Ex alebo ako správne vybrať zariadenie do nebezpečného priestoru [príručka + úlohy].
Problém pochopenia označenia Ex na nevýbušných zariadeniach je obrovský. Svedčí o tom nielen naša každodenná komunikácia so zákazníkmi, ale aj skutočnosť, že naša príručka, ktorá vysvetľuje túto problematiku, bola stiahnutá už 10 000-krát. Dnes sme pre vás pripravili sprievodcu touto problematikou s úlohami, ktoré vám poskytnú potrebný základ pre správny výber a prevádzku zariadení Ex. To vás ochráni pred nákladnými a predovšetkým nebezpečnými chybami.
POZNÁMKA: skôr ako prejdeme k hlavnej časti článku, je vhodné objasniť niekoľko pojmov:
| Koncept | Význam |
| Ex zariadenie / zariadenie odolné proti výbuchu | Akékoľvek zariadenie alebo komponent určený na prevádzku v nebezpečnom priestore. |
| Označenie Ex / ochrana proti výbuchu | Séria symbolov na výrobnom štítku, vo vyhlásení o zhode a v osvedčení o typovej skúške (ak sa vyžaduje), ktoré informujú o mieste možnej inštalácie zariadenia, o bezpečnostných prvkoch použitých na zariadení na zníženie rizika vznietenia výbušného prostredia a o podmienkach jeho používania. |
| Certifikát ATEX | Hovorový výraz pre certifikát o typovej skúške, t. j. dokument potvrdzujúci kladný výsledok posúdenia zhody pomôcky, ktoré vykonal notifikovaný orgán za účasti notifikovanej osoby. |
POZNÁMKA: nie všetky zariadenia určené do výbušného prostredia musia mať certifikát ATEX (oficiálne známy ako certifikát o typovej skúške). Vysvetlenie nájdete v článku s názvom: Musia mať všetky zariadenia Ex certifikát ATEX.
Špeciálne označenie Ex zariadení – právny základ
Výrobcovia zariadení do výbušného prostredia musia spĺňať požiadavky obsiahnuté v smernici ATEX (2014/34/EÚ), ktorej ustanovenia boli do našej legislatívy zavedené nariadením ministra rozvoja zo 6. júna 2016 o požiadavkách na zariadenia a ochranné systémy určené na použitie v prostredí s nebezpečenstvom výbuchu (Zbierka zákonov 2016, čiastka 817). Z tohto nariadenia okrem iného vyplýva povinnosť uvádzať na výrobných štítkoch, vo vyhlásení o zhode a v osvedčení o typovej skúške (ak bolo vydané) osobitné označenia, ktoré sa označujú ako nevýbušný prvok.
Príklad nevýbušného prvku s vysvetlením jednotlivých označení:
- skupina zariadení
- kategória zariadenia
- potvrdenie, že zariadenie je odolné proti výbuchu
- typ ochrany proti výbuchu
- podskupina výbušnosti prachu/plynu/par, pre ktorú je zariadenie určené
- teplotná trieda (plyny a pary) a/alebo maximálna povrchová teplota (prach)
- úroveň ochrany zariadenia (EPP)
Čo vám napovie označenie Ex (ochrana proti výbuchu) na zariadení
Jednotlivé komponenty, ktoré tvoria nevýbušnú funkciu zariadenia, možno rozdeliť do dvoch skupín:
- potrebné pre správny výber zariadenia na použitie v prostredí s nebezpečenstvom výbuchu – uvádzajú, za akých podmienok sa zariadenie môže používať,
- ktoré ochranné opatrenia boli do zariadenia začlenené s cieľom odstrániť zdroje vznietenia – majú často vplyv na náklady na nákup, inštaláciu a prevádzku zariadenia.
Cieľom tohto článku je pomôcť vám vybrať zariadenie na prevádzku v príslušnom nebezpečnom priestore (bod 1) bezpečným spôsobom, a teda v súlade s platnými predpismi. Keďže vysvetlenie závislostí a dôsledkov druhého bodu je rozsiahla téma, popíšeme ju v samostatnom článku.
Príklad označenia Ex (ochrana proti výbuchu)
Nižšie je uvedený príklad funkcie nevýbušnosti svietidla HARDO OptiLine. Toto svietidlo môže pracovať vo výbušnom prostredí, ktoré vytvárajú horľavé plyny a pary z horľavých kvapalín, ako aj horľavý prach. Z tohto dôvodu sme označenia uviedli v dvoch riadkoch – zvlášť pre plyny a pary a zvlášť pre prachy.
| [DOGS] | II 2D Ex tb IIIC T70°C Db |
| [PLYNY/PARTY] | II 3G Ex ec IIC T4 Gc |
Výber zariadenia do nebezpečného priestoru – na čo sa zamerať
Nižšie nájdete tabuľky s vysvetlením jednotlivých prvkov nevýbušnej funkcie. Zelená farba znamená, že hodnota je odvodená od uvedeného označenia, ktoré nájdete na výrobnom štítku, vo vyhlásení o zhode a v certifikáte o typovej skúške (bežne označovanom ako certifikát ATEX). Tieto označenia, ako sme už spomenuli, nás informujú o podmienkach, za ktorých sa dané zariadenie môže bezpečne používať. Sú preto rozhodujúce pre správny výber zariadenia Ex z hľadiska bezpečnosti a súladu s predpismi. Práve na ne sa zameriame v nasledujúcej časti.
Skupina zariadení
| I | Zariadenia na použitie v podzemných banských dielach | |
| II | Zariadenia určené na použitie v iných prevádzkach ako v baniach |
Kategória zariadení
V závislosti od toho, či ide o zariadenie pracujúce v banskom závode alebo v inom ako banskom závode (pozri vyššie uvedené skupiny zariadení), sú zariadenia zaradené do rôznych kategórií. Tie označujú, za akých podmienok (skupina I) alebo v akej zóne s nebezpečenstvom výbuchu (skupina II) sa zariadenie môže používať.
Kategórie pre skupinu zariadení I
| M1 | Ťažobné zariadenia: zariadenia schopné prevádzky aj v prípade zriedkavých udalostí ovplyvňujúcich tieto zariadenia. Požadovaná úroveň ochrany sa zabezpečí v prípade dvoch nezávislých porúch | |
| M2 | Ťažobné zariadenia: zdroje vznietenia spojené s týmto zariadením sa nesmú aktivovať ani za najťažších prevádzkových podmienok, najmä v dôsledku hrubej manipulácie a meniacich sa podmienok prostredia. Zariadenia určené na vypnutie v prípade výbušnej atmosféry |
Kategórie pre skupinu zariadení II
To, do ktorej kategórie môže výrobca zaradiť pomôcku, závisí od úrovne bezpečnosti, ktorú daná pomôcka zaručuje.
Zariadenie môže byť určené na prevádzku v plynárenských a/alebo prašných zónach. Preto sa v označení na typovom štítku pri kategórii zariadenia pridávajú písmená D a/alebo G, ak:
- D je skratka pre prachovú atmosféru,
- G znamená atmosféru spôsobenú plynmi alebo parami horľavých kvapalín (G – gas).
| 1G | Zariadenie určené pre zóny 0, 1 a 2 generované plynmi alebo parami. | Veľmi vysoká úroveň bezpečnosti. Zariadenie nespôsobuje žiadne účinné zdroje vznietenia ani pri zriedkavých poruchách. | |
| 1D | Zariadenie určené pre zóny 20, 21 a 22 generované prachom. | ||
| 2G | Jednotka určená pre zóny 1 a 2 generované plynmi alebo parami. | Vysoká úroveň bezpečnosti. Jednotka nevytvára žiadne účinné zdroje vznietenia ani počas očakávanej poruchy. | |
| 2D | Jednotka určená pre zóny 21 a 22, v ktorých vznikajú prachy . | ||
| 3G | Jednotka určená pre zónu 2 generovaná plynmi alebo parami | Normálna úroveň bezpečnosti. Jednotka počas bežnej prevádzky nespôsobuje žiadne účinné zdroje vznietenia. | |
| 3D | Jednotka určená pre zónu 22 generovaná prachom |
POZNÁMKA 1: v niektorých prípadoch môže mať zariadenie na rôznych miestach rôzne kategórie, napr. iné vo vnútri a iné vonku. Príkladom môže byť ventilátor, ktorý má vo vnútri kategóriu 2D (to znamená, že v potrubí môže byť zóna 22 alebo 21), zatiaľ čo zvonka má kategóriu 3D (môže byť nainštalovaný v zóne 22). V dôsledku toho bude označenie takéhoto ventilátora vyzerať takto: 2/3D.
POZNÁMKA 2: v iskrovo bezpečných obvodoch sa môžeme stretnúť s tzv. pridruženým zariadením (iskrovo bezpečná bariéra alebo oddeľovač). To znamená, že toto zariadenie je určené na použitie v spojení s iskrovo bezpečným zariadením inštalovaným v nebezpečnom priestore a v závislosti od konštrukcie môže byť samo umiestnené v inej zóne alebo v bezpečnom priestore.
Funkcia sprievodného zariadenia bude obsahovať kategóriu a typ zabezpečenia zariadenia, s ktorým môže spolupracovať. Kategória bude uvedená v okrúhlych zátvorkách a typ zabezpečenia bude uvedený v hranatých zátvorkách (pozri tabuľku nižšie). Ak je pridružené zariadenie určené pre:
- inštalácia mimo nebezpečného priestoru, bude uvedená len kategória a typ ochrany zariadenia, s ktorým sa môže používať (v zátvorkách),
- inštalácia v prostredí s nebezpečenstvom výbuchu, potom sa okrem kategórie a typu ochrany zariadenia, s ktorým sa môže používať (bod 1 vyššie), uvedie mimo zátvorky aj jeho vlastná kategória a typ ochrany.
Príklad označenia Ex pre zariadenie Ex – pridružené pripojenie zariadenia v prípade iskrovo bezpečných obvodov
| Zóna 0 | Zóna 1 | Z óna bez nebezpečenstva |
II 1GEx ia IIC T4 Ga Označenie iskrovo bezpečného zariadenia | II(1)G [Ex ia Ga] IIC Označenie pridruženého zariadenia | |
II 1GEx ia IIC T4 Ga Označenie iskrovo bezpečného zariadenia | II 2(1)G Ex d[ia Ga] IIC T4 Gb Označenie pridruženého zariadenia |
Grafický príklad 1
Grafický príklad 2
Príklady kategórií zariadení:
| Označenie | Popis | Popis, príklady | |
|---|---|---|---|
| Ex II 1 D | Zariadenia skupiny II na použitie mimo baní, kategória 1 prach | Inštalácia v zóne 20 | |
| Ex II (1) G D | Zariadenie skupiny II, pridružené zariadenie, na použitie so zariadením kategórie 1 na prach a plyn | Inštalácia mimo zóny Ex, pridružené zariadenie inštalované v zóne 0 alebo 20 | |
| Ex II 2 (1) G | Zariadenie skupiny II, pridružené zariadenie kategórie 2, na použitie s plynovým zariadením kategórie 1 | Namontované v zóne 1, spolupracuje so zariadením namontovaným v zóne 0 (napr. pridružené zariadenie namontované v zóne 1 spolupracuje so zariadením namontovaným v zóne 0) | |
| Ex II (2) G (1) G | Zariadenie skupiny II, pridružené zariadenie, na použitie s plynovým zariadením kategórie 1 a kategórie 2 | Namontované mimo Ex zóny, spolupracuje so zariadením namontovaným v zóne 1 a zariadením namontovaným v zóne 0 |
| Označenie | Popis | Popis, príklady | |
|---|---|---|---|
| II 1/2 G | Spotrebič skupiny II, časť spotrebiča kategórie 1, časť spotrebiča kategórie 2 plyn | Inštalácia na hranici zóny, časť spotrebiča pracujúceho v zóne 0, časť v zóne 1 (napr. snímač inštalovaný v stene nádrže medzi zónami 0 a 1) | |
| II 3/3 D | Skupina II, zariadenie kategórie 3 vnútri a mimo zariadenia | Inštalácia na prechode zón, vnútri zariadenia zóna 22, mimo zóny 22 (napr. ventilátor so zónou 22 vnútri namontovaný v zóne 22) | |
| II 2/- G | Zariadenie skupiny II, kategória 2 vo vnútri | Hraničná montáž zóny, vnútri zariadenia zóna 1, mimo nie zóny (napr. ventilátor so zónou 1 vnútri namontovaný mimo Ex) | |
| II -/3 D | Zariadenie skupiny II, zariadenie kategórie 3 vonkajšie | Zariadenie nevýbušná atmosféra, montáž v zóne 22 (napr. ventilátor, spínanie nevýbušná atmosféra namontovaný v zóne 22) | |
II 3 G II 2 D |
Zariadenia skupiny II, kategórie 3 plyn a kategórie 2 prach | Montáž v zóne 2 alebo zóne 21 | |
| GD | Ochranný systém na použitie v plynnej/parnej/prašnej atmosfére | Inštalácia v zóne 0, 1, 2 alebo v zóne 20, 21, 22 |
Ako určím požadovanú kategóriu zariadenia?
Aby ste vedeli, do akej kategórie má zariadenie patriť, musíte skontrolovať, v akej nebezpečnej oblasti bude pracovať.
Podľa nariadenia ministra hospodárstva z 8. júla 2010 o minimálnych požiadavkách na bezpečnosť a hygienu práce v súvislosti s možnosťou výskytu výbušnej atmosféry na pracovisku (Zbierka zákonov 2010, č. 138, položka 931), ktorým sa do poľskej legislatívy zavádza smernica ATEX USER (1999/92/ES), sa vo výbušnej atmosfére musia používať elektrické a neelektrické zariadenia príslušnej kategórie vybrané podľa typu určenej zóny:
– v zóne 0 sa môžu používať len zariadenia kategórie 1G,
– v zóne 1 – zariadenia kategórie 1G alebo 2G,
– v zóne 2 – zariadenia kategórie 1G, 2G alebo 3G,
– v zóne 20 sa môžu používať len zariadenia kategórie 1D,
– v zóne 21, zariadenia kategórie 1D alebo 2D,
– v zóne 22 – zariadenia kategórie 1D, 2D alebo 3D
Zóny sú určené na základe normy EN IEC 60079-10-1:2021-09 – Klasifikácia priestorov. Plynné výbušné atmosféry a EN 60079-10-2:2015-06 – Klasifikácia priestorov. Prachové výbušné atmosféry, pričom sa okrem iných aspektov berú do úvahy tieto skutočnosti:
- pre plynové zóny
- vlastnosti látky
- možné zdroje emisií, ktoré môžu viesť k vytvoreniu výbušnej atmosféry
- stupeň emisie (kontinuálny, prvý alebo druhý)
- rýchlosť prúdenia vzduchu nad zdrojom emisií
- stupeň zriedenia
- dostupnosť/spoľahlivosť vetrania
- fyzické prekážky
- pre prašné zóny
- vlastnosti látky
- možné zdroje emisií, ktoré môžu viesť k vytvoreniu výbušnej atmosféry
- veľkosť prachových častíc (granulácia),
- špecifická hustota prachu
- vlhkosť prachu
- tlak v zariadení obsahujúcom prach
- umiestnenie a veľkosť otvoru, cez ktorý sa emisie šíria
- emisný výkon
- prítomnosť alebo neprítomnosť odsávacieho vetrania
- existujúce mechanické prekážky
- použité čistiace operácie – účinnosť čistenia
Cieľom vykonanej klasifikácie je označiť oblasti v rámci zariadenia, v ktorých sa môže vyskytovať výbušné prostredie. V závislosti od času alebo frekvencie výskytu môžeme určiť zóny:
| ZÓNA 0 | Výbušná atmosféra sa vyskytuje nepretržite, často alebo dlhodobo |
| ZÓNA 20 | |
| ZÓNA 1 | Výbušné prostredie sa niekedy môže vyskytnúť počas bežnej prevádzky |
| ZÓNA 21 | |
| ZÓNA 2 | Výbušná atmosféra sa nevyskytuje počas bežnej prevádzky a pretrváva krátku dobu počas výskytu |
| ZÓNA 22 |
Klasifikáciu zón s nebezpečenstvom výbuchu nájdete v posúdení rizika výbuchu alebo v posúdení nebezpečenstva výbuchu. Podľa ustanovení smernice ATEX USER (1999/92/ES) je povinnosť vypracovať posúdenie rizika výbuchu spolu s určením zón ohrozenia výbuchom na zamestnávateľovi. V praxi sa táto úloha zadáva externým odborným spoločnostiam. Jednou z takýchto spoločností je WOLFF GROUP, ktorá za svoju 30-ročnú históriu vypracovala niekoľko stoviek posúdení rizika výbuchu pre priemyselné podniky zo všetkých hlavných priemyselných odvetví.
Podskupina výbuchu pre plyny a pary horľavých kvapalín
Horľavé plyny a pary horľavých kvapalín sú zaradené do podskupín výbušnosti IIA, IIB alebo IIC. Určujú sa okrem iného na základe testu maximálnej experimentálnej bezpečnej medzery (MESG) alebo testu minimálneho zápalného prúdu (MIC).
| Limity MESG | Podskupina výbušnosti |
| ≥ 0,9 mm | IIA |
| 0,5 mm < MESG < 0,9 mm | IIB |
| ≤ 0,5 mm | IIC |
| Limitné hodnoty MIC | Podskupina výbušnosti |
| > 0,8 | IIA |
| 0,45 ≤ MIC ≤ 0,8 | IIB |
| < 0,45 | IIC |
Ako určíte podskupinu výbušnosti pre plyny a kvapalné pary?
Pre plyny a pary horľavých kvapalín sa podskupina výbušnosti nachádza v norme EN ISO/IEC 80079-20-1 Výbušné atmosféry. Časť 20-1: Vlastnosti materiálov na klasifikáciu plynov a pár. Skúšobné metódy a tabuľkové údaje, kde nájdete tabuľku s výsledkami pre viac ako dvesto látok. V prípade potreby nás môžete tiež kontaktovať, aby sme mohli vykonať kontrolu v našich databázach.
Ak uvedené metódy zlyhajú, na určenie podskupiny výbušnosti podľa uvedenej normy je potrebné vykonať:
- Laboratórne testovanie MIC (minimálny zápalný prúd),
- Laboratórne testovanie maximálnej experimentálnej bezpečnostnej vzdialenosti (MESG), inak známej ako minimálna hasiaca medzera,
- definícia podskupiny na základe podobnosti chemickej štruktúry (tzv. predbežná klasifikácia).
Na určenie výbušnej podskupiny zvyčajne stačí určiť len jeden z parametrov (najčastejšie MIC). Iba ak je výsledok hraničný, mal by sa potvrdiť stanovením druhého parametra.
Ako vybrať zariadenie na prácu v potenciálne výbušnom prostredí tvorenom látkami z danej podskupiny výbušnosti – pre plyny a kvapalné pary?
| IIA | Zariadenia s označením IIA sa môžu používať vo výbušnej atmosfére, ktorú vytvárajú výlučne plyny a pary podskupiny IIA. | |
| IIB | Prístroje s označením IIB sa môžu používať vo výbušnej atmosfére vytváranej plynmi a parami z podskupín IIA a IIB. | |
| IIC | Prístroje označené IIC sa môžu používať vo výbušnej atmosfére tvorenej plynmi a parami podskupín IIA, IIB a IIC. |
*MESG – maximálna experimentálna bezpečná medzera. Hodnota v milimetroch stanovená v laboratórnych podmienkach pre plyny a pary. **MIC – minimálny zápalný prúd – minimálny prúd v obvode schopný zapáliť stechiometrickú zmes plynov alebo pár, MIC je definovaný ako pomer zápalného prúdu látky k zápalnému prúdu zmesi metánu a vzduchu.
Podskupina pre prachy s nebezpečenstvom výbuchu
Horľavým prachom sa priraďujú podskupiny výbušnosti IIIA, IIIB a IIIC.
| Podskupina výbušnosti | Popis |
| IIA Aglomerát prchavých horľavých vlákien | Pevné častice obsahujúce vlákna s menovitou veľkosťou viac ako 500 μm, ktoré sa pod vlastnou váhou uvoľňujú, ale môžu zostať visieť vo vzduchu – napr. vlákna z umelého hodvábu, bavlny, juty, konope, kakaových vlákien |
| IIB nevodivé prachy | Horľavé prachy s elektrickým odporom väčším ako103 ꭥ*m |
| IIC vodivé prachy | Horľavý prach s elektrickým odporom najviac103 ꭥ*m |
Ako určíte podskupinu výbušnosti pre prach a vlákna?
V prípade prachov závisí podskupina výbušnosti od tvaru a veľkosti prachových častíc (prchavé horľavé vlákna – podskupina IIIA) a od elektrického odporu (IIIB – nevodivé prachy alebo IIIC – vodivé prachy). Stanovenie týchto parametrov sa vykonáva podľa ustanovení normy EN ISO/IEC 80079-20-2:2016-05 Výbušné atmosféry — Časť 20-2: Vlastnosti materiálov — Skúšobné metódy pre horľavé prachy.
Ako vybrať zariadenie na prácu v nebezpečnom priestore tvorenom látkami z určitej podskupiny výbušnín – pre horľavý prach?
| IIIA | Zariadenia s označením IIIA sa môžu používať len vo výbušnom prostredí, ktoré vytvára prach podskupiny IIIA. | |
| IIIB | Zariadenia s označením IIIB sa môžu používať vo výbušnej atmosfére vytváranej prachmi podskupín IIIA a IIIB. | |
| IIIC | Zariadenia s označením IIIC sa môžu používať vo výbušnej atmosfére vytváranej prachom z podskupín IIIA, IIIB a IIIC. |
Povrchová teplota zariadenia ako potenciálny zdroj vznietenia
Zatiaľ čo v prípade väčšiny zdrojov vznietenia, ktoré sa môžu vyskytnúť v zariadení, použitie danej ochrany znižuje riziko vznietenia, v prípade teploty to neplatí. Použitá ochrana ho úplne neodstráni, ale len obmedzí na určitú úroveň. Na akej úrovni?
O tom nás informuje ďalšia položka atribútu ochrany proti výbuchu. V prípade prachov výrobca uvádza konkrétnu hodnotu maximálnej povrchovej teploty, v prípade plynov a horľavých pár teplotnú triedu, do ktorej je zaradená povrchová teplota zariadenia.
Teplotná trieda (plyny a pary)
Teplotnú triedu zariadenia určuje jeho výrobca a je to maximálna teplota, ktorá sa môže vyskytnúť na jeho povrchu za najnepriaznivejších prevádzkových podmienok (napr. najvyššia teplota okolia, najvyššie zaťaženie zariadenia). Ak zariadenie môže dosiahnuť rôzne povrchové teploty za rôznych prevádzkových podmienok, výrobca môže v atribúte uviesť rôzne teplotné triedy – to však musí byť špecifikované presnejšie.
Pri výbere zariadenia na použitie v konkrétnej výbušnej atmosfére musíme porovnať jeho teplotnú triedu s teplotnou triedou plynu a/alebo pary, ktoré môžu v danej oblasti vytvoriť výbušnú atmosféru. Teplotná trieda plynu alebo pary zasa závisí od jej teploty samovznietenia. Inými slovami, zariadenie musíme vybrať tak, aby teplota na jeho povrchu, vyjadrená jeho teplotnou triedou, neprekročila teplotu samovznietenia látky, s ktorou môže zariadenie prísť do styku.
| T6 | Zariadenie sa môže používať pre plyny a pary, ktorých teplota samovznietenia je vyššia ako85oC. Môže ísť napríklad o plyny a pary s teplotou vzplanutia: 90oC, 120oC, 230oC, 528oC, 1252oC. | |
| T5 | Prístroj sa môže používať pre plyny a pary, ktorých teplota samovznietenia je vyššia ako100oC. Môžu to byť napríklad plyny a pary s teplotou vzplanutia: 120oC, 230oC, 528oC, 1252oC. | |
| T4 | Jednotka sa môže používať pre plyny a pary s teplotou samovznietenia vyššou ako135oC. Môžu to byť napríklad plyny a pary s bodom vzplanutia: 230oC, 528oC, 1252oC | |
| T3 | Jednotka sa môže používať pre plyny a pary s teplotou samovznietenia vyššou ako200oC. Môžu to byť napríklad plyny a pary s bodom vzplanutia: 230oC, 528oC, 1252oC | |
| T2 | Jednotka sa môže používať pre plyny a pary s teplotou samovznietenia vyššou ako300oC. Môžu to byť napríklad plyny a pary s bodom vzplanutia: 528oC, 1252oC | |
| T1 | Jednotka sa môže používať pre plyny a pary, ktorých teplota samovznietenia je vyššia ako450oC. Môžu to byť napríklad plyny a pary s bodom vzplanutia: 528oC, 1252oC |
Maximálna povrchová teplota jednotky (prach)
Situácia je trochu odlišná v prípade maximálnej povrchovej teploty spotrebiča. V tomto prípade je potrebné vypočítať prípustnú teplotu pre spotrebiče podľa nasledujúcej tabuľky.
| T...oC | Na overenie, či zariadenie môže bezpečne pracovať v nebezpečnom priestore vytvorenom konkrétnym horľavým prachom, je potrebné vykonať jednoduchý výpočet prípustnej povrchovej teploty. Ich účelom je zohľadniť príslušné bezpečnostné rezervy. Teplota vznietenia oblaku prachu Teplota vertikálnych (sklonených viac ako 60° od horizontály) vyhrievaných povrchov nesmie prekročiť 2/3 minimálnej teploty vznietenia oblaku prachu. Tbezp. premrak = 2/3 –Tabak Teplota vznietenia oblaku prachu Maximálna prípustná teplota vodorovných povrchov zariadení, na ktorých sa môže vytvoriť vrstva prachu, sa určuje s prihliadnutím na hrúbku vrstvy. V prípade zariadenia s vrstvou prachu s hrúbkou najviac 5 mm by táto teplota nemala prekročiť 75 °C pod minimálnou teplotou vznietenia vrstvy prachu. Tbezp.pre 5 mm vrstvu = T5mm – 75 °C Z bezpečnostných dôvodov sa zvyčajne predpokladá, že maximálna povrchová teplota zariadenia musí byť nižšia ako nižšia z vypočítaných hodnôt. V opačnom prípade dané zariadenie nespĺňa vaše požiadavky. |
Ako určíte teplotutabakového oblaku prachu a teplotu vrstvy prachu T5 mm?
Obe hodnoty sa určujú v notifikovaných laboratóriách testovaním konkrétneho prachu z oblasti vášho zariadenia. Na tento účel sa musí odobrať vzorka z oblasti, kde sa očakáva, že prach bude mať najnáročnejšie parametre horľavosti a výbušnosti (spolu s testom teploty vznietenia sa zvyčajne testuje aj niekoľko ďalších parametrov – dolná medza výbušnosti, minimálna energia vznietenia, maximálny tlak výbuchu alebo konštanta Kst).
Ak má váš závod dokument o ochrane pred výbuchom (ORD) založený na posúdení rizika výbuchu (ORW), mali by ste v ňom nájsť obe teploty. Môžete použiť aj údaje z literatúry, ale toto riešenie bude podliehať určitej, niekedy značnej nepresnosti.
Ak máte problémy s vyhľadaním týchto hodnôt, kontaktujte nás. Máme rozsiahlu databázu parametrov horľavého prachu, ktorú vám bezplatne sprístupníme. Môžeme tiež vo vašom mene vykonať testy v laboratóriu. Druhá možnosť je najlepším riešením, pretože tieto parametre nie sú fyzikálne konštanty a ich hodnoty závisia od viacerých faktorov, ako je veľkosť častíc testovaného prachu, jeho vlhkosť a obsah prímesí.
Preto môže mať prach na rôznych miestach zariadenia rôzne horľavé a výbušné vlastnosti. V extrémnych prípadoch môže byť chemicky rovnaký prach z jedného miesta zariadenia bezpečný (napr. vysoký obsah vlhkosti), zatiaľ čo prach z iného miesta môže predstavovať vysoké riziko výbuchu (napr. prach zo sušičky alebo mlyna). Nižšie je uvedený príklad parametrov drevného prachu v rôznych častiach zariadenia:
| Miesto odberu vzoriek prachu | Dolná hranica výbušnosti DGW [g/m3] | Minimálna energia vznietenia MEZ [mJ] | Teplota vznietenia oblaku prachu Tbf[oC]. | Teplota vznietenia vrstvy prachu T5mm.[oC]. | Maximálny tlak výbuchu Pmax [bar] | Index výbušnosti Kst [bar*m/s] |
| Premietací stroj | 30 | 173 | 430 | 330 | 8,5 | 57,2 |
| Brúsky | 30 | 55 | 430 | 320 | 9,5 | 91,1 |
| Preosiať | 30 | 120 | 430 | 330 | 8,6 | 58,5 |
Vzhľadom na uvedené skutočnosti by sme mali zvážiť, kde budú tieto parametre najvyššie, t. j. kde v našom zariadení je prach najjemnejší a najsuchší, a odtiaľ ho vziať na testovanie. Zvyčajne odporúčame odobrať vzorku zo zberačov prachu. Množstvo prachu potrebné na úplné testovanie je približne 3,5 kg.
Úlohy, ktoré sa majú vykonať
Úloha 1
Hľadáte svietidlo na prácu v chemickom priemyselnom závode. Bude pracovať v zóne 2 s nebezpečenstvom výbuchu spôsobeného vodíkom. Viete, že tento plyn patrí do podskupiny výbušnosti IIC a teplotnej triedy T1. Ktoré zariadenie môže pracovať v týchto podmienkach rizika výbuchu?
Ktoré zariadenie je vhodné?
| Zariadenie 1 | Zariadenie 2 | Zariadenie 3 |
| II 2 D Ex tb IIIC T70°C Db II 3 G Ex ec IIC T4 Gc | II 3 D Ex tc IIIC T70°C Dc II 2 G Ex eb IIC T2 Gb | II 3 D Ex tc IIIC T170°C Dc II 3 G Ex ec IIA T1 Gc |
Odpoveď:
Keďže sa zaoberáme plynnou výbušnou atmosférou, zameriavame sa len na druhý riadok označenia, pretože sa týka plynov a kvapalných pár. Pri analýze opísanej situácie vieme, že minimálne požiadavky, ktoré musí zariadenie spĺňať, musia byť schopné prevádzky za týchto podmienok:
- plynná výbušná atmosféra,
- Zóna 2
- Výbuchová podskupina IIC
- teplotná trieda T1
- Certifikát o typovej skúške ATEX (zóna 2) sa nevyžaduje
Zariadenie 1
II 3 G Ex ec IIC T4 Gc
| II | Svietidlo môže pracovať vo všetkých priemyselných zariadeniach okrem baníctva | ✔ |
| 3 G | jednotka môže pracovať zóna 2 nebezpečenstvo výbuchu v dôsledku prítomnosti plynov alebo kvapalných výparov | ✔ |
| IIC | zariadenie dokáže pracovať so všetkými podskupinami plynov a kvapalných pár (IIA, IIB a IIC) | ✔ |
| T4 | znamená, že jednotka môže pracovať s plynmi a kvapalnými parami s týmito teplotnými triedami T1, T2, T3 a T4 | ✔ |
| Záver – zariadenie môže pracovať za požadovaných podmienok. | ||
Zariadenie 2
II 2 G Ex eb IIC T2 Gb
| II | Svietidlo môže pracovať vo všetkých priemyselných zariadeniach okrem baníctva | ✔ |
| 2 G | zariadenie môže pracovať v zóne 1 a zóne 2 s nebezpečenstvom výbuchu z dôvodu prítomnosti plynov alebo kvapalných pár | ✔ |
| IIC | zariadenie dokáže pracovať so všetkými podskupinami plynov a kvapalných pár (IIA, IIB a IIC) | ✔ |
| T2 | znamená, že spotrebič môže pracovať s plynmi a kvapalnými parami v týchto teplotných triedach T1a T2 | ✔ |
| Záver – zariadenie môže pracovať za požadovaných podmienok. | ||
Zariadenie 3
II 3 G Ex ec IIA T1 Gc
| II | Svietidlo môže pracovať vo všetkých priemyselných zariadeniach okrem baníctva | ✔ |
| 3 G | jednotka môže pracovať zóna 2 nebezpečenstvo výbuchu v dôsledku prítomnosti plynov alebo kvapalných výparov | ✔ |
| IIA | zariadenie sa môže používať len s látkami v podskupine výbušnosti plynov a pár kvapalín IIA | ⛌ |
| T1 | znamená, že jednotka môže pracovať s plynmi a kvapalnými parami teplotnej triedy T1 | ✔ |
| Záver – zariadenie nemôže fungovať za požadovaných podmienok. | ||
Úloha 2
Situácia ako v úlohe 1 s tým rozdielom, že v pracovnom priestore svietidla môže byť okrem vodíka prítomný aj sírovodík. Parametre oboch plynov nájdete v nasledujúcej tabuľke. Pripomíname, že sa zaoberáme zónou 2 s nebezpečenstvom výbuchu a priemyselným zariadením, ktoré nie je banským.
| Podskupina výbušnosti | Temp. trieda | |
| Vodík | IIC | T1 |
| Sírovodík | IIB | T3 |
Ktoré zariadenie je vhodné?
| Zariadenie 1 | Zariadenie 2 | Zariadenie 3 |
| II 2 D Ex tb IIIC T70°C Db II 3 G Ex ec IIC T4 Gc | II 3 D Ex tc IIIC T70°C Dc II 2 G Ex eb IIC T2 Gb | II 3 D Ex tc IIIC T70°C Dc II 3 G Ex ec IIA T1 Gc |
Odpoveď:
Keďže máme do činenia s plynnou výbušnou atmosférou, zameriavame sa len na druhý riadok označenia, pretože práve ten sa vzťahuje na plyny a kvapalné pary. keďže tentoraz máme do činenia s dvoma plynmi, musíme si vybrať najnáročnejší/nepriaznivejší? parametre. Pri analýze opísanej situácie teda vieme, že minimálne požiadavky, ktoré musí spotrebič spĺňať, musia byť také, aby bol schopný pracovať v týchto podmienkach:
- plynná atmosféra
- Zóna 2
- Podskupina výbuchu IIC (vodík)
- teplotná trieda T3 (sírovodík)
- Certifikát o typovej skúške ATEX (zóna 2) sa nevyžaduje
Zariadenie 1
II 3 G Ex ec IIC T4 Gc
| II | Svietidlo môže pracovať vo všetkých priemyselných zariadeniach okrem baníctva | ✔ |
| 3 G | jednotka môže pracovať zóna 2 nebezpečenstvo výbuchu v dôsledku prítomnosti plynov alebo kvapalných výparov | ✔ |
| IIC | znamená, že zariadenie môže pracovať so všetkými podskupinami plynov a kvapalných pár (IIA, IIB i IIC) | ✔ |
| T4 | znamená, že spotrebič môže pracovať s plynmi a kvapalnými parami v týchto teplotných triedach T1, T2, T3 a T4 | ✔ |
| Záver – zariadenie môže pracovať za požadovaných podmienok. | ||
Zariadenie 2
II 2 G Ex eb IIC T2 Gb
| II | Svietidlo môže pracovať vo všetkých priemyselných zariadeniach okrem baníctva | ✔ |
| 2 G | jednotka môže pracovať v zóne 1 a zónu 2 nebezpečenstva výbuchu spôsobeného prítomnosťou plynov alebo kvapalných výparov | ✔ |
| IIC | znamená, že zariadenie môže pracovať so všetkými podskupinami výbuchu plynov a kvapalných pár (IIA, IIB i IIC) | ✔ |
| T2 | jednotka sa môže používať s plynmi a parami kvapalín s týmito teplotnými triedami T1 a T2, ale nemožno použiť s teplotami T3, T4, T5 a T6 | ⛌ |
| Záver – zariadenie nemôže fungovať za požadovaných podmienok. | ||
Zariadenie 3
II 3 G Ex ec IIA T1 Gc
| II | Svietidlo môže pracovať vo všetkých priemyselných zariadeniach okrem baníctva | ✔ |
| 3 G | jednotka môže pracovať zóna 2 nebezpečenstvo výbuchu v dôsledku prítomnosti plynov alebo kvapalných výparov | ✔ |
| IIA | zariadenie môže pracovať len s látkami v skupinách výbušnosti plynov a pár kvapalín IIA (nemôže pracovať s látkami IIB a IIC) | ⛌ |
| T1 | jednotka sa môže používať s plynmi a parami kvapalín s nasledujúcimi teplotnými triedami T1, ale nemožno použiť s teplotami T2, T3, T4, T5 a T6 | ⛌ |
| Záver – zariadenie nemôže fungovať za požadovaných podmienok. | ||
Úloha 3
Chcete vybrať svietidlo pre závod v potravinárskom priemysle. Svietidlo bude pracovať v priestore, kde sa môže nachádzať zóna s nebezpečenstvom výbuchu spôsobená prítomnosťou múky a cukrového prachu. Vykonali ste skúšky výbuchu týchto prachov. Nižšie nájdete výňatok z týchto testov:
| Teplota vznietenia vrstvy prachu [5 mm] | Bod vzplanutia oblaku prachu | Podskupina výbušnosti | |
| Múka | 460°C | 390°C | IIIB |
| Cukor | 430°C | 310°C | IIIB |
Ktoré zariadenie je vhodné?
| Zariadenie 1 | Zariadenie 2 | Zariadenie 3 |
| II 2 D Ex tb IIIC T70°C Db II 3 G Ex ec IIC T4 Gc | II 3 D Ex tc IIIA T70°C Dc II 2 G Ex eb IIC T2 Gb | II 3 D Ex tc IIIB T230°C Dc II 3 G Ex ec IIA T1 Gc |
Odpoveď:
Keďže máme do činenia s prachovou výbušnou atmosférou, zameriame sa len na prvý riadok označenia. Pri analýze opísanej situácie vieme, že minimálne požiadavky, ktoré musí zariadenie spĺňať, musia umožňovať jeho prevádzku v takýchto podmienkach:
- prašná atmosféra
- Zóna 22
- Podskupina výbušnosti IIIB
- maximálna povrchová teplota spotrebiča musí byť nižšia ako 207 °C
- Certifikát o typovej skúške ATEX (zóna 22) sa nevyžaduje
VYSVETLENIE: Na výpočet maximálnej povrchovej teploty zariadenia sme vzali nižšiu hodnotu teploty vznietenia vrstvy prachu (cukor – 430 °C) a teploty vznietenia oblaku prachu (cukor – 310 °C) a dosadili sme ich do nižšie uvedených vzorcov. Po vykonaní výpočtov sme vybrali nižší z výsledkov.
Tbezp.pre 5mm vrstvu = T5mm – 75°C
Tbezp.pre oblak = 2/3 –Tabak
Tabak = 310 °C — 2/3 → 206 °C
T5mm = 430 °C — 430 – 75 → 355 °C
ZÁVER: maximálna prípustná teplota vonkajšieho povrchu spotrebiča nesmie prekročiť 206 °C.
Zariadenie 1
II 2 D tb IIIC T70°C Db
| II | Svietidlo môže pracovať vo všetkých priemyselných zariadeniach okrem baníctva | ✔ |
| 2 D | zariadenie môže pracovať v zóne 21 a 22 s nebezpečenstvom výbuchu z dôvodu prítomnosti horľavých prachov | ✔ |
| IIIC | zariadenie zvládne všetky podskupiny výbuchu prachu (IIIA, IIIB a IIIC) | ✔ |
| T70°C | maximálna povrchová teplota tohto zariadenia nesmie prekročiť 70°Cktorá je nižšia ako 206 °C | ✔ |
| Záver – zariadenie môže pracovať za požadovaných podmienok. | ||
Zariadenie 2
II 3 D Ex tc IIIA T70°C Dc
| II | Svietidlo môže pracovať vo všetkých priemyselných zariadeniach okrem baníctva | ✔ |
| 3 D | zariadenie môže pracovať v zóne 22 s nebezpečenstvom výbuchu z dôvodu prítomnosti horľavých prachov | ✔ |
| IIIA | zariadenie sa môže používať len s látkami v podskupine výbušnosti prachu IIIA . | ⛌ |
| T70°C | maximálna povrchová teplota tohto zariadenia nesmie prekročiť 70°Cktorá je nižšia ako 206 °C | ✔ |
| Záver – zariadenie nemôže fungovať za požadovaných podmienok. | ||
Zariadenie 3
II 3 D Ex tc IIIB T230°C Dc
| II | Svietidlo môže pracovať vo všetkých priemyselných zariadeniach okrem baníctva | ✔ |
| 3 D | zariadenie môže pracovať v zóne 22 s nebezpečenstvom výbuchu z dôvodu prítomnosti horľavých prachov | ✔ |
| IIIB | zariadenie môže manipulovať s látkami v skupinách výbušnosti prachu IIIA alebo IIIB | ✔ |
| T230 °C | maximálna povrchová teplota tohto spotrebiča nesmie prekročiť 230°Cktorá je vyššia ako 206 °C | ⛌ |
| Záver – zariadenie nemôže fungovať za požadovaných podmienok. | ||
Veľmi dôležitá poznámka na záver:
Upozorňujeme, že pri výbere zariadenia na použitie v prostredí s nebezpečenstvom výbuchu zohľadňujeme jeho kategóriu, podskupinu výbušnosti a teplotnú triedu (zariadenie pre plyny a horľavé kvapalné pary) alebo maximálnu povrchovú teplotu (zariadenie pre prach). Vôbec nás nezaujíma, ako je zariadenie skonštruované (v zosilnenej konštrukcii “e”, v ohňovzdornom kryte “d” alebo chránené krytom “t”). Tieto informácie sú dôležité neskôr, pri prevádzke zariadenia – pri kontrole a údržbe.