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Miglioramento della sicurezza e del controllo dei processi in ambienti con polvere combustibile con certificazione EX Rheonics Misuratori di densità e viscosimetri

Le polveri combustibili rappresentano un rischio significativo di esplosione in settori quali l'industria alimentare, chimica, mineraria e delle polveri metalliche. Questa nota applicativa esplora come Rheonics I densimetri SRD e i viscosimetri SRV certificati EX ia IIIC Da migliorano sia la sicurezza che il controllo di processo negli ambienti Zona 20, 21 e 22 secondo gli standard ATEX e IECEx. Scopri come il monitoraggio in linea intrinsecamente sicuro di densità e viscosità contribuisce a prevenire i rischi di ignizione, migliorando al contempo l'efficienza operativa e la qualità del prodotto.


Tabella dei Contenuti

1. La sfida pervasiva delle polveri combustibili: garantire la sicurezza con il monitoraggio certificato dei processi

Il rischio di esplosioni di polveri è una preoccupazione significativa in molti settori industriali. Il particolato fine, o polvere, proveniente da materiali come cereali, zucchero, legno, sostanze chimiche e metalli può diventare una potente fonte di combustibile se sospeso nell'aria alla giusta concentrazione ed esposto a una fonte di accensione. Affinché si verifichi un'esplosione di polveri, devono essere presenti cinque condizioni: combustibile (polvere combustibile), ossigeno, confinamento (in un recipiente o in un edificio), dispersione (una nube di polvere) e una fonte di accensione. Un'esplosione di polveri può causare rapidi aumenti di pressione, danni catastrofici agli impianti e gravi rischi per il personale. Di conseguenza, l'utilizzo di apparecchiature certificate che eliminano o controllano le potenziali fonti di accensione è un elemento fondamentale della sicurezza industriale.

In questo contesto, il monitoraggio accurato e in tempo reale dei parametri di processo quali densità e viscosità gioca un ruolo cruciale. Questi parametri sono indicatori fondamentali della consistenza, della concentrazione e della fluidità di un materiale. Il monitoraggio continuo in linea fornisce dati immediati, aiutando gli operatori a ottimizzare i processi, garantire la qualità del prodotto e ridurre gli sprechi. Il campionamento manuale, al contrario, può essere lento nel rilevare le deviazioni e può comportare rischi o imprecisioni.

Oltre all'ottimizzazione dei processi e al controllo qualità, i dati di densità e viscosità possono fornire un ulteriore livello di informazioni sulla sicurezza. Ad esempio, nella movimentazione dei cereali, le variazioni di densità del materiale possono essere correlate alle variazioni del contenuto di umidità. È noto che i livelli di umidità influenzano la generazione di polvere e la sua esplosività. Analogamente, nei processi basati su fanghi, le deviazioni di densità o viscosità possono segnalare problemi come sedimentazione delle particelle o blocchi. Se non affrontate, queste condizioni potrebbero portare ad un accumulo anomalo di polvere o a problemi operativi, aumentando indirettamente il rischio complessivo dell'impianto. Utilizzando sensori certificati per monitorare queste variabili, gli operatori non solo garantiscono che il sensore stesso non rappresenti un pericolo di innesco, ma ricevono anche un avviso tempestivo sulle condizioni che potrebbero contribuire a un rischio più ampio di esplosione di polvere, consentendo un intervento proattivo.

Rheonics offre misuratori di densità di processo (SRD) e viscosimetri (SRV) in linea progettati per questi ambienti industriali difficili. Una caratteristica fondamentale di questi sensori è la certificazione EX, che include le omologazioni per l'uso in aree in cui sono presenti polveri combustibili. Ciò garantisce che possano essere integrati in sicurezza nei processi senza diventare una fonte di ignizione.

2. Esplorazione delle classificazioni delle aree pericolose per polveri combustibili: quadri ATEX e IECEx

Per garantire l'uso sicuro delle apparecchiature in atmosfere potenzialmente esplosive, sono stati istituiti quadri normativi e di certificazione completi. Due dei più riconosciuti sono la Direttiva ATEX in Europa e il Sistema IECEx a livello internazionale. Entrambi i quadri sono progettati per armonizzare gli standard di sicurezza e garantire che le apparecchiature destinate alle aree pericolose siano conformi a rigorosi requisiti di sicurezza.

La Direttiva ATEX si compone di due parti principali: la Direttiva 1999/92/CE (nota anche come ATEX 137), che delinea gli obblighi dei datori di lavoro per proteggere i lavoratori dai rischi di atmosfere esplosive, inclusa la classificazione delle aree pericolose in zone; e la Direttiva 2014/34/UE (nota anche come ATEX 114), che specifica i requisiti essenziali di salute e sicurezza e le procedure di valutazione della conformità per le apparecchiature e i sistemi di protezione destinati all'uso in tali aree. Il sistema IECEx fornisce uno schema internazionale per la certificazione delle apparecchiature, facilitando il commercio globale garantendo la conformità agli standard IEC.

Figura 1. Marcature del sensore Ex Edizione 5

Figura 1. Marcature del sensore Ex Edizione 5

2.1. Definizione delle zone di polvere (ATEX e IECEx)

Per gli ambienti con rischi di polvere combustibile, sia ATEX che IECEx definiscono le zone in base alla frequenza e alla durata della presenza di una miscela esplosiva di polvere e aria:

  • Zona 20: Area in cui un'atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile nell'aria è presente in modo continuativo, per lunghi periodi o frequentemente. Questa zona richiede il massimo livello di protezione delle apparecchiature (ATEX Categoria 1D / IECEx EPL Da).
  • Zona 21: Area in cui è probabile che occasionalmente si verifichi un'atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile nell'aria durante il normale funzionamento. Ciò richiede apparecchiature ATEX Categoria 2D / IECEx EPL Db.
  • Zona 22: Area in cui è improbabile che si verifichi un'atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile nell'aria durante il normale funzionamento, ma, se si verifica, persiste solo per un breve periodo. Le apparecchiature ATEX Categoria 3D / IECEx EPL Dc sono adatte a questa zona.

2.2 Comprensione dei gruppi di polvere (ATEX/IECEx)

  • Gruppo IIIA: Particelle volanti infiammabili (particelle più grandi, che in genere non richiedono lo stesso livello di protezione delle polveri più fini).
  • Gruppo IIIB: Polveri non conduttive. Questo gruppo comprende una vasta gamma di comuni polveri industriali come farina, cereali, zucchero, legno, la maggior parte delle materie plastiche e molte polveri chimiche non metalliche.
  • Gruppo IIIC: Polveri conduttive. Questo gruppo include materiali come polveri metalliche (ad esempio, alluminio, magnesio), polvere di carbone e nerofumo. Le polveri conduttive presentano un ulteriore pericolo perché possono causare cortocircuiti o creare percorsi conduttivi, potenzialmente causa di innesco. Per contestualizzare, il sistema nordamericano classifica le polveri esplosive nella Classe II, con il Gruppo E per le polveri metalliche, il Gruppo F per le polveri carboniose (come carbone o carbone vegetale) e il Gruppo G per altre polveri come farina, cereali e plastica.

2.3. Livelli di protezione delle apparecchiature (EPL) per la polvere (IECEx) e categorie (ATEX)

Il livello di protezione offerto dall'apparecchiatura è designato dagli EPL secondo IECEx e dalle categorie secondo ATEX:

EPL Da (IECEx) / Categoria 1D (ATEX)

Fornisce un livello di protezione "molto elevato", adatto alla Zona 20. Le apparecchiature con questa classificazione devono garantire la sicurezza anche in caso di rari malfunzionamenti (due indipendenti).

EPL Db (IECEx) / Categoria 2D (ATEX)

Fornisce un livello di protezione "elevato", adatto alla Zona 21. La sicurezza è garantita durante il normale funzionamento e in caso di malfunzionamenti (singoli) previsti.

EPL Dc (IECEx) / Categoria 3D (ATEX)

Fornisce un livello di protezione "normale", adatto alla Zona 22. La sicurezza è garantita durante il normale funzionamento.

2.4. Classificazioni di temperatura (T) e temperatura superficiale massima per la polvere

Un aspetto fondamentale della certificazione per aree pericolose è garantire che la temperatura superficiale massima di qualsiasi apparecchiatura rimanga al di sotto della temperatura di autoaccensione dell'atmosfera esplosiva circostante. Per le polveri combustibili, questo aspetto è particolarmente delicato. La temperatura di accensione di uno strato di polvere può essere significativamente inferiore a quella di una nube di polvere. La polvere può accumularsi sulle apparecchiature, formando strati isolanti che possono bruciare senza fiamma o incendiarsi a temperature inferiori rispetto a una nube dispersa. Pertanto, le apparecchiature destinate ad aree polverose devono essere classificate in base a una temperatura superficiale massima sicura sia per l'accensione della nube che per quella dello strato, con la temperatura di accensione dello strato che spesso rappresenta il valore più restrittivo.

Invece delle classi T1-T6 comunemente utilizzate per i gas, le certificazioni per le polveri spesso specificano direttamente la temperatura superficiale massima, come Tmax 85 °C o Tmax 135 °C. Questa marcatura esplicita della temperatura è fondamentale per consentire agli utenti di adattare correttamente l'apparecchiatura alle specifiche caratteristiche di accensione delle polveri presenti nella loro struttura. La certificazione per Rheonics I sensori, ad esempio, includono un intervallo di temperature superficiali massime specifiche (ad esempio, T85 °C, T100 °C, ecc., come parte della marcatura "Ex ia IIIC T… Da"), a indicare che la selezione deve essere effettuata con attenzione in base alle proprietà della polvere effettivamente incontrata e alle condizioni operative ambientali. Ciò garantisce che la superficie del sensore non diventi una fonte di innesco per gli strati di polvere accumulati.

Negazione di responsabilità

Il fatto che Rheonics La certificazione EPL Da dei sensori e la loro idoneità per le polveri del Gruppo IIIC sono particolarmente degne di nota. La certificazione per il Gruppo IIIC attesta che i sensori sono adatti alle polveri conduttive più complesse, ampliando significativamente la loro applicabilità oltre le polveri non conduttive del Gruppo IIIB. Allo stesso tempo, la classificazione EPL Da ne attesta l'idoneità per la Zona 20, l'ambiente con polveri più pericoloso, dove le atmosfere esplosive sono presenti costantemente o frequentemente. Questa doppia certificazione per il più alto gruppo di polveri e livello di protezione sottolinea la loro robusta progettazione di sicurezza per un'ampia gamma di applicazioni impegnative.

3. Sicurezza intrinseca (Ex i): una strategia di protezione di prim'ordine per ambienti ricchi di polvere

La sicurezza intrinseca (IS), o "Ex i", è una tecnica di protezione applicata alle apparecchiature elettriche e ai cablaggi per aree pericolose. Il principio fondamentale della sicurezza intrinseca è limitare l'energia elettrica e termica disponibile all'interno dell'apparecchiatura e dei relativi cablaggi a un livello inferiore a quello che può causare l'innesco di una specifica miscela atmosferica pericolosa, che si tratti di gas, vapori o polveri combustibili.

Installazione intrinsecamente sicura di Rheonics viscosimetro in linea SRV.

Installazione intrinsecamente sicura di Rheonics viscosimetro in linea SRV.

Questa limitazione energetica viene implementata utilizzando barriere Zener, installate in un'area non pericolosa (sicura) o all'interno di un involucro certificato. Queste barriere includono componenti come diodi Zener per limitare la tensione, resistori per limitare la corrente e fusibili per proteggere gli elementi del circuito. Rheonics sensori, il trasmettitore deve essere posizionato al di fuori della zona pericolosa, mentre la sonda può essere installata nella zona 0/zona 20.

3.1. Livelli di sicurezza intrinseca (ia, ib, ic)

La sicurezza intrinseca è suddivisa in tre livelli, che indicano l'integrità della sicurezza mantenuta in condizioni di guasto:

Ex ia (Rheonics certificazione del sensore)

Si tratta del livello di protezione più elevato, che garantisce la sicurezza con un massimo di due guasti indipendenti applicati al circuito. Le apparecchiature certificate "Ex ia" sono adatte all'uso in Zona 0 (per gas) e Zona 20 (per polveri).

Ex-ib.

Questo livello garantisce la sicurezza con un solo guasto ed è adatto alla Zona 1 (gas) e alla Zona 21 (polveri).

Es

Questo livello garantisce la sicurezza durante il normale funzionamento ed è adatto per la Zona 2 (gas) e la Zona 22 (polveri).

3.2. Vantaggi dell'utilizzo di apparecchiature certificate IS in aree pericolose polverose

L'applicazione della sicurezza intrinseca offre diversi vantaggi significativi, in particolare in ambienti carichi di polvere combustibile:

Maggiore sicurezza.
Manutenzione.
Efficacia dei costi.
Semplicità e peso.
Assicurazione.

L'efficacia di un sistema di sicurezza intrinseca si basa sulla corretta progettazione e installazione dell'intero "circuito IS", che include l'apparato intrinsecamente sicuro nell'area pericolosa (ad esempio, il Rheonics sensore), l'apparato associato (barriera) nell'area sicura e il cablaggio di interconnessione. I parametri del cavo (come la sua capacità e induttanza massime) e le caratteristiche del sensore e della barriera devono essere tutti compatibili e rientrare nei limiti specificati nella documentazione di certificazione. Manuali – Rheonics

4. Rheonics SRD e SRV: sensori di densità e viscosità intrinsecamente sicuri con robusta certificazione antipolvere

Rheonics offre una gamma di sensori di processo in linea, tra cui l'SRD (Simultaneous Density Meter and Viscometer) e l'SRV (Inline Viscometer), progettati per applicazioni industriali complesse, comprese quelle con rischio di polveri combustibili. Questi sensori utilizzano una tecnologia brevettata con risonatore torsionale bilanciato. L'SRD misura la densità del fluido in base alla variazione della frequenza naturale del risonatore, mentre sia l'SRD che l'SRV determinano la viscosità misurando l'effetto di smorzamento che il fluido esercita sull'elemento risonante.

Caratteristiche principali di Rheonics I sensori SRD e SRV presentano una struttura interamente metallica (con opzioni per acciaio inossidabile 316L o Hastelloy C22 per le parti a contatto con il fluido), design ermeticamente sigillati senza elastomeri e un'intrinseca insensibilità all'orientamento di montaggio o alle vibrazioni. Incorporano inoltre la misurazione integrata della temperatura del fluido, fornendo dati completi per il controllo di processo.

Analisi dettagliata di RheonicsCertificazioni EX Dust (ATEX e IECEx)

Rheonics I sensori sono stati sottoposti a rigorosi test e certificazioni per garantirne il funzionamento sicuro in atmosfere potenzialmente esplosive, comprese quelle con polveri combustibili. Le loro certificazioni dimostrano la conformità agli standard ATEX e IECEx.

Marcature di certificazione specifiche per la polvere:

La marcatura per Rheonics I sensori di tipo SR (SRV e SRD) per ambienti polverosi sono:

Figura 2: Descrizione della classificazione delle esplosioni IECEx
Figura 2: Descrizione della classificazione delle esplosioni IECEx

Metodo di protezione

Ex ia – Sicurezza intrinseca, livello 'a', adatto alle zone più pericolose.

Gruppo di polvere

IIIC – Adatto a tutti i tipi di polvere combustibile, comprese polveri combustibili volanti (IIIA), polveri non conduttive (IIIB) e, soprattutto, polveri conduttive (IIIC).

GruppoTipo di polvereEsempiConducibilitàRischio di esplosioneNote
IIIAVolatili combustibiliTrucioli di legno, fibre, lanugine tessileSolitamente non conduttivoModeratoTendono a depositarsi rapidamente, rischio di combustione senza fiamma o di accensione.
IIIBPolvere non conduttivaPolvere di grano, farina, zucchero e polvere di plasticaNon conduttoreAltoPuò formare nubi esplosive. La polvere non conduce elettricità.
IIICPolvere conduttivaPolvere di alluminio, magnesio, polveri metallicheconduttivoMolto altoRischio massimo. La polvere conduttiva può causare cortocircuiti e richiede particolare attenzione.

Massima temperatura superficiale

L'intervallo di temperatura operativa di Rheonics I sensori definiscono i limiti di sicurezza entro i quali il sensore può funzionare in modo affidabile e preciso. La scelta della variante di sensore corretta in base alla temperatura ambiente e a quella di processo è essenziale per garantire stabilità di misura, durata meccanica e conformità alle certificazioni.

Nelle aree a rischio polvere (zona 20, 21 o 22), Ciò diventa particolarmente importante perché la classificazione della temperatura superficiale certificata del sensore è direttamente collegata al suo intervallo operativo definitoSe il sensore viene utilizzato al di fuori dei limiti specificati, potrebbe superare la temperatura superficiale consentita e rappresentare un rischio di accensione per le polveri combustibili presenti nell'atmosfera circostante.

Pertanto, sebbene l'obiettivo principale sia la selezione di un sensore che operi nelle effettive condizioni di processo, ciò garantisce anche che il sensore mantenga la sua classificazione di temperatura superficiale certificata. Consultare sempre Rheonics documentazione per confermare la compatibilità sia con le condizioni di temperatura sia con le proprietà di accensione della polvere presente nella vostra installazione.

Livello di protezione dell'apparecchiatura (EPL)

Da – Livello di protezione “molto alto”, che rende i sensori adatti all’uso nella Zona 20, dove sono presenti continuamente o frequentemente nubi di polvere combustibile.

Codice EPLZona applicabileLivello di protezioneDescrizione
DaZona 20Protezione molto altaL'apparecchiatura rimane sicura anche in caso di due guasti indipendenti; adatta per aree in cui sono costantemente presenti atmosfere esplosive con polvere.
DbZona 21Alta protezioneSicuro in presenza di disturbi previsti o singoli guasti. Utilizzato dove è probabile la formazione di polvere durante il normale funzionamento.
DcZona 22Protezione avanzataFornisce una protezione di base. Utilizzato dove la formazione di polvere esplosiva è improbabile e si verifica solo per breve tempo o accidentalmente.

Conformità agli standard chiave

Le certificazioni si basano sul rispetto degli standard internazionali fondamentali, tra cui:

  • IEC 60079-0 (Atmosfere esplosive – Parte 0: Apparecchiature – Requisiti generali).
  • IEC 60079-11 (Atmosfere esplosive – Parte 11: Apparecchiature con protezione a sicurezza intrinseca “i”).
  • La certificazione KCs per Rheonics i sensori fanno esplicito riferimento al certificato IECEx IECEx TUR 19.0005X, edizione n. 5.
  • Viene inoltre confermata la conformità alla Direttiva ATEX 2014/34/UE.

5. Trasformazione del controllo dei processi nelle industrie a rischio polvere: applicazioni di Rheonics Sensori certificati EX

Rheonics I sensori SRD e SRV, con certificazioni EX, sono adatti a una moltitudine di applicazioni in settori in cui le polveri combustibili rappresentano un rischio significativo. La loro capacità di fornire dati di densità e/o viscosità in tempo reale e in linea consente un migliore controllo di processo, una migliore qualità del prodotto, una maggiore efficienza e, soprattutto, operazioni più sicure.

5.1 Cibo e agricoltura

Processi

Manipolazione dei cereali (ricezione, trasporto, essiccazione, stoccaggio), macinazione della farina, raffinazione dello zucchero, lavorazione del cacao, delle spezie e del latte in polvere.

Tipi di polvere

Prevalentemente polveri del gruppo IIIB come polvere di cereali, farina, polvere di zucchero, amido, polvere di spezie e latte in polvere.

Pericoli

Elevato rischio di esplosioni di polvere in silos, elevatori, trasportatori, mulini, essiccatori e aree di confezionamento, spesso classificati come Zone 20, 21 o 22.

Figura 3. Applicazioni relative al rischio di polveri – Settore alimentare e agricolo

Applicazione SRD/SRV:

Densità (SRD)

Monitoraggio della densità apparente dei cereali per la valutazione della qualità, la determinazione del contenuto di umidità, fondamentale per la sicurezza dello stoccaggio e della lavorazione, e l'ottimizzazione dell'efficienza di confezionamento. Nei processi che prevedono l'aggiunta di liquidi (ad esempio, melassa ai mangimi, acqua all'impasto) o di fanghi, l'SRD può monitorare la concentrazione e il contenuto di solidi.

Viscosità (SRV/SRD)

Controllo della viscosità di pastelle, impasti, glasse e altri ingredienti liquidi o semisolidi. Monitoraggio della scorrevolezza di polveri o materiali granulari quando manipolati come impasti.

Vantaggi con Rheonics

La certificazione Ex ia IIIC Da garantisce un funzionamento sicuro nelle zone con polvere più pericolose. Per applicazioni alimentari, Rheonics Offre inoltre sensori con design igienico (certificati EHEDG e 3-A), che rappresentano un requisito fondamentale per la doppia conformità. I ​​dati in tempo reale contribuiscono a ottimizzare i tempi di miscelazione, garantendo una consistenza uniforme del prodotto e riducendo gli sprechi. Ad esempio, nella macinazione delle farine, il monitoraggio del contenuto di umidità (dedotto dalla densità) durante il condizionamento dei cereali è fondamentale, mentre il controllo della viscosità dell'impasto/sospensione garantisce la costanza del prodotto. Le zone classificate ATEX/IECEx sono standard nelle operazioni di macinazione.

5.2 Produzione farmaceutica

Processi

Operazioni di miscelazione di polveri, granulazione a umido/a secco, essiccazione a letto fluido, pressatura di compresse, riempimento di capsule e rivestimento.

Tipi di polvere

Principi attivi farmaceutici (API) ed eccipienti (ad esempio amido, lattosio, cellulosa microcristallina). Possono essere potenti, fini e talvolta sensibili, e rientrano tipicamente nel Gruppo IIIB, sebbene alcuni stearati metallici o altri composti possano rientrare nel Gruppo IIIC.

Pericoli

Nuvole di polvere possono formarsi in miscelatori, granulatori, essiccatori, comprimitrici e sistemi di trasferimento polveri. Il controllo di processo è fondamentale a causa dell'elevato valore del prodotto e delle problematiche di sicurezza.

Figura 4. Applicazioni per il rischio di polvere – Produzione farmaceutica

Applicazione SRD/SRV:

Densità (SRD)

Monitoraggio dell'omogeneità della miscela, della densità dei granuli (che influisce sulla durezza e sulla dissoluzione della compressa) e della concentrazione delle soluzioni o sospensioni.

Viscosità (SRV/SRD)

Fondamentale per controllare la viscosità delle soluzioni di rivestimento per garantire un rivestimento uniforme delle compresse, gestire la consistenza delle sospensioni di granulazione a umido e monitorare le sospensioni.

Vantaggi con Rheonics

L'elevata precisione dei sensori supporta una formulazione precisa e un controllo qualità preciso. Il metodo di protezione a sicurezza intrinseca consente protocolli di pulizia e processi di convalida più semplici rispetto alle custodie Ex d più ingombranti. La certificazione Ex ia IIIC Da garantisce il massimo livello di sicurezza nella manipolazione di polveri farmaceutiche fini e potenzialmente potenti.

5.3 Elaborazione chimica

Processi

Produzione e manipolazione di un'ampia gamma di prodotti chimici in polvere, pigmenti, resine, materie plastiche e catalizzatori.

Tipi di polvere

Diversi, tra cui polveri organiche, polveri di plastica (ad esempio, polietilene, PVC), polveri metalliche (spesso utilizzate come catalizzatori) e nerofumo. Questi possono rientrare nel Gruppo IIIB o nel Gruppo IIIC (ad esempio, molte polveri metalliche, nerofumo).

Pericoli

Presente nei reattori, miscelatori, essiccatori, sistemi di trasporto pneumatico, stazioni di insaccamento e silos di stoccaggio.

Figura 5. Applicazioni pericolose per la polvere – Lavorazione chimica

Applicazione SRD/SRV:

Densità (SRD)

Monitoraggio della concentrazione di soluzioni e sospensioni, tracciamento dell'avanzamento della reazione osservando le variazioni di densità, garanzia della consistenza del prodotto finale e controllo del contenuto di solidi nelle dispersioni.

Viscosità (SRV/SRD)

Controllo della viscosità dei polimeri durante la polimerizzazione, gestione della viscosità della resina per le applicazioni, garanzia della pompabilità e miscelazione uniforme delle sospensioni chimiche.

Vantaggi con Rheonics

Robusta struttura del sensore realizzata con materiali come Hastelloy C22, adatti alla manipolazione di sostanze chimiche corrosive. Ampia gamma di temperature e pressioni operative, adatti a diversi processi chimici. La certificazione Ex ia IIIC Da è essenziale per la sicurezza quando si maneggiano polveri chimiche conduttive o reattive.

5.4 Estrazione e Minerali

Processi

Frantumazione, macinazione, vagliatura, trasporto di minerali, preparazione e trasporto di fanghi, movimentazione e preparazione del carbone.

Tipi di polvere

Polvere di carbone (gruppo IIIC), varie polveri di minerali metallici (ad esempio minerali di solfuro, che possono essere conduttivi – gruppo IIIC) e polvere di roccia (tipicamente gruppo IIIB).

Pericoli

Diffuso in tutti gli impianti di estrazione e lavorazione, in particolare nei trasportatori chiusi, nei frantoi, nei mulini, nei punti di trasferimento e nei silos di stoccaggio.

Applicazione SRD/SRV:

Densità (SRD)

Fondamentale per il controllo della densità del fango nelle condotte per un pompaggio efficiente e una gestione efficiente dell'uso dell'acqua, il monitoraggio della concentrazione nelle celle di flottazione e la gestione dei processi di separazione dei mezzi pesanti.

Viscosità (SRV/SRD)

Monitoraggio della reologia della sospensione per ottimizzare il trasporto nelle condotte (prevenendo la sedimentazione, riducendo l'usura della pompa) e controllando la miscelazione dei reagenti.

Vantaggi con Rheonics

Il design robusto del sensore resiste a fanghi abrasivi. La certificazione Ex ia IIIC Da è indispensabile per applicazioni che coinvolgono polvere di carbone conduttiva e polveri metalliche. I dati in tempo reale provenienti da SRD/SRV contribuiscono a ottimizzare il consumo di acqua ed energia nelle operazioni di lavorazione dei minerali.

5.5 Produzione di mangimi per animali

Processi

Macinazione delle materie prime (cereali, farine), miscelazione dei componenti, condizionamento (aggiunta di vapore e umidità), pellettizzazione, raffreddamento ed essiccazione dei pellet.

Tipi di polvere

Principalmente polveri del gruppo IIIB provenienti da cereali, farina di soia, farina di pesce e vari additivi.36

Pericoli

Le esplosioni di polvere sono un rischio noto nei miscelatori, nei macinatori, nelle presse per pellet, nei refrigeratori e nei sistemi di trasporto. Un efficace controllo delle polveri è un obiettivo operativo fondamentale.

Figura 7. Applicazioni relative al rischio di polvere – Produzione di mangimi per animali

Applicazione SRD/SRV:

Densità (SRD)

Monitoraggio della densità apparente delle materie prime in entrata, con possibilità di dedurre e controllare il contenuto di umidità nel condizionatore del mosto attraverso variazioni di densità/viscosità.

Viscosità (SRV/SRD)

Ottimizzazione della viscosità del mosto condizionato prima che entri nella pellettizzatrice. La viscosità del mosto è un fattore chiave che influenza la qualità del pellet (durata, durezza, riduzione delle particelle fini) ed è controllata da umidità e temperatura. Il monitoraggio della viscosità in linea può migliorare significativamente la consistenza del pellet.

Vantaggi con Rheonics

La certificazione Ex ia IIIC Da fornisce la necessaria garanzia di sicurezza. La misurazione in linea della viscosità del mosto contribuisce a migliorare la durata dei pellet, a ridurre le particelle fini e a ottimizzare il consumo energetico nel processo di pellettizzazione.

5.6 Lavorazione del legno e industria della carta

Processi

Segatura, levigatura, truciolatura del legno; preparazione della pasta (preparazione dell'impasto, controllo della consistenza), rivestimento della carta ed essiccazione nelle cartiere.

Tipi di polvere

Polvere di legno, segatura (gruppo IIIB), polvere di carta e fibre (spesso gruppo IIIA o IIIB).

Pericoli

Notevole produzione di polvere nelle segherie, nelle fabbriche di mobili e nelle cartiere, in particolare attorno ai collettori di polvere, ai silos e agli essiccatori.

Figura 8. Applicazioni per il rischio di polvere – Lavorazione del legno e industria della carta

Applicazione SRD/SRV:

Densità (SRD)

Monitoraggio della densità dei trucioli di legno, fondamentale per la consistenza della polpa e la preparazione dell'impasto nella fabbricazione della carta, controllo del peso della patinatura.

Viscosità (SRV/SRD)

Controllo della viscosità dei rivestimenti in carta per garantire un'applicazione uniforme e le proprietà superficiali desiderate. Monitoraggio della viscosità del liscivio nero nelle caldaie di recupero (sebbene questa applicazione comporti spesso rischi di gas/vapori).

Vantaggi con Rheonics

Maggiore sicurezza negli ambienti polverosi di lavorazione del legno. Maggiore uniformità nella produzione di cellulosa e carta grazie al controllo preciso di densità e viscosità.

5.7 Polveri metalliche e produzione additiva (stampa 3D)

Processi

Produzione, manipolazione, setacciatura, miscelazione e lavorazione di polveri metalliche fini (ad esempio alluminio, titanio, acciaio inossidabile, leghe di nichel) utilizzate nella metallurgia delle polveri e nella produzione additiva (stampa 3D).

Tipi di polvere

Polveri metalliche altamente conduttive e spesso molto fini, inequivocabilmente appartenenti al Gruppo IIIC.

Pericoli

Rischio estremamente elevato a causa della bassa energia minima di accensione (MIE) e dell'elevata conduttività di queste polveri. I rischi sussistono nelle unità di produzione delle polveri, nei sistemi chiusi di movimentazione delle polveri, nelle stazioni di setacciatura e all'interno delle camere di stampa 3D.

Figura 9. Applicazioni per il rischio di polvere – Polveri metalliche e produzione additiva

Applicazione SRD/SRV:

Densità (SRD)

Monitoraggio della densità apparente e della densità di riempimento delle polveri, che influiscono sulla fluidità e sull'impaccamento nei processi di AM. Monitoraggio della densità della sospensione se le polveri vengono lavorate o fornite in sospensione.

Viscosità (SRV/SRD)

Controllo della viscosità delle sospensioni di polvere metallica (ad esempio, per processi di getto di legante o di estrusione di materiali) o della viscosità dei fluidi leganti.

Vantaggi con Rheonics

La certificazione Ex ia IIIC Da è fondamentale e imprescindibile per queste applicazioni, poiché garantisce il massimo livello di sicurezza per le operazioni che coinvolgono polveri metalliche conduttive altamente pericolose, anche in condizioni di Zona 20. Le dimensioni compatte del sensore sono vantaggiose per l'integrazione in apparecchiature AM o linee di lavorazione delle polveri.

5.8 Vernici e rivestimenti (rivestimenti in polvere)

Processi

La produzione di vernici in polvere prevede la miscelazione di pigmenti e resine, l'estrusione, la macinazione e la setacciatura. L'applicazione avviene tramite spruzzatura elettrostatica della polvere.

Tipi di polvere

Polveri di resina polimerica, polveri di pigmento, in genere del Gruppo IIIB.

Pericoli

Mulini di macinazione, miscelatori, estrusori, cabine di verniciatura e sistemi di recupero delle polveri sono tutti ambienti in cui possono verificarsi concentrazioni di polvere esplosive.

Figura 10. Applicazioni pericolose per la polvere – Vernici e rivestimenti

Applicazione SRD/SRV:

Densità (SRD)

Monitoraggio della consistenza e della densità delle miscele di polveri prima delle fasi di estrusione e macinazione per garantirne l'omogeneità.

Viscosità (SRV/SRD)

Sebbene meno diretta per la polvere secca finale, se nella produzione si utilizzano precursori liquidi o dispersioni di pigmenti, la loro viscosità è fondamentale per la qualità. Il sistema SRV/SRD può monitorare queste fasi liquide a monte.

Vantaggi con Rheonics

Maggiore sicurezza nelle aree di produzione e manipolazione delle polveri. Miglioramento del controllo di qualità dei precursori o intermedi liquidi. La certificazione KCs menziona specificamente "Poussière (peinture, ecc.)" (Polvere (vernici, ecc.)) come settore rilevante, sottolineandone l'applicabilità.

5.9 Produzione di fertilizzanti

Processi

Produzione di fertilizzanti granulari o in polvere, compresa la miscelazione delle materie prime, la granulazione o la prilling, l'essiccazione e il rivestimento dei granuli.

Tipi di polvere

Polveri di nitrato di ammonio, urea, fosfati, potassio e altri componenti. Queste appartengono generalmente al Gruppo IIIB, ma possono essere sensibili o richiedere requisiti di manipolazione specifici.

Pericoli

Essiccatori, granulatori, frantoi, setacci, sistemi di trasporto e stazioni di insacchettamento sono aree comuni in cui si accumula polvere e si presentano potenziali rischi di esplosione.

Figura 11. Applicazioni relative al rischio di polvere – Produzione di fertilizzanti

Applicazione SRD/SRV:

Densità (SRD)

Monitoraggio della densità dei fanghi prima della granulazione o della prilling per garantire il corretto contenuto di solidi, controllando la densità apparente del prodotto granulare finito per l'insacchettamento e la coerenza dell'applicazione.

Viscosità (SRV/SRD)

Controllo della viscosità delle miscele o delle fusioni di fertilizzanti per garantire una formazione uniforme dei granuli e una distribuzione uniforme delle dimensioni. Rheonics la documentazione indica l'uso dell'SRV nella produzione di fertilizzanti.

Vantaggi con Rheonics

Miglioramento della consistenza del prodotto (ad esempio, dimensione dei granuli, densità) e maggiore sicurezza nelle aree di produzione e manipolazione di fertilizzanti potenzialmente polverose.

6. Tabella di riferimento: Rheonics Idoneità del sensore nelle applicazioni con polvere combustibile

La tabella seguente fornisce una panoramica consolidata dell'idoneità di Rheonics Sensori SRD (misuratore di densità e viscosità in linea) e SRV (viscosimetro in linea) certificati EX per applicazioni chiave in ambienti con presenza di polveri combustibili. Questa tabella è pensata come guida di riferimento rapido per ingegneri e professionisti della sicurezza.

Tabella di riferimento: Idoneità di Rheonics Sensori certificati SRD e SRV EX per applicazioni in ambienti con polvere combustibile

Segmento industrialeApplicazione/Processo specificoTipi e caratteristiche comuni delle polveri combustibiliGruppo di polvere tipico (ATEX/IECEx)Zona pericolosa tipica (ATEX/IECEx)Consigliato Rheonics SensoreParametri chiave del processo monitoratiNote sui vantaggi e sull'idoneità per Rheonics SensorePertinente Rheonics Aspetto di certificazione della polvere
Cibo e agricolturaMacinazione della farina - Condizionamento del grano e miscelazione dell'impastoFarina di frumento, amido di mais - fine, biologicoIIIBZona 20, 21, 22SRD, SRVDensità, Viscosità, Temperatura, Inferenza dell'UmiditàOttimizza l'umidità per la macinazione tramite la densità; controlla la viscosità dell'impasto per una maggiore consistenza. Disponibile con design igienico. Sicuro in caso di presenza continua di polvere.Ex ia IIIC T135∘C Da (esempio, verificare T specifico in base all'applicazione)
Raffinazione dello zucchero - Cristallizzazione e concentrazione dello sciroppoPolvere di zucchero - fine, biologicaIIIBZona 20, 21SRDDensità, Concentrazione (Brix), ViscositàMonitora la crescita dei cristalli, controlla la concentrazione dello sciroppo. Design igienico. Sicuro in aree ad alta polvere.Ex ia IIIC T100∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Produzione di latte in polvere - Essiccazione a spruzzo e movimentazione della polvereLatte in polvere - fine, biologicoIIIBZona 20, 21SRDDensità, Viscosità (del concentrato)Controllare l'alimentazione del concentrato all'essiccatore; monitorare la densità apparente della polvere. Igienico. Sicuro per polvere esplosiva.Ex ia IIIC T135∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Eccipienti farmaceuticiMiscelazione e granulazione di polveriAPI, eccipienti (lattosio, amido) - fini, potentiIIIB (potenzialmente IIIC per alcuni eccipienti)Zona 20, 21SRD, SRVDensità, Viscosità, Omogeneità della miscelaGarantisce l'uniformità della miscela tramite la densità; controlla la viscosità del liquido di granulazione. IS per una facile pulizia. Massima sicurezza per polveri potenti.Ex ia IIIC T85∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Rivestimento della compressaPolimeri di rivestimento, pigmenti - finiIIIBZona 21, 22SRVViscosità, TemperaturaMantenere una viscosità costante della soluzione di rivestimento per ottenere un aumento di peso e un aspetto uniformi delle compresse.Ex ia IIIC T85∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Trattamento chimicoProduzione e movimentazione di polveri polimerichePolveri di polietilene, polipropilene - finiIIIBZona 20, 21SRDDensità apparente, proprietà di flusso (dedotte)Monitorare la densità della polvere per verificarne la consistenza e l'addensamento. Sicuro per polveri polimeriche infiammabili.Ex ia IIIC T135∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Gestione del nero di carbonioCarbon Black - molto fine, conduttivoIIICZona 20, 21SRDDensità della sospensione, densità apparenteMonitorare la densità in fase di produzione e movimentazione. Classificazione essenziale IIIC per polveri conduttive.Ex ia IIIC T200∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Miniere e mineraliTrasporto e preparazione di fanghi di carbonePolvere di carbone - fine, conduttiva, abrasivaIIICZona 20, 21SRDDensità della sospensione, contenuto di solidi, viscositàOttimizza la densità del fango per il pompaggio; monitora la sicurezza. Robusto per gli abrasivi. Essenziale IIIC e Da per il carbone.Ex ia IIIC T135∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Lavorazione dei minerali metallici (ad esempio, circuiti di macinazione)Minerali di solfuro metallico - fini, potenzialmente conduttivi, abrasiviIIIC / IIIBZona 21, 22SRDDensità della sospensione, contenuto di solidiControllare la densità del circuito di macinazione per un'efficienza ottimale. Robusto. IIIC se conduttivo.Ex ia IIIC T200∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Produzione di mangimi per animaliCondizionamento del mosto per la pellettizzazionePolveri di cereali, farine proteiche - biologicheIIIBZona 21, 22SRV, SRDViscosità, Densità, Umidità (dedotta)Ottimizza la viscosità/densità del mosto controllando il vapore/l'umidità per ottenere pellet durevoli.Ex ia IIIC T100∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Lavorazione del legno e della cartaEstrazione della polvere di legno e stoccaggio in silosPolvere di legno, segatura - organicaIIIBZona 20, 21SRD (per densità/umidità del truciolo)Densità apparente, umidità (dedotta)Monitorare la densità del truciolo per l'alimentazione del digestore. Sicuro per polvere di legno altamente infiammabile.Ex ia IIIC T135∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Preparazione della pasta di cartaFibre di cellulosa - organicheIIIA / IIIBZona 21, 22SRDConsistenza della polpa (densità)Controllare la consistenza della pasta per l'alimentazione della macchina continua.Ex ia IIIC T100∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Polveri metalliche e produzione additivaManipolazione e setacciatura di polveri di alluminio/titanioPolveri di alluminio e titanio - molto fini, altamente conduttiveIIICZona 20, 21SRD, SRV (per fanghi)Densità apparente, viscosità/densità della sospensioneSicurezza critica per la manipolazione di polveri metalliche altamente esplosive. Requisiti essenziali per EPL e IIIC elevati.Ex ia IIIC T200∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Vernici e rivestimentiProduzione di rivestimenti in polvere (macinazione/miscelazione)Resine polimeriche, pigmenti - organiciIIIBZona 20, 21SRD (per la densità della miscela), SRV (per i precursori liquidi)Densità, ViscositàAssicura l'omogeneità della miscela; controlla la viscosità del precursore. Sicuro per la produzione di vernici in polvere.Ex ia IIIC T135∘C Da (esempio, verificare T specifico)
Produzione di fertilizzantiProduzione di fertilizzanti granulari (essiccazione/rivestimento)Polveri di nitrato di ammonio, urea, potassio - organiche/inorganicheIIIBZona 21, 22SRD, SRV (per fusioni/fanghiglie)Densità, Viscosità, Umidità (dedotta)Controllare la viscosità della sospensione/fusione per la granulazione; monitorare la densità apparente dei granuli.Ex ia IIIC T135∘C Da (esempio, verificare T specifico)

Nota: il valore Tmax specifico (ad esempio, T85C, T100C, T135C, T200C, T285C, T485C) dalla certificazione del sensore deve essere scelto in base alla temperatura di accensione effettiva della polvere specifica e alle temperature massime ambiente/di processo. Consultare Rheonics documentazione per una selezione precisa.

7. Considerazioni sull'installazione e sul funzionamento dei sensori certificati EX

L'uso sicuro ed efficace di qualsiasi apparecchiatura certificata EX, inclusi Rheonics I sensori SRD e SRV dipendono dalla corretta installazione, dal funzionamento e dalla manutenzione, eseguiti nel rigoroso rispetto delle istruzioni del produttore e degli standard applicabili alle aree pericolose. Rheonics Manuali

È fondamentale che tutto il personale coinvolto nell'installazione, messa in servizio, funzionamento e manutenzione di Rheonics sensori in aree pericolose leggere attentamente e rispettare il manuale di installazione EX specifico fornito da RheonicsQuesti manuali contengono informazioni essenziali sulle procedure di cablaggio, sulla selezione di apparecchiature compatibili (barriere) e su eventuali "condizioni speciali per l'uso sicuro" che devono essere rispettate. Spesso, i certificati EX presentano un suffisso "X" (ad esempio, TÜV 19 ATEX 8332 X o IECEx TUR 19.0005X). Questa "X" indica che esistono condizioni specifiche, dettagliate nella scheda del certificato o nel manuale di istruzioni, essenziali per il mantenimento dell'integrità di sicurezza dell'installazione. Queste condizioni potrebbero includere limitazioni sui parametri dei cavi, requisiti per la protezione meccanica o intervalli di temperatura ambiente specifici. Il mancato rispetto di queste condizioni può invalidare la certificazione e compromettere la sicurezza.

Requisiti del sistema di sicurezza intrinseca

Rheonics I sensori SRD e SRV sono certificati come dispositivi a sicurezza intrinseca "Ex ia". Ciò significa che fanno parte di un sistema a sicurezza intrinseca. Le considerazioni chiave includono:

Apparecchiatura associata (barriera)

Il sensore deve essere collegato tramite una barriera intrinsecamente sicura approvata (barriera a diodo Zener o isolatore galvanico) che limiti l'energia trasferita dall'area sicura all'area pericolosa. Rheonics l'unità elettronica del sensore, che si interfaccia con la funzionalità della barriera, deve essere installata in un'area designata non pericolosa (sicura) o all'interno di un involucro opportunamente certificato per la zona in cui si trova.

Parametri del cavo

La capacità e l'induttanza del cavo di interconnessione tra la barriera e il sensore non devono superare i valori massimi specificati nei documenti di certificazione del sensore o nella documentazione della barriera. Ciò garantisce che il cavo stesso non possa immagazzinare energia sufficiente a causare un'accensione.

8. Conclusione: Migliorare la sicurezza e l'eccellenza operativa in ambienti polverosi con Rheonics Sensori certificati

Il rischio rappresentato dalle polveri combustibili in ambienti industriali richiede un approccio rigoroso alla sicurezza, e la selezione di apparecchiature adeguatamente certificate è un elemento fondamentale. È essenziale riconoscere che non tutte le certificazioni EX sono equivalenti; considerazioni specifiche sulle polveri, come le Zone di Area Pericolosa (20, 21, 22), i Gruppi di Polveri (IIIA, IIIB, IIIC), i Livelli di Protezione delle Apparecchiature (Da, Db, Dc) e, soprattutto, i limiti massimi di temperatura superficiale considerando l'innesco dello strato di polvere, sono fondamentali per garantire la sicurezza.

Rheonics I misuratori di densità e viscosità in linea SRD e i viscosimetri in linea SRV offrono una tecnologia di misurazione avanzata combinata con una struttura robusta. Soprattutto per le applicazioni in ambienti polverosi, questi sensori sono dotati di certificazioni EX complete e di alto livello, in particolare Ex ia IIIC T(intervallo)° C DaQuesta marcatura ne attesta l'idoneità all'uso con tutti i tipi di polveri combustibili, comprese quelle conduttive (Gruppo IIIC) e nelle aree più pericolose della Zona 20 (EPL Da), con sicurezza intrinseca "ia" che garantisce il massimo livello di tolleranza ai guasti. L'intervallo specificato di temperature superficiali massime consente un adattamento preciso alle caratteristiche di accensione dello specifico pericolo di polvere.

L'adozione di questi sensori certificati offre molteplici vantaggi. Il primo è la maggiore sicurezza, poiché la progettazione a sicurezza intrinseca impedisce al sensore di diventare una fonte di ignizione. Oltre a questa funzione di sicurezza primaria, i dati di densità e viscosità in tempo reale forniti da Rheonics I sensori consentono miglioramenti significativi nell'efficienza dei processi, nella costanza della qualità del prodotto e possono portare a una riduzione degli sprechi e a un utilizzo ottimizzato delle risorse. I vantaggi operativi, come la potenziale facilità di manutenzione dovuta alla sicurezza intrinseca, contribuiscono ulteriormente al loro valore.

Referenze

Negazione di responsabilità

Negazione di responsabilità

Rheonics non esegue la classificazione delle aree pericolose. RheonicsL'ambito di applicazione è limitato alla certificazione Ex dei propri sensori e al gruppo di gas, alla classificazione di temperatura e alla classificazione delle polveri applicabili indicati nella documentazione del prodotto. La valutazione e l'approvazione della zonizzazione delle aree pericolose, sia per i rischi di gas/vapori che per quelli di polveri, devono essere eseguite da un ente qualificato e autorizzato in conformità con gli standard e le normative applicabili.

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