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Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Direttiva 94/9/CE del 23/3/1994
Direttiva ATEX 95 detta anche “nuovo approccio”
Entrata in vigore l’ 1/3/1996 facoltativamente.
Recepita in Italia con Decreto N. 126 del 23 marzo 1998.
Dall’ 1 Luglio 2003 la sua applicazione è obbligatoria.
Include tutti i rischi di esplosione sia di natura elettrica che non di natura
elettrica
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Concetti base per la protezione dalle esplosioni
Atmosfere potenzialmente esplosive
Perché si formi un'atmosfera esplosiva, il materiale
infiammabile deve essere presente in una determinata
concentrazione. Se la concentrazione è troppo bassa
(miscela povera) o troppo alta (miscela ricca) non si
verifica alcuna esplosione; si produce solamente una
lenta reazione di combustione, se non addirittura
nessuna reazione. È solo nel range compreso tra i
limiti minimo e massimo di esplosione che la miscela
reagisce in modo esplosivo quando innescata. I limiti
di esplosione dipendono dalla pressione dell'ambiente
e dalla percentuale di ossigeno presente nell'aria.
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Gruppi e categorie di apparecchi
Gruppo I
Miniera ed impianti di
superficie collegati
Gruppo II
Altri impianti di superficie
Categoria M1
Livello di protezione molto
elevato
Categoria M2
Livello di protezione elevato
Categoria 1
Livello di protezione molto elevato
Categoria 2
Livello di protezione elevato
Categoria 3
Livello di protezione normale
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Gruppo II - Zone
GAS POLVEREFrequenza e durata della presenza
di un’atmosfera esplosiva
0 20Sempre presente o per lunghi periodi o
frequentemente
1 21 Occasionalmente
2 22 Improbabile
CEI 31-35 : Guida alla applicazione della Norma CEI EN 60079-10 (CEI 31-30) :
Classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas , vapori o
nebbie infiammabili
CEI 31-56 : Guida alla Classificazione dei luoghi dove sono o possono essere presenti
polveri combustibili nel rispetto della Norma CEI EN 61241-10 (CEI 31-66)
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Gruppo II – Categorie - Zone
Categoria GAS POLVERE
Frequenza e durata della
presenza di un’atmosfera
esplosiva
Livello di protezione
1 0 20
Sempre presente o per
lunghi periodi o
frequentemente
Molto elevata
2 Mezzi di prot.
2 difetti
2 1 21 Occasionalmente
elevata
1 mezzo di prot.
1 difetto
3 2 22 Improbabile
normale
garantita in normali
condizioni operative
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Classe di temperatura (gruppo II)
Temperatura massima della
superficie
Codici T
CENELC IEC
450°C T1
300°C T2
200°C T3
135°C T4
100°C T5
85°C T6
N.B. Per le applicazioni del Gruppo I l'apparecchio ha
limiti di temperatura 150°C (con strato di polvere) e
450°C (senza strato di polvere) (non esistono classi T).
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Gruppi di apparecchi & classi di temperature per materiali infiammabili comuni
Gas/vaporeGruppo
apparecchi
Classe di
temperatura
Acido acetico IIA T1
Acetone IIA T1
Acetilene IIC T2
Ammoniaca IIA T1
Butano IIA T2
Cicloesano IIA T3
Etanolo (alcol etilico) IIA T2
Etilene IIB T2
Idrogeno IIC T1
Cherosene IIA T3
Metano (gas naturale) (non minerario)IIA T1
Metanolo (alcol metilico) IIA T2
Metileltilchetone (MEK) IIB T2
Propano IIA T1
Propano-1-ol (alcol n-propilico)IIB T2
Propano-2-ol (alcol
iso-propilico)IIA T2
Tetraidrofurano (THF) IIB T3
Toluene IIA T1
Xilene IIA T1
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Procedura di valutazione della conformità
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Elettrico
Simbolo
Gas/
Polvere
Zona/e
Tipica/e
IEC/EN solo bozza con scadenza
2006
Norma (stato a Gen. 2006)Concetto base di protezione
Gas Polvere
Sicurezza aumentata e 1 EN 60079-7Nessun arco, scintilla o superficie
caldaTipo "n" (non scintillante ) nA 2 EN 60079-15
A prova di esplosione d 1 EN 60079-1
Contiene l'esplosione, spegne la
fiammaTipo "n" (Incapsulato) nC 2 EN 60079-15
Riempito di quarzo/sabbia Q 1 EN 60079-5
Sicurezza intrinseca Ia/iaD 0,20 EN 60079-11
EN 61241-11Limita l'energia delle scintille e le
temperature della superficieIntrinsecamente sicuro Ib/ibD 1,21 EN 60079-11
Tipo "n" (limitazione di energia) nL 2 EN 60079-15
Pressurizzato p/pD 1,21,22 EN 60079-2 EN 61241-4
Tiene fuori il gas infiammabile
Tipo "n" (Respirazione
Limitata)nR 2 EN 60079-15
Incapsulamento Ma/maD 0,20 EN 60079-18
EN 61241-18
Incapsulamento Mb/mbD 1,21 EN 60079-18
Immersione in olio O 1 EN 60079-2
Involucro tD 20,21,22 EN 61241-1-1 Protezione mediante involucro
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Marcatura
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Tipi di protezioneContenitore a prova di esplosione
Marcatura "Ex d" II 2 G in conformità con IEC 60079-1
PrincipioIn questo modo di protezione è consentito che l’atmosfera esplosiva venga in contatto con i circuitielettrici in tensione.Questi dovranno però essere racchiusi all’interno di una custodia appositamente studiata per resisterealla pressione sviluppata a causa di un eventuale esplosione all’interno della stessa e impedire ilpropagarsi della fiamma all’esterno della custodia e di innescare l’atmosfera esplosiva esterna ad essa.
Importanti parametri di progettazione
Determinazione della Pressione di esplosione Prova di sovrapressione (Statica o dinamica) Prova di tenuta alla fiamma
I parametri per gli interstizi che prevengono la trasmissione dell'innesco, larghezza/lunghezza, sonodifferenti per i sottogruppi di esplosione IIA, IIB e IIC. I requisiti più severi per i parametri degliinterstizi vengono applicati ai contenitori del sottogruppo di esplosione IIC.
Applicazioni
Apparecchi che durante il normale funzionamento generano scintille, archi elettrici e/o superfici calde,come interruttori, anelli di contatto, anelli del collettore, resistori regolabili, fusibili o lampade, elementiriscaldanti, freni ad attrito.
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Tipi di protezioneProtezione mediante contenitore
Marcatura "Ex tD" II 2 D (3D) in conformità con IEC 61241-1
PrincipioIl contenitore è sigillato in modo così ermetico da non consentire l'infiltrazione di polvere combustibile.La temperatura della superficie del contenitore esterno è limitata a valori che non innescanol’esplosione.
Importanti parametri di progettazione
TI >20°C +Tmax(Zona 21) , TI > 10°C +Tmax Zona 22
Lega Al con Mg < 7.5% Zona 21 IP 6X Zona 21 , IP 5X zona 22 (polveri non conduttive) , IP6X polveri conduttive Prese interbloccate (Zona 21 e Zona 22) Tmax con situazione di guasto (Zona 21) , Tmax in condizioni funzionamento normale Invecchiamento + 20°C Tmax (Zona 21), +10°C Tmax per Zona 22
Resistenza raggi UV (Zona 21) secondo ISO4812 Prova invecchiamento guarnizioni per Zona 21 Urto 7 Joule (Zona 21 , Zona 22)
ApplicazioniVari apparecchi che durante il normale funzionamento producono scintille, archi elettrici o superfici caldee complessi disegni industriali (controller) che, grazie a questo tipo di protezione, possono essereutilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva.
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Tipi di protezioneProtezione a sicurezza aumentata
Marcatura "Ex e" II 2 G in conformità con IEC 60079-7
PrincipioIn questo metodo di protezione vengono applicate determinate misure di protezione che devonoimpedire, con elevato coefficiente di sicurezza, la formazione di archi o scintille, o la possibilità ditemperature tali da innescare la miscela esplosiva
Importanti parametri di progettazione
TI >20°C +Tmax
Materiale antistatico (R< 1 Gohm) Lega Al Mg<7.5% IP 54 minimo Prese interbloccate Tmax < 5°C Classe Temp (T6,T5,T4,T3) <10°C classe temp (T2,T1)
Resistenza raggi UV (ISO 4812) Invecchiamento : +20°C Tmax
Urto 7 Joule
ApplicazioniMateriale impiantistico come cassette di distribuzione, armadi di connessione per sistemi diriscaldamento, batterie, trasformatori, reattori e motori a gabbia.
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Tipi di protezione
Marcatura "Ex nA" II 3 G in conformità con IEC 60079-15
Principio
Questo principio si applica ad apparecchiature “non scintillanti” , cioe che nel funzionamento ordinario non
producono archi , scintille o punti caldi (cassette di derivazione, portafusibili, apparecchi illuminanti)
Importanti parametri di progettazione
TI = 10°C +Tmax
IP 54 minimo
Prese interbloccate
Tmax < 5°C Classe Temp (T6,T5,T4,T3), Tmax <10°C classe temp (T2,T1)
Invecchiamento : +10°C Tmax
Resistenza raggi UV (ISO 4812)
Materiale antistatico (R< 1 Gohm)
Urto 7 Joule
Applicazioni
Materiale impiantistico come scatole di derivazione, armadi di connessione, macchine elettriche rotanti, fusibili
speciali, lampade, celle e batterie, trasformatori e apparecchi a bassa energia.
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
Apparecchi non scintillanti
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Tipi di protezioneContenitore a respirazione limitata
Marcatura "Ex nR" II 3 G in conformità con IEC 60079-15
PrincipioI contenitori sono progettati in modo da limitare l'ingresso di gas.Si applica ad apparecchiature “scintillanti” cioè che nel funzionamento ordinario producono archi oscintille o punti caldi (Interruttori, contattori, relè, resistenze calde, bimetalli , motori)
Importanti parametri di progettazione
TI > 10°C +Tmax
IP54 Minimo Prese interbloccate Tmax < 5°C Classe Temp (T6,T5,T4,T3), Tmax <10°C classe temp (T2,T1)
Temp aria interna – temp aria esterna < 10 °C
Punto di verifica della pressione (3mBar – 1.5 mBar, 80 sec) Materiale antistatico R< 1 Gohm Resistenza UV secondo ISO 4812 Invecchiamento guarnizioni Urto 7Joule
ApplicazioniInterruttori, strumenti di misurazione e monitoraggio.
Concetti base per la protezione dalle esplosioni
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Zone Ricarica batterieCEI EN 60079-10 (Guida CEI 31-35)
Luoghi all’aperto: attenzione tettoie
Luoghi al chiuso: necessaria areazione artificiale (CEI 21-42)
Mantenere la concentrazione idrogeno < 4%
Zona 1: Sfiati Coperchi accumulatori
Zona 2: Volume circostante (Sfera 0.5 m, CEI EN 60079-10)
Ammesso modo protezione Ex “nR”
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Autofficine
Considerare la possibilità di rischio di incendio (Luoghi MARCI CEI 64-8/7)
Autofficine soggette a CPI (capienza superiore a 9 autoveicoli)
Guida CEI 31-35 ( CEI EN 60079-10)
Altezza componenti elettrici dal pavimento > 1.5 m
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Locali verniciatura
Deposito vernici superiore 500 kg (Locali soggetti a CPI)
Luoghi MARCI ( CEI 64-8/7)
Deposito Contenitori sigillati non sono considerati fonte di emissione
Box di verniciatura : Zona 2
Guida CEI 31-35
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Centrali Termiche
Potenza inferiore 35 kW : Luoghi ordinari
Potenza superiore a 116 kW (100.000 kcal/h) : CPI
Norma CEI 64-8/7 (Luoghi a maggior Rischio in caso incendio)
Ambiente ordinario : Apparecchi a gas conformi al DPR 661/96 e senza parte impianto
con discontinuità
Ambiente ordinario : Apparecchi a gas non conformi al DPR 661/96 ma rispondenti alla
CEI 31-35 variante 2 , tabella GF-3.5.1(caratteristiche gas, pressione nominale, dimensione
foro emissione, ventilazione tec.)
Guida CEI 31-35 per la classificazione ATEX
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Grandi Cucine
Cucine fino a 35 kW (Senza dipendenti) : Luogo ordinario
Cucine con potenza superiore a 116 kW (100.000 kcal/h) : CPI
Impianti a gas conformi al DM 661/96 e senza discontinuità : luogo ordinario
Classificazione norme CEI 31-30 (CEI EN 60079-10), Guida CEI 31-35
Zona 2 : Dipende dalla areazione
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Settori con pericolo
Di esplosione per le polveri
Settore industria del legno
( Operazioni di lavorazione del legno che formano nei filtri, nei silos etc. miscele esplosive)
Settore metallurgia
(Produzione di pezzi stampati in metallo, durante il trattamento di smerigliatura possono formarsi
polveri esplosive)
Industria farmaceutica
(Dove vengono utilizzate sostanze alcoliche in qualità di solventi, oppure si utilizzano polveri
come il lattosio che può dar luogo a esplosione da polvere)
Industria alimentare e mangimistica
(nel trasporto e stoccaggio di cereali possono formarsi polveri esplosive.
Settore produzione energia
(Produzione da carbone in pezzi, non esplosivo, in miscela con aria possono formarsi polveri di
carbone capaci di esplodere)
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Falegnamerie
Da considerare la formazioni di nubi di polvere esplosive
Deposito > 50 quintali legno (CPI)
Luogo con pericolo di incendio ( Luogo MARCI)
Prevedere mezzi di aspirazione polvere
Classificazione zone pericolose secondo la norma CEI 31-66
(CEI EN 61241-10) e guida CEI 31-56.
Zona 21 : utensile in lavorazione fino alla cappa
Zona 22 : 1 metro distanza cono di aspirazione cappa
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Forni - Pastifici
Da considerare la formazioni di nubi di polvere esplosive
Produzione giornaliera > 500 quintali
Luogo con pericolo di incendio ( Luogo MARCI)
Prevedere mezzi di aspirazione polvere
Classificazione zone pericolose secondo la norma CEI 31-66
(CEI EN 61241-10) e guida CEI 31-56.
- Zona 21 : origine di polvere combustibile (Versamento di farina)
- Zona 22 : contorno della zona di lavorazione
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Silos per Cereali
Luogo soggetto a CPI se deposito > 500 quintali
Zona 20 : interno del sistema di contenimento
Zona 21 : Bocche di carico e scarico (per 1 metro da SE)
Zona 22 : area circostante le bocche di carico e scarico
Classificazione zone pericolose secondo la norma CEI 31-66
(CEI EN 61241-10) e guida CEI 31-56.