Protezione contro le esplosioni? Si, ma solo dopo attenta riflessione.
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Protezione contro le esplosioni? Si, ma solo dopo attenta riflessione.
IRMACO News.11 irmaco NOTIZIARIO maggio 2012 Protezione contro le esplosioni? Si, ma solo dopo attenta riflessione. Siamo tutti consapevoli dell’importanza di proteggere le nostre installazioni. La protezione, tuttavia, per avere un senso deve essere stata prima ben ponderata. Troppo spesso ci troviamo di fronte a situazioni che possono apparire sicure ma che in realtà non lo sono affatto. Con questa circolare vogliamo porre l’accento su un’applicazione ben nota ma troppo spesso fraintesa: la protezione dei filtri depolveratori. In questo articolo spieghiamo nel dettaglio dove si trovano questi rischi e come intervenire. Ma prima di tutto: alcuni rischi che troppo spesso vengono trascurati. Come potete vedere: molti spunti di riflessione! Peter Macken Il vostro partner per la protezione dalle esplosioni e dagli incendi di processo Protezione contro le esplosioni dei filtri depolveratori Introduzione La protezione contro le esplosioni dei filtri depolveratori è un argomento controverso. La guida tedesca VDI 2263 indica che la protezione dalle esplosioni è da prevedersi soltanto quando l’energia di accensione minima della polvere (Minimum Ignition Energy) MIE < 1 mJ . Quando MIE > 10 mJ, sono sufficienti misure preventive; tra 1 e 10 mJ “potrebbe essere necessaria la consulenza di esperti”. Secondo altre fonti tuttavia, la protezione contro le esplosioni dei filtri depolveratori è sempre necessaria. Questo compendio fornisce una guida alle direttive ATEX per rispondere alla domanda: in quali condizioni è possibile affidarsi unicamente alla prevenzione delle esplosioni? Saranno inoltre forniti alcuni suggerimenti pratici con gli ultimi requisiti basati sulla revisione della norma relativa ai sistemi di sfogo delle esplosioni di polveri: la EN 14491 (revisione che si prevede sarà pubblicata a breve). Atmosfere esplosive Sebbene i filtri depolveratori siano utilizzati in applicazioni con concentrazioni elevate di polvere, molti filtri sono impiegati nei sistemi di estrazione: la concentrazione media di polvere nell’aria estratta è generalmente ridotta, nettamente minore del limite di esplosione inferiore (LEL). Di conseguenza c’è la tendenza ad affermare che l’insorgenza di un’atmosfera esplosiva in tali filtri non sia probabile. Nella classificazione delle aree ai fini ATEX, tali filtri potrebbero rappresentare una situazione da zona 22 o probabilmente anche da zona 21, ma certamente non una situazione da zona 20. Tuttavia, in molte pubblicazioni sulla classificazione delle aree, i filtri depolveratori sono citati come la tipica situazione da zona 20. A cosa è dovuta tale differenza? L’indizio è la pulizia del filtro. Quando l’aria (con carico di polvere ridotto) entra nel filtro, la maggior parte delle particelle si deposita in quanto la velocità dell’aria è bassa e la turbolenza scarsa. In alcune applicazioni si utilizzano persino “camere a polvere” senza elementi filtranti, cioè ampie camere con un’entrata dell’aria polverosa e un’uscita dell’aria “pulita”: data la bassa velocità all’interno, la polvere si deposita. Solo finissime particelle di polvere restano in sospensione. In tali “camere a polvere” Pannelli di sfogo montati sui filtri (foto: Aircaplan) si lascia la camera con l’aria mentre nei filtri depolveratori le polveri sottili si depositeranno sugli elementi filtranti. Per prevenire l’ostruzione degli elementi filtranti, si crea periodicamente un impulso d’aria sugli elementi filtranti stessi, che rilasceranno le polveri sottili. Di conseguenza, a ogni impulso pulente, si crea generalmente una nube densa di polvere finissima attorno agli elementi filtranti da pulire. Poiché mediamente nei filtri tali impulsi si creano frequentemente, si genera spesso una nube di polvere e si deve prevedere un’atmosfera esplosiva, almeno in parte del filtro. Secondo le definizioni delle zone nella direttiva ATEX 1999/92/EC, ciò indica una situazione da zona 20: le miscele esplosive insorgono costantemente, in periodi prolungati di tempo, o frequentemente. Di conseguenza, il filtro depolveratore “tipico” deve essere considerato una zona 20. Ovviamente, tale regola generale presenta delle eccezioni. In alcune situazioni, la concentrazione di polvere nell’aria estratta è talmente ridotta da rendere sufficiente una pulizia manuale una volta al giorno o persino nessuna pulizia durante periodi prolungati di tempo, come per esempio nei filtri secondari (assoluti) posti in serie ad un normale filtro depolveratore (primario). Rischio accettabile secondo la direttiva ATEX Secondo la direttiva ATEX 1999/92/EC, l’attrezzatura nella zona 20 dovrà essere certificata come categoria 1D, in riferimento alla direttiva ATEX 94/9/EC. Secondo 94/9/EC, i requisiti delle attrezzature di cat. 1D (o 1G) prevedono che non insorgano fonti di accensione durante il normale funzionamento, ma neppure in presenza di due situazioni di guasto indipendenti. valutare se la sola prevenzione delle fonti di accensione sia sufficiente a raggiungere una condizione accettabile ai fini della sicurezza: per una situazione da zona 20 all’interno di un filtro, la sola prevenzione è sufficiente se non si prevedono fonti di accensione anche in presenza di due situazioni di guasto indipendenti (situazione di guasto “rara”). Tale requisito dovrà altresì essere applicato all’analisi dei rischi del processo, per Per esempio, se un elemento filtrante (conduttivo) non è collegato a terra, può News.11 risultare carico e creare scariche elettrostatiche verso il filtro. Per prevenire tali scariche, l’elemento filtrante dovrà essere collegato a terra. Anche in questo caso tuttavia, si dovrà tenere conto di tali scariche: supponiamo che nel collegare a terra tutti gli elementi filtranti, se ne dimentichi uno, o che un elemento filtrante si stacchi e cada, creando un elemento conduttivo isolato dalla terra. Con un’installazione adeguata degli elementi filtranti, tale situazione non viene certamente ritenuta normale, ma è difficile escluderla in situazioni di guasto: un elemento filtrante staccato dovrà essere considerato una normale situazione di guasto (o eventualmente una situazione di “guasto raro” laddove l’affidabilità dell’installazione sia molto elevata). In una zona 20 non è accettabile neppure una situazione di guasto raro! D’altra parte, l’energia della scintilla di tale elemento filtrante isolato è limitata. Dipende dal tipo e dalla dimensione dell’elemento filtrante, ma è molto improbabile che tale scarica di scintille superi i 10 mJ. Il limite VDI di 10 mJ è quindi sensato. È possibile un approccio analogo per le scintille di origine meccanica: se si estrae aria polverosa da un macchinario e in rapido movimento nella direzione del filtro, è estremamente difficile dimostrare che anche in situazioni di guasto raro nessuna scintilla raggiungerà mai il filtro. Tuttavia, accidentali scintille meccaniche innescheranno soltanto polveri piuttosto “sensibili” (MIE < 10 mJ e temperatura di accensione minima della nube di polvere MIT < 400 °C). Ciò deve essere comunque interpretato con attenzione: per polveri con MIT molto bassa, le scintille potrebbero riuscire a generare un innesco anche se MIE > 10 mJ. Quindi, oltre alla MIE, anche la MIT è importante per verificare se sia necessaria la protezione. Un evento spesso trascurato è che una singola scintilla (sebbene non in grado di innescare una nube di polvere se la MIE della polvere in questione è >> 10 mJ) può depositarsi su un elemento filtrante e innescare un incendio latente (brace senza fiamma). Per una scintilla, un elemento filtrante polveroso, combinato con un flusso d’aria regolare e continuo, è l’ambiente perfetto in cui sopravvivere e trasformarsi in un incendio latente vero e proprio. La temperatura superficiale di tale brace è nettamente superiore alla MIT di quasi tutte le nubi di polvere e garantisce un’esplosione di polvere appena insorge una miscela esplosiva (per esempio con la successiva pulizia a impulsi). Di conseguenza, prima di potere concludere che la protezione dalle esplosioni di un determinato filtro possa essere esclusa, è necessario dimostrare che si possa escludere l’eventualità di un incendio latente dovuto alle scintille (o all’auto-combustione dei depositi), anche come condizione di guasto raro. Si ricordi che persino una polvere appartenente al gruppo di combustione BZ 1 o BZ 2 (il che significa che non supporterà un incendio latente in uno strato di polvere) potrebbe supportare ottimamente un incendio latente quando lo strato di polvere in questione si trovi su un elemento filtrante con flusso d’aria continuo. Qualora si prevedano numerose scintille in una linea di estrazione (come l’estrazione da un macchinario), la rivelazione e l’estinzione di scintille potrebbe contribuire a evitare che le stesse raggiungano il filtro. Per quanto certamente utile, ciò non è immune da malfunzionamenti: il rivelatore di scintille potrebbe ostruirsi a causa dei depositi, la pressione dell’estinguente potrebbe diminuire, la valvola dell’estinguente potrebbe essere accidentalmente chiusa, ecc. ecc. Generalmente è impossibile escludere le scintille come condizione di guasto raro. In conclusione, l’applicazione dei requisiti ATEX indica che la protezione dei filtri depolveratori dalle esplosioni sarà condizione necessaria in quasi tutte le situazioni, fatto salvo laddove si possa concludere, con una specifica analisi dei rischi, che le nubi di polveri esplosive siano estremamente improbabili o si possano escludere tutte le potenziali fonti di accensione con certezza prossima al 100%. Alcuni commenti sulle tecniche di protezione dalle esplosioni Sfogo dell’esplosione nei filtri depolveratori Progetto in accordo con la norma EN 14491 I dispositivi di sfogo (pannelli di rottura, ecc.) dovrebbero essere posizionati sul corpo del filtro in modo tale che la loro sezione di sfogo non possa in alcun modo essere ostruita, generalmente installandoli sotto gli elementi filtranti o rimuovendo o accorciando numerosi elementi filtranti. Di conseguenza, con la nuova revisione della norma EN 14491 la cui pubblicazione è attesa a breve termine, nei calcoli per la determinazione della necessaria area di sfogo sarà possibile detrarre il volume polveroso occupato dagli elementi filtranti e il volume esistente tra gli stessi. L’unica condizione è che la distanza tra gli elementi filtranti dovrà essere limitata: • per filtri a maniche, la distanza tra le maniche non dovrà superare il raggio (metà diametro) della manica stessa. • per filtri a tasche, la distanza tra le tasche non dovrà superare lo spessore della tasca stessa. Soppressione dell’esplosione nei filtri depolveratori Progetto in accordo con la norma EN 14373 La norma EN 14373 fornisce tra le varie informazioni , anche un’indicazione di come devono essere considerati questi volumi ostruiti. Seppure lentamente, la fiamma può propagarsi tra gli elementi filtranti e il volume ostruito provocherà un ulteriore incremento della pressione d’esplosione ridotta (calcolabile con le relazioni riportate nella norma EN 14373). Isolamento dell’esplosione e’ sempre necessario, anche sulla linea di ingresso di un filtro depolveratore! Per ottenere informazioni più dettagliate su questo argomento vi invitiamo a consultare il testo completo di questo articolo sul nostro sito: www.stuvex.it Vista dall’interno di un filtro (foto: Aircaplan) Sistema di messa a terra TES-01 “Trasferendo materiali liquidi o in polvere da un’autocisterna in un silo o in una tramoggia, possono verificarsi delle scariche elettrostatiche. Questo accumulo di energia può essere sufficiente a innescare una miscela di gas, vapori o una nube di polvere. Il “Truck Earthing System” TES-01 sviluppato da StuvEx, è un sistema con controllo di tipo capacitivo che è stato specificatamente studiato per la messa a terra delle autocisterne dedicate al trasporto di grandi quantità di materiali sfusi. Di solito, durante le fasi di carico e scarico, l’autista o l’addetto alle operazioni tentano di collegare all’autocisterna un cavo fissato alla linea di terra. Se tuttavia questo collegamento viene dimenticato, se il cavo è danneggiato, se la linea di terra non è efficace o se il collegamento viene disconnesso durante l’operazione, nulla impedisce il trasferimento del materiale. Inoltre, anche quando un controllo della messa a terra è presente, a volte capita che per evitare di perdere tempo l’autista o l’addetto colleghino la pinza ad un qualsiasi oggetto metallico presente nelle vicinanze anziché all’autocisterna. Il sistema TES-01 di StuvEx risolve questi problemi verificando prima di tutto che la pinza sia collegata effettivamente a un’autocisterna isolata su pneumatici e non a un qualsiasi oggetto metallico, quindi collegando il camion alla linea di terra e, infine, monitorandone continuamente la connessione. In caso di mancato riconoscimento di un’autocisterna isolata su pneumatici, in presenza di un cattivo collegamento a terra o in caso di disconnessione, il sistema rende disponibile un contatto/relè che deve essere utilizzato per bloccare il trasferimento del materiale. Il sistema TES-01 è predisposto anche per gestire il trasferimento del materiale nel periodo invernale quando pioggia, neve e sale alterano la normale lettura dei sistemi capacitivi. Il sistema TES-01 è dotato di un semplice by-pass che, tramite un comando a serratura, consente di by-passare la modalità capacitiva commutando l’unità sul controllo resistivo. Il sistema TES-01 di StuvEx è di facile installazione e non richiede alcuna calibrazione successiva. E’ provvisto di grandi indicatori visivi (luci rossa e verde) ed è disponibile in cassetta IP66 (per zona 22) oppure ExD (per zone 1, 2, 21, 22).” NUOVO in StuvEx: Sensore d’esplosione con indicatore luminoso incorporato StuvEx ha ulteriormente migliorato il rivelatore della pressione statica di esplosione (PDS). Il nuovo componente è dotato di un LED di stato che indica se il sensore è intervenuto (LED rosso) oppure no (LED verde). Dopo l’attivazione, questo accorgimento permette di controllare rapidamente i sensori e vedere subito quale è stato quello che ha originato l’attivazione del sistema di soppressione. Il nuovo sensore con LED di stato incorporato è ora disponibile per il sistema di soppressione Flash II. TES01-IP Tutte le aziende facenti parte del gruppo IRMACO adottano un approccio di protezione dalle esplosioni e dagli incendi di processo in base alla propria specializzazione. ISMA è l’esperto per la parte scientifica, le consulenze e la legislazione, StuvEx per l’integrazione della protezione dei processi, la fornitura dei materiali necessari per tali progetti e la progettazione e la consegna di componenti per la protezione degli incendi di processo. IExT è fornitore di materiali standard antiesplosione. Membri del Gruppo Irmaco Tel. E-mail Sito web StuvEx International nv +32 3 458 25 52 [email protected] www.stuvex.eu StuvEx Safety Systems Ltd. (U.K.) +44 1932 849 602 [email protected] www.stuvex.com Indirizzo operativo StuvEx Francia +33 240 482 130 [email protected] www.stuvex.fr Indirizzo operativo StuvEx Italia +39 0270 100 414 [email protected] www.stuvex.it IExT nv +32 3 458 27 41 [email protected] www.iext.eu ISMA nv +32 3 451 01 30 [email protected] www.isma.be E.R.: Peter Macken, Heiveldekens 8, B-2550 Kontich, Belgium TES-Ex & Clamp