Ex-betegnelser, eller hvordan du velger riktig utstyr for et farlig område [veiledning + oppgaver].

Spesiell merking av Ex-utstyr – juridisk grunnlag

Produsenter av utstyr for eksplosjonsfarlige områder må oppfylle kravene i ATEX-direktivet (2014/34/EU), hvis bestemmelser ble innført i vår lovgivning ved utviklingsministerens forordning av 6. juni 2016 om krav til utstyr og beskyttelsessystemer beregnet for bruk i eksplosjonsfarlige områder (Journal of Laws 2016, punkt 817). Denne forskriften innebærer blant annet plikten til å inkludere spesielle markeringer på typeskilt, i samsvarserklæringen og i typetestsertifikatet (hvis utstedt), som omtales som den eksplosjonssikre egenskapen.

Eksempel på en eksplosjonssikker funksjon med forklaring av de enkelte betegnelsene:

1. enhetsgruppe
2. enhetskategori
3. bekreftelse på at utstyret er eksplosjonssikkert
4. type eksplosjonsbeskyttelse
5. eksplosjonsundergruppe av støv/gass/damp som utstyret er beregnet for
6. temperaturklasse (gasser og damper) og/eller maksimal overflatetemperatur (støv)
7. enhetens beskyttelsesnivå (EPP)

Hva Ex-merkingen (eksplosjonsbeskyttelse) på enheten forteller deg

De enkelte komponentene som utgjør den eksplosjonssikre funksjonen til en enhet, kan deles inn i to grupper:

1. nødvendig for riktig valg av utstyr til bruk i eksplosjonsfarlige områder – de angir under hvilke forhold utstyret kan brukes,
2. hvilke sikkerhetstiltak som er bygget inn i utstyret for å eliminere tennkilder – har ofte innvirkning på kostnadene ved innkjøp, installasjon og drift av utstyret.

Målet med denne artikkelen er å hjelpe deg med å velge utstyr for bruk i det aktuelle eksplosjonsfarlige området (punkt 1) på en sikker måte og dermed i samsvar med gjeldende forskrifter. Ettersom forklaringen av avhengighetene og konsekvensene av det andre punktet er et omfattende tema, vil vi beskrive det i en egen artikkel.

Eksempel på Ex-merking (eksplosjonsbeskyttelse)

Nedenfor ser du et eksempel på den eksplosjonssikre funksjonen til HARDO OptiLine-armaturen. Denne armaturen kan brukes i eksplosjonsfarlige atmosfærer som genereres både av brennbare gasser og damper fra brennbare væsker og av brennbart støv. Av denne grunn har vi valgt å presentere betegnelsene i to linjer – separat for gasser og damper og separat for støv.

Valg av utstyr for eksplosjonsfarlige områder – hva du bør fokusere på

Nedenfor finner du tabeller med forklaringer på de enkelte elementene i den eksplosjonssikre funksjonen. Den grønne fargen indikerer at verdien er avledet fra betegnelsen ovenfor, som du finner på typeskiltet, samsvarserklæringen og typeprøvingssertifikatet (ofte kalt ATEX-sertifikat). Disse merkingene forteller oss, som vi nevnte tidligere, under hvilke forhold det aktuelle utstyret kan brukes på en sikker måte. De er derfor avgjørende for riktig valg av Ex-utstyr med tanke på sikkerhet og overholdelse av forskrifter. Det er disse vi vil fokusere på i det følgende avsnittet.

Utstyrskategori

Avhengig av om det dreier seg om utstyr som brukes i et gruveanlegg eller i et anlegg utenfor gruvedrift (se utstyrsgruppene ovenfor), er utstyret inndelt i ulike kategorier. Disse angir under hvilke forhold (gruppe I) eller i hvilken eksplosjonsfaresone (gruppe II) utstyret kan brukes.

Kategorier for utstyrsgruppe I

Kategorier for utstyrsgruppe II

Hvilken kategori en produsent kan kategorisere en enhet i, avhenger av sikkerhetsnivået som garanteres av den aktuelle enheten.

Utstyret kan være konstruert for drift i gass- og/eller støvsoner. Derfor er bokstavene D og/eller G lagt til ved siden av utstyrskategorien i typeskiltbetegnelsen, der:

• D står for støvatmosfære,
• G står for atmosfære forårsaket av gasser eller damp av brennbare væsker (G – gass).

MERKNAD 1: I noen tilfeller kan utstyr ha forskjellige kategorier på forskjellige steder, f.eks. en annen innvendig og en annen utvendig. Et eksempel kan være en vifte som innvendig har kategori 2D (dette betyr at det kan være en sone 22 eller 21 i kanalen), mens den utvendig har kategori 3D (den kan være installert i sone 22). Som et resultat vil betegnelsen på en slik vifte se slik ut: 2/3D.

MERKNAD 2: I egensikre kretser kan det være nødvendig å bruke en såkalt tilknyttet enhet (egensikker barriere eller separator). Dette betyr at denne enheten er beregnet på å brukes sammen med en egensikker enhet som er installert i et eksplosjonsfarlig område, og som, avhengig av utformingen, selv kan være plassert i en annen sone eller i et sikkert rom.

Funksjonen for ledsagende enhet vil inneholde kategorien og sikkerhetstypen for enheten som den kan samvirke med. Kategorien står i runde parenteser, og beskyttelsestypen står i firkantparenteser (se tabellen nedenfor). Hvis den tilknyttede enheten er beregnet for:

1. installasjon utenfor det farlige området, vil bare kategorien og beskyttelsestypen for utstyret som det kan brukes med (i parentes) bli angitt,
2. installasjon i eksplosjonsfarlig område, skal det i tillegg til beskyttelseskategorien og -typen til utstyret som det kan brukes sammen med (punkt 1 ovenfor), angis sin egen beskyttelseskategori og -type utenfor parentesene.

Eksempel på Ex-merking for en Ex-enhet – tilhørende utstyrstilkobling i tilfelle egensikre kretser

Grafisk eksempel 1

Grafisk eksempel 2

Eksempler på utstyrskategorier:

Betegnelse	Beskrivelse	Beskrivelse, eksempler
Ex II 1 D	Gruppe II-utstyr for bruk utenfor gruver, kategori 1 støv	Installasjon i sone 20
Ex II (1) G D	Gruppe II-enhet, tilknyttet enhet, for bruk med støv- og gassutstyr i kategori 1	Installasjon utenfor en Ex-sone, tilknyttet en enhet installert i sone 0 eller 20
Ex II 2 (1) G	Gruppe II-enhet, tilknyttet enhet kategori 2, for bruk sammen med en gassenhet i kategori 1	Montert i sone 1, samarbeider med en enhet montert i sone 0 (f.eks. en tilknyttet enhet montert i sone 1 som samarbeider med en enhet montert i sone 0)
Ex II (2) G (1) G	Gruppe II-apparat, tilhørende utstyr, for bruk med gassapparat i kategori 1 og kategori 2	Montert utenfor Ex-sonen, fungerer sammen med en enhet montert i sone 1 og en enhet montert i sone 0

Betegnelse	Beskrivelse	Beskrivelse, eksempler
II 1/2 G	Gruppe II-apparat, del av apparatkategori 1, del av apparatkategori 2 gass	Installasjon på sonegrensen, en del av apparatet opererer i sone 0, en del i sone 1 (f.eks. sensor installert i tankvegg mellom sone 0 og 1)
II 3/3 D	Gruppe II, kategori 3-enhet på innsiden og utsiden av enheten	Soneoverskridende installasjon, inne i enhetens sone 22, utenfor sone 22 (f.eks. vifte med sone 22 innvendig montert i sone 22)
II 2/- G	Gruppe II-apparat, kategori 2 innvendig	Soneovergangsmontasje, innvendig utstyr sone 1, utenfor ikke sone (f.eks. vifte med sone 1 innvendig montert utenfor Ex)
II -/3 D	Gruppe II-utstyr, kategori 3-utstyr utendørs	Utstyr ikke-eksplosiv atmosfære, sone 22 montering (f.eks. vifte, kobling ikke-eksplosiv atmosfære montert i sone 22)
II 3 G II 2 D	Gruppe II, kategori 3 gass- og kategori 2 støvutstyr	Installasjon i sone 2 eller sone 21
GD	Beskyttelsessystem for bruk i gass-/damp-/støvatmosfærer	Installasjon i sone 0, 1, 2 eller sone 20, 21, 22

Hvordan finner jeg ut hvilken enhetskategori som kreves?

For å vite hvilken kategori et utstyr skal tilhøre, må du sjekke i hvilket eksplosjonsfarlig område det skal brukes.

I henhold til økonomiministerens forskrift av 8. juli 2010 om minimumskrav til sikkerhet og hygiene på arbeidsplassen i forbindelse med muligheten for forekomst av eksplosiv atmosfære på arbeidsplassen (Journal of Laws 2010, nr. 138, punkt 931), som innfører ATEX USER-direktivet (1999/92/EF) i polsk lovgivning, må elektrisk og ikke-elektrisk utstyr av en passende kategori, valgt i henhold til typen utpekt sone, brukes i eksplosive atmosfærer:

– kun utstyr i kategori 1G kan brukes i sone 0,

– i sone 1 – utstyr i kategori 1G eller 2G,

– i sone 2 – enheter i kategori 1G, 2G eller 3G,

– kun utstyr i kategori 1D kan brukes i sone 20,

– i sone 21, kategori 1D- eller 2D-utstyr,

– i sone 22 – enheter i kategori 1D, 2D eller 3D

Sonene bestemmes på grunnlag av EN IEC 60079-10-1:2021-09 – Klassifisering av rom. Eksplosjonsfarlige gassformige atmosfærer og EN 60079-10-2:2015-06 – Romklassifisering. Støveksplosjonsfarlige atmosfærer med hensyn til blant annet følgende aspekter:

1. for gassoner

• stoffets egenskaper
• mulige utslippskilder som kan føre til dannelse av en eksplosiv atmosfære
• grad av utslipp (kontinuerlig, første eller andre)
• lufthastighet over utslippskilden
• grad av fortynning
• tilgjengelighet/pålidelighet av ventilasjon
• fysiske hindringer

2. for støvete soner

• stoffets egenskaper
• mulige utslippskilder som kan føre til dannelse av en eksplosiv atmosfære
• støvpartikkelstørrelse (granulering),
• den spesifikke tettheten til støv
• støv fuktighet
• trykk i enheten som inneholder støvet
• plasseringen og størrelsen på åpningen som utslippene skjer gjennom
• utslippsytelse
• Tilstedeværelse eller ikke av avtrekksventilasjon
• eksisterende mekaniske hindringer
• rengjøringsoperasjoner som brukes – rengjøringens effektivitet

Klassifiseringen som utføres, har til hensikt å angi de områdene i installasjonen der det kan oppstå eksplosive atmosfærer. Avhengig av tidspunktet eller hyppigheten av forekomsten, kan vi utpeke soner:

Klassifiseringen av eksplosjonsfarlige soner finnes i eksplosjonsrisikovurderingen eller eksplosjonsfarevurderingen. I henhold til bestemmelsene i ATEX USER-direktivet (1999/92/EF) er det arbeidsgiveren som er forpliktet til å utarbeide en eksplosjonsrisikovurdering med utpeking av eksplosjonsfarlige soner. I praksis settes denne oppgaven ut til eksterne ekspertfirmaer. Et slikt selskap er WOLFF GROUP, som i løpet av sin 30-årige historie har utført flere hundre eksplosjonsrisikovurderinger for industrianlegg fra alle større bransjer.

Eksplosjonsundergruppe for gasser og damper av brannfarlige væsker

Brannfarlige gasser og damper av brannfarlige væsker er tilordnet eksplosjonsundergruppene IIA, IIB eller IIC. De bestemmes blant annet på grunnlag av MESG-testen (Maximum Experimental Safe Gap) eller MIC-testen (Minimum Ignition Current).

Hvordan bestemmer du eksplosjonsundergruppen for gasser og væskedamp?

For gasser og damper av brennbare væsker finnes eksplosjonsundergruppen i EN ISO/IEC 80079-20-1 Eksplosive atmosfærer. Del 20-1: Materialegenskaper for klassifisering av gasser og damper. Testmetoder og tabelldata, der du finner en tabell med resultater for mer enn to hundre stoffer. Ved behov kan du også kontakte oss slik at vi kan sjekke i databasene våre.

Hvis de ovennevnte metodene mislykkes, er det nødvendig å utføre for å bestemme eksplosjonsundergruppen i henhold til nevnte standard:

1. Laboratorietesting av MIC (minimum tenningsstrøm),
2. Laboratorietesting av maksimal eksperimentell sikkerhetsavstand (MESG), også kjent som minimum slokkeavstand,
3. definisjon av en undergruppe basert på likhet i kjemisk struktur (såkalt foreløpig klassifisering).

For å bestemme den eksplosive undergruppen er det vanligvis tilstrekkelig å bestemme bare én av parameterne (oftest MIC). Bare hvis resultatet er i grenseland, bør det bekreftes ved å bestemme den andre parameteren.

Hvordan velger du utstyr for arbeid i en eksplosjonsfarlig atmosfære som dannes av stoffer fra en gitt eksplosjonsundergruppe – for gasser og væskedamp?

*MESG – Maximum Experimental Safe Gap (maksimal eksperimentell sikker avstand). En verdi i millimeter som er fastsatt under laboratorieforhold for gasser og damper. **MIC – Minimum Ignition Current – den minste strømmen i en krets som kan antenne en støkiometrisk gass- eller dampblanding. MIC er definert som forholdet mellom antennelsesstrømmen til et stoff og antennelsesstrømmen til en metan-luft-blanding.

Eksplosjonsundergruppe for støv

Brennbart støv er klassifisert i eksplosjonsundergruppene IIIA, IIIB og IIIC.

Hvordan velger du utstyr for arbeid i et farlig område som består av stoffer fra en bestemt eksplosiv undergruppe – for eksempel brennbart støv?

Utstyrets overflatetemperatur som en potensiell antenningskilde

For de fleste tennkilder som kan oppstå i en enhet, vil bruk av en gitt beskyttelse redusere risikoen for antennelse, men dette er ikke tilfelle for temperatur. Beskyttelsen som brukes, eliminerer den ikke helt, men begrenser den bare til et visst nivå. Hvilket nivå?

Det neste punktet i eksplosjonsbeskyttelsesattributtet informerer oss om dette. Når det gjelder støv, oppgir produsenten en spesifikk verdi for den maksimale overflatetemperaturen, mens når det gjelder gasser og brennbare væskedamper, temperaturklassen som enhetens overflatetemperatur er tilordnet.

Temperaturklasse (gasser og damp)

Temperaturklassen til en enhet bestemmes av produsenten og er den maksimale temperaturen som kan oppstå på overflaten under de mest ugunstige driftsbetingelsene (f.eks. høyeste omgivelsestemperatur, høyeste belastning på enheten). Hvis en enhet kan oppnå forskjellige overflatetemperaturer under forskjellige driftsforhold, kan produsenten angi forskjellige temperaturklasser i attributtet – men dette må spesifiseres.

Når vi skal velge en enhet som skal brukes i en bestemt eksplosiv atmosfære, må vi sammenligne dens temperaturklasse med temperaturklassen til gassen og/eller dampen som kan danne en eksplosiv atmosfære i det aktuelle området. Gassens eller dampens temperaturklasse avhenger i sin tur av dens selvantennelsestemperatur. Med andre ord må vi velge utstyret på en slik måte at temperaturen på overflaten, uttrykt ved temperaturklassen, ikke overskrider selvantennelsestemperaturen til stoffet som utstyret kan komme i kontakt med.

Maksimal overflatetemperatur på enheten (støv)

Situasjonen er litt annerledes for den maksimale overflatetemperaturen på apparatet. I dette tilfellet må den tillatte temperaturen for apparatene beregnes i henhold til tabellen nedenfor.

Hvordan bestemmer du temperaturen i_{Tobacco-støvskyen} og temperaturen i _{T5mm-støvlaget}?

Begge verdiene fastsettes i godkjente laboratorier ved å teste et spesifikt støv fra området på anlegget ditt. For å gjøre dette må det tas en prøve fra det området der støvet forventes å ha de mest krevende parameterne for brennbarhet og eksplosivitet (i tillegg til antennelsestemperaturen testes vanligvis også en rekke andre parametere – nedre eksplosjonsgrense, minste antennelsesenergi, maksimalt eksplosjonstrykk eller Kst-konstant).

Hvis anlegget ditt har et eksplosjonsverndokument (ORD) basert på eksplosjonsrisikovurderingen (ORW), bør du finne begge temperaturene der. Du kan også bruke litteraturdata, men denne løsningen vil være beheftet med en viss, til dels betydelig, unøyaktighet.

Hvis du har problemer med å finne disse verdiene, kan du kontakte oss. Vi har en omfattende database med parametere for brennbart støv som vi stiller til rådighet for deg kostnadsfritt. Vi kan også utføre tester i laboratoriet på dine vegne. Det siste er den beste løsningen, ettersom disse parameterne ikke er fysiske konstanter, og verdiene avhenger av flere faktorer, for eksempel partikkelstørrelsen på støvet som testes, fuktighetsinnholdet og innholdet av tilsetningsstoffer.

Derfor kan støv på ulike steder i en installasjon ha forskjellige brennbare og eksplosive egenskaper. I ekstreme tilfeller kan det samme støvet fra ett sted i anlegget være kjemisk ufarlig (f.eks. høyt fuktighetsinnhold), mens støv fra et annet sted kan utgjøre en høy eksplosjonsfare (f.eks. støv fra en tørketrommel eller en mølle). Nedenfor er et eksempel på parametrene for trestøv i ulike deler av en installasjon:

Med tanke på det ovennevnte bør vi vurdere hvor disse parameterne vil være høyest, dvs. hvor i installasjonen støvet er finest og tørrest, og ta det derfra for testing. Vi anbefaler vanligvis å ta en prøve fra støvoppsamlerne. Mengden støv som trengs for en fullstendig test, er ca. 3,5 kg.

Oppgaver som skal utføres

Oppgave 1

Du er på utkikk etter en armatur som skal brukes i et kjemisk industrianlegg. Den skal arbeide i sone 2 for eksplosjonsfare forårsaket av hydrogen. Du vet at denne gassen tilhører eksplosjonsundergruppe IIC og temperaturklasse T1. Hvilket utstyr kan brukes under disse eksplosjonsfarlige forholdene?

Hvilke(t) apparat(er) er hensiktsmessig(e)?

Svar:

Siden vi har å gjøre med en gassformig eksplosiv atmosfære, fokuserer vi bare på den andre linjen i betegnelsen, ettersom den refererer til gasser og væskedamp. Når vi analyserer den beskrevne situasjonen, vet vi at minimumskravene til utstyret må være at det skal kunne fungere under følgende forhold:

• gassformig eksplosiv atmosfære,
• Sone 2
• Eksplosjonsundergruppe IIC
• temperaturklasse T1
• ATEX-typeprøvingssertifikat (sone 2) ikke påkrevd

Enhet 1

II 3 G Ex ec IIC T4 Gc

Enhet 2

II 2 G Ex eb IIC T2 Gb

Enhet 3

II 3 G Ex ec IIA T1 Gc

Oppgave 2

Situasjon som i oppgave 1, bortsett fra at det i tillegg til hydrogen også kan være hydrogensulfid til stede i armaturens arbeidsområde. Du finner parametrene for begge gassene i tabellen nedenfor. Vi minner om at vi har å gjøre med en eksplosjonsfarlig sone 2 og et industrianlegg som ikke er gruvedrift.

Hvilke(t) apparat(er) er hensiktsmessig(e)?

Svar:

Siden vi har å gjøre med en gasseksplosjonsfarlig atmosfære, fokuserer vi bare på den andre linjen i betegnelsen, da det er den som refererer til gasser og væskedamp. siden vi har å gjøre med to gasser denne gangen, må vi velge de mest krevende/uønskede? parametrene. Når vi analyserer den beskrevne situasjonen, vet vi at minimumskravene til apparatet må være at det skal kunne fungere under disse forholdene:

• gassformig atmosfære
• Sone 2
• Eksplosjonsundergruppe IIC (hydrogen)
• temperaturklasse T3 (hydrogensulfid)
• ATEX-typeprøvingssertifikat (sone 2) ikke påkrevd

Enhet 1

II 3 G Ex ec IIC T4 Gc

Enhet 2

II 2 G Ex eb IIC T2 Gb

Enhet 3

II 3 G Ex ec IIA T1 Gc

Oppgave 3

Du skal velge en armatur til et anlegg i næringsmiddelindustrien. Armaturen skal brukes i et rom der det kan være en eksplosjonsfarlig sone på grunn av mel- og sukkerstøv. Du har utført eksplosjonstester på disse støvtypene. Nedenfor finner du et utdrag fra disse testene:

Hvilke(t) apparat(er) er hensiktsmessig(e)?

Svar:

Siden vi har å gjøre med en støveksplosjonsfarlig atmosfære, fokuserer vi bare på den første linjen i betegnelsen. Når vi analyserer den beskrevne situasjonen, vet vi at minimumskravene til utstyret må være oppfylt for at det skal kunne fungere under slike forhold:

• støvete atmosfære
• Sone 22
• Eksplosivitet undergruppe IIIB
• den maksimale overflatetemperaturen på apparatet skal være lavere enn 207 °C
• ATEX-typeprøvingssertifikat (sone 22) ikke påkrevd

FORKLARING: For å beregne den maksimale overflatetemperaturen på enheten tok vi den laveste verdien av antennelsestemperaturen til støvlaget (sukker – 430 °C) og antennelsestemperaturen til støvskyen (sukker – 310 °C), og presenterte dem i formlene nedenfor. Etter å ha utført beregningene valgte vi det laveste av resultatene.

Tbezp_{. for 5 mm lag} = _T5mm – 75 °C

Tbezp_{. for sky} = 2/3 –_Tobakk

_Tobakk = 310 °C — 2/3 → 206 °C

_T5mm = 430 °C — 430 – 75 → 355 °C

KONKLUSJON: Den maksimalt tillatte temperaturen på apparatets utvendige overflate må ikke overstige 206 °C.

Enhet 1

II 2 D tb IIIC T70°C Db

Enhet 2

II 3 D Ex tc IIIA T70°C Dc

Enhet 3

II 3 D Ex tc IIIB T230°C Dc

En veldig viktig merknad på slutten:

Vær oppmerksom på at vi ved valg av utstyr for bruk i eksplosjonsfarlige omgivelser tar hensyn til kategori, eksplosjonsundergruppe og temperaturklasse (utstyr for gasser og brennbare væskedamper) eller maksimal overflatetemperatur (utstyr for støv). Vi er overhodet ikke interessert i hvordan utstyret er konstruert (i en forsterket konstruksjon “e”, i en flammesikker kapsling “d” eller beskyttet av et hus “t”). Denne informasjonen er viktig senere, når du bruker enheten – for inspeksjon og vedlikehold.