Een complete gids om ATEX in de productie te begrijpen

ATEX is de afkorting van "Atmosphères Explosibles". De reeks ATEX-richtlijnen en -normen vormen de EEG-referentie voor bescherming tegen explosiegevaar in aanwezigheid van brandbaar gas en/of stof. Een explosieve atmosfeer kan brandbare gassen, nevel, dampen of brandbare stoffen bevatten. Als de concentratie van deze stoffen voldoende hoog is, kan er in combinatie met lucht en een ontstekingsbron een explosie plaatsvinden.

HOE EXPLODEREN GAS EN STOF?

De noodzakelijke voorwaarden voor een explosie of brand zijn de volgende:

1. De aanwezigheid van een brandbare stof;
2. Zuurstof;
3. Een ontstekingsbron.

Voorbeelden van ontstekingsbronnen zijn hete oppervlakken, open vuur, elektrische vonken, elektrostatische ontladingen en vonken van schurende activiteiten, snijactiviteiten, elektrisch lassen en puntlasmachines (zie ook bijlage).

Voor flexibele verbindingen en flexibele verbindingsstukken is geen ATEX-certificaat nodig: ze hebben geen energiebron en brengen geen energie over. De producten zijn meestal gemaakt van kunststof en deze groep materialen zijn natuurlijke isolatoren.

Isolatoren worden gekenmerkt door een hoge oppervlakteweerstand (1013 - 1018 Ω).

Dit betekent dat ze slechte geleiders van elektriciteit zijn. Wanneer (statische) elektriciteit niet kan wegvloeien, ontstaat er elektrostatische lading. Deze opeenhoping van lading kan een ontstekingsbron zijn. Zodra er voldoende lading is, vindt er ontlading plaats door overslag. Om deze reden worden in explosiegevaarlijke omgevingen alleen kunststoffen met een lagere oppervlakteweerstand (≤ 2,5 · 1011 Ω) gebruikt.

WELKE STOFFEN ZIJN BRANDBAAR?

Er zijn boven- en ondergrenzen voor de concentratie van brandbare materialen (gas of stof) in de atmosfeer die de waarschijnlijkheid van een explosie bepalen. De grootte van de deeltjes speelt een fundamentele rol, vooral in het geval van stof. Daarom zijn de stoffen in de ATEX-richtlijnen ingedeeld op basis van ontstekingsgevoeligheid.

GAS EN DAMP

Gassen en dampen komen voor in de petrochemische industrie, drankenindustrie, kruidenindustrie, tankstations/brandstofdistributie, verfproductie, processen waarbij wasoperaties reinigingsmiddelen gebruiken, de chemische en metaalindustrie, mijnbouw en de opwekking van bio-energie.

Propaan, ethyleen en zuurstof zijn voorbeelden, maar ook gassen die ontstaan door verdamping van organische vloeistoffen zoals alcohol, koolwaterstoffen, aceton, xyleen, terpentijn, smeerolie enz. zijn brandbaar. Gassen en dampen worden als volgt geclassificeerd:

1. IIA omvat propaan, butaan en kerosine;
2. IIB omvat ethyleen, waterstofsulfide, ethylether;
3. IIC omvat waterstof, acetyleen, zwavelkoolstof.

VAST STOF

Stof komt vaak voor tijdens transport, overslag en/of transfers. Alle werkomgevingen met brandbare poeders of waar stof vrijkomt in gesloten ruimtes, brengen het risico van een stofexplosie met zich mee. Voorbeelden van soorten bedrijven waar stofexplosies kunnen voorkomen zijn:

• graanverwerkende bedrijven;
• zuivelbedrijven;
• suikerfabrieken;
• mengvoederbedrijven;
• papierverwerkende bedrijven;
• meubelfabrieken;
• recyclingbedrijven;
• kunststofverwerkende bedrijven.

Voorbeelden van brandbaar materiaal zijn: graanproducten, meel, zetmeel, suiker, houtstof, dierlijk vet, lichte metalen, steenkool, plastic en textiel. Elk brandbaar materiaal heeft eigenschappen die belangrijk zijn bij de keuze van explosieveilige apparatuur, zoals:

- De toepasselijke stofgroep (IIIA, IIIB of IIIC):

IIIA = brandbare vliegen met stofdeeltjes > 0,5 mm

IIIC = electrically non-conductive dusts with a diameter < 0.5 mm

IIIC = electrically conductive dusts with a diameter < 0.5 mm

- Ontbrandingstemperatuur (temperatuur waarbij een stofwolk ontbrandt)

- Smouldertemperatuur of gloeitemperatuur (temperatuur waarbij een 5 mm dikke laag stof gaat smeulen). Bijvoorbeeld: bruinkool, stofgroep IIIC, ontbrandingstemperatuur 380ºC, smeultemperatuur 225ºC.

Stof wordt ook geclassificeerd volgens de mate van explosie-intensiteit, de stofexplosieconstante Kst. Dit omvat de snelheid en de volumetoename.

Op de Staubex-website is een online databank beschikbaar waarin de verbrandings- en explosiekarakteristieken van een groot aantal stoffen zijn verzameld: Staubex databank.

ATEX - WETGEVING

De ATEX-richtlijnen leggen veiligheidsprincipes op die moeten worden nageleefd door fabrikanten en gebruikers. Dit betreft de volgende richtlijnen:

1. Richtlijn 99/92/EG (voorheen bekend als ATEX 118a of 137) betreffende de minimumvoorschriften voor de verbetering van de gezondheid en veiligheid van personeel dat risico loopt door explosieve atmosferen. Verplicht vanaf 1/7/2003. De richtlijn is niet gericht op fabrikanten of leveranciers van apparatuur, maar alleen op werkgevers.

2. Richtlijn 94/9/EG (voorheen bekend als ATEX 100a of 95) betreffende de toepassing van de wetgeving van de lidstaten inzake apparatuur en beveiligingssystemen die bestemd zijn voor gebruik in potentieel explosieve omgevingen. Verplicht vanaf 1/7/2003. Deze richtlijn is in de eerste plaats bedoeld voor fabrikanten van apparatuur die deze apparatuur op de markt brengen.

Deze laatste werd vanaf 20 april 2016 vervangen door ATEX-richtlijn 2014/34/EU.

De ATEX-richtlijnen gelden voor Europa, maar er zijn ook andere soortgelijke brand- en explosiebeveiligingsvoorschriften, zoals IEEx en HazLoc.

HazLoc en de bijbehorende productcertificering zijn bedoeld voor de VS en Canada. IECEx verwijst naar de rest van de wereld: met name Australië, Nieuw-Zeeland en China.

RISICOZONES

Explosiegevaarlijke zones worden ingedeeld op basis van de frequentie en de duur van de aanwezigheid van explosief gas of stof. Bij stof wordt niet alleen rekening gehouden met stromend stof, maar ook met stoflagen en opeenhopingen van brandbaar stof, al dan niet opgewerveld tot stofwolken. Alle soorten zijn opgenomen in deze classificatie. De volgende gevarenzones worden onderscheiden (gassen en vast stof):

Het niveau van de eisen voor uitrusting en machines hangt daarom af van de categorie.

Categorie 1 is de strengste klasse:

Apparatuur in deze categorie kan worden gebruikt in omgevingen waar sprake is van een min of meer continu explosief gevaar: zone 0 of 20 (uiteraard kan deze ook in andere zones worden gebruikt).

Daarom moeten ontstekingsbronnen zelfs in extreme foutgevallen worden vermeden. Apparatuur van categorie 1 moet worden geïnspecteerd door speciaal gekwalificeerde instellingen (zogenaamde aangemelde instanties).

Categorie 2 is voor zone 1 of 21:

Hier zijn de eisen iets minder streng. Elektrische apparatuur moet nog steeds worden gekeurd door een aangemelde instantie. Voor mechanische apparatuur mag de fabrikant de keuring uitvoeren, maar moet het betreffende dossier worden ingediend bij een aangemelde instantie.

Categorie 3 is de minst strenge zone: 2 of 22:

Hier is het voldoende om aan te tonen dat er bij normaal gebruik geen ontstekingsbronnen voorkomen. De fabrikant mag de keuring uitvoeren zonder de aangemelde instantie.

AFKORTINGEN EN SYMBOLEN

BIJLAGE - DEFINITIES

- Ontploffingsgevaar: kan voorkomen in alle bedrijfswerkplekken waar brandbare en explosieve stoffen worden gebruikt (stof en/of gassen).

- Explosie: is een plotselinge hevige energie-uitbarsting die gepaard gaat met de opbouw van druk (golf).

– Ontstekingsbronnen: hete oppervlakken, open vuur, elektrische vonken, elektrostatische ontladingen en vonken van schurende activiteiten, snijactiviteiten, elektrisch lassen en puntlasmachines.

- Stof: stof is een fijn verdeelde vaste stof met een willekeurige vorm, structuur en dichtheid.

- Stofexplosie/gasexplosie: een stofexplosie/gasexplosie is een snelle, progressieve verbranding van een mengsel van brandbaar stof/gas met lucht. De volume-uitzetting van de gassen die door de verbranding worden verhit, resulteert in een merkbare drukverhoging.

- Ontvlambaar/explosief luchtmengsel: luchtmengsel van een ontvlambaar product in een vluchtige vorm (gas, damp, nevel, stof, vezels), in een verhouding en onder omstandigheden die ontsteking mogelijk maken om de onafhankelijke verbranding van het hele mengsel mogelijk te maken. Wanneer de brandvoortplanting in een dergelijk mengsel groot is en gepaard gaat met een drukverhoging, spreekt men van een explosieve atmosfeer. Wanneer de brandvoortplanting in een dergelijk mengsel klein is en de druk niet toeneemt, spreekt men van een ontvlambare atmosfeer.

– Zone-indeling: Explosieve atmosfeer, bestaande uit een mengsel van brandbare stoffen in de vorm van gas, damp of nevel met lucht (zone 0, 1 of 2). Explosieve atmosfeer, bestaande uit een wolk van brandbaar stof in de lucht, met inbegrip van afzettingen, lagen en hopen brandbaar materiaal (zones 20, 21 en 22).

– Explosieve atmosfeer: een mengsel van lucht en brandbare stoffen in de vorm van gassen, dampen, nevel of stof waarin, onder atmosferische omstandigheden en na ontsteking, de verbranding zich verspreidt naar het gehele onverbrande mengsel.

POTENTIËLE ONTSTEKINGSBRONNEN