L'installazione di un riscaldatore a immersione in PTFE in un serbatoio di stoccaggio di solventi, un recipiente per processi chimici o una linea di trattamento ricca di vapori-non è un esercizio di routine di impianti idraulici e cablaggi. È un processo formale nell'ingegneria della sicurezza contro le esplosioni. È necessario completare e documentare una valutazione strutturata del rischio, identificando ogni possibile modo in cui il riscaldatore potrebbe diventare una fonte di accensione e dimostrando che le misure di sicurezza progettate hanno ridotto la probabilità di esplosione a un livello accettabile e conforme alla legge.
Negli ambienti di processo pericolosi, anche un piccolo guasto elettrico o una superficie surriscaldata possono innescare un'atmosfera infiammabile. Lo scopo di un'esecuzione correttavalutazione del rischio area pericolosa del riscaldatore in PTFElo studio consiste quindi nel dimostrare che il sistema di riscaldamento può funzionare in sicurezza nelle condizioni di processo definite.
Perché è necessaria una valutazione formale del rischio
Le aree pericolose contengono gas, vapori, nebbie o polveri combustibili infiammabili che potrebbero incendiarsi in determinate condizioni. I riscaldatori in PTFE vengono spesso installati in processi chimici aggressivi che coinvolgono solventi, prodotti chimici per la placcatura, miscele di idrocarburi o fluidi detergenti volatili.
Sebbene la guaina in PTFE stessa sia chimicamente resistente ed elettricamente isolante, il gruppo riscaldatore contiene ancora diversi potenziali meccanismi di accensione:
Superfici riscaldate
Terminali elettrici
Elementi di resistenza interna
Collegamenti di potenza
Contatti del termostato
Accumulo di elettricità statica
Arco indotto da guasto-
La valutazione del rischio è un'argomentazione scritta e formale che dimostra, con logica ingegneristica, che il riscaldatore può essere collocato in sicurezza in un ambiente potenzialmente esplosivo. Il documento diventa sia un documento legale che una misura di controllo-salvavita.
Definizione della classificazione delle aree pericolose
Il processo di valutazione inizia con la classificazione delle aree pericolose.
L'ambiente circostante deve essere innanzitutto classificato in base alla probabilità e alla durata della presenza di un'atmosfera esplosiva.
Zone di gas e vapori
Per i gas e i vapori infiammabili, le aree pericolose sono generalmente classificate come:
Zona 0- atmosfera esplosiva costantemente presente
Zona 1Probabile - atmosfera esplosiva durante il normale funzionamento
Zona 2- atmosfera esplosiva improbabile e presente solo brevemente
Zone di polveri combustibili
Per gli ambienti con polveri combustibili, le classificazioni includono:
Zona 20- polvere combustibile costantemente presente
Zona 21Probabile - polvere combustibile durante il funzionamento
Zona 22- polvere combustibile poco frequente o di breve durata
La classificazione determina il tipo di apparecchiatura consentita all'interno dell'area e influenza direttamente la scelta del riscaldatore, il design dell'involucro, il percorso dei cavi e l'architettura di controllo.
Identificazione di potenziali fonti di accensione
Una volta classificata l'area pericolosa, tutte le potenziali fonti di accensione associate al gruppo riscaldatore devono essere identificate sistematicamente.
Temperature superficiali calde
La guaina del riscaldatore stessa rappresenta uno dei rischi di accensione più significativi.
Se la temperatura della superficie della guaina in PTFE supera la temperatura di auto-accensione del vapore o della nube di polvere circostante, l'accensione può avvenire senza alcuna scintilla o guasto elettrico.
L’analisi della temperatura superficiale deve quindi considerare:
Temperatura massima di processo
Condizioni di funzionamento-a secco
Perdita di copertura dei liquidi
Guasto del controller
Interruzione del flusso
Scenari di fuga termica
Archi elettrici e scintille
I guasti elettrici rappresentano un'altra importante fonte di accensione.
I potenziali pericoli includono:
Collegamenti terminali allentati
Conduttori danneggiati
Contattori guasti
Arco del termostato
Guasto all'isolamento del riscaldatore interno
Punti di penetrazione della guaina fessurati
Anche piccoli archi intermittenti possono innescare un'atmosfera infiammabile nelle giuste condizioni.
Elettricità statica
È necessario valutare anche i rischi di scariche statiche, in particolare in fluidi a bassa-conduttività o in condizioni atmosferiche secche.
L'accumulo di carica elettrostatica può verificarsi su:
Superfici polimeriche
Tubazioni isolate
Liquidi che scorrono
Tubi flessibili
Componenti del serbatoio non-conduttivi
I requisiti di messa a terra e di collegamento dovrebbero pertanto far parte della valutazione documentata.
Valutazione della probabilità di rischio
Il nucleo di avalutazione del rischio area pericolosa del riscaldatore in PTFEl’analisi prevede la combinazione di due probabilità:
La probabilità che sia presente un'atmosfera infiammabile
La probabilità che una fonte di accensione diventi attiva simultaneamente
Questa valutazione determina la gravità complessiva del rischio di esplosione.
Per esempio:
| Pericolo | Atmosfera infiammabile presente | Sorgente di accensione attiva | Livello di rischio |
|---|---|---|---|
| Guaina surriscaldata | Probabile | Possibile | Alto |
| Scintilla terminale allentata | Occasionale | Possibile | Medio |
| Scarica statica | Raro | Raro | Basso |
La valutazione dovrebbe anche considerare:
Frequenza degli accessi per la manutenzione
Efficacia della ventilazione
Condizioni di turbamento del processo
Risposta allo spegnimento di emergenza
Probabilità di intervento dell'operatore
Applicazione della gerarchia dei controlli
Una volta identificati i pericoli, le misure di mitigazione vengono implementate secondo una gerarchia di controlli tecnici.
Attrezzature certificate per aree pericolose
La misura di controllo principale è l'uso di apparecchiature certificate classificate per-aree- pericolose.
Gli standard ATEX in Europa e gli standard IECEx a livello internazionale definiscono i requisiti per le apparecchiature utilizzate in atmosfere esplosive.
I riscaldatori in PTFE destinati ad aree pericolose dovrebbero includere componenti certificati come:
Contenitori terminali a prova di esplosione-(Ex "d")
Involucri a sicurezza aumentata (Ex "e")
Pressacavi certificati
Termostati classificati per-aree-pericolose
Sensori di temperatura omologati
La targhetta del riscaldatore deve mostrare chiaramente la certificazione per aree pericolose e i contrassegni di protezione applicabili.
Selezione della classe di temperatura
La selezione della classe di temperatura è fondamentale.
Ogni sostanza pericolosa ha una temperatura di auto-accensione. Il gruppo riscaldatore deve funzionare al di sotto di questo limite in tutte le condizioni operative e di guasto credibili.
Le valutazioni T-tipiche includono:
| Classe di temperatura | Temperatura superficiale massima |
|---|---|
| T1 | 450 gradi |
| T2 | 300 gradi |
| T3 | 200 gradi |
| T4 | 135 gradi |
| T5 | 100 gradi |
| T6 | 85 gradi |
Il riscaldatore selezionato deve mantenere una temperatura superficiale massima sicura al di sotto della soglia di accensione del vapore circostante.
Tutele del processo
Ulteriori misure protettive possono includere:
Interruzioni-per-temperatura elevata
Interblocchi a basso livello di-liquido-
Flussostati
Sensori termici ridondanti
Sistemi di arresto di emergenza
Circuiti di monitoraggio degli allarmi
Questi sistemi riducono la probabilità che una condizione anomala possa degenerare in un evento di accensione.
Requisiti di documentazione
Una valutazione del rischio di un'area pericolosa non è considerata completa finché non è completamente documentata.
Il pacchetto di valutazione finale in genere include:
Disegni di aree pericolose
Documenti di certificazione delle apparecchiature
Analisi delle sorgenti di accensione
Calcoli della temperatura
Procedure di manutenzione
Intervalli di ispezione
Logica di arresto di emergenza
Dettagli del cavo e della messa a terra
La documentazione svolge diverse funzioni contemporaneamente:
Conformità normativa
Verifica assicurativa
Guida operativa
Riferimento alla manutenzione
Supporto alle indagini sugli incidenti
In molte giurisdizioni, l'utilizzo senza un'adeguata documentazione relativa alle aree pericolose può violare la legislazione sulla sicurezza sul lavoro.
Ispezione e verifica continua
La sola valutazione iniziale non è sufficiente per garantire la sicurezza a vita.
I programmi di ispezione periodica dovrebbero verificare:
Integrità delle superfici della guaina in PTFE
Tenuta dei collegamenti elettrici
Condizione di guarnizioni e ghiandole
Visibilità dell'etichetta di certificazione
Continuità di messa a terra
Corretto funzionamento degli interblocchi di sicurezza
Qualsiasi modifica del processo, cambiamento chimico o spostamento delle apparecchiature dovrebbe comportare una rivalutazione dei rischi delle aree pericolose.
Conclusione
Una valutazione del rischio formale e documentata costituisce la base non-negoziabile per l'installazione di un riscaldatore in PTFE in un'area pericolosa. Il processo identifica ogni fonte di ignizione credibile, valuta la probabilità di esposizione ad un'atmosfera esplosiva e applica controlli tecnici certificati che riducono il rischio di esplosione a un livello accettabile e conforme alla legge.
Attraverso la classificazione delle aree pericolose, l'analisi dei rischi di accensione, la selezione delle apparecchiature certificate ATEX e IECEx, il controllo della temperatura e la documentazione dettagliata, la sicurezza viene integrata direttamente nel sistema di riscaldamento stesso.
Nelle atmosfere esplosive la sicurezza non è mai data per scontata. Si tratta di una condizione comprovata e attentamente calcolata, stabilita attraverso un'analisi ingegneristica disciplinata, attrezzature certificate e verifiche continue.
