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Esempio praticolucidatura componenti alluminio

Lucidatura componenti alluminio

Lucidatura componenti alluminio

Stratitrascurabili

Valutazione spessore strato

LEL

LEL

LEL

Buona

Adeguata

Scarsa

Meccanismi di carica elettrostatica

•Carica triboelettrica•Carica triboelettrica

• Induzione elettrica• Induzione elettricapresenza di un campo elettrico (prodotto ad es. da altri oggetti carichi

elettrostaticamente)

separazione, strofinio, traslazione ...

Separazione di due superfici (es. srotolamento di una bobina, persona che cammina su materiale isolante, mescolamento di liquidi, frantumazione, macinazione, decantazione etc.)

Strofinio o traslazione (es. flusso di liquido o polvere in una tubazione)

Carica triboelettrica

Serie triboelettricaMax carica positiva

Zero

Max carica negativa

La polarità e l'intensità della carica generata dipendono oltre che dai materiali anche da altri fattori

come:

la lavorazione delle superfici

ampiezza delle superfici

pressione di contatto

intensità dello sfregamento

condizioni ambientali (come l’umidità)

presenza di contaminanti o ossidanti

rapidità con cui si allontanano le superfici a contatto


La carica triboelettrica avviene nella separazione di:

SOLIDO - SOLIDOSOLIDO - SOLIDO sìsìLIQUIDO - SOLIDOLIQUIDO - SOLIDO sìsìLIQUIDO - LIQUIDOLIQUIDO - LIQUIDO sìsìPOLVERE - SOLIDOPOLVERE - SOLIDO sìsìGAS - SOLIDOGAS - SOLIDO nono


Esempi di processi in cui la carica di particelle può dare origine a quantità considerevoli di

cariche elettrostatiche sono:

il trasferimento pneumatico di materiali; la fuga o il rilascio di qualunque gas compresso contenente particelle;il rilascio di anidride carbonica liquefatta;l’uso di aspirapolveri industriali;

la verniciatura a spruzzo.

Carica triboelettrica(aeriformi)

Carica per induzione



CONDUTTORIE

NON CONDUTTORI

Conducibilità dei solidi

Conducibilità dei solidi

bassa resistività di volume, per es. i metalli con resistività di volume fino a 106 m circa. In pratica, le polveri a bassa resistività di volume sono rare: anche le polveri metalliche non restano conduttive a lungo, poiché si formano sulla superficie dei film di ossido che ne aumentano la resistività

media resistività di volume, per es. molte polveri organiche naturali, con resistività di volume comprese in una gamma da 106 m a 1010 m;

alta resistività di volume, per es. i polimeri, alcune polveri organiche sintetiche e polveri organiche naturali molto secche con resistività pari e superiori a 1010 m.

Resistività delle polveri

Conducibilità 1000 pS/m = 10-9 S/m

Resistività = 109 m

Conducibilità dei liquidi

Tempo in cui la carica elettrostatica su una superficie solida, nella massa di un liquido o di una polvere oppure in una nube di nebbia o di polvere

scende a circa il 37% del suo valore originario (1/e)

Tempo di decadimento (

dove:

= costante dielettrica relativa ( 2 per gli idrocarburi)

= costante dielettrica del vuoto= 8,85 x 10-12 F/m

= conducibilità elettrica del liquido [S/m]

= resistività elettrica del solido [ m]

ad es. sostanza: Petrolio (liquido mediamente conduttivo)

= 10-9 S/m

Tempo di decadimento (

Conducibilità dei liquidi

SostanzaConducibilità

[pS/m]

Tempo di decadimento

[s]

CARICA DI UN ELEMENTO

CONDUTTORE

Potenziale

Potenziale

Persona con scarpe isolanti 100 ÷ 200 pF

Automobile con pneumatici isolanti 500 1000 pF

Flangia metallica su tubazione isolante 10 30 pF

Fusto metallico su base isolante 200 400 pF

Secchi, piccoli contenitori (50 litri) 10 100 pF

Esempi di capacità verso terra

Calcolo del potenziale & dell’energia accumulata

Densità di carica

Operazione Densità di carica

C/kg]

Esempio di calcolo

Collegamento a terra degli elementi conduttivi

in modo tale che il potenziale elettrostatico non sia pericoloso

Metodo di protezione

Si considera che una resistenza di terraR = 1M

sia in generale adeguata ad annullare la carica elettrostatica

Perché 1 M ?

Il potenziale massimo ammesso affinché il corpo metallico non sia pericoloso è generalmente

Vmax= 100V.Considerando che:

Vmax=RIdove I è la corrente di carica elettrostatica, la minima resistenza del collegamento a terra deve

valere: R=100/I

Le correnti di carica variano da 10-11A a 10-4 A,quindi, nel caso più conservativo (I=10-4 A),

R=100/10-4=106

è adeguato

Messa a terra di elementi conduttivi

CARICA DI UN ELEMENTO NON

CONDUTTORE

La resistenza superficiale della custodia non supera 1G

prova eseguita con tensione di 500 V cc su un provino con elettrodi lunghi 100 mm distanti 10 mm - 50% di umidità

relativa

Sulle parti non metalliche della custodia si può considerare che non vi sia pericolo di innesco se:

Elementi non conduttivi

Caso A: resistività ridottaCaso A: resistività ridotta


Massima dimensione dell’area di materiali solidi non conduttivi:

Caso B1: dimensione ridottaCaso B1: dimensione ridotta

Zona Dimensioni in cm2

Gruppo IIA Gruppo IIB Gruppo IIC

Massima dimensione del diametro di tubi, guaine di cavi e simili elementi non conduttivi:


Caso B2: dimensione ridottaCaso B2: dimensione ridotta

Zona Dimensioni in mm

Gruppo IIA Gruppo IIB Gruppo IIC

Si verifica la massima quantità di carica trasferita:

Prova: si trasferisce su un condensatore di capacità nota la carica assunta dal campione (artificialmente) caricato elettrostaticamente e se ne misura la carica (tramite una misura di tensione). Massimo ammesso:

Caso C: carica trasferita ridottaCaso C: carica trasferita ridotta


•60 nC per apparecchiature di Gruppo I o Gruppo IIA•30 nC per apparecchiature di Gruppo IIB•10 nC per apparecchiature di Gruppo IIC

MECCANISMI DI

SCARICA

Meccanismi di scarica

Scarica disruptiva (*) (spark discharge)

Scarica a effluvio (**) (brush discharge)

Scarica a effetto corona (corona discharge)

inoltre:

Scarica a effluvio propagantesi (propagating brush)

Scarica a cono (caso molto particolare, in silos)

(**) “scarica a fiocco” TR50404

(*) “scarica a scintilla” Guida 99/92 CE

Scarica disruptiva (spark discharge)

Scarica disruptiva (spark discharge)

Scarica a effluvio (brush discharge)



Scarica effetto corona (corona discharge)

INNESCO di

AERIFORMI

In generale, tutti i meccanismi di scarica illustrati, ad eccezione della scarica per effetto corona, possono avere energia

sufficiente ad innescare gran parte delle miscele aria-gas infiammabile.

Occorre pertanto valutare tale rischio ed, eventualmente, adottare le necessarie misure

di protezione

Innesco di miscele esplosive aeriformi

INNESCO di

POLVERI

• Scariche disruptive (spark): PERICOLOSE se energia immagazzinata e maggiore del (MIE) della polvere combustibile in questione. • Scariche a effluvio (brush): NON PERICOLOSE con MIE superiori a 3÷4 mJ a condizione che non vi siano anche gas o vapori infiammabili.• Scariche a effetto corona: NON PERICOLOSE.• Scariche ad effluvio propagantesi: PERICOLOSE.• Scariche coniche: PERICOLOSE quando la polvere viene immagazzinata in un silo, se la resistività del prodotto è superiore a 1010 m

Innesco delle polveri

In assenza di atmosfere infiammabili conMIE inferiori a 3 mJ, le scariche a effluvio o ad effetto corona non sono pericolose. Ne consegue

che i materiali non conduttivi sono ammessi, a condizione che questi non provochino delle scariche

a effluvio propagantesi.Se i processi di lavorazione possono provocare il caricarsi elevato delle superfici, non si devono

utilizzare materiali non conduttivi sotto forma di fogli, strati o rivestimenti, a meno che la tensione

di scarica attraverso il materiale non sia inferiore a 4 kV

Innesco delle polveri

CARICA ELETTROSTATICA E CORPO UMANO

Sono molti i meccanismi per cui una persona può caricarsi elettrostaticamente, ad esempio:

camminare su un pavimento isolante;alzarsi in piedi da seduti;togliersi i vestiti;maneggiare plastica;versare o raccogliere materiale elettrostaticamente carico in un contenitore;essere molto vicini a oggetti altamente caricati, per es. una cinghia in movimento;induzione.

Meccanismi di carica elettrostatica

Meccanismi di carica elettrostatica(carica triboelettrica)

Meccanismi di carica elettrostatica(induzione)



In generale, quella che interessa il corpo umano è una scarica disruptiva (spark discharge)

Calzature

a) la calzatura dissipativa ha resistenza R<108 ma superiore 105 . Il livello massimo è abbastanza basso da prevenire l’accumulo di carica elettrostatica nella maggior parte delle situazioni ed il livello minimo offre protezione in caso di folgorazione. Questo tipo di calzatura è idoneo per uso generale;

b) la calzatura conduttiva ha una resistenza molto bassa (R<105 ) e viene indossata, per esempio, da persone che devono maneggiare esplosivi sensibili. Questo tipo di calzatura aumenta il rischio elettrico in caso di folgorazione e non è idoneo per un uso generale.

Esistono due tipi di calzature, utilizzati per collegare le persone alla terra al fine di impedire loro di divenire elettrostaticamente cariche:

Abbigliamento

Nonostante il fatto che l’abbigliamento realizzato in fibre sintetiche, possa caricarsi

elettrostaticamente con facilità, questo in genere non costituisce un rischio di innesco, a condizione che chi lo indossi sia collegato alla

terra da calzature idonee e con una pavimentazione adeguata.

Tuttavia, nelle ZONE 0, o in aree speciali (ad esempio dove vi sia un’atmosfera arricchita di ossigeno) non

dovrebbero essere indossati vestiti sintetici altamente non conduttivi e gli abiti esterni dovrebbero essere

dissipativi.

Pavimentazione

In molti ambienti industriali i materiali convenzionaliper la pavimentazione sono adeguatamente conduttivi,

per es. il cemento nudo o le griglie in acciaio. Un pavimento dissipativo deve avere resistenza

superficiale:

R<109

(misurata secondo le indicazioni di cui alla norma IEC 61340-4-1)

In ogni caso vale la regola base che l’insieme calzature/pavimento dovrebbe avere una resistenza

verso terra inferiore a 35 M

(norma IEC 61340-5-2)

Da dove viene 35 M

… risultati di una ricerca sperimentale…

In generale, in assenza di provvedimenti di protezione, una persona può portare una carica

elettrostatica sufficiente ad innescare gran parte delle miscele aria-gas infiammabile.

Persone e gas

medio:

C=100 pFVmax=20 kV

si ottiene:

E = 1/2 CV2 = 20 mJ

Assumendo ad esempio per il corpo umano:

L’energia precedentemente calcolata non è sufficiente ad accendere miscele di aria-polvere se non in caso di

polveri molto facilmente innescabili.

Si assume che si debba considerare la possibilità di adottare provvedimenti per ridurre la carica

elettrostatica delle persone per polveri aventi

MIE < 30 mJ

Persone e polveri

Prescrizioni particolari per:

Aspirapolvere;Nastri trasportatori;Cinghie di trasmissione.

In funzione di:

Resistenza/resistività dei materiali;Velocità (cinghie e nastri)

SCINTILLEdi

NATURA MECCANICA

Non c’entra l’elettrostatica. In seguito a processi di attrito, urto o abrasione (quali la molatura) si possono formare scintille. Queste possono accendere gas e vapori infiammabili, nonché alcune miscele nebbie/aria o polveri/aria.

I processi di attrito, urto o abrasione che interessano la ruggine e i metalli leggeri e le loro leghe possono provocare una reazione alluminotermica, mediante la quale si possono formare scintille particolarmente infiammabili.Questo è il motivo per cui nelle norme di costruzione di componenti a sicurezza si indicano le percentuali massime di leghe leggere (alluminio, magnesio etc…)

Scintille di natura meccanica

Direttive ATEX

CE vuol dire Comunità Europea

La prima cifra indica l’anno di emissione.

La seconda cifra indica il numero identificativo della direttiva.

UE vuol dire Unione Europea

ATEX= ATmosphères EXplosibles

Direttive ATEX

ATEX 94/9/CE

ATEX 99/92/CE

Il 1° luglio 2003 sono entrate in vigore le due direttive europee:

Direttive ATEX

Il 26 febbraio 2014, è stata emessa la nuovaATEX 2014/34/UE

che sostituisce la 94/9 CE(dal 20 Aprile 2016)

recepita in Italia dal D.Lgs 233/03ora Testo Unico Sicurezza (D.Lgs 81/08)

Recepita con D. Lgs. 19/05/16 n. 85

Entrata in vigore

Nuovo quadro legislativo

Direttiva 2014/34/UE

garantire la libera circolazione dei prodotti cui essa si applica all'interno del

territorio dell'UE.

Pertanto la direttiva, in virtù dell'articolo 95 del trattato CE, prevede requisiti e procedure armonizzati per stabilire la

conformità

Scopo:

comprende gli apparecchi destinati ai lavori in sotterraneo nelle miniere, nelle gallerie e nei loro impianti di superficie esposti al rischio di

sprigionamento di grisù e/o di polveri.

gruppo I

gruppo ICategoria M1

Categoria M2


comprende gli apparecchi destinati ad essere utilizzati in altri ambienti con presenza di

atmosfere potenzialmente esplosive.

gruppo II

gruppo II

Categoria 1

Categoria 3

Categoria 2


Suddivisione in sottogruppi in relazione al tipo di sostanza

Costruzioni del gruppo II

gruppo II

Gruppo IIA

Gruppo IIC

Gruppo IIB

- severo

+ severo

Suddivisione in sottogruppi in relazione alla max temperatura superficiale

gruppo II

Classe T1 (450°C) - severo

+ severo

Classe T2 (300°C)

Classe T3 (200°C)

Classe T4 (135°C)

Classe T5 (100°C)

Classe T6 (85°C)

Costruzioni del gruppo II

Valutazione della conformità

Valutazione della conformità

Modi di protezione per apparecchiature elettriche per polveri

Ai sensi della Direttiva, su ogni apparecchio e sistema di protezione devono figurare

le seguenti indicazioni:

1. Nome ed indirizzo del fabbricante;

2. Tipo costruttivo;

3. N. serie;

4. Anno di costruzione;

5. Marcatura CE e numero organismo notificato se applicabile;

6. Marchio esagonale ;

7. Gruppo, categoria lettere G (per gas)/D (per polvere).

Marcatura

Marcatura

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