ATEX sensoren en een stofexplosie voorkomen

Eerst werpen we in dit artikel een blik op hoe een stofexplosie ontstaat. Vervolgens kijken we naar de ATEX zoneringen die gebruikt worden voor omgevingen met (stof)explosiegevaar en welke beschermingsmaatregelen kunnen worden toegepast. Tot slot geven we inzichten over sensoren die bruikbaar zijn in explosieve atmosferen en productieprocessen met een risico voor een stofexplosie.

Hoe ontstaat een stofexplosie?

Een explosie is een verschijnsel dat afhankelijk is van drie elementen, die de voorwaarden vormen om tot een explosie te kunnen leiden, deze zijn verzameld in de zogenaamde gevarendriehoek. De drie basiselementen voor een explosie: brandstof, zuurstof en een ontstekingsbron

Deze drie factoren samen vormen de basisconditie waaronder een stofexplosie kan ontstaan. De drie elementen van de explosiedriehoek bestaan uit:

zuurstof, voedingsbron om een vlam/ explosie te laten groeien
brandstof, de brandbare stof, bijvoorbeeld melkpoeder
ontstekingsbron, de factoren die een vonk kunnen veroorzaken en daardoor de brandstof kunnen laten ontbranden

Door tenminste Ã©Ã©n van deze factoren uit te sluiten, wordt voorkomen dat een explosie kan plaatsvinden. Wanneer een laag stof zich kan opbouwen kan door statische ontlading of broei in de stoflaag een vonk ontstaan. Wanneer deze vonk gevoed wordt door zuurstof in de atmosfeer kan de stoflaag ontbranden, wat leidt tot een stofexplosie. In de praktijk wordt er vooral gekeken naar het uitsluiten van de ontstekingsbron, daar de brandstof vaak niet vervangen kan worden voor een alternatief en het uitsluiten van zuurstof vaak ook geen optie is.

Een brandstof is niet altijd een brandbare vloeistof of gas!

Bedrijfsongevallen en grootschalige (stof)explosies hebben uitgewezen dat er verder gekeken moet worden dan het meest voor de hand liggende. Stofexplosies kunnen voorkomen in allerlei industriÃ«le processen waar met niet-geoxideerde stoffen wordt gewerkt die gevoelig zijn voor oxidatie. Toepassingsvoorbeelden zijn fabrieken waar met houtstof, meel-, melk-, grafiet-, metaalpoeders enzovoorts wordt gewerkt. Voorbeelden van risicodragende situaties zijn:

Melkpoeder in big bags of suiker in siloâs in de voedselverwerkende industrie
Bloem en meel in een industriÃ«le bakkerij of meelfabriek
Cementpoeder in een silo in een betonfabriek
Rubbergranulaten in een opslagterminal
Zaagsel in een houtverwerkingshal
Dierenvoer in opslaghallen of siloâs bij diervoeders

In deze situaties kan er een explosiegevaar ontstaan door de aanwezigheid van stofdeeltjes en zuurstof. Wanneer stoflagen zich voldoende op kunnen bouwen kan door wrijving (broei) in de stoflaag de kerntemperatuur stijgen. Wanneer de temperatuur hoog genoeg oploopt ontstaat het risico op zelfontbranding van het stofmengsel, broei is daarmee een potentiÃ«le ontstekingsbron.

ATEX-zoneringen voor stof: Zone 20,21 en 22

Volgens de ATEX 153 richtlijn worden explosieve atmosferen in stofomgevingen ingedeeld op basis van de aanwezige explosierisicoâs en de mate waarin de explosiegevaren aanwezig (kunnen) zijn. De volgende zones worden onderscheiden: Zone 20: Een gebied waar bij normaal bedrijf een explosieve atmosfeer regelmatig en voor langere periodes aanwezig is. Als uitgangspunt kan aangehouden worden dat het explosiegevaar tenminste 1000 uur per jaar, of tenminste 10% van de bedrijfsduur aanwezig is. Zone 21: Een gebied waar bij normaal bedrijf de kans op de aanwezigheid van een explosieve atmosfeer groot is. Hierbij wordt uitgegaan van een duur van tenminste 10 tot 1000 uur per jaar, of 0.1% tot 10% van de bedrijfsduur. Zone 22: Een gebied waar bij normaal bedrijf de kans op de aanwezigheid van een explosieve atmosfeer gering is. Hierbij wordt uitgegaan dat dit minder dan 0.1% van de bedrijfsduur, of minder dan 10 uur per jaar bedraagt. Atex Zone 22 is de meest voorkomende Ex-zone, naar schatting is in 95% van de ATEX toepassingen een zone 22 van toepassing. Van de overige 5% krijgt het overgrote deel een Zone 21 aanduiding en Zone 20 komt relatief weinig voor.

Wat zijn mogelijke maatregelen?

Pas enkel Ex-gecertificeerde apparatuur toe die aan de ATEX 114 richtlijn voldoet en die voldoende beschermd zijn om in een explosieve atmosfeer toegepast te mogen worden
Neem maatregelen om ontstekingsbronnen uit te sluiten
- Zorg dat stof zich niet kan ophopen om een stoflaag te kunnen vormen waar broei in kan ontstaan
- Zorg dat er geen (plotselinge) luchtwervelingen kunnen ontstaan waardoor de brandbare stof kan opwaaien en de broeilaag bloot komt te liggen en kan ontbranden en door menging met zuurstof kan ontploffen
- Zorg voor een gedegen ontworpen installatie waarbij de opbouw van statische elektriciteit zoveel mogelijk wordt voorkomen en statische ontladingen worden uitgesloten

Wanneer de opbouw van een stoflaag niet kan worden voorkomen om het risico op broei uit te sluiten, pas dan een brand- en broeidetectiesysteem toe om de stoflaag actief te monitoren.

ATEX-conforme sensoren

Sensor Partners heeft diverse mogelijkheden op het gebied van ATEX gecertificeerde sensoren en oplossingen. Daarnaast werkt Sensor Partners samen met diverse partners die de nodige expertise in huis hebben om Ex-gecertificeerde oplossingen te kunnen bouwen en leveren. Hierna volgt een greep uit ons assortiment Ex-gecertificeerde sensoren.