Sommario

La misurazione accurata e affidabile delle variabili di processo è fondamentale per il funzionamento sicuro ed efficiente dei moderni impianti industriali. Questo rapporto fornisce una panoramica dettagliata e un elenco categorizzato di strumenti di misura di processo in linea specificamente progettati e certificati per l'uso in aree pericolose, dove la presenza di polveri combustibili o gas e vapori infiammabili richiede rigorosi protocolli di sicurezza. L'obiettivo principale è fornire ai professionisti dell'ingegneria le informazioni essenziali necessarie per la selezione della strumentazione appropriata, conforme a rigorosi standard di sicurezza e al contempo in grado di soddisfare le esigenze di misura di processo.

In settori come l'industria chimica, petrolifera e del gas, farmaceutica, alimentare e mineraria, la possibilità che gas, vapori o polveri combustibili formino atmosfere esplosive è una preoccupazione costante. In tali ambienti, qualsiasi apparecchiatura elettrica o non elettrica, se non specificamente progettata, può diventare una fonte di innesco, con il rischio di esplosioni catastrofiche e significative perdite di vite umane e materiali. Di conseguenza, l'uso di ExL'utilizzo di strumentazione certificata non è solo raccomandato, ma rappresenta un imperativo legale ed etico. Le strategie di protezione dalle esplosioni sono ampiamente suddivise in misure primarie e secondarie. La protezione primaria dalle esplosioni mira a prevenire completamente la formazione di atmosfere esplosive, ad esempio sostituendo sostanze infiammabili o utilizzando sistemi di inertizzazione. La protezione secondaria dalle esplosioni, invece, si concentra sulla prevenzione dell'innesco di qualsiasi atmosfera esplosiva che possa formarsi. ExGli strumenti certificati sono una componente fondamentale della protezione secondaria contro le esplosioni, progettati e testati per garantire che non rilascino energia sufficiente (elettrica o termica) per innescare un'atmosfera pericolosa circostante.

Il paesaggio di Ex La certificazione è complessa e comprende una moltitudine di standard internazionali e regionali, diverse classificazioni di aree pericolose e diverse tipologie di protezione delle apparecchiature. Questa complessità sottolinea la necessità di un elevato livello di competenza nella selezione degli strumenti, rendendo guide complete come questa relazione preziose per gli utenti finali che si impegnano a garantire sia la sicurezza che la conformità. Questa relazione si concentrerà su diverse categorie chiave di strumenti di misura di processo in linea, tra cui misuratori di portata, trasmettitori di livello, trasmettitori di pressione, sensori e trasmettitori di temperatura e strumenti analitici (come analizzatori di gas, sensori di pH e sensori di conducibilità), per i quali Ex i dettagli della certificazione sono stati identificati all'interno delle informazioni disponibili.

La comprensione dei principi di protezione dalle esplosioni e delle relative classificazioni delle aree pericolose è fondamentale nella scelta e nell'installazione di apparecchiature in atmosfere potenzialmente esplosive. Come precedentemente osservato, la protezione primaria dalle esplosioni mira a prevenire la formazione di tali atmosfere, mentre la protezione secondaria dalle esplosioni si occupa di prevenirne l'innesco.² Ex-Gli strumenti di processo certificati sono un elemento fondamentale della protezione secondaria contro le esplosioni.

Le aree pericolose sono classificate in zone in base alla probabilità e alla durata della presenza di un'atmosfera esplosiva. Questa suddivisione in zone determina il livello di protezione richiesto per le apparecchiature installate in queste aree.

Tabella 1: Zonizzazione delle aree pericolose

Le aree pericolose sono classificate in zone in base alla probabilità e alla durata della presenza di un'atmosfera esplosiva. Questa suddivisione in zone determina il livello di protezione richiesto per le apparecchiature installate in queste aree.

●       Gruppi di gas (ad esempio, IIC, Iib, IIA): I gas e i vapori infiammabili sono classificati in gruppi in base alle loro caratteristiche di accensione. Gruppo IIC rappresenta i gas più facilmente infiammabili (ad esempio, idrogeno, acetilene), seguiti dal Gruppo Iib (ad esempio, etilene) e Gruppo IIA (ad esempio, propano). Apparecchiatura contrassegnata con 'IIC' è adatto anche per applicazioni che richiedono il Gruppo IIA or Iib protezione.

●       Gruppi di polvere (ad esempio, IIIC, IIIB, IIIA): Le polveri combustibili sono raggruppate in base alla loro natura e conduttività. Gruppo IIIC è per polveri conduttive (ad esempio, polveri metalliche), Gruppo IIIB per polveri non conduttive (ad esempio, polvere di grano, polvere di carbone) e Gruppo IIIA per i materiali combustibili. Apparecchiature contrassegnate con 'IIIC' è adatto per il gruppo IIIA e applicazioni IIIB.

La classe di temperatura (da T1 a T6) di Ex- L'apparecchiatura certificata indica la temperatura superficiale massima che l'apparecchiatura raggiungerà durante il funzionamento. Questa temperatura superficiale massima deve essere sempre inferiore alla temperatura di accensione del gas, vapore o polvere infiammabile specifico presente nell'area pericolosa. T6 rappresenta la temperatura superficiale massima più bassa (85 °C), rendendola adatta per sostanze con basse temperature di autoaccensione, mentre T1 rappresenta la temperatura più alta (450 °C).

Diversi schemi e standard di certificazione regolano Ex attrezzature a livello globale.

●       ATEX: La direttiva ATEX (attualmente 2014/34/UE) è obbligatoria per le apparecchiature vendute all'interno dell'Unione Europea.

●       IECEx: Il sistema IECEx è uno schema di certificazione internazionale che mira a facilitare il commercio internazionale di apparecchiature destinate all'uso in atmosfere esplosive, fornendo un marchio di conformità riconosciuto a livello mondiale. Molti paesi accettano la certificazione IECEx, talvolta come base per la certificazione nazionale.

● Altre certificazioni regionali significative includono Approvazioni FM (Factory Mutual) and Gruppo CSA (Associazione canadese per la normazione) per il Nord America e NEPSI (Centro nazionale di supervisione e ispezione per la protezione dalle esplosioni e la sicurezza della strumentazione) per la Cina.

L'esistenza di molteplici schemi di certificazione, sebbene spesso in una certa misura armonizzati, può introdurre complessità, in particolare per i progetti con un impatto globale. Sebbene lo schema IECEx fornisca una preziosa base di riferimento internazionale, è fondamentale riconoscere che l'adozione locale o requisiti supplementari potrebbero comunque essere applicabili in specifiche giurisdizioni. Pertanto, verificare quali certificazioni siano accettate o obbligatorie nel paese di installazione rimane un passaggio fondamentale per i professionisti dell'ingegneria, anche se uno strumento è dotato di un certificato IECEx.

Le polveri combustibili, generate da un'ampia varietà di materiali, tra cui cereali, zucchero, farina, legno, plastica, metalli e alcune sostanze chimiche, possono formare atmosfere esplosive se sospese nell'aria in concentrazioni sufficienti e incendiate.

Di conseguenza, le industrie che trattano tali materiali devono impiegare apparecchiature specificamente certificate per questi ambienti. I principali metodi di protezione per gli strumenti in aree pericolose polverose sono la "Protezione tramite involucro" (Ex t – ulteriormente suddiviso in Ex ta, Ex tubercolosi e Ex tc corrispondenti rispettivamente alle Zone 20, 21 e 22) e “Sicurezza intrinseca” (Ex io - Ex io, Ex io, Ex ic). La protezione mediante involucro impedisce l'ingresso di polvere nello strumento in quantità tali da causare l'accensione e limita la temperatura superficiale dello strumento. La sicurezza intrinseca limita l'energia elettrica per impedire l'accensione di una nube o di uno strato di polvere.

La tabella seguente riporta i dettagli degli strumenti di misurazione del processo in linea selezionati con Ex certificazioni per le polveri, in base alle informazioni disponibili. È importante notare che molti strumenti possiedono sia certificazioni per i gas che per le polveri; questa sezione evidenzia le loro certificazioni per le polveri e saranno riprese nella Sezione 5 se presentano anche certificazioni per i gas rilevanti per le stesse applicazioni.

Tabella 2: Ex-Strumenti di misurazione del processo in linea certificati antipolvere

Gas o vapori infiammabili, se miscelati con aria (o un altro ossidante) entro i limiti di infiammabilità, possono formare un'atmosfera esplosiva. In presenza di una fonte di accensione con energia sufficiente, può verificarsi una rapida combustione o un'esplosione. Le industrie che trattano tali sostanze devono pertanto utilizzare apparecchiature specificamente certificate per prevenire l'accensione in queste aree a rischio di gas. I metodi di protezione comuni impiegati per gli strumenti certificati per l'uso con gas includono custodie antideflagranti (Ex d), sicurezza intrinseca (Ex io, Ex io, Ex ic), maggiore sicurezza (Ex e), incapsulamento (Ex m), e pressurizzazione (Ex P).⁹

La tabella seguente fornisce dettagli sugli strumenti di misurazione del processo in linea selezionati con Ex certificazioni del gas.

Tabella 3: Ex Strumenti di misurazione del processo in linea certificati per gas

Un'area di interesse chiave per molti impianti industriali è la disponibilità di strumenti di processo dotati di certificazioni per entrambi ambienti a rischio di gas e polveri e sono adatti a svolgere la stessa funzione di misurazione principale in applicazioni in cui possono essere presenti uno o entrambi i rischi. Questa doppia certificazione offre una maggiore versatilità, semplificando potenzialmente la standardizzazione delle apparecchiature, riducendo le scorte di ricambi e fornendo soluzioni robuste per ambienti complessi.

Le motivazioni alla base della richiesta di doppie certificazioni da parte dei produttori sono molteplici. Ciò consente di commercializzare un singolo modello di strumento per una gamma più ampia di tipologie di aree pericolose, aumentandone così l'applicabilità. Inoltre, alcuni processi industriali comportano intrinsecamente ambienti ibridi in cui possono coesistere sia gas o vapori infiammabili che polveri combustibili. Tra gli esempi figurano alcuni processi di produzione chimica, la produzione farmaceutica che prevede l'uso di principi attivi in ​​polvere e solventi infiammabili, gli impianti di lavorazione alimentare che trattano cereali o zuccheri che possono rilasciare gas o utilizzare detergenti infiammabili, e le attività minerarie con gas metano e polvere di carbone. Per i produttori, ottenere una doppia certificazione per uno strumento dal design robusto può rappresentare una strategia conveniente per ampliare la propria presenza sul mercato.

La tabella seguente evidenzia gli strumenti di misurazione del processo in linea che, in base ai dati disponibili, sembrano possedere entrambi Ex gas e Ex certificazioni antipolvere e vengono utilizzati per applicazioni tipiche simili in cui potrebbero verificarsi tali doppi pericoli o in cui la versatilità è un criterio di selezione fondamentale.

Tabella 4: Doppio gas e polvere Ex Strumenti in linea certificati per applicazioni specifiche

La selezione di strumenti di misura di processo in linea appropriati per aree pericolose è un compito complesso che va oltre la semplice corrispondenza di un prodotto a una variabile di processo. Richiede un approccio rigoroso alla sicurezza e alla conformità.

Certificazione corrispondente alle condizioni specifiche del sito: Il passo fondamentale è uno studio completo di classificazione delle aree pericolose (HAC) per l'ubicazione specifica dell'impianto in cui verrà installato lo strumento. Questo studio identifica il tipo di sostanza pericolosa (gas/vapore o polvere), la probabilità della sua presenza (Zona o Divisione), il gruppo specifico di gas o polvere e la temperatura di autoaccensione della sostanza. Lo strumento selezionato Ex certificazione, compresa la sua EPL, classificazione di zona/divisione, idoneità del gruppo gas/polvere (ad esempio, IIC, IIIC) e classe di temperatura (T-rating), devono obbligatoriamente: essere appropriato per l'area classificata. Ad esempio, installare uno strumento certificato per la Zona 2 in un'area della Zona 1 costituisce una grave violazione della sicurezza. Anche i limiti di temperatura ambiente e di processo specificati nel certificato dello strumento devono essere rigorosamente rispettati, poiché il loro superamento può compromettere il metodo di protezione o portare a temperature superficiali superiori alla classe T.

Comprensione delle “Condizioni specifiche di utilizzo (X/U)”: Come sottolineato in precedenza, le “Condizioni specifiche di utilizzo” (spesso contrassegnate con una 'X' o una 'U' sul certificato o sulla targhetta) sono parte integrante della certificazione e sono obbligatorie per un'installazione e un funzionamento sicuri.¹² Tali condizioni possono includere requisiti per specifici tipi di ingressi cavi, procedure di messa a terra e di collegamento, precauzioni contro le scariche elettrostatiche (in particolare per parti non metalliche o in aree polverose), limitazioni sulla riparazione delle apparecchiature (ad esempio, giunti antideflagranti) o persino orientamenti di installazione specifici.¹² Il mancato rispetto di queste condizioni invalida la Ex certificazione e può rendere l'installazione non sicura.

Documentazione e supporto del produttore: È fondamentale consultare sempre la documentazione ufficiale del produttore dello strumento, inclusi i manuali di installazione, funzionamento e manutenzione. In caso di dubbi o ambiguità in merito all'interpretazione delle certificazioni o dei requisiti di installazione, è necessario consultare direttamente il produttore o un suo rappresentante autorizzato.

Compatibilità materiale: I materiali di costruzione delle parti bagnate (quelle a diretto contatto con il fluido di processo) devono essere compatibili con i fluidi di processo per prevenire corrosione, erosione o attacchi chimici che potrebbero compromettere l'integrità o la precisione di misura dello strumento. Analogamente, il materiale dell'alloggiamento deve essere adatto all'ambiente circostante, resistendo alla corrosione dovuta alle condizioni atmosferiche o all'esposizione chimica. È inoltre importante notare che gli involucri in alluminio possono essere soggetti a restrizioni in termini di impatto o attrito in determinate classificazioni di aree pericolose per prevenire l'accensione da scintille.

Protezione ingresso (classificazione IP): Il grado di protezione IP di uno strumento (ad esempio IP66, IP67, IP68) indica il grado di protezione contro l'ingresso di particelle solide (inclusa la polvere) e liquidi. Un grado di protezione IP appropriato è essenziale per proteggere i componenti interni dello strumento e mantenerne l'integrità. Ex metodo di protezione, soprattutto in ambienti polverosi o umidi.

Manutenzione e ispezione: L'ispezione e la manutenzione regolari, eseguite secondo le linee guida del produttore e gli standard pertinenti, sono fondamentali per garantire la continua integrità del Ex caratteristiche di protezione per tutta la durata di vita dello strumento. Intrinsecamente sicuro (Ex i) i sistemi, grazie ai loro bassi livelli energetici, possono offrire vantaggi in termini di manutenzione, consentendo potenzialmente di lavorare sotto tensione in condizioni specifiche e controllate senza richiedere un permesso per lavori a caldo.

La responsabilità ultima per la corretta selezione, installazione, funzionamento e manutenzione di ExLa strumentazione certificata è di competenza dell'utente finale o del gestore dell'impianto. Sebbene i produttori forniscano apparecchiature certificate e documentazione dettagliata, spetta all'utente garantire che lo strumento sia idoneo all'applicazione specifica e che tutti i requisiti di installazione e operativi previsti dalla certificazione e dalle norme pertinenti siano soddisfatti. Ciò sottolinea la necessità critica di personale competente, adeguatamente formato sui principi e sulle pratiche per le aree pericolose. Affidandosi esclusivamente a Ex la marcatura su una targa senza una conoscenza approfondita delle sue implicazioni e delle condizioni associate è insufficiente e potenzialmente pericolosa.

Questo rapporto ha fornito un'analisi dettagliata degli strumenti di misura di processo in linea certificati per l'uso in ambienti pericolosi caratterizzati dalla presenza di polveri combustibili e/o gas e vapori infiammabili. Un'ampia gamma di strumenti, tra cui misuratori di portata, trasmettitori di livello, trasmettitori di pressione, sensori di temperatura e strumenti analitici, è disponibile presso i principali produttori con le relative specifiche. Ex certificazioni. L'analisi conferma che i principi di misura comuni sono ben rappresentati all'interno di queste linee di prodotti certificate. Un risultato significativo è la crescente prevalenza di strumenti con doppia certificazione sia per i rischi da gas che da polveri, offrendo una maggiore versatilità per applicazioni in contesti industriali complessi o per scopi di standardizzazione.

Sulla base dell'analisi completa delle informazioni fornite, si sottolineano le seguenti raccomandazioni chiave per i professionisti dell'ingegneria coinvolti nella selezione e nell'implementazione di tale strumentazione:

1. Dare priorità alla classificazione completa delle aree pericolose (HAC): Uno studio HAC specifico per il sito è il primo passo indispensabile. Senza una chiara comprensione delle Zone, degli EPL, dei Gruppi Gas/Polveri e delle Classi di Temperatura applicabili all'area di installazione, è impossibile selezionare la strumentazione in modo sicuro.

2. Abbinare meticolosamente la certificazione dello strumento ai requisiti del sito: Lo strumento scelto Ex I marchi di certificazione devono essere esattamente conformi ai requisiti identificati nello studio HAC. Qualsiasi discrepanza può comportare un'installazione non sicura.

3. Ottenere e rispettare le “Condizioni specifiche di utilizzo (X/U)”: Queste condizioni, dettagliate nel certificato dello strumento e nei manuali di sicurezza, sono obbligatorie. Spesso contengono istruzioni critiche riguardanti l'installazione, la messa a terra, le precauzioni elettrostatiche e la manutenzione, essenziali per preservare l'integrità dello strumento. Ex protezione.

4. Consultare la documentazione e il supporto del produttore: Fare sempre riferimento alla documentazione più recente e completa del produttore, in particolare Ex- istruzioni di sicurezza specifiche (ad esempio, XA documenti). In caso di dubbi, chiedere chiarimenti direttamente al produttore o ai suoi rappresentanti autorizzati.

5. Gestire gli ambienti ibridi gas/polvere con estrema cautela: Per ambienti in cui gas infiammabili e polveri combustibili possono essere presenti contemporaneamente (miscele ibride), l'idoneità di uno strumento con certificazioni separate per gas e polveri non è automaticamente garantita. La valutazione di un esperto, che potrebbe coinvolgere il produttore o un organismo notificato, è fondamentale, poiché le caratteristiche di accensione delle miscele ibride possono essere più severe.

6. Garantire la competenza del personale: Tutto il personale coinvolto nella specifica, installazione, funzionamento e manutenzione di Ex- le apparecchiature certificate devono possedere una formazione e una competenza adeguate sui principi delle aree pericolose, sui metodi di protezione e sulle norme pertinenti.

Mentre gli standard internazionali come IECEx promuovono l'armonizzazione globale di Ex certificazione, è importante essere consapevoli che le deviazioni regionali o nazionali, le interpretazioni e i codici di installazione specifici (come il NEC negli Stati Uniti o CEC in Canada) potrebbero comunque essere applicabili. Di conseguenza, un prodotto "certificato a livello globale" potrebbe comunque richiedere ulteriori verifiche locali o il rispetto di specifici requisiti normativi nazionali. I team di progettazione devono garantire la conformità a tutte le leggi e gli standard locali applicabili nel paese di installazione.

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