Gaz SF6 wykorzystywany jest w różnych aplikacjach przemysłowych, takich jak aparatura rozdzielcza z izolacją gazową, przyrządy radiologiczne, akceleratory cząstek oraz sprzęt do produkcji półprzewodnikowej. Jedną z kluczowych cech SF6, która czyni go tak wartościowym w przemyśle elektrycznym, jest jego niezwykła stabilność chemiczna i termiczna. Gaz ten zachowuje swoje właściwości izolacyjne nawet w ekstremalnych warunkach, co czyni go idealnym do zastosowań w środowiskach o wysokim napięciu i w wysokich temperaturach. SF6 jest tak gęsty, że potrafi na swojej powierzchni utrzymać lekkie przedmioty np. folię aluminiową, co jest często pokazywane w eksperymentach naukowych. Gaz SF6 znajduje również zastosowanie w medycynie, szczególnie w ultrasonografii okulistycznej oraz w leczeniu niektórych rodzajów odwarstwienia siatkówki, gdzie jego zdolność do tworzenia bariery gazowej jest wykorzystywana do utrzymania siatkówki w prawidłowej pozycji.

Regulacje prawne dotyczące gazu SF6

Międzynarodowe regulacje dotyczące gazu SF6 są zróżnicowane. Protokół z Kioto podpisany w 1997 roku identyfikuje SF6 jako jeden z sześciu gazów cieplarnianych, które należy ograniczyć. Jest on jednym z najmocniejszych gazów, a jego potencjał globalnego ocieplenia jest około 23,500 razy większy niż CO2. Każdy z krajów podejmuje samodzielne inicjatywy prawne mające na celu zmniejszenie emisji SF6, choć jego wykorzystanie nadal jest dozwolone w wielu zastosowaniach. W poszukiwaniu alternatyw dla SF6 naukowcy i inżynierowie badają różne rozwiązania. Jednym z obiecujących kierunków są gazy o mniejszym wpływie na środowisko, takie jak powietrze, azot czy mieszanka gazów z dodatkiem fluoru, które mogą oferować podobne właściwości izolacyjne. Ponadto rozwijane są technologie solidnych i ciekłych izolatorów mogące zastąpić SF6 w niektórych zastosowaniach.

Należy również wspomnieć, że od 1 stycznia 2026 roku planowane jest wprowadzenie zakazu stosowania SF6 we wszystkich rozdzielnicach średniego napięcia. Po tej dacie przewidziany jest dwuletni okres przejściowy, podczas którego będzie możliwa sprzedaż produktów, które zostały wprowadzone na rynek przed tą datą. Zmiany regulacyjne oraz postęp technologiczny są kluczowe w dążeniu do zrównoważonego i ekologicznie odpowiedzialnego przemysłu energetycznego.

Jakie są zagrożenia? 

SF6 jest gazem bezwonny i nietoksycznym, co sprawia, że jego wykrycie bez odpowiednich narzędzi jest trudne. Wdychanie SF6 w dużych ilościach może prowadzić do niedotlenienia, ponieważ wypiera tlen z płuc. Długotrwała ekspozycja naraża na poważne problemy zdrowotne, w tym prowadzące do obrzęku płuc. Należy więc zachować szczególną ostrożność przy obsłudze urządzeń z SF6, aby uniknąć przypadkowego wdychania. W związku z powyższym w 2006 roku Parlament Europejski wprowadził regulacje dotyczące heksafluorku siarki (SF6), które zostały zaktualizowane w 2015 roku poprzez rozporządzenie UE 517/2014 zwane również rozporządzeniem dotyczącym fluorowanych gazów cieplarnianych (F-gazów). Zgodnie z Artykułem 10 tego rozporządzenia wprowadzono wymóg obowiązkowych szkoleń dla osób obsługujących urządzenia wykorzystujące gaz SF6, mające na celu zwiększenie odpowiedzialności i ograniczenie emisji spowodowanych przez nieprawidłowe postępowanie.

Z perspektywy ekologicznej SF6 jest jednym z najmocniejszych znanych gazów cieplarnianych. Jego potencjał globalnego ocieplenia jest około 23,500 razy większy niż dwutlenku węgla i może pozostać w atmosferze przez tysiące lat. Emisje SF6, pomimo że stanowią niewielki procent ogólnych emisji gazów cieplarnianych, mają proporcjonalnie duży wpływ na zmiany klimatyczne. Dlatego tak ważne jest stosowanie się do regulacji dotyczących jego użycia i dążenie do znalezienia bezpieczniejszych alternatyw.

Wyciek i kontrola szczelności 

Aby zmniejszyć zagrożenia wynikające z potencjalnych wycieków SF6 z urządzeń znajdujących się na rynku, kluczowa jest implementacja obowiązkowych procedur kontroli szczelności. Obecne standardy branżowe dotyczące wycieków, które skupiają się głównie na hermetycznie zamkniętych, nowoczesnych systemach wykorzystujących SF6, często nie odpowiadają wymaganiom starszego sprzętu, a także procesom jego utylizacji. Należy zwrócić uwagę, że każdy wyciek (nawet najdrobniejszy) związany z gazami fluorowymi może być niebezpieczny, stąd konieczność przeprowadzania dokładnych kontroli. Istotne jest, aby wszyscy dostawcy rozwiązań w zakresie dystrybucji i przesyłu energii elektrycznej zaangażowali się do wprowadzenia wyższych standardów kontroli i bezpieczeństwa.

Firma WIKA wprowadza wiodące rozwiązania

1. Aparatura kontrolno pomiarowa i wiedza

Do prawidłowego funkcjonowania instalacji wykorzystujących SF6 niezbędne są specjalistyczne urządzenia oraz wiedza. Firma WIKA poprzez doświadczony zespół ekspertów WEgrid oferuje kompleksowe rozwiązania dla instalacji z gazem SF6.

2. Monitorowanie gęstości gazu

Ponad milion przyrządów WIKA do monitorowania gęstości gazu SF6 jest używanych na całym świecie. Urządzenia te są hermetyczne i skompensowane temperaturowo, co pozwala na uzyskanie rzetelnych wyników pomiarowych nawet w najcięższych warunkach.

3. Bezpieczeństwo i wykrywanie wycieków 

Niskie stężenia produktów rozkładu w gazie SF6 mogą obniżać bezpieczeństwo instalacji. WIKA oferuje detektory gazu SF6 i czujniki emisji do wykrywania wycieków oraz zapobiegania emisji gazu do atmosfery. Zawory samozamykające i trwałe gazoszczelne połączenia pomagają zapobiegać wyciekom gazu SF6, które są szkodliwe dla środowiska.

4. Serwis i obsługa

Opróżnianie i napełnianie zbiorników gazu SF6, a także jego przetwarzanie wymagają specjalistycznego sprzętu. WIKA oferuje kompletny asortyment produktów do obsługi gazu SF6 w przemyśle energetycznym, sektorze transmisji i dystrybucji energii, koncentrując się na bezpieczeństwie, ochronie środowiska, serwisowaniu i obsłudze sprzętu oraz innowacyjnych rozwiązaniach technicznych w tym obszarze.