- Normen en aanbevelingen voor gevaarlijke ruimtes in Europa en de rest van de
wereld
- ATEX
- Markeringen op de apparatuur
- Zoneclassificatie
- Ontwerp apparatuur
- Classificatie apparatuur
- Bescherming tegen binnendringend vocht in de behuizingen
- Safety Integrity Levels (SIL - veiligheidsintegriteitsniveaus)
Normen en aanbevelingen voor gevaarlijke ruimtes in Europa en de rest van de wereld
De normen die in de meeste landen buiten Noord-Amerika worden gebruikt, zijn IEC / CENELEC. De IEC (Internationaal Elektrotechnische Commissie) heeft duidelijke normen vastgelegd voor apparatuur en ruimteclassificatie. Het CENELEC (Europees Comité voor Elektrotechnische Normalisatie) is een rationaliseringsgroep die IEC-normen als basis gebruikt en deze doet overeenstemmen met de normen van alle lidstaten. Het CENELEC-merk wordt erkend in alle landen van de Europese Gemeenschap (EG).
Alle landen binnen de EG hebben eveneens overheidsorganismen die verantwoordelijk zijn voor extra normen voor producten en bedradingsmethodes. Elke lidstaat van de EG beschikt over overheids- of derde partij laboratoria die producten testen en goedkeuren overeenkomstig de IEC- en/of de CENELEC-normen. Bedradingsmethodes wijzigen. Onder CENELEC gaat het vooral over het gebruik van kabel, gewapende kabel en het type gewapende kabel of kanaal. Normen kunnen binnen een land en verwezen als Nationale Verschillen ook nog verschillen afhankelijk van de locatie of de bouwheer. Op gecertificeerde apparatuur wordt het ‘Ex’-merkteken geplaatst.
CENELEC-lidstaten:
| België |
Griekenland |
Luxemburg |
Slovenië |
| Bulgarije |
Hongarije |
Malta |
Slowakije |
| Cyprus |
Ierland |
Nederland |
Spanje |
| Denemarken |
IJsland |
Noorwegen |
Tsjechische Republiek |
| Duitsland |
Italië |
Oostenrijk |
Verenigd Koninkrijk |
| Estland |
Kroatië |
Polen |
Zweden |
| Finland |
Letland |
Portugal |
Zwitserland |
| Frankrijk |
Litouwen |
Roemenië |
|
(Bovenkant)
ATEX
ATEX = ATmosferen EXplosief
Er zijn twee Europese richtlijnen, die van kracht zijn sinds juli 2003, die nauwkeurig de verplichtingen van de fabrikanten en gebruikers beschrijven met betrekking tot het ontwerp en het gebruik van apparaten in gevaarlijke omgevingen.
De ATEX-richtlijnen stellen de Minimum normen vast voor de werkgever en de producent met betrekking tot de explosieve atmosferen. Het is de verantwoordelijkheid van de werkgever om een risico-evaluatie te maken van het explosierisico en de nodige maatregelen te nemen om het risico weg te nemen of te verminderen.
ATEX-richtlijn 94/9/EG artikel 100a
Het artikel 100a omschrijft de verantwoordelijkheden van de producent:
- de uitrustingsvereisten en de beschermingssystemen die bedoeld zijn voor gebruik in potentieel explosieve atmosferen (bijv. gasdetectoren).
- de veiligheidsvereisten en de controletoestellen bedoeld voor gebruik buiten de potentieel explosieve atmosferen maar die vereist zijn voor de veilige werking van de apparatuur en de beschermende systemen (bijv. controllers).
- de classificatie van apparatuurgroepen in categorieën
- de essentiële veiligheids- en gezondheidsvereisten. Met betrekking tot het ontwerp en de bouw van de uitrusting of de systemen.
Om conform te zijn met de ATEX-richtlijn moet de apparatuur:
- het CE-merkteken dragen.
- de nodige certificaties kunnen voorleggen voor gebruik in gevaarlijke zones.
- beantwoorden aan de prestatienorm, bijv.
EN60079-29-1 voor detectoren voor brandbare gassen (toepassing specifiek)
De classificatie van gevaarlijke ruimtes werd opnieuw gedefinieerd in de ATEX-richtlijn.
(Bovenkant)
Markeringen op de apparatuur
ATEX-richtlijn 1992/92/EG artikel 137
Het artikel 137 beschijft de verantwoordelijkheden van de werkgever. Nieuwe fabrieken moeten conform zijn vanaf juli 2003. Bestaande fabrieken moeten conform zijn vanaf 2006. In het VK wordt deze richtlijn (ook bekend onder de naam ‘Gebruiksrichtlijn’) geïmplementeerd door de Health and Safety Executive (HSE) als Dangerous Substances and Explosive Atmospheres Regulations 2002 (DSEAR).
Deze is bedoeld om:
Evaluatie van explosierisico’s
De werkgever moet een risico-evalutatie uitvoeren met hierin vermelding van:
- de waarschijnlijkheid van een explosieve atmosfeer Zoneclassificatie
- de waarschijnlijkheid van een ontstekingsbron Apparatuurcategorieën
- de aard van de brandbare materialen Gasgroepen, ontstekingstemperatuur (T-waarde), gas, damp, nevels en stof
- het schaaleffect van de explosie Personeel, fabriek, milieu
ATEX additional markings
Waarschuwingsteken explosieve atmosfeer
De werkgever moet de toegangen tot plaatsen waar een explosieve atmosfeer kan voorkomen aanduiden met opvallende merktekens:
Tijdens de uitvoering van de evaluatie van het explosierisico moet de werkgever een explosiebeschermingsdocument opmaken waarin wordt aangegeven:
- de explosierisico’s werden bepaald en geëvalueerd
- metingen zullen worden uitgevoerd om de doelstellingen van de richtlijn te bereiken
- dergelijke plaatsen werden geclassificeerd in zones
- in dergelijke zones zijn de minimumvereisten van toepassing
- de werkplaats en de apparatuur zijn ontworpen, bediend en in stand gehouden voor veilig gebruik
De werkgever mag bestaande explosierisico-evaluaties, documenten of gelijkwaardige rapporten opgemaakt overeenkomstig andere gemeenschapsrichtlijnen combineren. Dit document moet worden nagekeken en belangrijke wijzigingen, uitbreidingen of aanpassingen moeten worden vermeld.
(Bovenkant)
Zoneclassificatie
Niet alle zones van een industriebedrijf of -terrein worden als even gevaarlijk beschouwd. Een ondergrondse kolenmijn wordt bijvoorbeeld altijd beschouwd als een zone met maximum risico, omdat er altijd wat methaangas aanwezig kan zijn. Een fabriek waar af en toe ter plaatse methaan wordt bewaard in opslagtanks, wordt daarentegen uitsluitend als potentieel gevaarlijk beschouwd in de zone rond de tanks of alle leidingen die erop aansluiten. In dat geval moeten er uitsluitend voorzorgsmaatregelen worden genomen in die zones waar men redelijkerwijze kan verwachten dat er zich een gaslek kan voordoen.
Om een zekere vorm van regulerende controle in de industrie te brengen werden daarom bepaalde gebieden (of ‘zones’) geclassificeerd op basis van de perceptie van mogelijk gevaar. De drie zones worden geclassificeerd als:
ZONE 0
Waarin een explosief gas / luchtmengsel continu aanwezig is, of gedurende lange periodes aanwezig is.
ZONE 1
Waarin een explosief gas / luchtmengsel geacht wordt aanwezig te zijn tijdens de normale werking van de fabriek.
ZONE 2
Waarin een explosief gas / luchtmengsel niet geacht wordt aanwezig te zijn tijdens de normale werking.
In Noord-Amerika is de meest gebruikte classificatie (NEC 500) die slechts een indeling kent in twee klassen, beter bekend als ‘divisies’. Divisie 1 komt overeen met de twee Europese zones 0 en 1, terwijl Divisie 2 min of meer gelijk loopt met zone 2.
Zoals vastgelegd in de norm EN50014 van het Europese comité voor elektrische normen (Comité Europeen de Normalisation Electrotechnique of CENELEC) wordt apparatuur gebruikt in potentieel explosiegevaarlijke atmosferen ingedeeld in twee apparaatgroepen:
(Bovenkant)
Ontwerp apparatuur
Om de veilige werking van de elektrische apparatuur in explosieve omgevingen te garanderen, werden verschillende ontwerpnormen ingevoerd. Deze ontwerpnormen moeten worden gevolgd door de fabrikant van toestellen die worden verkocht voor gebruik in gevaarlijke zones en de toestellen moeten gecertificeerd zijn overeenkomstig de norm die van toepassing is op het gebruik ervan. De gebruiker is er evenzeer voor verantwoordelijk dat uitsluitend goed ontworpen apparatuur wordt gebruikt in de gevaarlijke zone.
Voor gasdetectieapparatuur zijn de twee meest gebruikte klassen voor een veilig elektrisch ontwerp ‘drukvast’ (soms ook ‘explosievast’ genoemd en met identificatiesymbool Ex d) en ‘intrinsiek veilig’ met het symbool Ex i.
Een drukvast apparaat is zo ontworpen dat de behuizing weerstand kan bieden tegen een interne explosie van brandbaar gas zonder schade te lijden. Deze explosie kan mogelijk voortvloeien uit het ongewilde ontsteken van een mengsel van explosieve brandstof / lucht in het apparaat. De afmetingen van openingen in een drukvast behuizing (bijv.: een flenskoppeling) moeten bijgevolg zo worden berekend dat een vlam zich niet naar buiten kan verspreiden.
Een intrinsiek veilig apparaat is zo ontworpen dat de maximale inwendige energie van het apparaat en de bedrading lager wordt gehouden dan de energie die nodig is om ontsteking te veroorzaken door vonken of warmte als er zich een interne fout of een fout in de aangesloten apparatuur zou voordoen. Er zijn twee soorten bescherming voor intrinsieke veiligheid. De hoogste is Ex ia, geschikt voor gebruik in zone 0, 1 en 2, en Ex ib, geschikt voor gebruik in zone 1 en 2. Een drukvast apparaat mag uitsluitend worden gebruikt in zone 1 en 2.
Verhoogde veiligheid (Ex e) is een beschermingsmethode waarbij bijkomende procedures worden gebruikt voor extra beveiliging voor het elektrisch apparaat. Het is geschikt voor apparatuur waarbij geen enkel onderdeel vonken of vlambogen kan vormen of de grenstemperatuur bij normale werking kan overschrijden.
Een andere standaard is Inkapseling (Ex m), een beveiligingsmiddel waarbij verschillende componenten of volledige kringen worden ingekapseld. Bepaalde producten die nu te verkrijgen zijn, krijgen hun veiligheidscertificaat door een combinatie van veiligheidsontwerpen voor aparte onderdelen, bijv. Ex e voor terminalkamers, Ex i voor circuitbehuizingen, Ex m voor ingekapselde elektronische onderdelen en Ex d voor kamers die mogelijk een gevaarlijk gas bevatten.
Ontwerpnormen gevaarlijke ruimten
Ex s wordt niet gebruikt in de meest recente normen, maar vindt u mogelijk nog wel op oudere apparatuur die nog steeds wordt gebruikt.
(Bovenkant)
Classificatie apparatuur
Als hulp bij het selecteren van apparatuur die veilig kan worden gebruikt in verschillende omgevingen, worden nu twee benamingen, apparaatgroep en temperatuurclassificatie, algemeen gebruikt om de beperkingen van de apparatuur te definiëren.
Committee European de Normalisation Electrotechnique of CENELEC) wordt apparatuur gebruikt in potentieel explosiegevaarlijke atmosferen ingedeeld in twee apparaatgroepen:
Groep I
voor mijnen waar branddampen aanwezig zijn (methaan)
Groep II
voor plaatsen met een potentieel explosieve atmosfeer, buiten de mijnen in Groep I
Groep II heeft duidelijk betrekking op een breed gamma potentieel explosiegevaarlijke atmosferen en omvat heel wat gassen en dampen die een breed gamma gevaren vertegenwoordigen met een verschillende ernstgraad. Om een duidelijker onderscheid te maken tussen de verschillende ontwerptypes vereist voor gebruik bij een bepaald gas of een bepaalde damp, worden de Groep II-gassen bijgevolg verder onderverdeeld zoals vermeld in onderstaande tabel. Acetyleen wordt dikwijls als zo onstabiel beschouwd dat het afzonderlijk in de lijst wordt vermeld, hoewel het nog steeds is opgenomen bij de gassen van Groep II. Een meer logische uitlijsting van gassen is opgenomen in de Europese norm EN60079-20.
De temperatuurklasse-indeling voor veiligheidsuitrusting is eveneens van groot belang in de keuze van toestellen om gassen of gasmengsels te detecteren. (In een gasmengsel is het altijd aangewezen om de ‘ergste’ van de gassen in het mengsel te nemen). De temperatuurclassificatie verwijst naar de maximale oppervlaktetemperatuur die voor een bepaald gereedschap is toegelaten. Dit gebeurt om ervoor te zorgen dat deze temperatuur de ontstekingstemperatuur van gassen of dampen, waarmee het in contact komt, niet overschrijdt.
Het bereik varieert van T1 (450 °C) tot T6 (85 °C) Gecertificeerde apparatuur wordt getest overeenkomstig de gespecificeerde gassen of dampen waarin ze wordt gebruikt. Zowel de apparaatgroep als de temperatuurclassificatie worden vervolgens vermeld op het veiligheidscertificaat en op het toestel zelf.
Noord-Amerika en het IEC zijn consistent in hun temperatuurcodes of T-codes. In tegenstelling tot het IEC, maakt Noord-Amerika echter gebruik van subcodes zoals hiernaast wordt weergegeven.
Temperatuurklasse
Apparaatgroep
(Bovenkant)
Bescherming tegen binnendringend vocht in de behuizingen
Nu worden meestal gecodeerde classificaties gebruikt om de beschermingsgraad van een behuizing aan te geven tegen het binnendringen van vloeistoffen en vaste stoffen. Deze classificatie dekt ook de bescherming van personen tegen contact met actieve of bewegende onderdelen in de behuizing. Denk eraan dat dit aanvullend is en niet vervangend voor de beschermingsclassificaties voor elektrische apparatuur gebruikt in gevaarlijke ruimtes.
In Europa bestaat de benaming om de bescherming tegen binnendringend vocht aan te geven uit de letters IP gevolgd door twee ‘kengetallen’ die de beschermingsgraad aangeven. Het eerste cijfer geeft de beschermingsgraad voor personen weer tegen contact met actieve en bewegende onderdelen binnenin en het tweede cijfer geeft de bescherming van de behuizing tegen binnendringend water weer. Bijvoorbeeld, een behuizing met de classificatie IP65 zou volledige bescherming bieden tegen het aanraken van actieve of bewegende onderdelen, zou geen stof binnenlaten en zou beschermd zijn tegen het binnendringen van nevel of waterstralen. Deze behuizing zou geschikt zijn voor gebruik met gasdetectieapparatuur zoals controllers, maar men moet voor een geschikte koeling voor de elektronica zorgen Het IP-getal met twee cijfers is een korte vorm die vaker wordt gebruikt in Groot-Brittannië. De volledige internationale versie heeft drie cijfers achter de IP in plaats van twee, bijv. “IP653”. Het derde cijfer is de schokvastheid. De betekenis van de cijfers staat in de volgende tabel.
IP codes (IEC / EN 60529)
De installatiecodes in Noord-Amerika zijn de NEC (National Electric Code) voor de VS en de CEC (Canadian Electric Code) voor Canada. In beide landen zijn deze richtlijnen aanvaard en worden ze door de meeste autoriteiten gebruikt als uiteindelijke norm voor de installatie en het gebruik van elektrische producten. Details omvatten instructies voor de constructie, de prestatie en de installatie van uitrustingen en de classificatievoorwaarden. Met de uitgifte van de nieuwe NEC zijn deze nu zo goed als identiek.
(Bovenkant)
Safety Integrity Levels (SIL - veiligheidsintegriteitsniveaus)
De certificering was voornamelijk opgezet om de veiligheid van een product in zijn werkomgeving, met andere woorden dat het door gebruik geen extra gevaar zou opleveren. Het certificatieproces (met name in Europa door de introductie van de ATEX-norm met betrekking tot veiligheidsapparatuur) wordt nu uitgebreid tot de meting en de fysische prestatie van het product. SIL voegt hier een nieuwe dimensie aan toe waarbij de invloed voor de veiligheid van een product wordt bekeken in termen van de uitvoerbaarheid van de veiligheidsfunctie indien dit wordt gevraagd (ref.: IEC 61508-vereisten voor de producent). Dit wordt meer en meer gevraagd omdat installatieontwerpers en operatoren worden gevraagd om een veiligheidssysteem te ontwerpen en te documenteren (ref.: IEC 61511-vereisten voor de gebruiker).
Individuele normen van toepassing op speciale uitrustingstypes werden ontwikkeld vertrekkende van IEC61508. Voor gasdetectieapparatuur is de relevante norm EN50402:2005+A1:2008 Elektrische apparatuur voor de detectie en meting van brandbare of toxische gassen of dampen of van zuurstof. Vereisten voor de functionele veiligheid van vaste gasdetectiesystemen.
Veiligheidsbeheer heeft alles te maken met risicobeheersing. Elk proces heeft een bepaalde risicofactor. Het is de bedoeling om het risico terug te brengen tot 0 %. Dit is realistisch gezien onmogelijk. Daarom wordt een aanvaardbaar risiconiveau ingesteld (ALARP - As low as reasonably possible - zo laag als redelijk mogelijk). Een veilig fabrieksontwerp en -specificatie is de belangrijkste risicoverminderingsfactor. Veilige werkprocedures verminderen het risico verder, net zoals een allesomvattend onderhoudsplan. Het E/E/PES (elektrisch/elektronisch/programmeerbaar elektronisch systeem) is de laatste verdedigingslijn in de preventie van ongevallen. SIL is een kwantificeerbare maatregel voor de veiligheidscapabiliteit van het E/E/PES. In typische toepassingen verwijst dit naar de F&G-systemen, detectoren, logische oplossingssystemen en veiligheidsactivering- en aankondigingssystemen.
Algemeen wordt aangenomen dat elke uitrusting een foutmodus heeft. Het is dus van het grootste belang in staat te zijn vast te stellen wanneer fouten zijn opgetreden en op basis hiervan geschikte actie te ondernemen. In sommige systemen kan herhaling worden toegepast om een bepaalde functie te handhaven. In andere systemen kan zelfcontrole worden gebruikt om hetzelfde effect te bereiken. De belangrijkste ontwerpdoelstelling is om een toestand te vermijden waarbij een fout niet wordt gedetecteerd en het systeem zijn veiligheidsfunctie niet kan uitvoeren. Dit is het cruciale onderscheid tussen betrouwbaarheid en veiligheid. Een product dat op het eerste zicht betrouwbaar lijkt, kan foutmodi verbergen, aangezien een onderdeel dat een groot aantal fouten lijkt aan te geven veiliger kan lijken wanneer het nooit of zelden een toestand doorgeeft waarbij het onmogelijk is om zijn taak uit te voeren of in gebreke is gebleven om dit onvermogen te melden.
Er zijn 4 SIL-niveaus vastgelegd. Algemeen geldt: hoe hoger de SIL, hoe groter het aantal foutmodi. Voor brand- en gassystemen zijn de niveaus gedefinieerd in termen van “gemiddelde waarschijnlijkheid van onvermogen om de bedoelde functie op vraag uit te voeren”.
Veel van de huidige brand- en gasdetectieproducten werden ontworpen lang voor de introductie van SIL en zullen bij de evaluatie bijgevolg slechts een zeer lage of zelfs geen SIL-waarde behalen. Dit probleem kan worden overwonnen door technieken zoals de vermindering van de testintervallen of de combinatie van systemen met verschillende technologieën (waardoor de gewone modusdefecten worden uitgesloten) om de effectieve SIL-waarde te verhogen.
Om een veiligheidssysteem toe te laten een bepaalde SIL te bereiken, moet de som van de PFDavg worden bekeken.
Voor SIL 2 PFD (sensor) + PFD (oplosser) + PFD (actuator) < 1x10-2
De keuze van de gewenste SIL voor de installatie moet geschieden in relatie tot het veiligheidsniveaubeheer binnen het procesontwerp zelf. Het E/E/PES-systeem mag niet worden beschouwd als het primaire veiligheidssysteem. De combinatie van ontwerp, werking en onderhoud zijn het belangrijkste voor de veiligheid van elk industrieel proces.
(Bovenkant)