Om een explosie onder atmosferische omstandigheden plaats te kunnen laten vinden zijn drie basisfactoren benodigd. Dit zijn:
- brandbaar gas, damp, nevel of stof
- zuurstof (lucht)
- ontstekingsbron (elektrisch of niet-elektrisch)
Dit wordt veelal grafisch weergegeven in de zogenaamde branddriehoek. Explosies kunnen worden voorkomen door één van deze drie factoren uit de branddriehoek te elimineren. De aanwezigheid van brandbare stoffen kan in veel bedrijfsprocessen niet voorkomen worden. Evenzo is het praktisch veelal niet haalbaar de zuurstof weg te nemen. In bedrijfsprocessen werken meestal ook mensen, dus zuurstof is onmisbaar. De meest praktische methode is dus het elimineren van de ontstekingsbron.
Een brandbaar materiaal is alleen ontstekingsgevaarlijk als het in de juiste mengverhouding met zuurstof aanwezig is. Voor elk brandbaar materiaal bestaat er een karakteristiek (parabool) waarbij de LFL (lower flammable limit) en UFL (upper flammable limit) zijn vastgelegd. Voorheen bekend als LEL en UEL met 'E' voor explosion.
Het dalpunt van de parabool is het punt waarop het materiaal het meest ontstekingsgevoelig is en dus maar een zeer minimale ontstekingsenergie nodig heeft om te ontsteken. Op dit zelfde punt treedt ook de hoogste explosiedruk op als het materiaal ontstoken wordt.
Er is een onderscheid te maken in methoden van explosiebeveiliging. Hierbij wordt de plant eigenaar door de wetgever aangegeven om hierbij de zogenaamde ’Arbeidshygiënische Strategie’ te volgen. Voorkeur is om vanaf de eerste methode te bepalen of hier een mogelijke oplossing voor uw applicatie haalbaar is.
| Explosiebeveiliging | |
|---|---|
| Primair | het wegnemen of weghouden van de brandbare stof. (bijvoorbeeld inertiseren of onder inwendige overdruk plaatsen) |
| Secundair | door middel van beschermingswijzen tegen ontsteking (BTO’s) de ontstekingsbron elimineren. (bijvoorbeeld drukvast omkapselen, ingieten met gietmassa of intrinsiekveilig maken met (isolerende) zenerbarrières) |
| Tertiar | als het echt niet anders kan; explosies gecontroleerd toelaten door de gevolgen ervan te beperken door het gebruik van breekplaten, vlamdovers en/of explosieluiken. |
Zone indeling
Volgens ATEX richtlijn 1999/92/EG (ATEX 153 sinds Verdrag van Lissabon) welke in de ARBO wet- en regelgeving is verankerd, is iedere werkgever die te maken heeft met explosiegevaarlijke omgevingen waar werknemers een potentieel risico lopen, verplicht om organisatorische en technische maatregelen te treffen en deze vast te leggen in een zogenaamd EVD (= Explosie Veiligheidsdocument). Onderdelen daarin zijn o.a. de risico inventarisatie met een vast te leggen zone indeling èn het inventariseren en documenteren van alle mogelijke, - zowel elektrische als niet-elektrische -, ontstekingsbronnen. Explosiegevaarlijk gebied dient voor werknemers duidelijk te worden gekenmerkt met een waarschuwingsdriehoek welke in zwart de tekst “EX” op een gele achtergrond bevat. Explosieveilig materieel wat door fabrikanten volgens de ATEX richtlijn geschikt is gemaakt voor toepassing in explosiegevaarlijk gebied, wordt gekenmerkt met het communautaire ‘Epsilon x’ logo in een zeskant. Hier geldt géén plicht tot gele achtergrond.
Explosiegevaarlijk gebied kan in de volgende gevarenzones worden ingedeeld:
| Zone | Omschrijving |
|---|---|
| 0 | een explosief gasmengsel is voortdurend of gedurende lange perioden aanwezig |
| 1 | kans op aanwezigheid van een explosief gasmengsel onder normaal bedrijf is groot |
| 2 | kans op aanwezigheid van een explosief gasmengsel is gering en slechts gedurende korte tijd |
| 20 | een explosiegevaarlijke stofwolk is voortdurend of gedurende lange perioden aanwezig |
| 21 | kans op aanwezigheid van een explosiegevaarlijke stofwolk onder normaal bedrijf is groot |
| 22 | kans op aanwezigheid van een explosiegevaarlijke stofwolk is gering en slechts gedurende korte tijd |
Opmerkingen
- Onder normaal bedrijf verstaan we de gebruikelijke bedrijfssituatie waarop de installatie uitgelegd is.
- Stoflagen en stofophopingen welke tot een explosiegevaarlijke stofwolk kunnen leiden dienen ook in acht te worden genomen (zie temperatuurklassen en max. oppervlaktetemperatuur).
De gevarenzone indeling voor gasontploffingsgevaar is genormeerd in EN-IEC 60079-10-1. Voor stofontploffingsgevaar is er een apart deel, te weten EN-IEC 60079-10-2. Voor Nederland is aanvullend een Nederlandse Praktijk Richtlijn beschikbaar, als hulpmiddel bij het uitvoeren van de risico analyse: NPR 7910 deel 1 en 2.
Deel 1 beslaat gasontploffingsgevaar, deel 2 stofontploffingsgevaar.
Materieel-, Gas- en Stofgroepen
Onder de ATEX richtlijn bestaan er 2 materieelgroepen, te weten: materieel groep I en II.
Materieelgroep I betreft alle ondergrondse (mijnbouw) installaties (methaan).
Materieelgroep II betreft alle overige bovengrondse installaties.
Materieelgroep II wordt onderverdeeld in 3 (gas)groepen, te weten: gasgroep IIA, IIB en IIC.
Onderscheid ligt vooral in de MESG (Maximum Experimental Safety Gap) voor wat betreft drukvaste omkapseling en de MIC ratio (Minimum Ignition Current ratio) voor wat betreft intrinsiek veilige stroomkringen.
Representatieve gassen (of dampen van vloeistoffen) zijn:
| IIA | o.a. propaan, butaan, kerosine |
| IIB | o.a. ethyleen, zwavelwaterstof, ethylether |
| IIC | waterstof, acetyleen en zwavelkoolstof |
Doordat steeds meer EN (Europa Normen) gebaseerd zijn op IEC (Internationale Normen) hebben we binnen Europa ook te maken met de nieuwe stofgroepen III. Deze worden onderverdeeld in IIIA, IIIB en IIIC.
De onderverdeling wordt als volgt gekenmerkt:
| IIIA | combustable flyers (zwevende vezels en vlokken met diameter groter dan 0.5 mm); o.a. houtzaagsel, tabak |
| IIIB | dusts (niet elektrisch geleidende stofdeeltjes met diameter kleiner dan 0.5 mm); o.a. melkpoeder, poedersuiker |
| IIIC | conductive dusts (elektrisch geleidende stoffen); o.a. toner, aluminiumslijpsel |
In Amerika bestaat dit al langer zij het in een afwijkende onderverdeling. Hier kent men Class I, II & III.
Class I betreft gasexplosiegevaar (gases and vapors) met Group onderverdeling en bijbehorende representatieve gassen:
| Group A | acetyleen |
| Group B | waterstof |
| Group C | ethyleen |
| Group D | propaan |
Class II betreft stofexplosiegevaar (combustable dusts) met onderverdeling:
| Group E | metalen stofdeeltjes, ongeacht elektrische geleidbaarheid òf andere stofdeeltjes met een elektrisch geleidbaarheid kleiner dan 10^5 ohm-cm. |
| Group F | koolstofhoudende stoffen met elektrische geleidbaarheid tussen 10^2 en 10^8 ohm-cm. |
| Group G | stoffen met een elektrische geleidbaarheid groter dan 10^5 ohm-cm. (niet-geleidende stoffen) |
Class III betreft “easy ignitible fibers and flyings” zonder verdere onderverdeling.
Temperatuurklassen en max. oppervlaktetemperatuur
Wanneer een ontsteekbaar gasmengsel of stofwolk in contact komt met een voorwerp met een temperatuur, die gelijk is aan of hoger dan de ontstekingstemperatuur van dit brandbare gas- of stofmengsel, kan ontsteking plaatsvinden (bijvoorbeeld verwarmingselementen, mechanische aandrijvingen, elektromotoren en verlichting).
Bij mengsels van verschillende gassen of stoffen is altijd het gas of stof met de laagste ontstekingstemperatuur bepalend, tenzij specifieke gegevens bekend zijn.
De hoogst voorkomende oppervlaktetemperatuur moet, om ontsteking te voorkomen, lager zijn dan de ontstekingstemperatuur van het gas-, damp-, nevel of stofmengsel.
Gasexplosieveilig materieel wordt ingedeeld in temperatuurgroepen (-klassen) of ’T-klassen’. Materieel, dat in een bepaalde temperatuurklasse is ingedeeld, mag dus worden toegepast voor gassen met een ontstekingstemperatuur, die hoger is dan de bij die groep behorende temperatuur.
| Temperatuurklasse | Maximaal toelaatbare oppervlaktetemperatuur van het materieel |
|---|---|
| T1 | 450°C |
| T2 | 300°C |
| T3 | 200°C |
| T4 | 135°C |
| T5 | 100°C |
| T6 | 85°C |
De fabrikant wordt al gedwongen om een veiligheidsmarge in te bouwen; zo geldt er voor T6 tot T3 een veiligheidsmarge van 5°C en voor T2 en T1 van 10°C. In de praktijk betekent dit, dat een T6 gemarkeerd product, nooit een (hot spot) oppervlaktetemperatuur kan hebben hoger dan 80°C.
Bij stofexplosieveilig materieel is de indeling niet in temperatuurklassen, maar geregeld door een maximale oppervlakte temperatuur als een absolute waarde verplicht gemarkeerd op het materieel.
Tevens geldt bij stofexplosieveiligheid niet alleen de ontsteektemperatuur maar ook de smeul-temperatuur (glimtemperatuur) als selectiecriterium.
De ontsteektemperatuur is de temperatuur waarbij een opgewervelde stofwolk ontsteekt, de smeul-temperatuur is de temperatuur waarbij een 5 mm dikke lage stof op een heet oppervlak gaat smeulen.
Om de maximaal toelaatbare oppervlaktetemperatuur voor stof explosieveilig materieel te bepalen mag Tmax niet hoger zijn dan: Tmax = smeultemperatuur – 75K èn Tmax = 2/3 x ontsteektemperatuur
Voorbeeld: bruinkool
| Smeultemperatuur = 225°C | Tmax = 225 – 75 = 150°C |
| Ontsteektemperatuur = 380°C | Tmax = 2/3 x 380 = 254°C |
De laagste waarde is bepalend. Dus max. toelaatbare oppervlaktetemperatuur bij bruinkool is 150°C.
In feite moet de ontwerper van een stofexplosieveilige installatie rekening houden met de vereiste veiligheidsmarges, waar dat bij gasexplosieveilige installaties gedeeltelijk al door de fabrikant geregeld is door toepassing van de temperatuurklasse.
Beschermingswijzen tegen ontsteking (BTO’s)
Er zijn veel beschermingswijzen tegen ontsteking mogelijk. De meest toegepaste beschermingswijzen voor gasexplosieveiligheid worden hier nader toegelicht. De fabrikant van het materieel bepaalt zelf met welke beschermingswijze de gewenste veiligheidsniveau te bereiken is. De gebruiker baseert de keuze van het materieel met de categorie indeling van het materieel in relatie tot de zone waarin het materieel toegepast wordt. Deze relatie ziet u hieronder aangeduid. Met betrekking tot de relatie wanneer welke beschermingswijze toepasbaar is voor welk apparatenbeveiligingsniveau (EPL) is er een overzicht in installatienorm IEC 60079-14: 2024 hoofdstuk 7.3, tabel 12, maar uiteraard is in Europa de ATEX richtlijn bepalend. Het materieel dient dus overeenkomstig de relatie tussen zone (gebruikersrichtlijn) en categorie (productrichtlijn) juist gemarkeerd te zijn.
| Zone 0 | categorie 1G |
| Zone 1 | categorie 2G of 1G |
| Zone 2 | categorie 3G, 2G of 1G |
| Zone 20 | categorie 1D |
| Zone 21 | categorie 2D of 1D |
| Zone 22 | categorie 3D, 2D of 1D |
De normontwikkelingen staan niet stil; door steeds meer internationalisering zullen we soms ook enige concessies moeten doen. Eén daarvan is een vertaalslag maken van de Europees verplichte ATEX categorisering naar de in de internationale normen genoemde Equipment Protection Levels (EPL).
De vergelijkingstabel ziet er als volgt uit:
EN-IEC 60079 serie Zone | ATEX 114 Categorie | EN-IEC 60079 serie EPL |
|---|---|---|
| 0 | 1G | Ga |
| 1 | 2G | Gb |
| 2 | 3G | Gc |
| 20 | 1D | Da |
| 21 | 2D | Db |
| 22 | 3D | Dc |
Algemene Ex product eisen (volgens EN-IEC 60079-0)
Het toepassen van explosieveilig materieel in een explosiegevaarlijke omgeving kan alleen met materiaal wat op de juiste wijze gemarkeerd is. Controleer dus te allen tijde de typeplaat van het Ex materieel en controleer of alle gegevens overeenkomen met de eisen die in die zone gesteld worden!
Denk hierbij aan: categorie, gasgroep en T klasse òf categorie, stofgroep en max. oppervlakte- temperatuur.
Zo is het formeel onmogelijk om Ex materieel zonder temperatuurklasse of max. oppervlaktetemperatuur te installeren want er is dan geen controle mogelijk geweest met de T klasse of max. toegelaten waarde voor de betreffende omgeving.
Treft u desondanks toch Ex materieel zonder T klasse of max. oppervlaktetemperatuur dan kunt u er gevoeglijk van uitgaan dat u te maken heeft met een ‘component’ gecertificeerd product wat niet zonder meer in bedrijf genomen mag worden in de Ex zone!
Dergelijke materialen zijn, - indien gecertificeerd -, ook herkenbaar aan een certificaatnummer eindigend op een ‘U’.
Treft u een product wat een certificaat of markering heeft wat eindigt op een ‘X’ dan is dit een teken om op uw hoede te zijn: er gelden dan z.g. ‘specifieke voorwaarden voor gebruik’. Deze staan te allen tijde in de handleiding van het product en - bij gecertificeerd materieel -, ook in het ATEX certificaat.
Beschermingswijze Ex d - drukvast omhulsel (volgens EN-IEC 60079-1)
Een drukvast omhulsel kan onderdelen bevatten, welke onder normaal gebruik vonken, lichtbogen of hoge temperaturen kunnen veroorzaken, welke op hun beurt een explosie zouden kunnen inleiden. Een drukvast omhulsel is een ademende constructie; dus niet drukdicht. Het explosieve gasmengsel zou dan ook in het drukvaste omhulsel aanwezig kunnen zijn, maar een eventuele explosie binnen het omhulsel kan zich niet voortplanten naar de er buiten grenzende atmosfeer. De drukvaste constructie is voldoende sterk om de dynamische (kortstondig optredende) explosiedruk op te vangen. De grootte van de opgebouwde explosiedruk is afhankelijk van de mengverhouding en wordt afgevoerd via tolerantie pasvlakken (vlamdoofwegen). De vlam koelt af tot onder de ontstekings-temperatuur van het omringende gas.
Ex d materiaal moet worden voorzien van een markering voor de gasgroepen IIA, IIB of IIC. Deze verschillende gasgroepen stellen verschillende eisen aan de constructie (lees: vlamdoofweg) van het omhulsel. Gasgroep IIC stelt de zwaarste eisen.
Voorbeelden van Ex d producten zijn schakelkasten, elektromotoren, wandcontactdozen, etc.
Beschermingswijze Ex e - erhöhte - verhoogde veiligheid (volgens EN-IEC 60079-7)
Elektrisch materiaal dat is geconstrueerd volgens de beschermingswijze Ex e, mag geen onderdelen bevatten, die onder normaal gebruik vonken of lichtbogen kunnen veroorzaken, welke zouden kunnen leiden tot ontsteking van een zich in of nabij het materiaal bevindend explosief gasmengsel. Het explosieve gasmengsel wordt dus geacht in het elektrisch materiaal te kunnen binnendringen.
Ex e is dus een beschermingswijze die alléén mogelijk is bij niet-vonkend materieel.
Eisen die gesteld worden zijn bijv.: minimaal IP 54, minimale lucht- en kruipwegen, zekere contactverbinding en het voorkomen van interne hot-spots.
Voorbeelden van Ex e producten zijn klemmenkasten, kortgesloten kooianker motoren, etc.
Beschermingswijze Ex f – safety devices (volgens IEC TS 60079-42)
Deze beschermingswijze is nog relatief nieuw en ziet men nog niet veel in de markt. Het is bedoeld om de veiligheid van apparatuur door middel van betrouwbare integriteit-kritische meetsystemen de veiligheid van andere apparatuur te waarborgen. Aanvankelijk werd dit opgezet met een EN norm (EN 50495: 2010) maar wordt dit nu internationaal opgepakt, eerst met een TS Technical Specification IEC TS 60079-42, momenteel (2025) wordt er gewerkt aan een eerste uitgave van een echte norm. Details volgen.
Voorbeelden van Ex f zijn: safety devices om ontstekingsbronnen van niet-elektrische apparatuur met beschermingswijze ‘b’ betrouwbaar te bewaken.
Beschermingswijze Ex h - hazard assessment (volgens EN-ISO 80079-36 en EN-ISO 80079-37)
Deze beschermingswijze is sinds 2019 operationeel; het staat voor Ignition Hazard Assessment en betreft apparatuur met mogelijke niet-elektrische ontstekingsbronnen.
Eerstgenoemde norm beslaat de algemene bepalingen voor het Ignition Hazard Assessment.
Maar het kan ook zijn dat er wel degelijk een potentiële ontstekingsbron is; de fabrikant moet dan zorgdragen voor een passende beschermingswijze tegen ontsteking.
Toepassingsgebied: pompen, reductorkasten en andere niet-elektrische apparatuur met bewegende delen.
Beschermingswijze Ex i - intrinsieke veiligheid (volgens EN-IEC 60079-11)
Om een stroomkring intrinsiek veilig te mogen noemen, moet de energie-inhoud van de stroomkring zodanig begrensd worden dat vonken of enig ander thermisch effect niet kunnen leiden tot ontsteking van een explosief gasmengsel. De energiebegrenzing van intrinsiek veilige circuits wordt gerealiseerd door begrenzing van zowel spanning (U) als stroom (I). De energiebegrenzing werkt dan dubbel kwadratisch omdat E = ½LI^2 = ½CU^2 [Joule].
De constructie-eisen voor de begrenzing van de energie gelden zowel voor de intrinsiek veilige stroomkring zelf, als voor de kabels en bijbehorende componenten die buiten het gevaarlijke gebied zijn geplaatst omdat hier parasitaire capaciteiten (C) en zelfinducties (L) van bijvoorbeeld lange leidingen een negatieve rol kunnen gaan spelen. De energiebegrenzing hangt ook sterk af van de installatie van de intrinsiek veilige stroomkring t.o.v. ander elektrisch materiaal en van de installatie achteraf van ander elektrisch materiaal. Hierbij moet worden voorkomen dat een intrinsiek veilige stroomkring wordt blootgesteld aan storingen welke de intrinsieke veiligheid teniet kunnen doen.
Ex i materiaal moet vanwege gasgroep afhankelijke minimum ontstekingsenergie karakteristieken worden voorzien van een markering voor de Groep IIA, IIB of IIC. Intrinsiek veilig materiaal wordt onderverdeeld in 3 veiligheidsniveaus, te weten; Ex ia, Ex ib of Ex ic:
Ex ia materiaal mag geen ontsteking geven onder normaal gebruik, bij het optreden van één fout, of bij een combinatie van welke twee fouten dan ook.
Ex ib materiaal mag geen ontsteking geven onder normaal gebruik bij het optreden van één fout.
Ex ic materiaal mag geen ontsteking geven onder normaal gebruik.
Ex ic heette vroeger Ex nL en behoorde lange tijd toe aan de Ex n norm EN-IEC 60079-15 (de norm voor zone 2 materiaal).
Intrinsieke veiligheid is ook toepasbaar in stofexplosiegevaarlijke omgevingen.
Ex ia materiaal kan geschikt zijn voor de zwaarste categorie 1 (doordat het bij 2 fouten nog steeds veilig is) maar wees u er van bewust dat dit niet per definitie het geval is. Voor categorie 1 gelden namelijk aanvullende bepalingen voor de materiaalkeuze van bijvoorbeeld sensoren.
Let u er ook op dat een intrinsiek veilige stroomkring gecertificeerd voor categorie 1G/1D in z'n geheel moet voldoen aan de Ex ia uitvoering, dus ook die delen die in zone 1/21 en zone 2/22 liggen of in het veilige gebied (de z.g. ‘associated apparatus’ vertaald: bijbehorende apparatuur).
Ex ib materiaal is alleen toepasbaar voor categorie 2G/2D of 3G/3D.
Ex ic materiaal is alleen toepasbaar voor categorie 3G/3D.
Voorbeelden van Ex i producten zijn meetopnemers, transmitters, toetsenborden (Ex PCs), (NAMUR) naderingschakelaars, etc.
Voorbeelden van ‘associated apparatus’ zijn zenerbarrières, transmittervoedingen, etc.
Voorbeelden van ‘simple apparatus’ zijn weerstand meetopnemers (PT100) en elektromechanische schakelcontacten (opgenomen in een Ex i stroomkring).
Beschermingswijze Ex m - moulded - ingieten met gietmassa (volgens EN-IEC 60079-18)
Elektrische onderdelen die door vonken of opwarming een omringende atmosfeer zouden kunnen ontsteken kunnen explosieveilig gemaakt worden door ze volledig in te bedden in een gietmassa.
De gietmassa dient wel elektrisch, thermisch, mechanisch èn chemisch bestand te zijn.
Belangrijke aspecten bij deze methode zijn ook:
- vlam doorslagvastheid
- hygroscopische effecten
- de omhulling moet aan alle zijden de minimale (genormeerde) wanddikte bezitten
- holle ruimten zijn slechts beperkt toelaatbaar
- over het algemeen treden alleen elektrische verbindingen door de gietmassa naar buiten
Ingegoten materiaal wordt onderverdeeld in 3 veiligheidsniveaus, te weten; Ex ma, Ex mb of Ex mc.
Ex ma materiaal mag geen ontsteking geven onder normaal gebruik, bij het optreden van één fout, of bij een combinatie van welke twee fouten dan ook en kan daarmee toepasbaar zijn voor categorie 1G, 2G of 3G.
Ex mb materiaal mag geen ontsteking geven onder normaal gebruik bij het optreden van één fout en is daarmee geschikt voor categorie 2G of 3G.
Ex mc materiaal mag geen ontsteking geven onder normaal gebruik en is daarom alleen toepasbaar voor categorie 3G.
Ex mc behoorde vroeger tot de Ex nC variant in de Ex n norm EN-IEC 60079-15 (de norm voor zone 2 materiaal).
Voorbeelden van ingegoten materieel zijn smoorspoelen van voorschakelapparatuur, magneetventielen of complete elektronische schakelingen op printplaat.
Beschermingswijze Ex n - niet-ontstekend (volgens EN-IEC 60079-15)
Deze beschermingswijze is een verzameling van beschermingswijzen welke in vereenvoudigde vorm afgeleid van de reeds genoemde beschermingswijzen alléén voor EPL Gc (lees: ATEX categorie 3G of zone 2) van toepassing is.
De verzameling beschermingswijzen laat zich als volgt kenmerken:
- Ex nA: non arcing, niet vonkend: alleen geschikt voor normaal niet vonkend materieel (bij nieuwe producten al vervangen door Ex ec).
- Ex nC: enclosed construction: constructief voorkomen dat een contact in een spanning- en stroom-voerende stroomkring een potentiële ontstekingsbron kan vormen. (bij nieuwe producten al steeds vaker vervangen door ‘drukvast’ Ex dc of ‘moulded’ Ex mc).
- Ex nL: limited energy (reeds langer geleden vervangen door ‘intrinsieke veiligheid’ Ex ic).
- Ex nR: restricted breathing, beperkt ademende behuizing waardoor een gevaarlijke atmosfeer slecht tot niet naar binnen kan dringen.
De laatstgenoemde kent vanzelfsprekend wel eisen aan de kwaliteit van afdichtingen. De beperkt ademende eisen gelden niet alleen voor producten net nieuw uit de fabriek maar ook voor producten die bijvoorbeeld al 10 jaar onder wisselende omstandigheden in gebruik zijn.
Voorbeelden: van Ex nA zijn kortgesloten kooianker motoren, van Ex nC zijn hermetisch gesloten interface relais, van Ex nR zijn WLAN access points.
Beschermingswijze Ex o - vloeistof (of olie) vulling (volgens EN-IEC 60079-6)
Elektrische onderdelen welke in aanraking met explosiegevaarlijke atmosferen een ontstekingsbron kunnen vormen worden zover in olie of een andere niet brandbare isolerende vloeistof gedompeld, zodat optredende vonken of lichtbogen, hete restgassen van hoogspanning schakel acties of hete onderdelen zoals aanloopweerstanden de boven de vloeistofspiegel en buiten de behuizing bevindende gassen of dampen niet kunnen ontsteken.
Belangrijke parameters bij deze constructie zijn:
- vastgelegde, isolerende vloeistoffen, bijvoorbeeld olie
- bewaken van vloeistofconditie, zoals vervuiling en (condens)vocht
- het garanderen van het juiste vloeistofpeil welke mogelijk afwijkt bij verwarming en koeling òf lekkage
- beperking in de toepassing voor alleen vaste installatie
Toepassingsgebied: grote transformatoren, hoogspanning schakelmateriaal en aanloopweerstanden.
Beschermingswijze Ex op – optische straling (volgens EN-IEC 60079-28)
Deze beschermingswijze is bedoeld voor optische straling die in de Ex zone een ontstekingsbron kan vormen in geval van een convergerende lichtstraal. Uiteraard is de licht intensiteit daarbij een belangrijk criterium.
Er bestaan drie verschillende beschermingswijzen:
- Ex op is: de letters ‘is’ staan niet voor ‘intrinsic safe’ maar voor ‘inherent safe’. Alleen als de stralingsenergie niet groter is dan de grenswaarde kan dit toegepast worden.
- Ex op pr: de letters ‘pr’ staan voor ‘protected’. Dat betekent; optische straling mag niet in de Ex zone treden; het moet beschermd worden door omhulsels zoals bijvoorbeeld inwendig in een glasvezelkabel.
- Ex op sh: de letters ‘sh’ staan voor ‘met interlock’; beveiliging met terugkoppeling tussen zender/ontvanger maakt dit mogelijk.
In de praktijk zien we met name alleen Ex op is en Ex op pr.
Voorbeelden van producten Ex op is: optische sensors met Class II laser of glasvezelkoppelaars, van Ex op pr: (stekker)verbinding voor glasvezelkabel.
Beschermingswijze Ex p - pressurization - inwendige overdruk (volgens EN-IEC 60079-2)
Een omhulsel met inwendige overdruk mag onderdelen bevatten welke bij normaal gebruik vonken, lichtbogen of hoge temperaturen kunnen veroorzaken welke op hun beurt een explosie zouden kunnen inleiden. In de praktijk geldt dit alléén voor Ex px en Ex pz geclassificeerde uitvoeringen. De definities van de verschillende varianten luiden als volgt:
Ex px reduceert het EPL in de overdruk behuizing van Gb of Db (lees: zone 1 of 21) naar niet geclassificeerd (non-hazardous);
Ex py reduceert het EPL in de overdruk behuizing van Gb of Db (lees: zone 1 of 21) naar Gc of Dc (lees: zone 2 of 22);
Ex pz reduceert het EPL in de overdruk behuizing van Gc of Dc (lees: zone 2 of 22) naar niet geclassificeerd (non-hazardous).
De eventueel omringende explosieve gasatmosfeer kan bij Ex p niet in het omhulsel binnendringen omdat dit onder overdruk staat t.o.v. de omringende atmosfeer, al dan niet met continue doorstroming van het beschermgas. Dit beschermgas kan zijn een inert gas of schone droge instrument- of perslucht.
Ex p producten moeten zijn voorzien van een markering welke de betreffende beschermingswijze weergeeft (p, px, py of pz), verder de materieelgroep IIC of IIIC. De beschermingswijze is nl. gas- stofgroep onafhankelijk en dus automatisch IIC of IIIC.
Ex py vereist dus inwendig Ex producten die zelf al een EPL Gc of Dc hebben (lees: geschikt zijn voor zone 2 of 22). Persoonlijk ben ik geen voorstander van Ex p in stofexplosiegevaarlijke gebieden. De kans dat een neergedaalde stoflaag juist op wervelt vanwege een drukverschil maakt het onnodig ingewikkeld. Zeker als we bedenken dat in veel gevallen Ex t een prima en beter betaalbaar alternatief is.
Voorbeelden van Ex p producten zijn besturingspanelen, instrumentbehuizingen, hoogspanningsmotoren etc.
Beschermingswijze Ex q - quartz zandvulling (volgens EN-IEC 60079-5)
Door een behuizing te vullen met een fijnkorrelig vulmiddel wordt bereikt dat de in de behuizing mogelijk optredende vonken of lichtbogen, in de kiem worden gesmoord en dus de omringende explosiegevaarlijke atmosfeer niet kan ontsteken. Uiteraard gelden hier ook grenzen aan de maximaal toegelaten oppervlaktetemperatuur.
Zowel het vulmiddel, zoals zand, glaskorrels, etc. als de opbouw van de behuizing, dient wel aan de in norm vastgelegde eisen te voldoen. Het vulmiddel mag onder géén voorwaarde, - dus zowel onder normaal bedrijf als na een opgetreden vonk of lichtboog binnen de zandkapseling -, uit de behuizing naar buiten treden.
Voorbeelden van quartz of zand gekapselde producten zijn condensatoren en elektronica die vonken of hete onderdelen kunnen bevatten, maar waarbij de functie door het fijnkorrelige vulmiddel niet beïnvloed wordt. Bij een fabrikant als BARTEC treft u deze techniek aan in ‘POLARIS’ HMI systemen en MC 9090ex, de mobiele computers (PDA).
Beschermingswijze Ex s - special volgens IEC 60079-33
Deze beschermingswijze staat voor ‘special’ en wordt alleen gebruikt als een werkwijze van explosieveilig maken niet onder één van de bestaande beschermingswijzen onder te brengen is. Deze beschermingswijze bestaat vooralsnog alleen in IEC verband. Op EN (Europees ATEX) niveau is de norm niet geharmoniseerd. Moeilijkheidsgraad bij deze beschermingswijze is, dat er zgn. Indepent Verifiers nodig zijn om de juiste beoordeling te kunnen doen.
Onder ATEX blijft de mogelijkheid bestaan om als fabrikant aantoonbaar te maken dat met een veiligheidsmethode aan de Essentiële Veiligheidseisen van Richtlijn 2014/34/EU wordt voldaan zonder gebruik te maken van geharmoniseerde normen. Of dit een prettig traject is valt te betwijfelen.
Beschermingswijze Ex t - protection by enclosure (volgens EN-IEC 60079-31)
Deze beschermingswijze is alleen bedoeld voor stofexplosieveiligheid en is gebaseerd op het principe van IP afdichting van behuizingen. Afhankelijk van het veiligheidsniveau en de van toepassing zijnde groep is een IP5X of IP6X de minimum eis. Vanzelfsprekend altijd in samenspraak met een maximaal toelaatbare oppervlakte temperatuur van het apparaat. Deze wordt dan niet in een T klasse uitgedrukt, maar in een absolute temperatuur in °C.
Voorbeelden van Ex t zijn: besturingskasten, klemmenkasten, kortgesloten kooianker motoren, en allerlei schakelmateriaal.
Beschermingswijze Ex v - ventilated room (volgens IEC 60079-13)
Deze beschermingswijze staat voor ventilated rooms. Door middel van ventileren een ruimte explosieveilig houden.
Toepassingsgebied: met name in analyser shelters, maar ook mobiele werk containers.
Beschermingswijze Ex 60079-30-1 - electric heating (volgens EN-IEC/IEEE 60079-30-1)
Deze beschermingswijze wordt voornamelijk toegepast op trace heating systemen om pijpleidingen of vaten/tanks te verwarmen.
Disclaimer
KNEx heeft deze website, met inhoudelijk technische informatie, met de grootst mogelijke zorg samengesteld. Ondanks deze inspanningen, is het mogelijk dat de inhoud onvolledig, onjuist of verouderd is.
KNEx kan, indien van toepassing, de informatie naar eigen inzicht op ieder gewenst moment actualiseren.
KNEx kan niet aansprakelijk worden gesteld voor welke schade dan ook geleden door het gebruik van de informatie op deze website. Er kunnen op geen enkele wijze rechten aan worden ontleend.
Bezoeker van deze website is zelf verantwoordelijk voor de juiste interpretatie en het gebruik van alle informatie.