Environnements avec des atmosphères potentiellement explosives
Moflash propose une gamme de signaux d'avertissement sonores et visuels ainsi que des dispositifs d'activation manuelle qui ont été conçus pour être utilisés dans des conditions environnementales difficiles et des atmosphères potentiellement explosives, parfois appelées zones dangereuses ou emplacements dangereux.
Tous ces produits sont conformes à la directive européenne ATEX 2014/34/UE et à la Commission électrique internationale (CEI) pour les atmosphères explosives IECEx.
La directive ATEX 2014/34/UE couvre les appareils et les systèmes de protection destinés à être utilisés dans des atmosphères potentiellement explosives. La directive définit les exigences essentielles de santé et de sécurité et les procédures d'évaluation de la conformité à appliquer avant que les produits ne soient mis sur le marché de l'UE. Elle est alignée sur la politique du nouveau cadre législatif et est applicable à partir du 20 avril 2016, remplaçant l'ancienne directive 94/9/CE. et la Commission électrique internationale (CEI) pour les atmosphères explosives IECEx.
Les certificats ATEX et IECEx de Moflash ont été délivrés par DNV NEMKO Norvège. Moflash est agréé par QAN et QAR pour fabriquer ces homologations sur le site de notre usine de Birmingham, au Royaume-Uni.
Ces directives permettent de classer en zones les endroits où des atmosphères explosives dangereuses peuvent se former. La classification d'une zone particulière, sa taille et son emplacement dépendent de la probabilité d'apparition d'une atmosphère explosive et de sa persistance le cas échéant. Les zones classées doivent être protégées de toute source d'inflammation effective. L'équipement et les systèmes de protection destinés à être utilisés dans les zones doivent répondre aux exigences de la directive ATEX.
| Classification des zones | ||
| Classification européenne et CEI | Définition de la zone ou de la division | Classification nord-américaine |
| Zone 0 (Gaz/vapeurs) | Zone dans laquelle un mélange explosif est présent en permanence ou pendant de longues périodes. | Classe I Division 1 (gaz) |
| Zone 1 (Gaz/vapeurs) | Zone dans laquelle un mélange explosif est susceptible de se produire en fonctionnement normal. | Classe I Division 1 (gaz) |
| Zone 2 (gaz/vapeurs) (Gaz/vapeurs) | Zone dans laquelle un mélange explosif n'est pas susceptible de se produire en fonctionnement normal et où, s'il se produit, il ne subsistera que pendant une courte période. | Classe I Division 2 (gaz) |
| Zone 20 (Poussières) | Zone dans laquelle un mélange explosif est présent en permanence ou pendant de longues périodes. | Classe II Division 1 (poussières) |
| Zone 21 (Poussières) | Zone dans laquelle un mélange explosif est susceptible de se produire en fonctionnement normal. | Classe II Division 1 (poussières) |
| Zone 22 (Poussières) | Zone dans laquelle un mélange explosif n'est pas susceptible de se produire en fonctionnement normal et où, s'il se produit, il ne subsistera que pendant une courte période. | Classe II Division 2 (poussières) |
Groupes de gaz
Les gaz, les vapeurs et les poussières explosifs possèdent différentes propriétés chimiques qui influencent la probabilité et la gravité d'une explosion. Ces propriétés comprennent la température de la flamme, l'énergie minimale d'inflammation, les limites supérieures et inférieures d'explosivité et le poids moléculaire. Des essais empiriques sont effectués pour déterminer des paramètres tels que l'espace expérimental maximal de sécurité, le courant d'allumage minimal, la pression d'explosion et le temps de montée en pression, la température d'allumage spontanée et la vitesse maximale de montée en pression. Chaque substance présente une combinaison différente de propriétés, mais on constate qu'elles peuvent être classées dans des fourchettes similaires, ce qui simplifie la sélection des équipements pour les zones dangereuses.
L'inflammabilité des liquides combustibles est définie par leur point d'éclair. Le point d'éclair est la température à laquelle la matière génère une quantité suffisante de vapeur pour former un mélange inflammable. Le point d'éclair détermine si une zone doit être classée. Une matière peut avoir une température d'auto-inflammation relativement basse, mais si son point d'éclair est supérieur à la température ambiante, il n'est pas nécessaire de classer la zone. Inversement, si la même matière est chauffée et manipulée à une température supérieure à son point d'éclair, la zone doit être classée.
Chaque gaz ou vapeur chimique utilisé dans l'industrie est classé dans un groupe de gaz.
| Groupe | Gaz représentatifs |
| I | Toutes les mines de charbon souterraines, chauffées au charbon (méthane) |
| IIA | Le méthane industriel, le propane, l'essence et la majorité des déchets industriels. |
| IIB | Éthylène, gaz de cokerie et autres gaz industriels |
| IIC | Hydrogène, acétylène, disulfure de carbone |
Le groupe IIC est le groupe le plus grave. Les dangers de ce groupe peuvent en effet s'enflammer très facilement. L'équipement indiqué comme étant adapté au groupe IIC l'est également aux groupes IIB et IIA. Les équipements marqués comme convenant au groupe IIB conviennent également au groupe IIA, mais PAS au groupe IIC. Si un équipement est marqué, par exemple, Ex d IIC, il convient alors à tous les sous-groupes IIA, IIB et IIC.
| Groupe | Type |
| III A | Envolées combustibles |
| III B | Poussière combustible mais non conductrice (la taille des particules de poussière est inférieure ou égale à 500 micromètres et peut rester en suspension dans l'air et se déposer sous l'effet de son propre poids) |
| III C | Poussière combustible et conductrice (la taille des particules de poussière est inférieure ou égale à 500 micromètres et peut rester en suspension dans l'air et se déposer sous l'effet de son propre poids) |
Il convient de dresser une liste de tous les gaz/vapeurs et poussières chimiques présents dans la raffinerie/le complexe chimique et de l'inclure dans le plan du site des zones classées. Les groupes ci-dessus indiquent également la quantité d'énergie nécessaire pour enflammer le gaz par étincelle, le groupe IIA nécessitant le plus d'énergie et le groupe IIC le moins.
Sources d'allumage efficaces
Terme défini dans la directive ATEX comme un événement qui, en combinaison avec une quantité suffisante d'oxygène et de combustible sous forme de gaz, de brouillard, de vapeur ou de poussière, peut provoquer une explosion. Les sources d'inflammation efficaces sont les suivantes
- Foudroiement
- Flammes nues
- Étincelles d'impact ou de friction générées mécaniquement
- Étincelles électriques
- Températures de surface très élevées
- Décharge électrostatique, compression adiabatique, etc.
Niveau de protection de l'équipement
Ces dernières années, le niveau de protection de l'équipement (EPL) est spécifié pour plusieurs types de protection. Le niveau de protection requis est lié à l'utilisation prévue dans les zones décrites ci-dessous :
| Groupe | Risque Ex | Zone | EPL | Type minimum |
| I (mines) | énergisé | Ma | ||
| I (mines) | hors tension en présence d'une atmosphère Ex | Mb | ||
| II (gaz) | atmosphère explosive > 1000 h/an | 0 | Ga | ia, ma |
| II (gaz) | atmosphère explosive entre 10 et 1000 heures/an | 1 | Gb | ib, mb, px, py, e, o, q, s |
| II (gaz) | atmosphère explosive entre 1 et 10 heures/an | 2 | Gc | n, ic, pz |
| III (poussière) | surface explosive > 1000 h/an | 20 | Da | ia |
| III (poussière) | surface explosive entre 10 et 1000 h/an | 21 | Db | ib |
| III (poussière) | surface explosive entre 1 et 10 heures/an | 22 | Dc | ic |
Classification des températures
Une autre considération importante est la classification de l'équipement électrique. La température de surface ou de toute partie du matériel électrique susceptible d'être exposée à l'atmosphère dangereuse doit être testée de manière à ne pas dépasser 80 % de la température d'auto-inflammation du gaz ou de la vapeur spécifique dans la zone où le matériel est destiné à être utilisé.
La classification de la température sur l'étiquette de l'équipement électrique sera l'une des suivantes (en degrés Celsius) :
| USA °C | International (IEC) (IEC) °C | Allemagne °C En continu - Courte durée |
|
| T1-450 | T3A-180 | T1-450 | G1 : 360-400 |
| T2-300 | T3B-165 | T2-300 | G2 : 240-270 |
| T2A-280 | T3C-160 | T3-200 | G3 : 160-180 |
| T2B-260 | T4-135 | T4-135 | G4 : 110-125 |
| T2C-230 | T4A-120 | T5-100 | G5 : 80-90 |
| T2D-215 | T5-100 | T6-85 | |
| T3-200 | T6-85 | ||
Le tableau ci-dessus indique que la température de surface d'un appareil électrique classé T3 ne dépassera pas 200°C.
Températures d'auto-ignition
La température d'auto-inflammation d'un liquide, d'un gaz ou d'une vapeur est la température à laquelle la substance s'enflamme sans source de chaleur extérieure. La valeur exacte de la température déterminée dépend des conditions d'essai en laboratoire et de l'appareil utilisé. Pour les substances courantes, ces températures sont les suivantes
| Gaz | Température |
| Le méthane | 580°C |
| Hydrogène | 560°C |
| Propane | 494°C |
| Éthylène | 425°C |
| Acétylène | 305°C |
| Naphta | 290°C |
| Disulfure de carbone | 102°C |
La surface d'une conduite de vapeur à haute pression peut être supérieure à la température d'auto-inflammation de certains mélanges air/carburant.
Températures d'auto-inflammation (poussières)
La température d'auto-inflammation d'une poussière est généralement plus élevée que celle des vapeurs et des gaz. Voici quelques exemples de matériaux courants :
| Substance | Température |
| Sucre | 460°C |
| Bois | 340°C |
| Farine | 340°C |
| Poussière de grain | 300°C |
| Thé | 300°C |
Type de protection
Pour garantir la sécurité dans une situation donnée, les équipements sont classés dans des catégories de niveau de protection en fonction de la méthode de fabrication et de l'adéquation aux différentes situations. La catégorie 1 est le niveau de sécurité le plus élevé et la catégorie 3 le plus bas. Bien qu'il existe de nombreux types de protection, quelques-uns sont détaillés ci-dessous :
| Code Ex | Description | Standard | Localisation | Utilisation | |
| Antidéflagrant | d | La construction de l'équipement est telle qu'elle peut résister à une explosion interne et fournir une décharge de la pression externe par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs pare-flammes tels que le labyrinthe créé par des raccords filetés ou des brides usinées. Les gaz (chauds) qui s'échappent doivent se refroidir suffisamment le long de la trajectoire d'évacuation pour ne pas constituer, lorsqu'ils atteignent l'extérieur de l'enceinte, une source d'inflammation de l'environnement extérieur potentiellement inflammable. L'équipement est doté d'interstices résistant à la flamme (max. 0,006" (150 um) propane/éthylène, 0,004" (100 um) acétylène/hydrogène). | IEC/EN 60079-1 | Zone 1 si le groupe de gaz, la température et la classe sont corrects | Moteurs, éclairage, boîtes de jonction, électronique |
| Sécurité accrue | e | L'équipement est très robuste et les composants sont de haute qualité. | IEC/EN 60079-7 | Zone 2 ou Zone 1 | Moteurs, éclairage, boîtes de jonction |
| Remplie d'huile | o | Les composants de l'équipement sont complètement immergés dans l'huile. | IEC/EN 60079-6 | Zone 2 ou Zone 1 | Appareillage |
| Remplissage sable/poudre/quartz | q | Les composants de l'équipement sont entièrement recouverts d'une couche de sable, de poudre ou de quartz. | IEC/EN 60079-5 | Zone 2 ou Zone 1 | Électronique, téléphones, selfs |
| Encapsulé | m | Les composants de l'équipement sont généralement enveloppés dans un matériau de type résine. | IEC/EN 60079-18 | Zone 1 (Ex mb) ou Zone 0 (Ex ma) | Électronique (pas de chaleur) |
| Pressurisé/ Purgé | p | L'équipement est pressurisé à une pression positive par rapport à l'atmosphère environnante avec de l'air ou un gaz inerte, de sorte que l'atmosphère inflammable environnante ne puisse pas entrer en contact avec les parties sous tension de l'appareil. La surpression est surveillée, maintenue et contrôlée. | IEC/EN 60079-2 | Zone 1 (px ou py), ou Zone 2 (pz) | Analyseurs, moteurs, boîtiers de commande, ordinateurs |
| Sécurité intrinsèque | i | Tout arc ou étincelle dans cet équipement n'a pas suffisamment d'énergie (chaleur) pour enflammer une vapeur. L'équipement peut être installé dans TOUT boîtier conforme à la norme IP54. Une "barrière Zener", un "opto-isolateur" ou une unité "galvanique" peuvent être utilisés pour faciliter la certification. Une norme spéciale pour l'instrumentation est la norme CEI/EN 60079-27, qui décrit les exigences relatives au concept de bus de terrain à sécurité intrinsèque (FISCO) (zone 0, 1 ou 2). | IEC/EN 60079-25 IEC/EN 60079-11 IEC/EN 60079-27 | ia" : Zone 0 & "ib" : Zone 1 "ic" : Zone 2 | Instrumentation, mesure, contrôle |
| Non incendiaire | n | L'équipement n'est pas incandescent ou ne produit pas d'étincelles. Une norme spéciale pour l'instrumentation est la norme CEI/EN 60079-27, qui décrit les exigences relatives au concept de bus de terrain à sécurité intrinsèque (FISCO) (zone 2). | IEC/EN 60079-15 IEC/EN 60079-27 | Zone 2 | Moteurs, éclairage, boîtes de jonction, équipement électronique |
| Protection spéciale | s | Cette méthode, par définition particulière, n'a pas de règles spécifiques. En fait, il s'agit de toute méthode dont on peut démontrer qu'elle présente le degré de sécurité requis à l'usage. La plupart des premiers équipements dotés d'une protection Ex s ont été conçus avec encapsulation, ce qui a été intégré dans la norme CEI 60079-18 [Ex m]. Ex s est un codage référencé dans la CEI 60079-0. L'utilisation de l'EPL et de la catégorie ATEX directement est une alternative au marquage "s". La norme CEI EN 60079-33 a été rendue publique et devrait entrer en vigueur prochainement, de sorte que la certification Ex normale sera également possible pour Ex s. | IEC/EN 60079-33 | Zone en fonction de | Comme l'indique sa certification |
Les types de protection sont subdivisés en plusieurs sous-catégories, liées à l'EPL : ma et mb, px, py et pz, ia, ib et ic. Les subdivisions a ont les exigences de sécurité les plus strictes, prenant en compte simultanément plus d'une défaillance d'un composant indépendant.
Protection multiple
De nombreux équipements EEx utilisent plus d'une méthode de protection dans différents composants de l'appareil. Ceux-ci sont alors étiquetés avec chacune des méthodes individuelles. Par exemple, une prise de courant étiquetée EEx "de" peut avoir un boîtier fabriqué selon EEx "e" et des interrupteurs fabriqués selon EEx "d".