Přejít na obsah
Zvýšení bezpečnosti a řízení procesů v prostředí s hořlavým prachem s certifikací EX Rheonics Hustoměry a viskozimetry

Hořlavý prach představuje značné riziko výbuchu v různých odvětvích, jako je zpracování potravin, chemický průmysl, těžba a kovové prášky. Tato aplikační poznámka zkoumá, jak Rheonics Hustoměry SRD a viskozimetry SRV s certifikací EX ia IIIC Da zvyšují bezpečnost i řízení procesů v prostředích zón 20, 21 a 22 dle norem ATEX a IECEx. Zjistěte, jak jiskrově bezpečné inline monitorování hustoty a viskozity pomáhá předcházet rizikům vznícení a zároveň zlepšuje provozní efektivitu a kvalitu produktů.


Obsah

1. Všudypřítomný problém hořlavého prachu: Zajištění bezpečnosti pomocí certifikovaného monitorování procesů

Riziko výbuchu prachu je v mnoha průmyslových odvětvích významným problémem. Jemné částice neboli prach z materiálů, jako jsou obiloviny, cukr, dřevo, chemikálie a kovy, se mohou stát silným zdrojem paliva, pokud jsou suspendovány ve vzduchu ve správné koncentraci a vystaveny zdroji vznícení. Aby došlo k výbuchu prachu, musí být přítomno pět podmínek: palivo (hořlavý prach), kyslík, uzavření (v nádobě nebo budově), rozptýlení (prachový oblak) a zdroj vznícení. Výbuch prachu může vést k rychlému zvýšení tlaku, katastrofickému poškození zařízení a vážnému riziku pro personál. V důsledku toho je používání certifikovaného zařízení, které eliminuje nebo kontroluje potenciální zdroje vznícení, klíčovou součástí průmyslové bezpečnosti.

V této souvislosti je přesné monitorování procesních parametrů v reálném čase, jako je hustota si viskozita hraje klíčovou roli. Tyto parametry jsou základními ukazateli konzistence, koncentrace a tekutosti materiálu. Nepřetržité monitorování přímo v potrubí poskytuje okamžitá data, která pomáhají operátorům optimalizovat procesy, zajistit kvalitu produktů a snížit plýtvání. Ruční odběr vzorků může naopak zdlouhavě detekovat odchylky a může s sebou nést svá rizika nebo nepřesnosti.

Kromě optimalizace procesů a kontroly kvality mohou data o hustotě a viskozitě poskytnout sekundární vrstvu bezpečnostních poznatků. Například při manipulaci s obilím mohou změny hustoty materiálu korelovat se změnami obsahu vlhkosti. Je známo, že hladiny vlhkosti ovlivňují tvorbu prachu a jeho výbušnost. Podobně u procesů založených na kalu mohou odchylky hustoty nebo viskozity signalizovat problémy, jako je usazování částic nebo ucpávání. Pokud se tyto podmínky neřeší, mohly by vést k abnormálnímu hromadění prachu nebo provozním poruchám, což by nepřímo zvýšilo celkové riziko závodu. Použitím certifikovaných bezpečných senzorů k monitorování těchto proměnných operátoři nejen zajistí, že samotný senzor nepředstavuje nebezpečí vznícení, ale také získají včasné varování před podmínkami, které by mohly přispět k širšímu riziku výbuchu prachu, což umožňuje proaktivní zásah.

Rheonics nabízí inline procesní hustoměry (SRD) a viskozimetry (SRV), které jsou navrženy pro tato náročná průmyslová prostředí. Klíčovou vlastností těchto senzorů je jejich certifikace EX, která zahrnuje schválení pro použití v oblastech s výskytem hořlavého prachu. To zajišťuje, že je lze bezpečně integrovat do procesů, aniž by se staly zdrojem vznícení.

2. Navigace v klasifikaci nebezpečných prostor pro hořlavý prach: rámce ATEX a IECEx

Pro zajištění bezpečného používání zařízení v potenciálně výbušných prostředích byly zavedeny komplexní regulační a certifikační rámce. Dva z nejuznávanějších jsou směrnice ATEX v Evropě a systém IECEx na mezinárodní úrovni. Oba rámce jsou navrženy tak, aby harmonizovaly bezpečnostní normy a zajistily, že zařízení určená pro nebezpečné prostory splňují přísné bezpečnostní požadavky.

Směrnice ATEX zahrnuje dvě hlavní části: směrnici 1999/92/ES (známou také jako ATEX 137), která stanoví povinnosti zaměstnavatelů chránit pracovníky před riziky výbušného prostředí, včetně klasifikace nebezpečných prostor do zón; a směrnici 2014/34/EU (známou také jako ATEX 114), která specifikuje základní požadavky na ochranu zdraví a bezpečnost a postupy posuzování shody pro zařízení a ochranné systémy určené k použití v těchto prostorech. Systém IECEx poskytuje mezinárodní systém pro certifikaci zařízení a usnadňuje globální obchod zajištěním souladu s normami IEC.

Obrázek 1. Označení senzorů Ex Vydání 5

Obrázek 1. Označení senzorů Ex Vydání 5

2.1. Definování prachových zón (ATEX a IECEx)

Pro prostředí s nebezpečím hořlavého prachu definují normy ATEX i IECEx zóny na základě četnosti a trvání přítomnosti výbušné směsi prachu a vzduchu:

  • 20 ZoneOblast, kde je výbušná atmosféra ve formě oblaku hořlavého prachu ve vzduchu přítomna nepřetržitě, po dlouhou dobu nebo často. Tato zóna vyžaduje nejvyšší úroveň ochrany zařízení (ATEX kategorie 1D / IECEx EPL Da).
  • 21 ZoneOblast, kde se za normálního provozu občas může vyskytnout výbušná atmosféra ve formě oblaku hořlavého prachu ve vzduchu. To vyžaduje zařízení kategorie ATEX 2D / IECEx EPL Db.
  • 22 ZoneOblast, kde je za normálního provozu nepravděpodobný výskyt výbušné atmosféry ve formě oblaku hořlavého prachu ve vzduchu, ale pokud k ní dojde, bude přetrvávat pouze krátkou dobu. Pro tuto zónu je vhodné zařízení kategorie ATEX 3D / IECEx EPL Dc.

2.2 Pochopení skupin prachu (ATEX/IECEx)

  • Skupina IIIAHořlavé létající částice (větší částice, které obvykle nevyžadují stejnou úroveň ochrany jako jemnější prach).
  • Skupina IIIBNevodivý prach. Tato skupina zahrnuje širokou škálu běžných průmyslových prachů, jako je mouka, obilí, cukr, dřevo, většina plastů a mnoho nekovových chemických prášků.
  • Skupina IIICVodivý prach. Tato skupina zahrnuje materiály jako kovový prach (např. hliník, hořčík), uhelný prach a saze. Vodivý prach představuje další nebezpečí, protože může způsobit zkraty nebo vytvořit vodivé cesty, což může vést ke vznícení. Pro kontext, severoamerický systém klasifikuje výbušný prach do třídy II, kde skupina E je určena pro kovový prach, skupina F pro uhlíkatý prach (jako je uhlí nebo dřevěné uhlí) a skupina G pro ostatní prachy, jako je mouka, obilí a plasty.

2.3. Úrovně ochrany zařízení (EPL) pro prach (IECEx) a kategorie (ATEX)

Úroveň ochrany poskytované zařízením je určena licencemi EPL podle IECEx a kategoriemi podle ATEX:

EPL Da (IECEx) / Kategorie 1D (ATEX)

Poskytuje „velmi vysokou“ úroveň ochrany, vhodnou pro zónu 20. Zařízení s touto klasifikací musí zajišťovat bezpečnost i v případě vzácných (dvou nezávislých) poruch.

EPL Db (IECEx) / kategorie 2D (ATEX)

Poskytuje „vysokou“ úroveň ochrany, vhodnou pro zónu 21. Bezpečnost je zajištěna během běžného provozu i při očekávaných (jednorázových) poruchách.

EPL DC (IECEx) / kategorie 3D (ATEX)

Poskytuje „normální“ úroveň ochrany, vhodnou pro zónu 22. Bezpečnost je zajištěna během běžného provozu.

2.4. Třídy teplot (T) a maximální povrchová teplota pro prach

Kritickým aspektem certifikace pro prostředí s nebezpečím výbuchu je zajištění toho, aby maximální povrchová teplota jakéhokoli zařízení zůstala bezpečně pod teplotou samovznícení okolní výbušné atmosféry. U hořlavého prachu je to obzvláště specifické. Teplota vznícení vrstvy prachu může být výrazně nižší než teplota oblaku prachu. Prach se může na zařízení hromadit a vytvářet izolační vrstvy, které mohou doutnat nebo se vznítit při nižších teplotách než rozptýlený oblak. Zařízení určená pro prašné prostory proto musí být dimenzována na základě maximální povrchové teploty, která je bezpečná pro vznícení oblaku i vrstvy, přičemž teplota vznícení vrstvy je často omezující hodnotou.

Místo tříd T1-T6 běžně používaných pro plyny, certifikace prachu často specifikují přímo maximální teplotu povrchu, například Tmax 85 °C nebo Tmax 135 °C. Toto explicitní označení teploty je pro uživatele zásadní, aby správně přizpůsobili zařízení specifickým charakteristikám vznícení prachu přítomného v jejich zařízení. Certifikace pro Rheonics Například označení „Ex ia IIIC T… Da“ uvádí rozsah specifických maximálních povrchových teplot (např. T85 °C, T100 °C atd.), což naznačuje, že výběr musí být proveden pečlivě na základě vlastností skutečně zaznamenaného prachu a okolních provozních podmínek. Tím je zajištěno, že povrch senzoru se nestane zdrojem vznícení nahromaděných vrstev prachu.

Odmítnutí odpovědnosti

Skutečnost, že se Rheonics Za zmínku stojí zejména to, že senzory dosahují úrovně EPL Da a jsou certifikovány pro prach skupiny IIIC. Certifikace pro skupinu IIIC znamená, že senzory jsou vhodné pro nejnáročnější vodivé prachy, což výrazně rozšiřuje jejich použitelnost nad rámec pouhého nevodivého prachu skupiny IIIB. Zároveň stupeň EPL Da značí jejich vhodnost pro zónu 20, což je nejnebezpečnější prostředí s prachem, kde se výbušná atmosféra vyskytuje trvale nebo často. Tato dvojí certifikace pro nejvyšší skupinu prachu a úroveň ochrany podtrhuje jejich robustní bezpečnostní konstrukci pro široké spektrum náročných aplikací.

3. Jiskrová bezpečnost (Ex i): Prvotřídní ochranná strategie pro prašná prostředí

Jiskrová bezpečnost (IS) neboli „Ex i“ je ochranná technika používaná u elektrických zařízení a kabeláže v nebezpečných prostředích. Základním principem IS je omezit dostupnou elektrickou a tepelnou energii v zařízení a jeho kabeláži na úroveň, která může způsobit vznícení specifické nebezpečné atmosférické směsi, ať už se jedná o hořlavý plyn, páru nebo hořlavý prach.

Jiskrově bezpečná instalace Rheonics Řadový viskozimetr SRV.

Jiskrově bezpečná instalace Rheonics Řadový viskozimetr SRV.

Toto omezení energie se realizuje pomocí Zenerových bariér, instalovaných v bezpečném prostředí nebo v certifikovaném krytu. Tyto bariéry zahrnují komponenty jako Zenerovy diody pro omezení napětí, rezistory pro omezení proudu a pojistky pro ochranu prvků obvodu. Rheonics U senzorů musí být vysílač umístěn mimo nebezpečnou zónu, zatímco sonda může být instalována v zóně 0/zóně 20.

3.1. Úrovně jiskrové bezpečnosti (ia, ib, ic)

Jiskrová bezpečnost se dělí do tří úrovní, které udávají integritu bezpečnosti zachovanou i za poruchových podmínek:

Ex ia (Rheonics certifikace senzoru)

Toto je nejvyšší úroveň ochrany, která zajišťuje bezpečnost až se dvěma nezávislými poruchami aplikovanými na obvod. Zařízení s certifikací „Ex ia“ je vhodné pro použití v zóně 0 (pro plyny) a zóně 20 (pro prach).

Příklad ib

Tato úroveň zajišťuje bezpečnost s jednou závadou a je vhodná pro zónu 1 (plyny) a zónu 21 (prach).

Ex ic

Tato úroveň zajišťuje bezpečnost za normálního provozu a je vhodná pro zónu 2 (plyny) a zónu 22 (prach).

3.2. Výhody používání zařízení s certifikací IS v prašných nebezpečných prostorách

Aplikace jiskrové bezpečnosti nabízí několik významných výhod, zejména v prostředích s vysokým obsahem hořlavého prachu:

Zvýšená bezpečnost.
Údržba.
Efektivita nákladů.
Jednoduchost a hmotnost.
Pojištění.

Účinnost systému jiskrové bezpečnosti závisí na správném návrhu a instalaci celé „jiskrově bezpečné smyčky“, která zahrnuje jiskrově bezpečné zařízení v nebezpečném prostoru (např. Rheonics senzor), související zařízení (bariéra) v bezpečné oblasti a propojovací kabeláž. Parametry kabelu (jako je jeho maximální kapacita a indukčnost) a vlastnosti senzoru a bariéry musí být kompatibilní a v mezích stanovených v certifikační dokumentaci. Manuály – Rheonics

4. Rheonics SRD a SRV: Jiskrově bezpečné senzory hustoty a viskozity s robustní certifikací pro prach

Rheonics nabízí řadu inline procesních senzorů, včetně SRD (Simultaneous Density Meter and Viscometer) a SRV (Inline Viscometer), které jsou navrženy pro náročné průmyslové aplikace, včetně těch s nebezpečím hořlavého prachu. Tyto senzory využívají patentovanou technologii vyváženého torzního rezonátoru. SRD měří hustotu kapaliny na základě posunu vlastní frekvence rezonátoru, zatímco SRD i SRV určují viskozitu měřením tlumicího účinku, který kapalina vyvíjí na rezonanční prvek.

Klíčové vlastnosti Rheonics Snímače SRD a SRV se vyznačují celokovovou konstrukcí (s možností použití nerezové oceli 316L nebo slitiny Hastelloy C22 pro smáčené části), hermeticky uzavřeným provedením bez elastomerů a inherentní necitlivostí na montážní orientaci nebo vibrace. Obsahují také vestavěné měření teploty kapaliny, které poskytuje komplexní data pro řízení procesů.

Podrobný rozpis RheonicsCertifikace pro prostředí s nebezpečím výbuchu (ATEX a IECEx)

Rheonics Senzory prošly přísnými testy a certifikacemi, aby byl zajištěn jejich bezpečný provoz v potenciálně výbušném prostředí, včetně prostředí s hořlavým prachem. Jejich certifikace prokazují shodu s normami ATEX a IECEx.

Specifické certifikační značky pro prach:

Označení pro Rheonics Senzory typu SR (SRV a SRD) pro prašné prostředí jsou:

Obrázek 2: Popis klasifikace výbušnosti dle IECEx

Metoda ochrany

Ex ia – jiskrová bezpečnost, úroveň „a“, vhodná pro nejnebezpečnější zóny.

Skupina pro prach

IIIC – Vhodné pro všechny typy hořlavého prachu, včetně hořlavých letících částic (IIIA), nevodivých prachů (IIIB) a, co je důležité, vodivých prachů (IIIC).

SkupinaTyp prachuPříkladyVodivostRiziko výbuchuPoznámky
IIIAHořlavé letící látkyDřevěné štěpky, vlákna, textilní chmýříObvykle nevodivéStředněMá tendenci se rychle usazovat, riziko doutnání nebo vznícení.
IIIBNevodivý prachObilný prach, mouka, cukr a plastový prášekNevodivéVysokýMůže tvořit výbušné mraky. Prach nevede elektřinu.
IIICVodivý prachHliníkový prach, hořčík, kovové práškyVodivýVelmi vysokoNejvyšší riziko. Vodivý prach může způsobit zkraty, vyžaduje zvláštní pozornost.

Maximální povrchová teplota

Provozní teplotní rozsah Rheonics Senzory definují bezpečné limity, v nichž může senzor spolehlivě a přesně fungovat. Výběr správné varianty senzoru na základě okolní i procesní teploty je nezbytný pro zajištění stability měření, mechanické odolnosti a shody s certifikací.

V oblastech s nebezpečím výbuchu prachu (zóna 20, 21 nebo 22) To je obzvláště důležité, protože certifikovaná povrchová teplota senzoru je přímo spojena s jeho definovaným provozním rozsahem.Pokud je senzor provozován mimo stanovené limity, může překročit povolenou povrchovou teplotu a představovat riziko vznícení hořlavého prachu v okolní atmosféře.

Primárním cílem je tedy vybrat senzor, který pracuje v reálných procesních podmínkách, ale zároveň zajistit, aby si senzor zachoval svou certifikovanou klasifikaci povrchové teploty. Vždy se poraďte s Rheonics dokumentace potvrzující kompatibilitu s teplotními podmínkami a zápalnými vlastnostmi prachu přítomného ve vaší instalaci.

Úroveň ochrany zařízení (EPL)

Da – „velmi vysoká“ úroveň ochrany, díky které jsou senzory vhodné pro použití v zóně 20, kde se neustále nebo často vyskytují oblaka hořlavého prachu.

Kód EPLPoužitelná zónaProtection LevelPopis
Da20 ZoneVelmi vysoká ochranaZařízení zůstává bezpečné i při dvou nezávislých poruchách; vhodné pro oblasti s trvale přítomným výbušným prachovým prostředím.
Db21 ZoneVysoká ochranaBezpečné v případě očekávaných poruch nebo jednotlivých závad. Používá se tam, kde je za normálního provozu pravděpodobný výskyt prachu.
Dc22 ZoneVylepšená ochranaPoskytuje základní ochranu. Používá se tam, kde je nepravděpodobný výskyt výbušného prachu a vyskytuje se pouze krátce nebo náhodně.

Dodržování klíčových standardů

Certifikace jsou založeny na shodě se základními mezinárodními normami, včetně:

  • IEC 60079-0 (Výbušné atmosféry – Část 0: Zařízení – Všeobecné požadavky).
  • IEC 60079-11 (Výbušné prostředí – Část 11: Ochrana zařízení jiskrovou bezpečností „i“).
  • Certifikace KCs pro Rheonics senzory výslovně odkazují na certifikát IECEx IECEx TUR 19.0005X, vydání č. 5.
  • Je také potvrzen soulad se směrnicí ATEX 2014/34/EU.

5. Transformace řízení procesů v odvětvích s nebezpečím výparů: Aplikace Rheonics Senzory s certifikací EX

Rheonics Senzory SRD a SRV s certifikací EX se skvěle hodí pro širokou škálu aplikací v různých odvětvích, kde hořlavý prach představuje značné riziko. Jejich schopnost poskytovat data o hustotě a/nebo viskozitě v reálném čase přímo na lince umožňuje lepší řízení procesů, lepší kvalitu produktů, vyšší efektivitu a především bezpečnější provoz.

5.1 Potraviny a zemědělství

Procesy

Manipulace s obilím (příjem, doprava, sušení, skladování), mletí mouky, rafinace cukru, zpracování kakaa, koření a sušeného mléka.

Druhy prachu

Převážně prachy skupiny IIIB, jako je obilný prach, mouka, cukrový prach, škrob, kořenící prach a sušené mléko.

Nebezpečí

Vysoké riziko výbuchu prachu v silech, výtahech, dopravnících, mlýnech, sušičkách a balicích prostorách, často klasifikovaných jako zóny 20, 21 nebo 22.

Obrázek 3. Aplikace s nebezpečím prachu – Potraviny a zemědělství

Obrázek 3. Aplikace s nebezpečím prachu – Potraviny a zemědělství

Aplikace SRD/SRV:

Hustota (SRD)

Monitorování objemové hmotnosti zrn pro posouzení kvality, odvození obsahu vlhkosti, který je zásadní pro bezpečné skladování a zpracování, a optimalizace účinnosti balení. V procesech zahrnujících přidávání kapalin (např. melasy do krmiva pro zvířata, vody do těsta) nebo suspenzí může SRD monitorovat koncentraci a obsah pevných látek.

Viskozita (SRV/SRD)

Řízení viskozity těst, polev a dalších tekutých nebo polotuhých přísad. Monitorování tekutosti práškových nebo granulovaných materiálů při manipulaci jako s kašemi.

Výhody s Rheonics

Certifikace Ex ia IIIC Da zajišťuje bezpečný provoz v nejnebezpečnějších prašných zónách. Pro potravinářské aplikace Rheonics nabízí také senzory s hygienickým provedením (certifikace EHEDG, 3-A), což je zásadní dvojí shoda. Data v reálném čase pomáhají optimalizovat dobu míchání, zajistit konzistentní texturu produktu a snížit množství odpadu. Například při mletí mouky je zásadní monitorování obsahu vlhkosti (odvozeného z hustoty) během úpravy zrna a řízení viskozity suspenze/těsta zajišťuje konzistenci produktu. Zóny klasifikované dle ATEX/IECEx jsou v mlynářských operacích standardem.

5.2 Farmaceutická výroba

Procesy

Míchání prášků, mokrá/suchá granulace, sušení ve fluidním loži, lisování tablet, plnění kapslí a potahování.

Druhy prachu

Aktivní farmaceutické složky (API) a pomocné látky (např. škrob, laktóza, mikrokrystalická celulóza). Ty mohou být silné, jemné a někdy citlivé, obvykle spadají do skupiny IIIB, ačkoli některé kovové stearáty nebo jiné sloučeniny mohou být zařazeny do skupiny IIIC.

Nebezpečí

V míchačkách, granulátorech, sušičkách, tabletovacích lisech a systémech pro přepravu prášku se mohou tvořit oblaka prachu. Řízení procesů je kvůli vysoké hodnotě produktu a obavám o bezpečnost prvořadé.

Obrázek 4. Aplikace s nebezpečím prachu – Farmaceutická výroba

Obrázek 4. Aplikace s nebezpečím prachu – Farmaceutická výroba

Aplikace SRD/SRV:

Hustota (SRD)

Monitorování homogenity směsi, hustoty granulí (která ovlivňuje tvrdost a rozpouštění tablet) a koncentrace roztoků nebo suspenzí.

Viskozita (SRV/SRD)

Zásadní pro řízení viskozity potahovacích roztoků k zajištění rovnoměrného potahování tablet, řízení konzistence suspenzí mokré granulace a monitorování suspenzí.

Výhody s Rheonics

Vysoká přesnost senzorů podporuje přesné formulování a kontrolu kvality. Metoda ochrany s jiskrovou bezpečností umožňuje snazší čisticí protokoly a validační procesy ve srovnání s objemnějšími pouzdry Ex d. Certifikace Ex ia IIIC Da zajišťuje nejvyšší úroveň bezpečnosti při manipulaci s jemnými, potenciálně silnými farmaceutickými prášky.

5.3 Chemické zpracování

Procesy

Výroba a manipulace se širokou škálou práškových chemikálií, pigmentů, pryskyřic, plastů a katalyzátorů.

Druhy prachu

Různorodé, včetně organických prášků, plastových prachů (např. polyethylenu, PVC), kovových prášků (často používaných jako katalyzátory) a sazí. Ty mohou spadat do skupiny IIIB nebo skupiny IIIC (např. mnoho kovových prášků, saze).

Nebezpečí

Vyskytuje se v reaktorech, míchačkách, sušičkách, pneumatických dopravních systémech, pytlovacích stanicích a skladovacích silech.

Obrázek 5. Aplikace s nebezpečím vzniku prachu – Chemické zpracování

Obrázek 5. Aplikace s nebezpečím vzniku prachu – Chemické zpracování

Aplikace SRD/SRV:

Hustota (SRD)

Monitorování koncentrace roztoků a suspenzí, sledování průběhu reakce pozorováním změn hustoty, zajištění konzistence konečného produktu a kontrola obsahu pevných látek v disperzích.

Viskozita (SRV/SRD)

Řízení viskozity polymerů během polymerace, řízení viskozity pryskyřice pro dané aplikace, zajištění čerpatelnosti a konzistentního míchání chemických suspenzí.

Výhody s Rheonics

Robustní konstrukce senzoru s materiály jako Hastelloy C22, které jsou k dispozici pro manipulaci s korozivními chemikáliemi. Široký rozsah provozních teplot a tlaků je vhodný pro různé chemické procesy. Certifikace Ex ia IIIC Da je nezbytná pro bezpečnost při práci s vodivými nebo reaktivními chemickými prášky.

5.4 Těžba a nerostné suroviny

Procesy

Drcení, mletí, třídění, doprava rud a minerálů, příprava a doprava kalu, manipulace a úprava uhlí.

Druhy prachu

Uhelný prach (skupina IIIC), různé prachy kovových rud (např. sulfidové rudy, které mohou být vodivé – skupina IIIC) a horninový prach (obvykle skupina IIIB).

Nebezpečí

Všudypřítomný v těžebních a zpracovatelských závodech, zejména v uzavřených dopravnících, drtičích, mlýnech, překládacích bodech a skladovacích silech.


Obrázek 6. Aplikace s nebezpečím prachu – Těžba a nerosty

Aplikace SRD/SRV:

Hustota (SRD)

Důležité pro řízení hustoty suspenze v potrubích pro efektivní čerpání a řízení spotřeby vody, monitorování koncentrace ve flotačních komorách a řízení procesů separace těžkých médií.

Viskozita (SRV/SRD)

Monitorování reologie suspenze pro optimalizaci přepravy potrubím (prevence usazování, snížení opotřebení čerpadla) a řízení míchání činidel.

Výhody s Rheonics

Robustní konstrukce senzoru odolává abrazivním kalům. Certifikace Ex ia IIIC Da je nezbytná pro aplikace s vodivým uhelným prachem a kovovým prachem. Data v reálném čase z SRD/SRV pomáhají optimalizovat spotřebu vody a energie při zpracování nerostných surovin.

5.5 Výroba krmiv pro zvířata

Procesy

Mletí surovin (obilí, moučky), míchání složek, úprava (přidávání páry a vlhkosti), peletizace, chlazení a sušení pelet.

Druhy prachu

Především prach skupiny IIIB z obilovin, sójové moučky, rybí moučky a různých přísad.36

Nebezpečí

Výbuchy prachu jsou známým rizikem v míchačkách, drtičích, peletovacích mlýnech, chladičích a dopravních systémech. Efektivní kontrola prašnosti je hlavním provozním zaměřením.

Obrázek 7. Aplikace s nebezpečím prachu – Výroba krmiv pro zvířata

Obrázek 7. Aplikace s nebezpečím prachu – Výroba krmiv pro zvířata

Aplikace SRD/SRV:

Hustota (SRD)

Monitorování objemové hustoty vstupních surovin, potenciální odvození a regulace obsahu vlhkosti v kondicionéru rmutu prostřednictvím změn hustoty/viskozity.

Viskozita (SRV/SRD)

Optimalizace viskozity upravené rmutu před jeho vstupem do peletovacího mlýna. Viskozita rmutu je klíčovým faktorem ovlivňujícím kvalitu pelet (trvanlivost, tvrdost, redukce jemných částic) a je řízena vlhkostí a teplotou. Monitorování viskozity přímo v závodě může výrazně zlepšit konzistenci pelet.

Výhody s Rheonics

Certifikace Ex ia IIIC Da poskytuje nezbytnou bezpečnostní záruku. Měření viskozity rmutu přímo v peletovacím procesu pomáhá zlepšit trvanlivost pelet, snížit množství jemných částic a optimalizovat spotřebu energie v procesu peletizace.

5.6 Dřevozpracující a papírenský průmysl

Procesy

Řezání, broušení, štěpkování dřeva; příprava buničiny (příprava suroviny, kontrola konzistence), nanášení povlaku na papír a sušení v papírnách.

Druhy prachu

Dřevěný prach, piliny (skupina IIIB), papírový prach a vlákna (často skupina IIIA nebo IIIB).

Nebezpečí

Významná tvorba prachu v pilách, továrnách na nábytek a papírnách, zejména v okolí odprašovacích zařízení, sil a sušiček.

Obrázek 8. Aplikace s nebezpečím prachu – Dřevozpracující a papírenský průmysl

Obrázek 8. Aplikace s nebezpečím prachu – Dřevozpracující a papírenský průmysl

Aplikace SRD/SRV:

Hustota (SRD)

Monitorování hustoty dřevní štěpky, která je klíčová pro konzistenci buničiny a přípravu suroviny při výrobě papíru, a kontrola hmotnosti povlaku.

Viskozita (SRV/SRD)

Řízení viskozity nátěrů papíru pro zajištění rovnoměrné aplikace a požadovaných vlastností povrchu. Monitorování viskozity černého louhu v regeneračních kotlích (ačkoli tato aplikace často zahrnuje i nebezpečí plynů/par).

Výhody s Rheonics

Zvýšená bezpečnost v prašném prostředí zpracování dřeva. Lepší konzistence při výrobě buničiny a papíru díky přesné regulaci hustoty a viskozity.

5.7 Kovové prášky a aditivní výroba (3D tisk)

Procesy

Výroba, manipulace, prosévání, míchání a zpracování jemných kovových prášků (např. hliníku, titanu, nerezové oceli, niklových slitin) používaných v práškové metalurgii a aditivní výrobě (3D tisk).

Druhy prachu

Vysoce vodivé a často velmi jemné kovové prášky, jednoznačně skupina IIIC.

Nebezpečí

Extrémně vysoké riziko v důsledku nízké minimální energie vznícení (MIE) a vysoké vodivosti těchto prášků. Nebezpečí existuje v jednotkách pro výrobu prášku, uzavřených systémech pro manipulaci s práškem, prosévacích stanicích a uvnitř 3D tiskových komor.

Obrázek 9. Aplikace s nebezpečím prachu – Kovové prášky a aditivní výroba

Obrázek 9. Aplikace s nebezpečím prachu – Kovové prášky a aditivní výroba

Aplikace SRD/SRV:

Hustota (SRD)

Monitorování sypné hustoty a hustoty po setřesení prášků, která ovlivňuje tekutost a stlačitelnost v procesech aditivní výroby. Monitorování hustoty suspenze, pokud jsou prášky zpracovávány nebo dodávány v suspenzi.

Viskozita (SRV/SRD)

Řízení viskozity suspenzí kovových prášků (např. pro procesy tryskového nanášení pojiva nebo extruze materiálu) nebo viskozity pojivových kapalin.

Výhody s Rheonics

Certifikace Ex ia IIIC Da je pro tyto aplikace zásadní a nedílnou součástí, protože poskytuje nejvyšší úroveň bezpečnosti pro provoz s vysoce nebezpečným vodivým kovovým prachem, a to i v podmínkách zóny 20. Kompaktní velikost senzoru je výhodná pro integraci do zařízení pro aditivní výrobu nebo linek na zpracování práškových materiálů.

5.8 Barvy a nátěry (práškové lakování)

Procesy

Výroba práškových barev zahrnuje míchání pigmentů a pryskyřic, extruzi, mletí a prosévání. Aplikace zahrnuje elektrostatické stříkání prášku.

Druhy prachu

Prachy polymerních pryskyřic, pigmentové prachy, typicky skupina IIIB.

Nebezpečí

Mlýny, míchačky, extrudéry, stříkací kabiny a systémy pro regeneraci prášku jsou oblasti, kde se mohou vyskytovat výbušné koncentrace prachu.

Obrázek 10. Aplikace s nebezpečím prachu – Barvy a nátěry

Obrázek 10. Aplikace s nebezpečím prachu – Barvy a nátěry

Aplikace SRD/SRV:

Hustota (SRD)

Monitorování konzistence a hustoty práškových směsí před fází extruze a mletí pro zajištění homogenity.

Viskozita (SRV/SRD)

I když je to méně přímočaré pro finální suchý prášek, pokud se ve výrobě používají kapalné prekurzory nebo pigmentové disperze, jejich viskozita je pro kvalitu zásadní. SRV/SRD dokáže monitorovat tyto kapalné fáze předcházející výrobci.

Výhody s Rheonics

Zvýšená bezpečnost v oblastech výroby a manipulace s práškovými látkami. Lepší kontrola kvality kapalných prekurzorů nebo meziproduktů. Certifikace KCs konkrétně uvádí „Poussière (peinture atd.)“ (prach (barva atd.)) jako relevantní odvětví, což zdůrazňuje jeho použitelnost.

5.9 Výroba hnojiv

Procesy

Výroba granulovaných nebo práškových hnojiv, včetně míchání surovin, granulace nebo peletování, sušení a potahování granulí.

Druhy prachu

Prach z dusičnanu amonného, ​​močoviny, fosfátů, potaše a dalších složek. Tyto složky obecně patří do skupiny IIIB, ale mohou být citlivé nebo vyžadovat specifické manipulační požadavky.

Nebezpečí

Sušičky, granulátory, drtiče, síta, dopravníkové systémy a pytlovací stanice jsou běžnými místy, kde se hromadí prach a hrozí jim nebezpečí výbuchu.

Obrázek 11. Aplikace s nebezpečím prachu – Výroba hnojiv

Obrázek 11. Aplikace s nebezpečím prachu – Výroba hnojiv

Aplikace SRD/SRV:

Hustota (SRD)

Monitorování hustoty suspenzí před granulací nebo peletováním pro zajištění správného obsahu pevných látek, kontrola objemové hustoty hotového granulovaného produktu pro pytlování a konzistenci aplikace.

Viskozita (SRV/SRD)

Řízení viskozity suspenzí nebo tavenin hnojiv pro zajištění konzistentní tvorby granulí a distribuce velikosti. Rheonics Dokumentace uvádí použití SRV ve výrobě hnojiv.

Výhody s Rheonics

Zlepšená konzistence produktu (např. velikost granulí, hustota) a zvýšená bezpečnost v potenciálně prašných prostorách pro výrobu a manipulaci s hnojivy.

6. Referenční tabulka: Rheonics Vhodnost senzorů v aplikacích s hořlavým prachem

Následující tabulka poskytuje konsolidovaný přehled vhodnosti Rheonics Senzory SRD (inline hustoměr a viskozimetr) a SRV (inline viskozimetr) s certifikací EX pro klíčové aplikace v prostředí s hořlavým prachem. Tato tabulka slouží jako rychlá referenční příručka pro inženýry a bezpečnostní odborníky.

Referenční tabulka: Vhodnost Rheonics Certifikované senzory SRD a SRV EX pro aplikace v prostředí s hořlavým prachem

Průmyslový segmentSpecifická aplikace / procesBěžné typy a vlastnosti hořlavého prachuTypická skupina prachu (ATEX/IECEx)Typická nebezpečná zóna (ATEX/IECEx)Doporučená Rheonics SenzorMonitorované klíčové procesní parametryVýhody a poznámky k vhodnosti pro Rheonics SenzorRelevantní Rheonics Aspekt certifikace prachu
Potraviny a zemědělstvíMletí mouky - úprava obilí a míchání těstaPšeničná mouka, kukuřičný škrob - jemný, bioIIIBZóna 20, 21, 22SRD, SRVOdhad hustoty, viskozity, teploty a vlhkostiOptimalizace vlhkosti pro mletí pomocí hustoty; kontrola viskozity těsta pro dosažení konzistence. K dispozici je hygienické provedení. Bezpečné pro trvalou přítomnost prachu.Ex ia IIIC T135∘C Da (příklad, ověřte specifickou teplotu T na základě aplikace)
Rafinace cukru - krystalizace a zahušťování sirupuCukrový prach - jemný, organickýIIIBZóna 20, 21SRDHustota, koncentrace (Brix), viskozitaSledování růstu krystalů, kontrola koncentrace sirupu. Hygienické provedení. Bezpečné v prostředí s vysokým obsahem prachu.Ex ia IIIC T100∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Výroba sušeného mléka - sušení rozprašováním a manipulace s práškemSušené mléko - jemné, bioIIIBZóna 20, 21SRDHustota, viskozita (koncentrátu)Řízení přísunu koncentrátu do sušičky; sledování objemové hustoty prášku. Hygienické. Bezpečné pro výbušný prášek.Ex ia IIIC T135∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
LéčivaMíchání a granulace práškůAPI, pomocné látky (laktóza, škrob) - jemné, silnéIIIB (potenciálně IIIC pro některé pomocné látky)Zóna 20, 21SRD, SRVHustota, viskozita, homogenita směsiZajistěte rovnoměrnost směsi pomocí hustoty; regulujte viskozitu granulační kapaliny. Isopropylalkohol pro snadné čištění. Maximální bezpečnost pro silné prachy.Ex ia IIIC T85∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
TabletováníNátěrové polymery, pigmenty - jemnéIIIBZóna 21, 22SRVViskozita, teplotaUdržujte konzistentní viskozitu potahovacího roztoku pro rovnoměrný nárůst hmotnosti a vzhled tablety.Ex ia IIIC T85∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Chemické zpracováníVýroba a manipulace s polymerním práškemPolyethylenové, polypropylenové prášky - jemnéIIIBZóna 20, 21SRDObjemová hustota, Tokové vlastnosti (odvozené)Sledujte hustotu prášku z hlediska konzistence a stlačenosti. Bezpečné pro hořlavé polymerní prachy.Ex ia IIIC T135∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Manipulace s uhlíkovou černíSaze - velmi jemné, vodivéIIICZóna 20, 21SRDHustota suspenze, objemová hustotaSledování hustoty při výrobě a manipulaci. Základní třída ochrany IIIC pro vodivý prach.Ex ia IIIC T200∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Těžba a minerályPřeprava a příprava uhelné kašeUhelný prach - jemný, vodivý, abrazivníIIICZóna 20, 21SRDHustota suspenze, obsah pevných látek, viskozitaOptimalizace hustoty suspenze pro čerpání; sledování bezpečnosti. Robustní pro abrazivní materiály. Základní třída IIIC a Da pro uhlí.Ex ia IIIC T135∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Zpracování kovových rud (např. mlecí obvody)Rudy sulfidů kovů - jemné, potenciálně vodivé, abrazivníIIIC / IIIBZóna 21, 22SRDHustota suspenze, obsah pevných látekŘízení hustoty brusného obvodu pro zvýšení účinnosti. Robustní. IIIC, pokud je vodivý.Ex ia IIIC T200∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Výroba krmiv pro zvířataÚprava rmutu pro peletizaciObilné prachy, proteinové moučky - bioIIIBZóna 21, 22SRV, SRDViskozita, hustota, vlhkost (odvozeno)Optimalizujte viskozitu/hustotu rmutu regulací páry/vlhkosti pro odolné pelety.Ex ia IIIC T100∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Zpracování dřeva a papíruOdsávání dřevěného prachu a skladování v silechDřevěný prach, piliny - organickéIIIBZóna 20, 21SRD (pro hustotu/vlhkost třísky)Objemová hustota, vlhkost (odvozená)Sledujte hustotu štěpky pro vstup do fermentoru. Bezpečné pro vysoce hořlavý dřevní prach.Ex ia IIIC T135∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Příprava papírenské buničinyCelulózová vlákna - organickáIIIA / IIIBZóna 21, 22SRDKonzistence (hustota) buničinyŘízení konzistence buničiny pro podávání do papírenského stroje.Ex ia IIIC T100∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Kovové prášky a aditivní výrobaManipulace a prosévání hliníkového/titanového práškuHliníkové, titanové prášky - velmi jemné, vysoce vodivéIIICZóna 20, 21SRD, SRV (pro kaly)Objemová hustota, viskozita/hustota suspenzeDůležitá bezpečnost při manipulaci s vysoce výbušnými kovovými prášky. Nejvyšší stupeň ochrany EPL a IIIC je nezbytný.Ex ia IIIC T200∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Barvy a nátěryVýroba práškových laků (mletí/míchání)Polymerní pryskyřice, pigmenty - organickéIIIBZóna 20, 21SRD (pro hustotu směsi), SRV (pro kapalné prekurzory)Hustota, viskozitaZajišťuje homogenitu směsi; kontroluje viskozitu prekurzoru. Bezpečné pro výrobu práškových barev.Ex ia IIIC T135∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)
Výroba hnojivVýroba granulovaných hnojiv (sušení/povlékání)Prachy z dusičnanu amonného, ​​močoviny a potaše - organické/anorganickéIIIBZóna 21, 22SRD, SRV (pro taveniny/suspenze)Hustota, viskozita, vlhkost (odvozeno)Kontrolujte viskozitu suspenze/taveniny pro granulaci; sledujte objemovou hustotu granulí.Ex ia IIIC T135∘C Da (příklad, ověřte specifickou T)

Poznámka: Konkrétní hodnota Tmax (např. T85C, T100C, T135C, T200C, T285C, T485C) z certifikace senzoru musí být zvolena na základě skutečné teploty vznícení daného prachu a maximálních okolních/procesních teplot. Konzultujte Rheonics dokumentace pro přesný výběr.

7. Instalační a provozní aspekty senzorů s certifikací EX

Bezpečné a efektivní používání jakéhokoli zařízení s certifikací EX, včetně Rheonics Snímače SRD a SRV závisí na správné instalaci, provozu a údržbě v přísném souladu s pokyny výrobce a příslušnými normami pro prostředí s nebezpečím výbuchu. Rheonics Návody

Je nezbytné, aby všichni pracovníci zapojení do instalace, uvedení do provozu, provozu a údržby Rheonics senzory v nebezpečných prostorech si pečlivě přečtěte a dodržujte specifický instalační manuál pro EX dodaný RheonicsTyto manuály obsahují důležité informace týkající se postupů zapojení, výběru kompatibilních souvisejících zařízení (bariér) a veškerých „zvláštních podmínek pro bezpečné použití“, které je nutné dodržovat. Certifikáty EX často nesou příponu „X“ (např. TÜV 19 ATEX 8332 X nebo IECEx TUR 19.0005X). Toto „X“ označuje, že existují specifické podmínky, podrobně popsané v příloze certifikátu nebo v návodu k obsluze, které jsou nezbytné pro zachování bezpečnostní integrity instalace. Mezi tyto podmínky může patřit omezení parametrů kabelu, požadavky na mechanickou ochranu nebo specifické rozsahy okolní teploty. Nedodržení těchto podmínek může zrušit platnost certifikace a ohrozit bezpečnost.

Požadavky na systém jiskrové bezpečnosti

Rheonics Snímače SRD a SRV jsou certifikovány jako jiskrově bezpečná zařízení „Ex ia“. To znamená, že jsou součástí jiskrově bezpečného systému. Mezi klíčové aspekty patří:

Přidružené zařízení (bariéra)

Snímač musí být připojen přes schválenou jiskrově bezpečnou bariéru (Zenerova diodová bariéra nebo galvanický izolátor), která omezuje energii přenášenou z bezpečné oblasti do nebezpečné oblasti. Rheonics Elektronická jednotka senzoru, která je propojena s funkcí bariéry, musí být instalována v určeném bezpečném prostoru nebo v krytu, který je příslušně certifikován pro zónu, ve které se nachází.

Parametry kabelu

Kapacita a indukčnost propojovacího kabelu mezi bariérou a senzorem nesmí překročit maximální hodnoty uvedené v certifikačních dokumentech senzoru nebo v dokumentaci k bariéře. Tím je zajištěno, že samotný kabel nemůže akumulovat dostatek energie k způsobení vznícení.

8. Závěr: Zvyšování bezpečnosti a provozní excelence v prašném prostředí s Rheonics Certifikované senzory

Riziko, které představuje hořlavý prach v průmyslovém prostředí, vyžaduje důsledný přístup k bezpečnosti, přičemž klíčovou součástí je výběr vhodně certifikovaného zařízení. Je nezbytné si uvědomit, že ne všechny certifikace EX jsou rovnocenné; pro zajištění bezpečnosti jsou klíčové specifické aspekty prachu, jako jsou zóny s nebezpečím výbuchu (20, 21, 22), skupiny prachu (IIIA, IIIB, IIIC), úrovně ochrany zařízení (Da, Db, Dc) a především maximální limity povrchové teploty s ohledem na vznícení vrstvy prachu.

Rheonics Inline hustoměry a viskozimetry SRD a inline viskozimetry SRV nabízejí pokročilou měřicí technologii v kombinaci s robustní konstrukcí. A co je nejdůležitější pro aplikace v prašném prostředí, tyto senzory disponují komplexními a vysoce kvalitními certifikacemi EX, konkrétně Ex ia IIIC T(rozsah) °C DaToto označení znamená jejich vhodnost pro použití se všemi typy hořlavých prachů, včetně vodivých (skupina IIIC), a v nejnebezpečnějších prostředích zóny 20 (EPL Da), přičemž jiskrová bezpečnost „ia“ poskytuje nejvyšší úroveň odolnosti proti chybám. Specifikovaný rozsah maximálních povrchových teplot umožňuje přesné sladění s charakteristikami zapálení specifického nebezpečí prachu.

Použití těchto certifikovaných senzorů přináší řadu výhod. Především je to zvýšená bezpečnost, protože konstrukce s jiskrovou bezpečností zabraňuje tomu, aby se senzor stal zdrojem vznícení. Kromě této primární bezpečnostní funkce jsou údaje o hustotě a viskozitě v reálném čase poskytované... Rheonics Senzory umožňují významné zlepšení efektivity procesů, konzistence kvality produktů a mohou vést ke snížení odpadu a optimalizovanému využití zdrojů. Provozní výhody, jako je potenciál pro snadnější údržbu díky povaze jiskrové bezpečnosti, dále přispívají k jejich hodnotě.

Odkaz

Odmítnutí odpovědnosti

Odmítnutí odpovědnosti

Rheonics neprovádí klasifikaci nebezpečných prostor. RheonicsRozsah je omezen na certifikaci Ex vlastních senzorů a příslušnou skupinu plynů, teplotní klasifikaci a klasifikaci prachu uvedenou v dokumentaci k produktu. Posouzení a schválení zónování nebezpečného prostředí – ať už z hlediska nebezpečí plynů/pár nebo prachu – musí být provedeno kvalifikovaným a autorizovaným subjektem v souladu s platnými normami a předpisy.

Hledat