Voldoen uw schakelkasten aan
de ATEX-richtlijn?
version
française
Vaak wordt onterecht gedacht dat elektrische apparatuur slechts
preventief moet worden beveiligd tegen explosiegevaar. De nieuwe ATEX
‘Nieuwe ‘Aanpak’-richtlijn schrijft voor dat men zich ook tegen de
schadelijke gevolgen van een mogelijke explosie moet beveiligen. Uit welke
technieken kunt u kiezen?
De term ATEX (ATmosphères EXplosives) is gegeven aan twee Europese
richtlijnen – definitief van toepassing sedert 1 juli 2003 – voor
explosieve ruimten, te weten: de ATEX 95 (100a) die van toepassing is op
fabrikanten van systemen en apparaten en de ATEX 137 (118a), die van
toepassing is op werkplekken waar personen werken in een potentieel
explosieve omgeving. Deze richtlijn geldt voor alle apparaten en
beveiligingssystemen die bedoeld zijn voor gebruik op plaatsen waar
ontploffingsgevaar kan heersen. Onder de richtlijn vallen veiligheids-,
controle- en regelvoorzieningen die bedoeld zijn voor gebruik buiten
plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen, maar die nodig zijn voor of
bijdragen tot de veilige werking van apparaten en beveiligingssystemen met
betrekking tot het ontploffingsgevaar.
Preventie en beveiligingssystemen
Uiteraard zijn preventieve maatregelen belangrijk. Preventie tegen
explosies is eigenlijk niet anders dan de condities wegnemen die nodig
zijn om een explosie te laten aanvangen. Preventie is met name ervoor
zorgen dat er geen ontstekingsbronnen aanwezig zijn en/of er voor te
zorgen dat er buiten de bekende explosiegrenzen geen brandbaar gas, damp
of stof/luchtmengsel aanwezig is. Ondanks preventieve maatregelen kan niet
altijd een explosie worden vermeden. Te vaak ontploft er nog een brandbaar
mengsel in installaties die preventief zijn beveiligd. Beheersing van
explosies daarentegen zorgt ervoor dat de schadelijke gevolgen tijdens of
na een explosie zoveel als mogelijk worden beperkt. Dit voorkomt, naast
materiële schade, ook veel menselijk leed. Het zorgdragen voor een veilige
werkplek (ATEX-118a) binnen een explosieve atmosfeer kan men verkrijgen
met apparaten die preventief beveiligd zijn en waar een
explosiebeveiligingssysteem is geïntegreerd (ATEX-100a).
Op basis van de definities, die worden gehanteerd bij de ATEX-richtlijn,
zijn dit inrichtingen van apparaten die de functies hebben beginnende
explosies te stoppen en/of de door explosie getroffen zone te beperken en
die afzonderlijk in de handel worden gebracht als systemen met autonome
functies. Men spreekt hier niet over preventieve maar over correctieve
maatregelen die moeten worden genomen. Met andere woorden onderkennen dat
een explosie kan plaatsvinden en dan ervoor zorgen dat die explosie
beheersbaar blijft binnen van tevoren gestelde maatstaven. De explosie
moet drukontlast, onderdrukt en/of geïsoleerd worden. Het betreft dus geen
onderdelen van producten of systemen.
De belangrijkste systemen
Een explosie is niets anders dan een snelle verbranding met een ploffend
drukeffect. Gebeurt dit echter in een omsloten volume (apparaat of
installatie) dan geeft dit een heftige knal door een vernietigende
scheikundige reactie, waarbij tegelijkertijd geluid, warmte en een snelle
uitzetting van verbrandingsgassen (drukverhoging) ontstaan. Er bestaan
echter een aantal systemen om dergelijke calamiteiten te voorkomen of te
beperken:
Explosie drukontlasting: Het principe van explosie drukontlasting is het
ontlasten van de opgebouwde druk door een breuk van een bewust gekozen
zwakke plek in een installatiewand. Explosie drukontlasting beschermt dus
de installatie tegen overdruk en zorgt ervoor dat de explosie in een goede
en veilige richting wordt geleid.
Vlamloze drukontlasting: als bij een binnen opgestelde installatie het
explosiepaneel breekt, dient de vrijkomende energie langs een
afblaaskanaal naar een veilige zone (liefst de open lucht) te worden
afgeleid. Ook bij buitenopstellingen moet men erop letten dat de drukgolf
en steekvlam geen verdere schade veroorzaken.
Explosie onderdrukking: explosie onderdrukkingssystemen worden ontwikkeld
om een explosie in een vroegtijdig stadium te herkennen. Hierop wordt
gereageerd door de drukontwikkeling af te breken zodat geen onaanvaardbare
schade aan beveiligde toestellen optreedt. Via nevensystemen worden
beginnende branden geblust en wordt de vlamuitstoot verminderd.
Explosie isolatie: bij explosie-isolatie ofwel compartimentering wordt op
een mechanische of chemische manier vermeden dat een explosie zich verder
kan uitbreiden naar andere apparaten. Door de explosie te isoleren wordt
het effect beperkt tot dat deel van de installatie waarin de explosie
begint.
Schakelkasten
Het beste is de schakelkasten buiten de potentieel explosieve omgeving te
plaatsen. Echter, dat is niet altijd mogelijk. Fabrikanten van
schakelkasten zijn hierop ingesprongen en hebben een aantal verschillende
schakelkasten ontwikkeld. De drie meeste gebruikte technieken zijn
schakelkasten met een drukvaste behuizing, schakelkasten met behuizingen
met verhoogde veiligheid en schakelkasten met overdruksystemen.
Drukvaste behuizing: binnen deze gecertificeerde kast kan gas
binnendringen. Er kan in de kast dus een explosie plaats vinden. Deze
explosie wordt in de kast als het ware ingekapseld. Als de drukgolf door
de luchtspleten naar buiten komt is deze in de kast reeds zover afgekoeld
dat ze in de omgeving geen nieuwe explosie meer kan veroorzaken. Het
voordeel van deze kasten is dat gebruik kan worden gemaakt van normaal
schakelmateriaal. Naast de kast moeten alleen wartels en
bedieningselementen ATEX gecertificeerd zijn.
Behuizingen met verhoogde veiligheid: deze oplossing wordt soms gebruikt
in een normale kast, soms in combinatie met een drukvaste behuizing. Dit
is afhankelijk van de klasse van veiligheid die moet worden bereikt. In de
kast wordt uitsluitend gebruik gemaakt van ATEX gecertificeerd
schakelmateriaal.
Overdruksystemen: het principe is dat er binnen de schakelkast een
dusdanige overdruk is dat er nooit een explosieve stof naar binnen kan
komen. Het nadeel is echter dat er een gecertificeerd besturingssysteem
noodzakelijk is dat voldoet aan de EN 50016. In principe kan gebruik
worden gemaakt van normaal schakelmateriaal. Wartels moeten minimaal
voldoen aan IP40. Voor de overdruk wordt gebruik gemaakt van (droge)
instrumentenlucht. Ook kan gebruik worden gemaakt van inerte gassen. Over
het algemeen is deze oplossing vrij duur. Echter, moet er gewerkt worden
met dubbele kasten, of worden er meerdere schakelkasten aangesloten op het
systeem, dan kan deze oplossing goedkoper uitvallen dan alternatieven.
Toepassingsgebied
In het algemeen wordt nog te vaak, onterecht, gedacht dat schakelkasten en
andere apparatuur slechts preventief moeten worden beveiligd. Echter, de
ATEX-richtlijn schrijft voor dat men zich tegen een explosie moet
beveiligen om ook de schadelijke gevolgen te beperken. Deze zogenaamde
‘nieuwe aanpak’-richtlijn is dus van toepassing op alle apparaten en
beveiligingssystemen die bedoeld zijn voor gebruik op plaatsen waar
ontploffingsgevaar kan heersen. Ook vallen onder de richtlijn
veiligheids-, controle- en regelvoorzieningen die bedoeld zijn voor
gebruik buiten plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen, maar die
nodig zijn voor het bijdragen tot de veilige werking van apparaten en
beveiligingssystemen met betrekking tot het ontploffingsgevaar. <<
Hubert Lahaut, Maintenance Magazine
Vos
armoires de distribution
et la directive ATEX ?
Souvent, nous pensons à tort que l’équipement électrique ne doit
être protégé que préventivement contre le risque d’explosion. La nouvelle
directive ATEX ‘Nouvelle approche’ prescrit également une protection
contre les conséquences néfastes d’une éventuelle explosion. Quelles sont
les techniques pour lesquelles nous pouvons opter ?
Le terme ATEX (Atmosphères Explosives) a été donné à deux directives
européennes – en application définitive depuis le 1er juillet 2003 – pour
les zones explosives: l’ATEX 95 (100a) qui s’applique aux fabricants d’appareils
et de systèmes et l’ATEX 137 (118a) qui s’applique aux espaces de travail
dans un environnement potentiellement explosif. Cette directive vaut pour
tous les appareils et systèmes de protection conçus pour être utilisés à
des endroits pouvant présenter un risque d’explosion. La directive couvre
aussi les équipements de sécurité, de contrôle et de régulation conçus
pour être utilisés en dehors des zones où peut régner un risque d’explosion,
mais qui sont nécessaires pour ou peuvent contribuer au fonctionnement
fiable d’appareils et systèmes de protection liés au risque d’explosion.
Prévention et systèmes de protection
Les mesures préventives sont naturellement importantes. La prévention
contre les explosions consiste simplement à supprimer les conditions
nécessaires à l’amorçage d’une explosion. La prévention doit assurer
l’absence de sources d’inflammation et maintenir tout gaz, vapeur ou
mélange de poussière/air inflammable en deçà des limites d’explosion
connues. Malgré les mesures préventives, il est impossible d’éviter tout
risque d’explosion. Des mélanges inflammables explosent encore trop
souvent dans des installations bénéficiant d’une protection préventive. La
maîtrise des explosions permet en revanche de limiter au maximum les
conséquences néfastes durant ou après une explosion. Outre les dégâts
matériels, cela évite beaucoup de souffrances humaines. Un espace de
travail (ATEX-118a) situé dans une atmosphère explosive peut être sécurisé
en l’équipant d’appareils protégés préventivement et en intégrant un
système de protection contre l’explosion (ATEX-100a). Sur la base des
définitions utilisées dans la directive ATEX, ces dispositifs ont pour
fonction de stopper les explosions qui démarrent et/ou de limiter la zone
touchée par l’explosion. Ils sont commercialisés sous la forme de systèmes
dotés de fonctions autonomes. Nous ne parlons pas ici de mesures
préventives mais de mesures correctives. En d’autres termes, cela consiste
à reconnaître qu’une explosion peut avoir lieu et à faire en sorte qu’elle
reste contrôlable dans des limites fixées préalablement. L’explosion doit
être détendue, réprimée et/ou isolée. Il ne s’agit donc pas de composants
de produits ou de systèmes.
Les principaux systèmes
Une explosion n’est rien d’autre qu’une combustion rapide accompagnée d’un
effet de pression explosive. Si elle se manifeste dans un volume fermé (appareil
ou installation), elle crée une détonation violente, en raison d’une
réaction chimique destructrice, qui provoque simultanément du bruit, de la
chaleur et une expansion rapide des gaz de combustion (hausse de la
pression). Il existe toutefois plusieurs systèmes pour éviter ou limiter
de telles calamités:
Détente de la pression d’explosion: Le principe de détente de la pression
d’explosion consiste à détendre la pression en créant une fracture en un
point faible choisi sciemment dans une paroi de l’installation. La détente
de la pression d’explosion protège par conséquent l’installation contre la
surpression et guide l’explosion dans une direction sûre.
Détente de la pression sans flamme: lorsque la paroi de rupture d’une
installation intérieure se brise, l’énergie libérée doit être dérivée via
un orifice de décharge vers une zone sûre (de préférence en plein air).
Dans les dispositions extérieures, il faut également veiller à ce que l’onde
de choc et le jet de flamme ne provoquent pas d’autres dégâts.
Suppression de l’explosion: les systèmes de suppression de l’explosion
sont développés pour détecter une explosion à un stade naissant. La
réaction consiste à contrer le développement de la surpression afin d’éviter
l’apparition de dégâts inacceptables aux appareils protégés. Des systèmes
connexes sont utilisés pour éteindre les incendies qui démarrent et
atténuer les rejets de flammes.
Confinement de l’explosion: Dans le cas d’un confinement de l’explosion ou
d’un compartimentage, on évite de manière mécanique ou chimique qu’une
explosion se propage vers d’autres appareils. En confinant l’explosion, l’effet
est limité à la partie de l’installation où naît l’explosion.
Armoires de distribution
Il est préférable de placer les armoires de distribution en dehors de l’environnement
explosif potentiel. Ceci n’est cependant pas toujours possible. Les
constructeurs d’armoires de distribution ont réagi à cela et ont développé
plusieurs types d’armoires de distribution. Les trois techniques les plus
utilisées sont des armoires de distribution dotées d’une enveloppe
résistant à la pression, des armoires de distribution avec des coffrets à
sécurité accrue et des armoires de distribution mises en surpression.
Enveloppe résistant à la pression: le gaz pouvant pénétrer dans cette
armoire certifiée, une explosion peut donc y avoir lieu. Cette explosion
est pour ainsi dire encapsulée dans l’armoire. Lorsque l’onde de pression
sort par les interstices, elle est déjà suffisamment refroidie dans l’armoire
pour ne plus pouvoir provoquer de nouvelle explosion dans l’environnement.
L’utilisation d’appareils de commutation normaux constitue le principal
avantage de ces armoires. Outre l’armoire, seuls les émerillons et les
éléments de commande doivent être certifiés ATEX.
Coffret à sécurité accrue: cette solution est parfois utilisée dans une
armoire normale, parfois en combinaison avec une enveloppe résistant à la
pression. Cela dépend de la classe de sécurité à atteindre. L’armoire
contient uniquement du matériel de commutation certifié ATEX.
Systèmes en surpression: le principe est le suivant: la surpression dans
l’armoire de distribution est telle qu’aucune poussière explosive ne peut
y entrer. L’inconvénient, c’est qu’il faut absolument un système de
commande certifié conforme EN 50016. En principe, on peut utiliser du
matériel de commutation normal. Les émerillons doivent être au minimum
IP40. Pour la surpression, on utilise de l’air d’instrumentation (sec). On
peut également utiliser des gaz inertes. En général, cette solution est
relativement coûteuse. Cependant, l’utilisation d’armoires doubles ou le
raccordement de plusieurs armoires de commutation au système peut rendre
cette solution moins chère que les autres alternatives.
Champ d’application
De manière générale, on pense encore trop souvent, à tort, que les
armoires de distribution et autres appareils ne doivent être protégés que
préventivement. Cependant, la directive ATEX prescrit qu’il faut se
protéger de toute explosion pour également en réduire les conséquences
néfastes. Cette directive de ‘nouvelle approche’ s’applique donc à tous
les appareils et systèmes de protection conçus pour être utilisés dans des
endroits présentant un risque d’explosion. Cette directive porte aussi sur
les équipements de sécurité, de contrôle et de régulation conçus pour une
utilisation en dehors des zones présentant un risque d’explosion mais qui
sont nécessaires pour contribuer au fonctionnement fiable d’appareils et
de systèmes de protection liés au risque d’explosion. <<
Hubert Lahaut, Maintenance Magazine
