Odpowiednie zabezpieczenie sprzętu pracującego w warunkach zagrożonych wybuchem jest jednym z najważniejszych zagadnień ostatnich lat. Na rynku co chwilę pojawiają się coraz to nowsze rozwiązania, które są lepsze od poprzedników. Każdy produkt musi spełniać rygorystyczne wymagania, żeby zostać dopuszczonym do pracy w strefach zagrożonych wybuchem. W przemyśle można spotkać się z dwoma schematami, które dopuszczają sprzęt do pracy: ATEX oraz IECEx. W takim razie co oznaczają te nazwy? Jak odczytać oznaczenia i wiedzieć co znaczy ich interpretacja? Postaramy się trochę przybliżyć te zagadnienia w tym artykule.
Schemat ATEX
Nazwa ATEX pochodzi od francuskiego ATmosphères EXplosibles. Opisuje ona sprzęt i zastosowanie produktu, który ma być umieszczony w atmosferze wybuchowej. Atmosferą może być mieszanina substancji palnych w postaci:
- Gazów;
- Par;
- Proszków;
- Mgieł.
Mieszanki w krytycznych warunkach mogą eksplodować, tj. wysoka temperatura, łuki elektryczne lub obecność iskier.
Certyfikacja ATEX jest obowiązkowa w całej Europie i obejmuje wszystkie etapy od produkcji, poprzez instalację i użytkowanie sprzętu. W 2014 roku nastąpiła aktualizacja dyrektywy (2014/34/UE).
Schemat IECEx
IECEx oznacza International Electrotechnical Commission Explosive. Celem schematu IECEx było wprowadzenie ogólnoświatowego certyfikatu dla produktów przeznaczonych do stref zagrożonych wybuchem. Schemat ten został opracowany na podstawie norm IEC. One zaś są stosowane w wielu krajowych systemach zatwierdzania jako takie, których certyfikacja IECEx może być wykorzystywana do wspierania zgodności z przepisami krajowymi. W ten sposób eliminuje się w większości przypadków potrzebę dodatkowych testów.
Większa ilość informacji na temat IECEx znajduje się na oficjalnej stronie komisji IECEx System.
To jakie są podobieństwa?
Oba certyfikaty zapewnią, że wszystko od wyposażenia, instalacji, przez produkcję, obsługę i konserwację certyfikowanych produktów, jest zgodne z międzynarodowymi normami IEC i są odpowiednie do ich przeznaczenia.
W takim razie na czym polega różnica?
Istnieją niewielkie różnice między każdą certyfikacją. Najbardziej widoczna jest różnica zasięgu. Schemat ATEX będzie akceptowalny wyłącznie w krajach Unii Europejskiej, zaś IECEx w krajach na całym świecie.
Wybuch i jego atmosfera 1,2
Strefa zagrożona wybuchem jest nazywana atmosferą wybuchową. Z rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 08.07.2010 r. „W sprawie minimalnych wymagań, dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy, związanych z możliwością wystąpienia w miejscu pracy atmosfery wybuchowej” (Dz. U. 2010 nr 138 poz. 931) wdrażające postanowienia Dyrektywy 1999/92/EEC atmosfera wybuchowa to:
mieszanina z powietrzem w warunkach atmosferycznych, substancji palnych w postaci gazów, par, mgieł lub pyłów, w której po wystąpieniu zapłonu, spalanie rozprzestrzenia się na całą niespaloną mieszaninę
Definicja samego wybuchu jest dosyć intuicyjna. Jest to gwałtowne wydzielanie się dużych ilości energii, któremu towarzyszy zwykle nagły wzrost temperatury i ciśnienia oraz emisja promieniowania i fal akustycznych. Po przekroczeniu granicy wybuchowości, czyli wtedy gdy stężenie składnika palnego znajduje się w ściśle określonym przedziale następuje wybuch. Do jego zainicjowania potrzebna jest jeszcze pewna energia powstała w wyniku, np. iskry, płomienia, gorącej powierzchni. Energia ta nazywana jest minimalną energią zapłonu. Jej wartość pozwala na ocenę zagrożenia wybuchem od istniejących w rozpatrywanym otoczeniu źródeł zapłonu, które są w EN 1127-1:2011 „Atmosfery wybuchowe. Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem”:
Przykłady możliwych źródeł zapłonu:
1. Gorące powierzchnie.
2. Płomienie i gorące gazy (z włączeniem gorących cząstek).
3. Iskry generowane mechanicznie.
4. Urządzenia elektryczne.
5. Prądy błądzące.
6. Elektryczność statyczna.
7. Uderzenie pioruna.
8. Fale elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej od 104 do 3×1012 Hz.
9. Fale elektromagnetyczne od 3 x 1011 Hz do 3×1015 Hz.
10. Promieniowanie jonizujące.
11. Ultradźwięki.
12. Sprężenie adiabatyczne i fale uderzeniowe.
13. Reakcje egzotermiczne, włącznie z samozapaleniem pyłów.
Sekwencja wybuchu za pomocą schematu wygląda tak:
Paliwo musi mieć kontakt z utleniaczem, a zapoczątkowanie spalania wymaga czynnika inicjującego. Trudniej jest zainicjować wybuch pyłowy niż gazowy. Gaz miesza się bowiem z powietrzem samorzutnie dzięki dyfuzji, a do wytworzenia chmury pyłowej niezbędne jest mechaniczne mieszanie (np. przez podmuch). Ograniczenie przestrzeni wybuchu sprzyja gwałtowności wybuchu, a w przypadku pyłów jest uważane za niezbędny czynnik do jego zaistnienia.
Wśród gazów utleniaczami mogą być np. tlen, chlor, fluor, wśród cieczy m.in. kwas nadchlorowy, nadtlenek wodoru, a wśród ciał stałych – azotan amonu, tlenki metali. Paliwa to przede wszystkim różne ciecze (np. benzyna, alkohol, nafta, lakiery, farby), gazy (wodór, acetylen, propan, butan, tlenek węgla), ale też ciała stałe – np. cząstki metalu, pył węgla, pył drzewa, włókna, tworzywa.
Wybuchy paliw zachodzą w fazie gazowej (stałe paliwo wybucha tylko w postaci aerozolu), co decyduje o mechanizmie rozwoju wybuchu. Mierzona szybkością wzrostu ciśnienia dynamika wybuchu jest zdeterminowana prędkością rozprzestrzeniania się płomienia w kierunku świeżej mieszanki. Spalanie niekontrolowane to nie zawsze wybuch, wynikiem może być też pożar.
Podstawowe oznaczenia produktów ATEX
Każdy produkt spełniający normy będzie posiadał oznaczenie, którego znaczenie będzie ukryte za ciągiem liter i liczb. Przykładowo wygląda to tak:
Numerem 1 zaznaczone jest oznaczenie CE. Znaczy to, że produkt spełnia wymagania wszystkich odnoszących się do niego dyrektyw. Ciąg liczb za znakiem CE oznaczają numer identyfikacyjny jednostki certyfikującej (2). Dalej (3) znajduje się symbol wykonania przeciwwybuchowego, a tuż za nim (4) rodzaj grupy wybuchowości. Jest ona istotna przy tego rodzaju produktach, a opis każdej grupy znajduje się w tabeli:
Pod numerem 5 ukryta jest kolejna kluczowa informacja, która mówi nam o kategorii urządzenia. Dzieli się ją ze względu na rodzaj zagrożenia, a rodzaje podzielone są na 3 strefy:
- Gazy, ciecze i ich opary (G):
- Strefa 0 – ciągłe, zagrożenie utrzymuje się przez długi czas;
- Strefa 1 – sporadyczne, zagrożenie może się pojawić w normalnych warunkach;
- Strefa 2 – rzadkie, nie występuje w warunkach normalnej pracy, jeżeli wystąpi to przez krótki okres;
- Palne płyny (D):
- Strefa 20 – ciągłe, zagrożenie utrzymuje się przez długi czas;
- Strefa 21 – sporadyczne, zagrożenie może się pojawić w normalnych warunkach;
- Strefa 22 – rzadkie, nie występuje w warunkach normalnej pracy, jeżeli wystąpi to przez krótki okres.
Strefy ATEX – przykładowe oznaczenia:
W rzeczywistości często spotyka się urządzenia oznakowane według schematu ATEX i IECEx jednocześnie. W takim przypadku znakowanie wygląda następująco:
gdzie od numeru 6 do 9 oznaczony jest produkt według norm IEC. W taki sposób oznaczane są zatem strefy ATEX.
Przykład odczytywania oznaczeń ATEX
Idealnym przykładem do odczytania oznaczenia schematów są urządzenia firmy Finder, która produkuje je z certyfikacją ATEX. Weźmy na warsztat przekaźnik serii 58. Na zdjęciu poniżej zostało zaznaczone miejsce, z którego możemy wyczytać oznaczenie.
Powiększona tabliczka zawiera wszystkie niezbędne informacje o danym urządzeniu. Schemat ATEX zapisany jest obok jego symbolu, a rozszyfrowanie ciągu liter i cyfr przedstawia się następująco:
Gdzie możemy spotkać urządzenia z normą ATEX?
Miejsc zagrożonych wybuchem jest naprawdę bardzo, bardzo dużo. Spotkamy je między innymi w: rolnictwie, przemyśle spożywczym, przemyśle farmaceutycznym i cementowym. W takich miejscach urządzenia wszelkiego rodzaju, np.: czujniki kontrolne i pomiarowe, przekaźniki oraz używany sprzęt, muszą posiadać certyfikat ATEX.
Wracając do najnowszych rozwiązań …
Finder opracował przekaźniki do stref zagrożonych wybuchem zgodne z normą ATEX. Trzy typy nowoczesnych rozwiązań przekaźnikowych pozwalające na wszechstronne zastosowanie w miejscach takich jak zakłady chemiczne, petrochemiczne, farmaceutyczne, rozlewnie gazu oraz wiele innych. Potwierdzeniem jakości wyrobów jest wiele aplikacji pracujących w Polsce w oparciu o produkty oraz zdobycie Złotego Medalu targów Automaticon w 2018 roku.
Dzięki poniższym produktom, można w prosty sposób zwiększyć bezpieczeństwo w układach automatyki, które mogą być narażone na kontakt z wybuchowymi parami, gazami lub mgłami. Pokazane niżej przekaźniki przeznaczone są do pracy w grupie wybuchowości IIC –pozwalają na bezpieczną pracę w otoczeniu substancji takich jak metan, wodór, etanol, hydrazyna,dwusiarczek węgla i wiele innych.
Przekaźniki zgodne z ATEX – seria 39 Ex
Seria 39 Ex pozwoli nam w prosty i szybki sposób separować sygnały, zwiększyć żywotność styku sterownika PLC oraz ochronić jego wejścia. Konstrukcja tego przekaźnika interfejsowego została oparta na jednym z najnowocześniejszych na świecie rozwiązań w gabarycie 6mm jaką jest MasterBasic. Dodatkowo pracę ułatwi pełna gama akcesoriów, takich jak: szyny grzebieniowe, separatory na szynę oraz moduł do szybkiego łączenia z sterownikiem PLC (również spełniające normy ATEX). W serii 39 dostępne są dwa rozwiązania w wykonaniu śrubowym oraz w wykonaniu Push-in, które nie wymaga narzędzi do włożenia przygotowanego drutu lub linki, przyśpieszając w ten sposób kablowanie rozdzielnicy.
O tym przekaźniku opowiada Stanisław Rak w wywiadzie prowadzonym przez Marcina Faszczewskiego z iAutomatyka.pl:
Dzięki nowoczesnej konstrukcji oraz wyróżnieniu kolorem podstawki w stosunku do normalnego wykonania otrzymujemy nowoczesny, łatwo rozróżnialny produkt, przystosowany do pracy w najtrudniejszych warunkach
- Kod oznaczenia kategorii EX tych przekaźników to: ATEX, II 3G Ex nA nC IIC Gc.
- Typowy kod przekaźnika interfejsowego na 24V prądu stałego: 39.11.7.024.0073
- Zakres napięć sterowania dostępnych dla serii 39 klasuje się od 6 do 24V dla prądów stałych (DC) i od 6 do 240V z uniwersalnym prądem sterowania (AC/DC).
Przekaźniki zgodne z ATEX – Seria 58 Ex
Seria 58 Ex jest oparta na konstrukcji przekaźników 34 dzięki czemu zachowujemy konfigurację 2, 3 i 4 styków przełącznych, zależnie od typu. Specjalnie dobrane akcesoria pozwalają w prosty sposób łączyć je w szeregi za pomocą przyborów takich jak szyny grzebieniowe. Dzięki nim możemy tworzyć proste układy logiczne, zwielokrotnić sygnał i jednocześnie zastosować na każdym ze styków różne napięcia i sygnały sterujące. Innowacyjność i pewność konstrukcji uznanych przekaźników jakimi są nasze 34-ki daje pewność długoletniej eksploatacji i niezawodności układu. Wbudowany wskaźnik zadziałania ułatwia kontrolę i serwis urządzenia.
Ze względu na zastosowanie specjalnych uszczelnień obudowy w tych produktach zrezygnowano z przycisku testującego, mamy dzięki temu pewność, że obudowa naszego produktu zawsze zachowa wymagane bezpieczeństwo, niezależnie od warunków środowiskowych. Podstawki dedykowane do aplikacji ATEX jest to seria 94.04.7 (śrubowe) w specjalnym wykonaniu do stref przeciwwybuchowych. W przekaźnikach interfejsowych serii 58 Ex standardowym wyposażeniem jest moduł sygnalizacyjny LED z zabezpieczeniem diodowym (cewki DC) i warystorowym (cewki AC i DC) oraz obejma sprężynowa zwiększające bezpieczeństwo pracy produktu nawet w układach, które mogą być narażone na wibracje.
Konstrukcja pozwala na zastosowanie styków złoconych dzięki czemu możemy przesyłać bardzo niskie prądy i napięcia, oraz wykonywać łączenia o skrajnie małej częstości, bez obawy o pasywację styków.
- Kod oznaczenia kategorii EX tych przekaźników to: ATEX, II 3G Ex nA nC IIC Gc.
- Typowy kod przekaźnika interfejsowego na 24V prądu stałego: 58.34.9.024.0059
- Zakres napięć sterowania dostępnych dla serii 58 jest to od 12 do 125V dla prądów stałych (DC) i od 12 do 230V dla prądów zmiennych (AC).
Przekaźniki zgodne z ATEX – Seria 66 Ex
Seria 66 Ex to jedno z najciekawszych rozwiązań w naszej ofercie. Silnoprądowy przekaźnik pozwalający łączyć na 2 stykach nawet 25A przy 24V DC lub 230V AC zapewnia niejednokrotnie możliwość zdecydowanego uproszczenia układu. Szczelna obudowa zapewnia poziom bezpieczeństwa Ex nC. Dzięki konstrukcji, która umożliwia, zależnie od wykonania, montaż przewlekany do elektroniki lub podłączenie za pomocą konektorów Faston 250, stają się one niesamowicie uniwersalnym narzędziem do budowy układów automatyki i elektroniki przeznaczonych do pracy w strefach zagrożonych wybuchem.
- Kod oznaczenia kategorii EX tych przekaźników to: ATEX, II 3G Ex nC IIC Gc.
- Typowy kod przekaźnika na 24V prądu stałego: 66.82.9.024.0000
- Zakres napięć sterowania dostępnych dla serii 66 jest to od 12 do 125V dla prądów stałych (DC).
Parę słów od firmy
Finder jako jeden z najnowocześniejszych producentów przekaźników, obecny na rynku już ponad 60 lat zawsze tworzy produkty o najwyższej jakości, niejednokrotnie wyprzedzając rynek swoją innowacyjnością. Pragniemy, aby nasze najnowsze wykonania, które prezentowaliśmy powyżej przekonały państwa swoją jakością oraz uniwersalnością. Są to produkty, które zostały stworzone jako bezpośrednia odpowiedź na zapotrzebowanie naszych klientów. Jeśli potrzebują państwo pomocy w doborze przekaźników lub doradztwa technicznego zapraszamy do kontaktu z nami:
FINDER Polska Sp. z o.o.
Malwowa 126 60-175 Poznań – Polska
Tel. +48 61 865 94 07.
Fax. +48 61 865 94 26.
https://www.findernet.com/pl/poland
Gdzie kupić przekaźniki Finder? No cóż, w każdej dobrej hurtowni elektrycznej 🙂
Źródła
- https://bezel.com.pl/2018/08/05/urzadzenia-przeciwwybuchowe/
- https://www.grupa-wolff.eu/atex/zagrozenie-wybuchem/
