ATEX LUOKITELLUT PÖLYNPOISTOJÄRJESTELMÄT

Transkriptio

1 ATEX LUOKITELLUT PÖLYNPOISTOJÄRJESTELMÄT Markku Juntunen & Jari Välilä

2 ATEX LUOKITELLUT PÖLYNPOISTOJÄRJESTELMÄT CASE BOREALIS POLYMERS OY Borealiksen pölynpoisto- ja keskussiivousjärjestelmien uusinta projekti lähti liikkeelle kahdesta eri syystä. -Belgiassa tapahtunut pölynpoistojärjestelmän räjähdys Räjähdyssuojausasiakirjaan kuuluva vanhojen laitteiden riskianalyysin tulos Analyyseissä selvisi seuraavia ongelmia. -Prosessissa tulee muutoksia esim. lisäaine jakautumiin. Aineiden räjähdysryhmät voivat muuttua esim.st1:stä-st2:sta- aina ST3:een -Maadoitusten lisäämistarpeet staattisen sähkön purkamiseksi. -Laitteiden mitoitus riittämätön Page 2

3 ATEX LUOKITELLUT PÖLYNPOISTOJÄRJESTELMÄT -Pölynpoisto pisteiden lisääntyminen -Räjähdyspanelien väärä mitoitus ja suuntaus Yleisimmät puutteet vanhoissa järjestelmissä - Väärän tyyppiset suodattimet ja suodatinjärjestelmien maadoittaminen ainakin ST3:een luokitelluilla aineilla. - Räjähdyspurkauskanavien johtaminen vapaasti huonetilaan. - Suojausjärjestelmien puuttuuminen kokonaan Page 3

4 TILALUOKAT Tilaluokka 20 Tila, jossa ilman ja palavan pölyn muodostama räjähdyskelpoinen ilmaseos esiintyy jatkuvasti, pitkäaikaisesti tai usein. * Yli 1000 h/a Tilaluokka 21 Tila, jossa ilman ja palavan pölyn muodostama räjähdyskelpoinen ilmaseos todennäköisesti esiintyy normaalitoiminnassa satunnaisesti. * Yli 10, alle 1000 h/a Tilaluokka 22 Tila, jossa ilman ja palavan pölyn muodostaman räjähdyskelpoisen ilmaseoksen esiintyminen normaalitoiminnassa on epätodennäköistä ja se kestää esiintyessään vain lyhyen ajan. * Alle 10 h/a epänormaalissa toiminnassa, normaalitoiminnassa tilaluokka 21 * Yleinen käytäntö Lähempiä tietoja tilaluokista ja niiden arvioinnista on standardissa SFS-EN Page 4

5 PÖLYNPOISTOLAITE LUOKITETULLA ALUEELLA Luokitettu alue Vyöhyke 0,1,2 Merkinnät Vyöhyke 20/21 Vyöhyke 22 SFS-EN Vyöhyke 20,21,22 SFS-EN Koko laite on ATEXIN alainen (mikäli siinä on syttymislähde) Täytettävä tilaluokan mukaiset vaatimukset Luokitettutai Luokittamaton alue Kokolaite merkittävä ATEXin mukaisesti Page 5

6 PÖLYNPOISTOLAITTEEN AIHEUTTAMA LUOKITETTU ALUE Suodatettu ilma ulos Luokittamaton alue Merkinnät Luokitettu alue Vähintään vyöhyke 22 Vyöhyke 20/21 Vyöhyke 22 Koko laite on ATEXIN alainen (mikäli siinä on syttymislähde) Täytettävä tilaluokan mukaiset vaatimukset Kokolaite merkittävä ATEXin mukaisesti Luokitettu alue Page 6

7 PÖLYNPOISTOLAITE EI AIHEUTA ALUEEN LUOKITTAMISTA Suodatettu ilma ulos 1m Luokittamaton alue Merkinnät Vyöhyke 20/21 Vyöhyke 22 Koko laite ei ole ATEXIN alainen (laitteeseen liitettävät komponentit ovat tilaluokan mukaisesti) Laitetta ei ATEX merkitä, ainoastaan komponentit Luokitettu alue Page 7

8 JATKUVATOIMINEN PÖLYNPOISTO JÄRJESTELMÄ Puhallin Poistoputki Pölynpoistolaitteen puhdas puoli ja poistoputkien osat Pölynpoistolaitteen likainen puoli ja imuputkien osat Imuputkisto Imukohde

9 Merkinnät 1m Vyöhyke 20/21 Vyöhyke 22 PÖLYNPOISTOLAITTEEN ATEX VARUSTEET Räjähdyssuojaus - paineenkevennys EN tai tukahdutus EN Potentiaalin tasaus - laite ja siihen liitetyt komponentit, suodattimet jos pölyn Mie on alle 3mJ Puhaltimet - kipinöimätön rakenne, maadoitus, pinta-lämpötila. (EN 14461) Puhallin moottorit ja muut sähkölaitteet - tilaluokan mukaisesti SFS-EN Pölynkäsittely - astioiden paineenkesto, suursäkit tilaluokan ja pölyn Mie mukaisesti - sulkusyöttimet ja ruuvikuljettimet; paineenkesto ja kehänopeus alle 1m/s (pren Explosion Isolation Systems). Luokitettuun tilaan sijoitettu laite - em. Varustus + tilaluokan mukainen merkintä ja komponentit Page 9

10 PÖLYISTÄ TARVITTAVAT TIEDOT 1. Minimi syttymisenergia 2. Minimi syttymislämpötila pölypilven ja pölykerroksen 3. Ominaisresistanssi Vaikuttaa mm. sähkölaitevalintaan (sähköä johtava tai johtamaton pöly) Johtava pöly, kuidut tai muut ilmassa leijuvat aineet, joiden resistiivisyys on enintään 1000 m (EN :1998) 5. Räjähdyspitoisuus rajat, alaraja LEL ja yläraja UEL 6. Räjähtävyys, ST luokka tai Kst arvo ja maksimi paine Page 10

11 SUOJAUSVAATIMUKSET STAATTISEN SÄHKÖN PURKAUKSILLE SFS-EN Jos staattisen sähkön aiheuttamia vaaratekijöitä on tunnistettu, laitteiden, suojausjärjestelmien ja komponenttien on täytettävä seuraavat laiteluokasta riippuvat erityiset vaatimukset: Kaikki laiteluokat: Tärkein suojaustoimenpide on kaikkien sellaisten johtavien osien yhtyeenkytkentä ja maadoittaminen, jotka voisivat tulla vaaraa aiheuttavasti varautuneeksi. Tämä suojaustoimenpide ei kuitenkaan ole riittävä, jos mukana on johtamattomia aineita. Tässä tapauksessa on vältettävä johtamattomien osien tai aineiden, mukaan lukien kiinteät aineet, nesteet ja pölyt, vaaraa aiheuttavalle tasolle nousevaa varautumista. Nämä tiedot on sisällytettävä käyttöä koskeviin tietoihin (ks. kohta 7). Laiteluokka 1: Sytyttävien purkausten esiintymisen on oltava estetty ja myös harvinaiset virhetoiminnot on otettava huomioon. Laiteluokka 2: Sytyttäviä purkauksia ei saa esiintyä laitoksen tarkoitetun käytön aikana, mukaan lukien kunnossapito ja puhdistus, eikä normaalisti odotettavissa olevien virhetoimintojen aikana. Laiteluokka 3: Maadoittamisen lisäksi muut toimenpiteet ovat yleensä tarpeellisia vain, kun sytyttäviä purkauksia esiintyy usein (esim. riittämättömästi johtavien käyttöhihnojen tapauksessa). Page 11

12 SFS-EN ac Sähköstaattiset varaukset 1(4) 7.4 Laitteen osien sähköstaattiset varaukset Yleistä Seuraavat vaatimukset koskevat vain laitteen johtamattomia osia, jotka ovat kosketuksissa räjähdyskelpoiseen ilmaseokseen ja joihin voi syntyä sähköstaattinen varaus Erittäin tehokkaiden varausmekanismien esiintyminen (johtavat liukupurkauksiin johtamattomissa kerroksissa ja pinnoitteissa) Liukupurkauksia pidetään aktiivisina syttymislähteinä kaasun, höyryn, sumun ja pölyn ilmaseoksissa. Jos liukupurkauksia voi syntyä metallipintojen päällä olevien johtamattomien kerrosten tai pinnoitteiden hyvin tehokkaan varautumisen seurauksena, niiden esiintyminen voidaan estää sekä ryhmän I että ryhmän II laitteilla varmistamalla, että kerrosten läpilyöntijännite on alle 4 kv. Ainoastaan sellaisissa pöly-ilmaseoksissa, joiden pienin syttymisenergia on yli 3 mj (mitattuna kapasitiivisella purkauksella), käytettäväksi tarkoitetun ryhmän II D laitteen sytyttävät sähköstaattiset purkaukset, mukaan luettuna liukupurkaukset, voidaan myös estää varmistamalla, että johtamattoman kerroksen paksuus on yli 10 mm. HUOM. Tällaisissa olosuhteissa voi esiintyä huiskupurkauksia, mutta tämäntyyppisissä laitteissa niitä ei pidetä syttymislähteinä, koska ne eivät sytytä pölyn ja ilman seosta, jonka pienin syttymisenergia on suurempi kuin 3 mj. Page 12

13 SFS-EN ac Sähköstaattiset varaukset 2(4) Ryhmän II laitteet Ryhmän II laitteet on suunniteltava niin, että sähköstaattisista varauksista aiheutuva syttymisvaara vältetään käytön, kunnossapidon ja puhdistuksen aikana. Tämä vaatimus on toteutettava jonkin seuraavan vaihtoehdon avulla: a) materiaalin sopiva valinta niin, että kohdassa esitettävän menetelmän mukaisesti mitattava kotelon pintaresistanssi ei ylitä arvoa 1 G, kun lämpötila on 23 ± 2 C ja suhteellinen kosteus 50 ± 5 %, tai b) koon, muodon, sijoittelun tai muiden suojausmenetelmien käyttäminen niin, että vaarallisten sähköstaattisten varausten muodostuminen on epätodennäköistä; laiteluokan 2G laitteilla tämä vaatimus voidaan toteuttaa käyttämällä liitteessä C esitettävää testiä edellyttäen, että huiskupurkauksia ei voi esiintyä (ks. kohta 7.4.2), tai c) laitteen todennäköisesti varautuvien johtamattomien osien mihin tahansa suuntaan projisoitavan ulkopinnan alan rajoittaminen seuraavassa esitettävällä tavalla edellyttäen, että pintahuiskupurkauksia ei voi esiintyä. Page 13

14 SFS-EN ac Sähköstaattiset varaukset 3(4) Taulukko 2 Laitteen todennäköisesti varautuvien johtamattomien osien suurimmat sallittavat projisoidut pinta-alat Taulukossa esitettävät arvot voidaan kertoa kertoimella 4, jos paljaiden tasaisien muovipintojen ympärillä on johtava maadoitettukehys. Sytyttävien huiskupurkausten estämiseksi ryhmän II G laitteissa on maadoitetun metallin (johtavaa) pinnalla olevien varautumaan kykenevien kiinteiden muovikerrosten tai -pinnoitteiden (johtamatonta) paksuuden oltava alle 2 mm, kun kyse on räjähdysryhmän IIA ja IIB kaasuista tai höyryistä, tai alle 0,2 mm, kun kyseessä on räjähdysryhmän IIC kaasuista tai höyryistä. Jos ryhmän II D laite on tarkoitettu käytettäväksi räjähdysvaarallisissa ilman ja pölyn seoksissa, joiden pienin syttymisenergia on suurempi kuin 3 mj (mitattuna kapasitiivisella purkauksella), huiskupurkausten estämiseen ei ole tarvetta ja siksi maadoitetun metallin (johtavan osan) pinnan päällä olevien mahdollisesti varautuvien kerrosten tai muovipinnoitteiden (johtamattoman kiinteän aineen) kerrosten tai pinnoitteiden paksuutta ei tarvitse rajoittaa. HUOM. Lisää tietoja tästä aiheesta on CENELECin teknisessä raportissa R Safety of machinery. Guidance and recommendations for theavoidance of hazards due to static electricity 1). SFS käsikirja 150 Page 14 Jos syttymisvaaraa ei kuitenkaan voida välttää laitteen rakenteen avulla, laitteessa olevassa varoituskilvessä on osoitettava käytössä noudatettavat turvallisuustoimenpiteet.

15 SFS-EN ac Sähköstaattiset varaukset 4(4) 11 Johtavien osien maadoitusliittimet Laitteen kaikkien johtavien osien on oltava järjestetty siten, että niiden välillä ei voi olla vaarallisia potentiaalieroja. Jos eristyksissä olevat metalliosat voivat varautua ja toimia syttymislähteinä, ne on varustettava maadoitusliittimillä Suojaustasolle merkityksellisten laitteen johtamattomien osien pintaresistanssin testaaminen Testi on tehtävä standardin EN 50014:1997 kohdan mukaisesti. Page 15

16 Liukupurkaus pölynpoistossa Liukupurkaus 100 m polykarbonaattikerroksesta Alle 10 mm paksu, eristävä pölykerros esim. maadoitetussa putkessa, voi aiheuttaa liukupurkauksen jonka energia voi olla jopa 20J 500 mm Page 16

17 Joustavien liitosten potentiaalin tasaus Potentiaali tasattu liitos muuhun järjestelmään Puolijohtavat tai johtavat letkut Page 17

18 Putkistojen maadoitus esimerkkejä Maadoitusmittaus Page 18

19 PÖLYJEN RÄJÄHDYSARVOT Maksimi räjähdyspaine Pmax Palava pöly voi normaalisti kehittää suljetussa astiassa 5-12 bar paineen, joidenkin kevytmetallien räjähdyspaine voi nousta 20 bar Pölyjen luokituksessa käytettävät räjähdysvoimakkuuden arvot St 0 0 bar m/s Ei räjähdystä St 1 < 200 bar m/s Heikko St bar m/s Voimakas St 3 > 301 bar m/s Erittäin voimakas bar m/s = maksimi räjähdyspaineen nousunopeus Page 19

20 PÖLYNPOISTOLAITTEEN RÄJÄHDYSPAINEEN KEVENTÄMINEN Standardi SFS-EN14491 MITOITUS PERUSTEET - PÖLYN MAKS. RÄJÄHDYSPAINE Pmax JA PAINEENOUSU VAKIO Kst - LAITTEEN VAPAATILAVUUS, SUODATIN ELEMENTTIEN TILAVUUS VÄHENNETYNÄ SUODATINKAMMION JA PÖLYSUPPILON TILAVUUDESTA - MAKS. ALENNETTU RÄJÄHDYSPAINE Pred - MURTOKALVON MURTO PAINE Pstat RÄJÄHDYKSEN PURKAUDUTTAVA ESTEETTÖMÄSTI RÄJÄHDYS SUUNNATTAVA/OHJATTAVA TURVALLISELLE ALUEELLE RÄJÄHDYSKANAVA MITOITUS LAITEVALMISTAJAN OHJEIDEN MUKAISESTI EI VOIDA KÄYTTÄÄ MYRKYLLISTEN TAI PALAESSAAN VAARALLISTA KAASUA MUODOSTAVIEN PÖLYJEN KANSSA AINOSTAAN ATEX VAATIMUKSET TÄYTTÄVIÄ MURTOKALVOJA JA RÄJÄHDYSPANEELEJA VOI KÄYTTÄÄ Page 20

21 RÄJÄHDYKSEN KEVENTÄMINEN MURTOKALVOT JA RÄJÄHDYSPANEELIT Page 21

22 PÖLYNPOISTOLAITTEEN HALLITTU PÖLYRÄJÄHDYS Page 22

23 ESIMERKKI Pred ARVOISTA JA RÄJÄHDYSKANAVISTA Predicted explosion pressures inside the unit (bar) Unit Explosion Volume Unit Unit Only Duct arrangement Duct cross relief Cubic Strength Up to Between Right angled Right angled Right angled section position metres bar 3m 3 & 5m bend & upto bend & between bend & upto 5m used straight straight 3m straight 3 & 5m straight straight with cover m x m DLMC 1/2/15 Rear 3,35 0,39 0, x DLMC 2/2/15 Rear 6,97 0,39 0,3 0, x DLMC 3/2/15 Rear 10,41 0,39 0,252 0,299 0,359 0, x DLMC 1/3/15 Rear 4,1 0,39 0,228 0,286 0,351 0, x DLMC 2/3/15 Rear 6,46 0,39 0,143 0,2 0,265 0,265 0,32 0, x DLMC 3/3/15 Rear 12,65 0,39 0,152 0,209 0,273 0,273 0,328 0, x DLMC 1/4/15 Rear 5,37 0,35 0,287 0, x DLMC 2/4/15 Rear 11,01 0,35 0,217 0,275 0,339 0, x DLMC 3/4/15 Rear 16,47 0,35 0,187 0,244 0,308 0, x DLMC 1/5/15 Rear 6,69 0,58 0,291 0,332 0,39 0,39 0,45 0, x DLMC 2/5/15 Rear 13,66 0,58 0,22 0,26 0,318 0,318 0,379 0, x DLMC 3/5/15 Rear 20,44 0,58 0,189 0,228 0,287 0,287 0,347 0, x DLMC 1/6/15 Rear 7,44 0,58 0,211 0,26 0,322 0,322 0,379 0, x DLMC 2/6/15 Rear 15,16 0,58 0,165 0,214 0,275 0,275 0,333 0, x DLMC 3/6/15 Rear 22,69 0,58 0,139 0,187 0,248 0,248 0,306 0, x DLMC 1/7/15 Rear 8,19 0,58 0,233 0,265 0,321 0,321 0,384 0, x DLMC 2/7/15 Rear 16,66 0,58 0,178 0,21 0,266 0,266 0,329 0, x DLMC 3/7/15 Rear 24,94 0,58 0,152 0,183 0,239 0,239 0,302 0, x DLMC 1/8/15 Rear 8,94 0,58 0,247 0,28 0,336 0,336 0,398 0, x DLMC 2/8/15 Rear 18,11 0,58 0,19 0,222 0,278 0,278 0,34 0, x DLMC 3/8/15 Rear 27,16 0,58 0,162 0,194 0,25 0,25 0,312 0, x ARVOT PERUSTUVAT KÄYTÄNNÖN TESTEIHIN JA SOVELTUVAT MAKS. ST2 LUOKAN PÖLYILLE Page 23

24 PÖLYNPOISTOLAITTEEN RÄJÄHDYS - vaarallinen alue Page 24

25 Pölyräjähdyksen suuntaus Page 25

26 RÄJÄHDYSSUOJAUS TUKAHDUTUS Page 26

27 KESKUSSIIVOUS JÄRJESTELMÄN PÖLYNPOISTOLAITTEEN TUKAHDUTUS Page 27