Una breve introduzione all'area pericolosa
Aug 11, 2023
ZONE AREA PERICOLOSA, DEFINIZIONI E PROTEZIONE CONTRO LE ESPLOSIONI
Questo articolo fornisce una panoramica completa della progettazione e dell'utilizzo delle apparecchiature destinate all'uso in aree che potrebbero contenere atmosfere esplosive causate da gas, vapori e polveri o fibre combustibili. Queste aree sono comunemente note come zone pericolose.
Una "area pericolosa" è caratterizzata come un luogo in cui l'atmosfera contiene, o ha il potenziale di contenere, gas, polveri o vapori infiammabili o esplosivi in quantità significative.
AREE PERICOLOSE
Per salvaguardare gli impianti da potenziali esplosioni è necessario adottare una metodologia di analisi e classificazione delle aree che potrebbero essere pericolose. L'obiettivo primario di questo processo è garantire la scelta appropriata e la corretta installazione delle apparecchiature, con l'obiettivo ultimo di prevenire le esplosioni e garantire la sicurezza delle persone.
Descrizione delle zone esplosive e delle aree pericolose
Le apparecchiature elettriche antideflagranti sono classificate e applicabili alle aree esplosive in base alla loro costruzione, come mostrato nella tabella seguente
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Nome e codice |
Definizione e caratteristiche |
Diagramma |
Aree adatte |
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pressione- resistente a prova di esplosione （d） |
(1) La custodia è dotata di componenti elettrici come NFB, MS, ecc., che possono generare scintille durante il normale funzionamento. (2) Se gas pericolosi fuoriescono e causano potenzialmente un'esplosione, la custodia deve essere in grado di resistere alla pressione di esplosione e impedire la fuoriuscita di fiamma dalla giunzione, innescando esplosioni di gas pericolosi esterni. |
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ZONA 1
ZONA 2 |
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sicurezza migliorata a prova di esplosione （e） |
(1) L'involucro è progettato esclusivamente per l'ermeticità e non è dotato di capacità di resistenza alla pressione. (2) L'interno può ospitare solo componenti che non generino scintille o calore eccessivo durante il normale funzionamento, come i terminali Eexe e moduli Eexd (resistenti alle pressioni esplosive) moduli dimostrativi). L'impianto elettrico antideflagrante resistente alla pressione i componenti realizzati tramite stampaggio Eex-d sono nuovi prodotti assolutamente esenti da scintille e calore eccessivo, rendendoli adatti all'uso in varie scatole di controllo. |
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ZONA 1
ZONA 2 Se sono presenti componenti elettrici che possono generare scintille o calore eccessivo, possono essere utilizzati solo nella ZONA 2. |
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interno pressione esplosione- prova （p） |
L'involucro è una tipica scatola di distribuzione ma realizzata in modo completamente sigillato. La pressurizzazione interna genera una pressione leggermente superiore a quella atmosferica per impedire l'ingresso di gas pericolosi dall'esterno. La convezione della tubazione di gonfiaggio aiuta a dissipare il calore interno. È comunemente utilizzato in apparecchiature di grandi dimensioni o in intere sale di controllo |
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ZONA 1
ZONA 2 |
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intrinsecamente sicuro a prova di esplosione （i） |
(1) Progettato per circuiti elettronici o componenti elettrici a basso consumo energetico per prevenire il verificarsi di esplosioni di gas attorno a strumenti e circuiti, indipendentemente dalle operazioni normali o anormali. (2) Le uscite o gli ingressi del circuito dei componenti elettrici intrinsecamente antideflagranti sono progettati per essere controllati al di sotto del livello di energia in grado di provocare l'accensione e l'esplosione del gas idrogeno. |
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ZONA 0（ia） ZONA 1（ia,ib） ZONA 2（ia,ib） |
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esplosione immersa nell'olio prova （o） |
(1) I componenti elettrici all'interno dell'involucro sono trasformatori e per l'isolamento viene utilizzato olio isolante ad alto punto di infiammabilità per ottenere un effetto antideflagrante. (2) Questo tipo di attrezzatura ha scarsa affidabilità e oggigiorno viene utilizzata raramente. |
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ZONA 1
ZONA 2 |
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riempito a prova di esplosione （q） |
(1) I circuiti elettronici come condensatori, resistori e piccoli trasformatori sono installati all'interno della custodia e isolati con riempimento di sabbia fine per ottenere un effetto antideflagrante. (2) Questo tipo di struttura non viene utilizzata separatamente, ma piuttosto installata all'interno di un armadio EExe per l'utilizzo. |
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ZONA 1 ZONA 2 |
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iniezione pressione modellata -resistente a prova di esplosione （m） |
(1) Questo è un metodo di protezione contro le esplosioni in cui i componenti che possono generare scintille o calore eccessivo sono incapsulati con un rivestimento esterno in poliestere, garantendo che la superficie dell'intero involucro stampato non produca scintille o aumenti di temperatura che potrebbero causare l'accensione di gas pericolosi . (2) I componenti di controllo degli interruttori generali inferiori a 630 A sono lavorati mediante stampaggio utilizzando materiale poliestere secondo i requisiti delle specifiche antideflagranti di resistenza alla pressione e approvati da EEx-d. |
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ZONA 1
ZONA 2 |
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speciale a prova di esplosione (s) |
La speciale struttura antideflagrante si riferisce a speciali combinazioni elettriche o metodi di controllo, che vengono elaborati secondo le strutture sopra menzionate. Devono essere progettati individualmente per l'apparecchiatura elettrica specifica adatta all'uso nelle aree pericolose richieste e approvati dall'autorità di certificazione antideflagrante. |
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ZONA 0
ZONA1 ZONA 2 |
Tabella comparativa delle costruzioni elettriche a prova di esplosione, definizioni e aree pericolose applicabili
Costruzione e classificazione antideflagranti resistenti alla pressione
Un errore comune commesso da molte persone è quello di utilizzare i termini "zona a prova di esplosione resistente alla pressione" o "zona a prova di esplosione a sicurezza aumentata", che non è corretto. È necessario utilizzare la terminologia corretta per descrivere la classificazione delle aree a prova di esplosione come locali di "0 livello", "1 livello" o "2 livello". I termini "resistente alla pressione" e "con sicurezza aumentata" dovrebbero essere usati per descrivere la costruzione di dispositivi elettrici antideflagranti, piuttosto che riferirsi a zone specifiche. È importante che tutti distinguano tra questi concetti.
Ognuna delle suddette costruzioni antideflagranti ha specifiche normative costruttive. Nel caso di dispositivi antideflagranti resistenti alla pressione devono essere rispettati requisiti particolari dovuti alla presenza di componenti elettrici che possono generare scintille o calore eccessivo durante il normale funzionamento. Tipicamente, l'involucro di questi dispositivi deve avere uno spessore maggiore (resistenza) e deve resistere ad una pressione di almeno 10 Kg/Cm² proveniente da miscele di gas esplosive come l'H2 senza subire alcun danno dopo ripetuti test (comunemente noti come test di esplosione). Inoltre, le tolleranze e le profondità delle giunzioni tra i componenti del guscio sono rigorosamente regolamentate. Tipicamente, la procedura di prova prevede il riempimento dell'ambiente esterno del guscio con una miscela di gas infiammabile e se la fiamma interna del guscio non accende il gas esterno per dieci prove consecutive, si può considerare superato il test. In alternativa, la conformità alle norme di sicurezza può essere confermata anche aderendo agli standard di prova internazionali. La tabella seguente fornisce un esempio basato sui criteri JIS (Japanese Industrial Standards), con lievi variazioni rispetto ai valori utilizzati in Europa e Stati Uniti (che sono generalmente simili).
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Livello di esplosione |
Distanza m/m |
volume della scatola |
profondità dello spazio libero |
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1 |
Sopra 0.6 |
(A) 2000CM³ |
Maggiore o uguale a 25 m/m |
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2 |
0.4 sopra 0.6 di seguito |
(B) 2000-100CM³ |
Maggiore o uguale a 15 m/m |
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(C) 100-2CM³ |
Maggiore o uguale a 10 m/m |
||
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3 |
0.4 di seguito |
(D) 2CM³Sotto |
Maggiore o uguale a 5 m/m |
La rappresentazione dei livelli di esplosione nei sistemi europeo, americano e giapponese
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Tabella 5 （I codici dei sistemi internazionali e confronto relativo ai livelli di esplosione ）
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Secondo la tabella sopra, si nota che la rappresentanza è coerente tra Giappone ed Europa, mentre gli Stati Uniti seguono un approccio diverso. Tuttavia, rappresenta due situazioni diverse. In primo luogo, se il livello di esplosione è rappresentato dallo stile giapponese di 1, 2, 3, o dallo stile europeo di IIA, IIB, IIC, o dallo stile americano di A, B, C, D, allora il livello di esplosione resistente alla pressione- il guscio di prova deve essere prodotto secondo i dati riportati nella tabella. In secondo luogo, oltre a rappresentare le condizioni, rappresenta anche relativamente gli ambienti di gas (liquidi) pericolosi applicabili a un gruppo specifico. Infatti, i codici A, B, C europeo e A, B, C, D americano rappresentano la sensibilità dei gas pericolosi (liquidi) a innescare esplosioni e il livello richiesto di costruzione a prova di esplosione resistente alla pressione. I comuni gas pericolosi (liquidi) sono classificati separatamente per Europa e Stati Uniti (come mostrato nella Tabella sei). Questa classificazione si basa sulla natura pericolosa delle scintille (ovvero, punto di infiammabilità) e sul punto di accensione di vari gas pericolosi (liquidi), indicando la temperatura alla quale si accenderanno anche senza scintille. Pertanto, è necessario specificare la temperatura di accensione dei gas pericolosi (liquidi) rispetto alla temperatura superficiale dei dispositivi elettrici antideflagranti (come mostrato nella Tabella sette) al fine di ottenere una protezione di sicurezza completa.
Costruzione e classificazione antideflagranti resistenti alla pressione
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Accensione Temperatura a /l/in grado |
EN O CEI |
JIS |
NEC |
Accensione Temp ure a /2/in gradi |
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Gruppo |
Veloce Grado di punto |
Gas tipici o Vapori |
ACCENSIONE ZIONE CLASSE |
Gruppo |
Tipici Gas o vapori |
||
|
540 515 425 460
630 630 555 365 340
505 370 530 215 240 220 595 455 475 210 285 360
220-300 470 405 455 550 490 535 385 415
140 605
425 535 495 180
440 415 |
IIA |
-19 GAS 11.1
GAS -11.1
28.9
-4 -21.7
GAS 11
12
32.7 -42.8
GAS 11.7 -32.7
32
17.2
-37.8 GAS |
Acetone Athan Atanolo Atilacetato Atilnitrito Ammoniaca Anilina Benzolo Butano Butanolo
Butanon Butilacetato Diclorati Eptano Esano Heizol Metano Metanolo Metile acetato Ottano Pentano Pentanolo Nafta di petrolio Petrolio(einschl.Fahtbenzin ) Propano Propanolo Propilene Piridina Stirolo Toluolo Viny lacetato Viny lCLORID Xilolo
Acetaldeide Kohlenmonossido |
1 |
D |
acetone Athane etanolo (alcol etilico) acetato di etile ammoniaca benzene butano 1-butanolo 2-butanolo metil etil chetone acetato di n-butile dicloruro di etilene eptani esani metano (gas naturale) metanolo (alcol metilico)
ottani pentani 1-pentanolo nafta di petrolio benzina propano 1-propanolo 2-propanolo propilene piridina stirene toluene acetato di vinile Cloruro di vinile Xilene |
465 515 356 427
651
560 405 365/405
516 425 413 280 225
539 385 220 260 300 288 280-456
450 440/399 460 482 490 480 427 472 530 |
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C |
Acetaldeide Monossido di carbonio
Etilene acido cianidrico ciclopropano etere dietilico |
175 610
490
500 160 |
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II B |
GAS GAS
GAS |
Athylen Acqua ciano Ciclopropano Diathylather Tetrafluoroetilene
Acrilaldeide (Acroleina) Ossido di atilene Butadien-1,3 |
2 |
||||
|
B |
Acroleina Ossido di etilene Butadiene |
220
429 420 |
|||||
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Accensione Temperatura a /l/in grado |
EN O CEI |
JIS |
NEC |
Accensione Temp ure a /2/in gradi |
|||
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Gruppo |
Veloce Grado di punto |
Gas tipici o Vapori |
ACCENSIONE ZIONE CLASSE |
Gruppo |
Tipici Gas o vapori |
||
|
560
430
560
305
95 |
IIB (Italiano) |
GAS
-37.2 |
Koksofengas Propy lenoxid |
2 |
B |
gas fabbricati (contenente più del 30% di idrogeno (in volume) propilene ossido Idrogeno |
449
400 |
|
II C |
GAS
GAS
-30 |
Wasserstoff
Acetilene Atilnitrato
Schwefelkoh -Lenstoff |
3a
3 3c
3b |
||||
|
A |
Acetilene |
305 |
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Speciale Salvaguardie |
Disolfuro di carbonio |
100 |
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Osservazione |
Nella tabella sopra, all'interno del livello 3 di esplosione JIS giapponese, a causa del suo livello più alto, ci sono meno gas pericolosi (liquidi) classificati sotto questo livello. Nello specifico, i gas (liquidi) designati come 3a| 3b e 3c rappresentano direttamente questo livello, mentre il resto non specificato è rappresentato come 3N. |
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Spiegazione comparativa dei punti di accensione e dei simboli nei sistemi antideflagranti dei vari paesi
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Livello |
Intervallo di temperatura |
Codice Jap |
Codice UE |
Codice USA |
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|
1 |
450 gradi sopra |
G1 |
T1 o G1 |
T1 450 grado |
|||
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2 |
300-450 grado |
G2 |
T2 o G2 |
T2 |
300 gradi |
T2C |
230 gradi |
|
T2A |
280 gradi |
T2D |
215 gradi |
||||
|
T2B |
260 gradi |
|
|
||||
|
3 |
200-300 grado |
G3 |
T3 o G3 |
T3 |
200 gradi |
T3B |
165 gradi |
|
T3A |
180 gradi |
T3C |
160 gradi |
||||
|
4 |
135-200 grado |
G4 |
T4 o G4 |
T4 |
135 gradi |
T4A |
120 gradi |
|
5 |
100-135 grado |
G5 |
T5 o G5 |
T5 100 grado |
|||
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6 |
85-100 grado |
G6 |
T6 o G6 |
T6 85 grado |
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Esiste un concetto importante relativo ai valori di temperatura nella classe di temperatura, che spesso viene frainteso dal grande pubblico. Nella Tabella 7, se si fa riferimento alle norme per le apparecchiature elettriche antideflagranti, significa che la temperatura superficiale dell'involucro elettrico non deve superare tale valore. Non implica la resistenza alla temperatura dei componenti elettrici. In genere, quando si selezionano le apparecchiature elettriche, la temperatura superficiale sarà inferiore al punto di accensione del gas pericoloso (liquido) in quella particolare posizione, con l'obiettivo di migliorare la sicurezza.
Considerando le informazioni di cui sopra, sembra che la presenza di scintille o temperature superiori al punto di accensione del gas pericoloso (liquido) non sia l'unica preoccupazione. In realtà sono tre i fattori che possono portare alla combustione: 1. Presenza di vapori infiammabili o combustibili. 2. Sorgente di accensione (come scintille o temperatura superficiale che raggiunge il punto di accensione del gas pericoloso). 3. Disponibilità di agenti ossidanti (come aria o ossigeno puro). Pertanto, anche se esistono potenziali fonti di ignizione nelle aree in cui sono presenti materiali pericolosi, le esplosioni potrebbero non verificarsi se la concentrazione della sostanza pericolosa è troppo elevata o se non c'è abbastanza aria ossidante. Allo stesso modo, se la concentrazione della sostanza pericolosa è troppo bassa, generalmente non presenta un rischio significativo. Ciascun materiale pericoloso ha livelli di concentrazione diversi e le concentrazioni all'interno dell'intervallo specificato sono considerate estremamente pericolose. Ciò significa che i tre elementi della combustione possono avvenire solo all'interno di questo intervallo, fornendo una migliore comprensione di alcune caratteristiche degli ambienti a prova di esplosione.
In futuro, sarà anche importante comprendere l'espressione dei simboli antideflagranti utilizzati in Europa, America e Giappone per poter effettuare scelte di prodotto adeguate. (Come la tabella 8).
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Codice di sistema |
Primo n. Codice di costruzione |
Secondo n. Codice del livello di esplosione |
Terzo n. Livello della temperatura del punto di infiammabilità |
Osservazione |
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Unione Europea |
CEI （EEx） |
d ,e ,i ,q ,s |
IIA,IIB,IIC |
T1-T6 G1-G6 |
Esempio: EExde IIc T6 |
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Stati Uniti d'America |
NEC （NEMA） |
CLASSE 1 DIV 1 CLASSE 1 DIV 2 |
A ,B ,C ,D |
T1-T6 |
Esempio: CLASSE 1 DIV 1 GRUPPO C@ D |
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giapponese SK CHN |
NEC （JIS） （CKS） （SNC） |
d ,e ,I ,q ,s |
1 ,2 ,3 3a 3b 3c 3n |
G1-G6 |
Esempio d3nG6 d2G4 eG3 |
