Prevenzione di esplosioni con strumentazione "Sicurezza intrinseca" approvata dal FM

L’utilizzo di attrezzature certificate come intrinsecamente sicure da un'agenzia indipendente di test come FM Global, riduce il rischio di morte o lesioni e la perdita potenzialmente catastrofica di edifici e macchinari che spesso è il risultato di un'esplosione. Esso può anche produrre risparmi diretti in termini di premi assicurativi più bassi. Specifici aspetti della strumentazione intrinsecamente sicurezza sono affrontati in questo articolo:

• Sommario di ciò che costituisce un’area pericolosa
• Spiegazione di “sicurezza intrinseca”
• Importanza di certificazione e test indipendenti
• Uso di strumentazione di pressione e sensibile al carico in aree pericolose

Gli standard dell’OSHA e del National Electrical Code (NEC) affrontano l'uso di apparecchiature elettriche in aree pericolose e offrono una guida per la mitigazione del rischio. Gli standard OSHA pertinenti includono il 1910.307 e il 1910.399 e gli standard NEC includono il NEC 500, che è in procinto di essere sostituito dallo standard armonizzato a livello globale NEC 505.

Questi affrontano quanto definito dall’OSHA come "attrezzatura elettrica e cablaggio in luoghi che sono classificati a seconda delle proprietà di vapori infiammabili, liquidi o gas, o polveri combustibili o fibre che possono esservi presenti e a seconda della probabilità che sia presente una concentrazione o quantità infiammabile o combustibile". Va notato che anche i materiali tipicamente considerati "non in grado di prendere fuoco", come i metalli, possono bruciare con rapidità esplosiva quando le condizioni sono giuste. Esempi di tali ambienti includono impianti di trasformazione petroliferi e chimici, impianti di processo di finitura di vernice, raffinerie di zucchero e veramente qualsiasi luogo dove un'atmosfera esplosiva o polvere possono accumularsi.

L'impostazione di base è quella di classificare le aree pericolose in termini di tipo di materiale combustibile e di probabilità del materiale di essere presente. Lo standard uscente NEC 500, utilizzato negli Stati Uniti e in Canada, separa i materiali in due classi. La Classe 1 si riferisce a gas e vapori mentre la Classe 2 si riferisce alla polvere. La probabilità del materiale di essere presente è coperta da diverse "Divisioni". Sotto la Divisione 1 un'atmosfera esplosiva è continuamente presente o probabile in condizioni normali.

La Divisione 2 copre luoghi che, secondo l’OSHA, "diventerebbero pericolosi solo in caso di incidente o di qualche condizione di funzionamento insolita".

Sotto il più recente standard NEC 505 queste Classi e Divisioni sono sostituite con Zone. Le Zone 0, 1 e 2 si riferiscono ai gas o vapori mentre le Zone 20, 21 e 22 riguardano la polvere. In entrambe, la seconda cifra indica il livello di rischio con 0 che significa un pericolo continuo e 2 significa un pericolo raramente, se mai, presente.

Esistono molte tecniche per garantire la sicurezza delle apparecchiature elettriche in aree pericolose. Di questi, l'alternativa più sicura consiste nell'utilizzare dispositivi e strumentazione "intrinsecamente sicuri". Si tratta di un approccio preventivo basato sulla minimizzazione delle sorgenti di innesco quali scintille e superfici calde.

Alcune attrezzature quali i motori non sono immediatamente adatti per l'approccio di sicurezza intrinseca e devono essere racchiuse. Tuttavia, gli strumenti a bassa tensione possono essere progettati per essere intrinsecamente sicuri. Per un pezzo complesso di attrezzature o dispositivi interconnessi, per qualificarsi come intrinsecamente sicuri, ogni anello della catena deve essere integralmente sicuro. I progettisti di controllo di processo e apparecchiature di strumentazione devono tenerne conto.

Un secondo vantaggio dell'utilizzo di dispositivi o apparecchiature certificati come intrinsecamente sicuri è che permette alla manutenzione in continuo di essere eseguita. Questo evita la necessità di arresti prolungati, lo sfiato e la pulizia di gas. Inoltre, la ricerca guasti è notevolmente semplificata perchè test di circuito possono essere eseguiti mentre l'apparecchio è alimentato.

Periodicamente, l’attrezzatura avrà bisogno di riparazione o sostituzione, o nuova strumentazione deve essere montata in un’area pericolosa. Quando questo accade, è essenziale che i tecnici di manutenzione utilizzino componenti certificati come intrinsecamente sicuri.

Ci sono tuttavia delle eccezioni. La strumentazione designata come "apparato semplice" non ha bisogno in modo esplicito di essere conforme ai principi di progettazione della sicurezza intrinseca. Per essere classificato come "apparato semplice" la sicurezza dello strumento deve essere facilmente dimostrabile. Degli esempi sono termocoppie, RTD e scatole di derivazione.

Agli utenti delle apparecchiature connesse con la sicurezza piace avere una conferma indipendente della conformità agli standard pertinenti, e gli assicuratori possono richiederla. Un certo numero di organizzazioni impiega tali test e certificazioni. OMEGA lavora con FM Global, un National Recognized Testing Laboratory (NRTL), per garantire che attrezzature come trasduttori di pressione destinati all'uso in ambienti pericolosi siano sicuri per tali applicazioni.

Come suggerisce il nome, FM Global ha uffici in tutto il mondo ed è riconosciuta a livello internazionale. Essi gestiscono diversi centri di ricerca dove effettuano test sui prodotti e forniscono servizi di certificazione di prodotto.

La strumentazione venduta da OMEGA che soddisfa gli standard di sicurezza intrinseca mostra il marchio "FM Approved". L’attrezzatura senza tale marcatura non deve essere utilizzata in ambienti pericolosi, a meno che non siano prese altre appropriate precauzioni.

La lista di siti che richiedono dispositivi intrinsecamente sicuri è ampia. La maggior parte delle applicazioni di controllo di processo in industrie così diverse come raffinerie chimiche, produzione di energia, produzione di petrolio e gas e ovunque ci sia polvere dispersa nell'aria, quali silos, devono utilizzare tale strumentazione.

Una gamma molto diversificata di apparecchiature può trovarsi, o potrebbe essere necessario utilizzare, in ambienti pericolosi. Questa include sistemi idraulici e pneumatici, compressori di gas naturale e hardware per misura e test di urti e vibrazioni. La misurazione della pressione è un'attività molto comunemente necessaria, sia per pressione assoluta, vuoto o della pressione barometrica. Filtri e pompe come quelli utilizzati in operazioni di produzione di petrolio e di gas necessitano di monitoraggio affinché qualsiasi blocco o guasto può essere identificato rapidamente. Allo stesso modo, la misura di portata è una parte essenziale del controllo di processo in molte industrie.

Meno ovviamente, ambienti polverosi come segherie, silos per il grano e raffinerie di zucchero spesso si qualificano come ambienti pericolosi. Questi sono ambienti dove le celle di carico sono ampiamente utilizzate per il controllo del peso dei contenitori, così come la strumentazione per il rilevamento della pressione; in questi casi la strumentazione intrinsecamente sicura deve essere impiegata.

OMEGA ha una vasta gamma di sensori di pressione intrinsecamente sicuri, trasduttori di pressione configurabili e celle di carico, tra cui celle di carico amplificate, celle di carico a basso profilo e celle di carico a pancake. Se l'applicazione prevista è in una zona pericolosa, bisogna controllare che ci sia l’approvazione FM in ogni singola specifica.

In molte industrie esiste un rischio molto reale di esplosione, sia da polvere che da gas e vapori infiammabili. Lo standard NEC 500, che sta per essere sostituito dallo standard armonizzato a livello globale NEC 505, riguarda la progettazione di apparecchiature elettriche per tali ambienti.

Diverse tecniche di protezione sono state sviluppate per gestire l'uso di apparecchiature elettriche ed elettroniche in tali ambienti. Tuttavia, solo la sicurezza intrinseca mira a prevenire esplosioni evitando scintille e superfici calde attraverso la minimizzazione dell'energia utilizzata.

Quando viene assunto un approccio di sicurezza intrinseca, le attrezzature e la strumentazione distribuita in aree pericolose devono essere progettate in modo appropriato e verificate come tali da un'autorità di controllo indipendente. Ad OMEGA lavoriamo con FM Global per tutte le nostre esigenze di certificazione di sicurezza intrinseca: assicurati che le apparecchiature elettriche che hai intenzione di installare portino un'approvazione FM.