L'APPLICAZIONE DELLE NORME ATEX NELLE ... ohm*m Resistività elettrica ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE...

L'APPLICAZIONE DELLE NORME ATEX NELLE PROBLEMATICHE DI FILTRAZIONE DELL'ARIA NEGLI

AMBIENTI DI LAVORO

Relatore Ing. Andrea Doardo

GAS, VAPORI E NEBBIEsprigionate da:•VERNICI•DILUENTI•COLLE•RESINE

•IDROCARBURI•OLI LEGGERI...

SOSTANZE PERICOLOSE PER LA FORMAZIONE DIATMOSFERE POTENZIAMENTE ESPLOSIVE

POLVERIemesse da lavorazioni che coinvolgono:

•METALLI LEGGERI•LEGNO•CUOIO

•FIBRA DI CARBONIO•SEMENTI•ZUCCHERO•FARINE

•CARTA, CARTONE•RIFIUTI

•COMPOSTI ORGANICI COMBUSTIBILI...

STATISTICHE INTERNAZIONALI SU INNESCHI E SOSTANZE COINVOLTE

Statistiche sugli inneschi delle esplosioni:•23% di origine meccanica

•9% dovuta a scariche elettrostatiche

•4% di origine elettrica

Statistiche sulle sostanze interessate:

•34% legno

•28% cereali

•12% materie plastiche

•10% carbone

•10% metalli

Esplosione elevatoregrano

Esplosione polveri di cereali

Esplosione polveri di alluminio

PROCEDURA CORRETTA PER LA VALUTAZIONE DEI RISCHI E L'ACQUISTO DI APPARECCHIATURE CONFORMI

CLASSIFICAZIONEDELLE ZONE

PER GAS – NEBBIE –VAPORI – POLVERI

VALUTAZIONEDEI RISCHI

RACCOLTA DELLEINFORMAZIONI DA FORNIRE

AL COSTRUTTORE PER LA CORRETTA PROGETTAZIONE

SECONDO LA NORMATIVA ATEX

ACQUISTO DIAPPARTECCHIATURE

E IMPIANTICONFORMI

ACQUISIZIONE DEI DATI DI PROGETTO: POLVERI POTENZIALMENTE ESPLOSIVE

PRESENZA DI POLVERI COMBUSTIBILI:► ORGANICHE► DI METALLI LEGGERICON GRANULOMETRIA < 500m (in realtàla soglia reale di pericolosità è circa 300m)

LE POLVERI SONO SOSPETTE ESPLOSIVE

PER ESSERE CERTI DELLA LORO PERICOLOSITA' E' NECESSARIO INVIARE

UN CAMPIONE SIGNIFICATIVO DELLE POLVERI COSI' COME VENGONO LAVORATE AD UN LABORATORIO

ACCREDITATOPER DETERMINARNE I PARAMETRI SIGNIFICATIVI DA CONSIDERARE

POLVERI: I principali parametri da considerareCEI 31-56 – EN 1127-1

Pmax bar Pressione massima ottenuta in un recipiente chiuso durante l’esplosione di un’atmosfera esplosiva determinata in condizioni di prova specificate.

Kst bar*m/s

Indice di esplosività. (dP/dt)max*V^1/3=cost=Kst

MIE mJLa più bassa energia elettrica immagazzinata in un condensatore che, al momento della scarica, è sufficiente per provocare l’accensione dell’atmosfera più infiammabile in condizioni di prova specificate.

Tcloud °C La temperatura più bassa di una superficie calda su cui la miscela più infiammabile delle polveri con l’aria si accende in condizioni di prova specificate (MIT).

Tlayer °C La temperatura più bassa di una superficie calda alla quale si verifica l’accensione in uno strato di polveri in condizioni di prova specificate.

Dm 10-6m Diametro medio della particella di polvere (granulometria)

LEL g/m3 Limite inferiore del campo di esplosione

BZ 1-6 Classe di combustione della polvere

%umidità % Percentuale umidità del campione

LOC %Massima concentrazione di ossigeno in una miscela di sostanza infiammabile e aria e un gas inerte, nella quale non si verifica un’esplosione, determinata in condizioni di prova specificate.

resistività ohm*m Resistività elettrica

ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE DEI VAPORI E DELLE POLVERI INFIAMMABILI: ITER DEL FORNITORE

ACQUISIZIONE DEI DATI NECESSARI PER LA PROGETTAZIONE

VALUTAZIONE DEI RISCHI

REALIZZAZIONE DI UNA IDONEA ASPIRAZIONE LOCALIZZATA

CANALIZZAZIONI DI ASPIRAZIONE COSTRUITE IN MATERIALI CONDUTTIVI E CORRETTAMENTE MESSE A TERRA. IL SISTEMA DI ASPIRAZIONE DEVE ESSERE COMPOSTO DA APPARECCHIATURE ELETTRICHE E MECCANICHE IDONEE ALL'INSTALLAZIONE NELLE ZONE ATEX (APPARECCHIATURE DI CATEGORIA ADEGUATA)

SISTEMA DI ABBATTIMENTO COSTRUITO SECONDO LE NORME ATEX ARMONIZZATE

E CON COMPONENTI DI CATEGORIA IDONEA ALLE ZONE ATEX

UNI EN 1127-1 “PREVENZIONE DELL'ESPLOSIONE E PROTEZIONE CONTRO L'ESPLOSIONE”

VDI 2263 “ DUST FIRES AND EXPLOSION PROTECTION IN DUST EXTRACTING INSTALLATIONS”

La priorità, sia per il costruttore che per l'utilizzatore, deve essere quella di evitare che possano manifestarsi atmosfere potenzialmente esplosive e che queste, se presenti, non possano venire in contatto con fonti di innesco efficaci. Qualora queste misure preventive siano insufficienti a raggiungere un livello soddisfacente di protezione, allora è necessario ricorrere a misure di protezione dall'esplosione che limitino gli effetti di qualunque esplosione ad un livello accettabile (tratto dalla VDI 2263).

INTERNO DEL FILTROZONA 20 ►

APPARECCHIATURE A CONTATTOIN CATEGORIA 1D

DIRETTIVA ATEX 94/9/ECNON DEVONO MANIFESTARSI FONTI DI INNESCO EFFICACI DURANTE

IL NORMALE FUNZIONAMENTO E IN PRESENZA DI DUE SITUAZIONI DI GUASTO INDIPENDENTI

(GUASTO RARO)

Secondo la VDI 2263 è necessario proteggere un filtro soltanto quando la MIE della polvere è <1mJ. Tra 1mJ e 10mJ è necessaria la

valutazione di esperti e con MIE>10 mJ sono sufficienti misure di PREVENZIONE

CLASSIFICAZIONE DELLE ZONE IN UN FILTRO A MANICHE PER POLVERI POTENZIALMENTE ESPLOSIVE

CLASSIFICAZIONE DELLE ZONE IN UN FILTRO A MANICHE PER POLVERI POTENZIALMENTE ESPLOSIVE

Filtro a maniche in depressione

Filtro a maniche in pressione

Esempio di zona pericolosa originata da una valvola rotativa (rotocella) sita in ambiente chiuso o aperto

Esempio di zone pericolose originate da uno scarico, o anche travaso, continuo o frequente di polvere in un recipiente aperto con bocca di scarico bassa sotto il bordo del contenitore sito in ambiente aperto

TRATTO DALLA CEI 31-56 GUIDA ALL'APPLICAZIONE DELLA NORMA CEI 31-52 “CLASSIFICAZIONE DEI LUOGHI DOVE SONO O POSSONO ESSERE PRESENTI POLVERI COMBUSTIBILI”

EVITARE LA FORMAZIONE DI ATMOSFEREPOTENZIALMENTE ESPLOSIVE

IMPEDIRE O RENDERE IMPROBABILE LA FORMAZIONE DI ACCUMULI ALL'INTERNO DEL FILTRO

►ACCORGIMENTI COSTRUTTIVI►SISTEMI DI MONITORAGGIO ►CORRETTA MANUTENZIONE

Mantenere il corpo filtro il più pulito possibile permette di minimizzare il rischio che si formino atmosfere potenzialmente esplosive al suo interno.Tuttavia, durante la pulizia pneumatica delle maniche, è molto difficile prevedere la concentrazione delle polveri, quindi è verosimile stabilire una zona 20 interna.

SISTEMI DI PREVENZIONE DELL'ESPLOSIONEALL'INTERNO DI FILTRI

PER POLVERI POTENZIALMENTE ESPLOSIVE (VDI 2263)

SISTEMI DI PREVENZIONE DELL'ESPLOSIONEALL'INTERNO DI FILTRI

PER POLVERI POTENZIALMENTE ESPLOSIVE (VDI 2263)

EVITARE LA FORMAZIONE DIFONTI DI INNESCO EFFICACI

EVITARE INNESCHI DI ORIGINE ELETTROSTATICA,ELETTRICA E MECCANICA (OLTRE A TUTTE LE ALTRE FONTI DI INNESCO

ELENCATE NELLA NORMA EN 1127-1)

►CORRETTA MESSA A TERRA DELLE PARTI CONDUTTIVE►CORRETTA VERNICIATURA DELLE PARTI INTERNE►CORRETTA SCELTA DEI TESSUTI FILTRANTI►APPARECCHIATURE ELETTRICHE E MECCANICHE IN CATEGORIA ADEGUATA►EVENTUALI APPARATI DI RILEVAMENTO E SPEGNIMENTO DELLE SCINTILLE►EVENTUALI APPARATI DI RILEVAMENTO E SPEGNIMENTO DEGLI INCENDI

15


La norma EN 1127-1 elenca tutte le 13 sorgenti di accensione riconosciute:

1.Superfici calde2.Fiamme e gas caldi (incluse le particelle calde)3.Scintille di origine meccanica4.Materiale elettrico5.Correnti elettriche vaganti, protezione contro la corrosione catodica6.Elettricità statica7.Fulmine8.Onde elettromagnetiche a radiofrequenza (RF) da 10^4 a 3x10^12 Hz9.Onde elettromagnetiche da 3x10^11 a 3x10^15 Hz10.Radiazioni ionizzanti11.Ultrasuoni12.Compressione adiabatica e onde d'urto13.Reazioni esotermiche, inclusa l'autoaccensione delle polveri

CARICHE ELETTROSTATICHE

MANICA NON CORRETTAMENTE MESSA A TERRA (es. per errore di installazione o per distacco/caduta)

► guasto raro ma non accettabile in zona 20

normalmente l'energia di una scarica elettrostatica è <10 mJ► limite VDI2263 PLAUSIBILE

PREVENZIONE O PROTEZIONE?


SCINTILLE DI ORIGINE MECCANICA

ASPIRAZIONE DA MACCHINARIO IN MOVIMENTOO DA PROCESSO CON PRODUZIONE DI SCINTILLE► l'eventuale rilevazione e spegnimento delle scintille

non è immune da guasti

normalmente l'energia di una scintilla meccanica è <10 mJ, tuttavia, con MIT della polvere < 400°C,

queste scintille possono diventare inneschi efficaci► necessario valutare anche la MIT


INCENDI LATENTI

DEPOSITO DI UNA SCINTILLA SU UNO STRATO DI POLVERE► incendio latente o brace

la temperatura superficiale delle braci è in grado di innescare qualunque nube di polvere, anche con classe di combustione BZ1 o

BZ2, soprattutto se la brace è alimentata dal flusso d'aria (es. deposito della brace sulla manica filtrante)

► limite VDI2263 NON PLAUSIBILE


Dall'analisi delle casistiche più comuni, risulta quindi evidente che la protezione

dei filtri per polveri potenzialmente esplosive è una condizione indispensabile

per molte applicazioni.

Essa potrà essere evitata soltanto nel caso in cui la presenza di un innesco efficace possa essere ragionevolmente esclusa attraverso un'apposita analisi dei rischi

PROTEZIONE

Progettazione resistente

all'esplosione

Soppressione dell'esplosione

Prevenzione della

propagazione delle fiamme e dell'esplosione

Scarico dell'esplosione

Limitazione degli effetti delle esplosioni ad un livello accettabile mediante misure di protezione costruttive. In questo caso è accettata l'eventualità di un'esplosione


SCARICO DELL'ESPLOSIONE: VENTINGPOSSIBILI POSIZIONEMENTI (NFPA 68-2007)

Protezione dalla propagazione dell'esplosioneutilizzando un sistema di isolamento meccanico

Protezione dalla propagazione dell'esplosioneutilizzando un sistema di isolamento chimico

SCHEMI DI IMPIANTO (NFPA 654)

ESEMPI DI FILTRI IN ESECUZIONE “ATEX”CON ERRORI DI PROGETTAZIONE

- Posizionamento venting- Corpo filtro in esecuzione pressopiegata (resistenza alla Pred ?)- Filtro non compartimentato- Scarico polveri non compartimentato - Filtro in pressione (creazione Atex nell'intorno!)

CASI PRATICI:IMPIANTI DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI

1) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DI ADDITIVI PER FONDERIA (St2)

2) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DI ALLUMINIO DA CARTATRICI (St1)

3) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DI PVC (St1)

4) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DI CUOIO (St1)

1) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DI ADDITIVI PER FONDERIA

Impianto di abbattimento polveri St1 e St2.Filtri protetti con venting e barriera chimica

1) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DI ADDITIVI PER FONDERIA

1) PROGETTAZIONE RESISTENTE ALLA PRESSIONE:FEA FILTRO A PIANTA CIRCOLARE

1), 2), 3), 4) PROGETTAZIONE RESISTENTE ALLA PRESSIONE:ESECUZIONE A PIANTA CIRCOLARE

►I nostri filtri per il trattamento delle polveri Atex sono realizzati a pianta circolare per garantire la resistenza delle carpenterie alla pressione residua dell'esplosione, raggiunta all'interno del filtro una volta entrati in funzione i sistemi appena descritti.

►La realizzazione dei filtri a pianta poligonale potrebbe imporre la progettazione di strutture a deformazione permanente che non assicurano la resistenza alla pressione richiesta

►Nessuna deformazione plastica (prevista dalla 1127-1 ma difficilmente calcolabile) che costringerebbe allo smantellamento del filtro

►Idoneità all'installazione di tutti i sistemi di venting e di soppressione dell'esplosione

►Possibilità di sviluppo in verticale con conseguente minor ingombro a terra

1), 2 ), 3), 4) PROGETTAZIONE RESISTENTE ALLA PRESSIONE: CANALI SALDATI

►Per il collegamento del filtro al dispositivo di disaccoppiamento e del filtro con il ventilatore è necessario utilizzare tubazioni che abbiano la stessa resistenza alla pressione residua dell'esplosione delle apparecchiature che collegano

►Le tubazioni standard aggraffate non hanno le prestazioni richieste

►Si utilizzano tubazioni saldate e flangiate di grosso spessore

2) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DI ALLUMINIO DA CARTATRICI (FONDERIA DI ALLUMINIO)

CAMPIONE D[4,3]micron

D (90%)micron

D (50%)micron

D (10%)micron

Polvere metallica 335,4 618,2 280,0 102,4

Sample: polvere metallicaMax explosion pressure: Pmax = 5,3 barMax rate of pressure rise: (dP/dT)max = 11 bar/sProduct specific constant: Kmax = 3 m*bar/s

2) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DI ALLUMINIO DA CARTATRICI (FONDERIA DI ALLUMINIO)

►ASPIRAZIONE LOCALIZZATA (limitazione del volume Atex in prossimità della fonte di emissione)

►MESSA A TERRA DELL'IMPIANTO

►FILTRO A PIANTA CIRCOLARE

►CONDOTTI DI RACCORDO SALDATI

►FILTRO REALIZZATO IN ACCIAIO INOX

►PROTEZIONE DEL FILTRO DALL'ESPLOSIONE CON SOPPRESSIONE CHIMICA

►SISTEMA DI COMPARTIMENTAZIONE CON BARRIERA CHIMICA

►VALVOLA DI SCARICO DELLE POLVERI “FLAME AND EXPLOSION PROOF”

►VENTILATORE E APPARECCHIATURE, INSTALLATE IN ZONE ATEX, DI CATEGORIA ADEGUATA

3) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DA LAVORAZIONE PVC (St1)





►PROTEZIONE DEL FILTRO DALL'ESPLOSIONE CON VENTING

►SISTEMA DI COMPARTIMENTAZIONE CON FLAP VALVE



Particolare valvola flap-valve compartimentante

3) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DA LAVORAZIONE PVC (St1)

4) IMPIANTO DI ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE POLVERI DI CUOIO (St1)





►PROTEZIONE DEL FILTRO DALL'ESPLOSIONE CON VENTING

►SISTEMA DI COMPARTIMENTAZIONE CON FLAP VALVE



►SISTEMA DI RILEVAZIONE E SPEGNIMENTO DELLE SCINTILLE

►SISTEMA DI RILEVAZIONE E SPEGNIMENTO DELLA FIAMMA

L'APPLICAZIONE DELLE NORME ATEX NELLE ... ohm*m Resistività elettrica ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE...

Documents

Transcript of L'APPLICAZIONE DELLE NORME ATEX NELLE ... ohm*m Resistività elettrica ASPIRAZIONE E FILTRAZIONE...