Résumé
Les explosions de poussières constituent un danger sérieux dans les installations de manutention de poudre.tuyaux de ruptureLa compréhension des principes de protection contre l'explosion, des classifications Pstat et de la conformité ATEX est essentielle pour toute personne qui spécifie des alimentateurs rotatifs de bouches d'air en poudre dans les zones dangereuses.Ce guide explique la science derrière les explosions de poussière., comment les vannes rotatives sont conçues pour les contenir ou les ventiler, et quelles certifications sont requises pour un fonctionnement légal dans des atmosphères explosives.
La protection contre l'explosion fait référence aux mesures d'ingénierie qui empêchent une explosion de poussière de démarrer, de se propager ou de causer des dommages structurels.prévention des explosions par élimination des sources d'allumage, confinement des explosions en concevant des équipements pour résister à la pression maximale d'explosion, et isolation des explosions en arrêtant la propagation de la flamme entre les équipements connectés.
La valeur Pstat, ou pression maximale d'explosion admissible, est la pression interne la plus élevée qu'un dispositif peut supporter en toute sécurité lors d'une explosion de poussière sans se rompre.Il est exprimé en bar gauge ou bargPar exemple, une vanne avec un Pstat de 10 barg est construite pour résister à une pression d'explosion maximale de 10 bar.,et la conception de la bride.
L'extinction de la flamme est un autre concept essentiel: lorsqu'un front de flamme traverse un espace annulaire étroit entre la pointe du rotor et le trou du boîtier, le métal absorbe la chaleur de la flamme.Si l'écart est assez petit, généralement inférieure à 0,1 à 0,2 millimètres selon la valeur Kst de la poussière, la flamme se refroidit en dessous de sa température d'allumage et s'éteint avant d'atteindre l'autre côté.Cela empêche l'explosion de se propager en amont dans la trémie ou le collecteur de poussière.
Parmi les autres dispositifs de protection figurent les panneaux de ventilation d'explosion qui se fissurent à une pression réglée pour libérer la force d'explosion en toute sécurité.et systèmes de suppression chimique qui injectent des agents d'extinction dans les millisecondes suivant la détection d'une augmentation de pressionLes vannes rotatives fonctionnent souvent en conjonction avec ces systèmes dans le cadre d'une stratégie de sécurité intégrée.
Pourquoi la protection contre les explosions est importante
Les explosions de poussière causent des dégâts catastrophiques, des blessures et des décès.
Perte de confinement et dommages structurels
Lorsqu'une soupape rotative se rompt lors d'une explosion, les flammes sous pression et les gaz chauds s'échappent dans les environs.Les conduits connectés peuvent s'effondrer.Le coût financier de la reconstruction d'un système brisé dépasse souvent plusieurs millions de dollars.
Explosions secondaires
L'explosion primaire déplace la poussière déposée sur les poutres, les planchers et les surfaces des équipements, créant ainsi un nuage de poussière secondaire beaucoup plus destructeur que la première.Des explosions secondaires ont détruit des bâtiments entiers.Une soupape rotative compromise qui laisse couler une flamme dans une pièce chargée de poussière peut déclencher cette réaction en chaîne.
Responsabilité juridique et infractions réglementaires
Dans l'Union européenne, les directives ATEX 2014-34-UE pour les équipements et 1999-92-CE pour la sécurité au travail sont juridiquement contraignantes.L'utilisation d'équipements non conformes dans une zone 21 ou une zone 22 est une infraction.Les compagnies d'assurance rejettent régulièrement les réclamations lorsque l'équipement n'a pas la certification de protection contre les explosions appropriée.
Sécurité du personnel
Les techniciens d'entretien travaillant près d'une vanne rotative non protégée courent un danger extrême.,Une bonne protection contre l'explosion consiste en fin de compte à protéger des vies humaines.
Temps d'arrêt
Même une explosion contenue qui ne fait pas éclater la vanne déclenche un arrêt d'urgence. Le nettoyage, l'inspection et le redémarrage du système peuvent prendre des semaines.Ce temps d'arrêt représente une énorme perte de revenus.La prévention par l'équipement approprié est toujours moins chère que la récupération.
La spécification correcte est basée sur une méthodologie structurée basée sur les caractéristiques de la poussière, la géométrie de l'équipement et les normes applicables.
Déterminer les paramètres d'explosion des poussières
Chaque poussière combustible a des propriétés d'explosion uniques. La valeur Kst mesure la violence de l'explosion.céréalesLes valeurs comprises entre 200 et 300 sont celles de St2, représentant des poussières plus violentes comme l'aluminium ou le magnésium.généralement compris entre 7 et 10 bar absolus pour la plupart des poussières organiquesCes valeurs proviennent d'essais en laboratoire selon la norme EN 14034.
Calcul de la cote Pstat requise
Le Pstat de la soupape doit dépasser la pression d'explosion prévue, y compris une marge de sécurité.Si le système repose sur un confinement sans ventilationPour une poussière typique St1 dont la Pmax absolue est de 9 bar, une vanne de 10 barg fournit un confinement adéquat.
Spécifier le dégagement d'extinction des flammes
L'écart annulaire entre la pointe du rotor et le boîtier doit être suffisamment petit pour éteindre la flamme de poussière spécifique.Cela nécessite un usinage de précision et des rotors réglables pour maintenir le dégagement lorsque l'usure se produitLe rotor doit également être mis à la terre pour éviter une décharge électrostatique qui pourrait servir de source d'allumage.
Sélectionnez la catégorie et la zone ATEX
Les équipements ATEX sont classés en fonction du niveau de protection requis. Les équipements de catégorie 1 sont pour la zone 0 ou la zone 20, où des atmosphères explosives sont présentes en continu ou pendant de longues périodes.La catégorie 2 concerne la zone 1 ou la zone 21La catégorie 3 concerne la zone 2 ou la zone 22, où les explosions sont peu probables mais possibles.La plupart des soupapes rotatives utilisées dans le traitement de la poudre sont de catégorie 2 pour la zone 21 interne et de catégorie 3 pour la zone 22 externe.
Intégrer des dispositifs d'isolation
Même une soupape protégée ne peut pas arrêter une flamme qui traverse les tuyaux.Des vannes d'isolation d'explosion ou des écluses d'air rotatives avec capacité d'isolation certifiée doivent être installées en aval pour empêcher la propagation de la flamme vers d'autres équipements.La soupape rotative elle-même peut contribuer à l'isolation si elle maintient un joint suffisamment étroit pour bloquer le passage de la flamme.
Exemple d'application
Une usine de transformation de la farine de bois en Allemagne a connu une explosion de poussière qui s'est produite dans un récepteur de filtre et s'est propagée à travers la vanne rotative dans le silo,provoquant une explosion secondaire qui a détruit le toit du bâtimentL'enquête a révélé que la soupape rotative avait une valeur Pstat de seulement 3 barges et un dégagement de 0,5 millimètre, ce qui dépasse largement les limites de sécurité.Doebritz a remplacé la soupape par une unité certifiée ATEX de Pstat 10 barg avec 0La nouvelle soupape a été intégrée à une soupape d'isolation d'explosion sur la conduite de décharge.Des essais de pression ultérieurs ont confirmé que le système pouvait contenir en toute sécurité une explosion St1 au pire des cas sans rupture ni propagation de flamme..
Questions fréquentes
Ce que signifie ATEX
ATEX vient de l'expression française Atmosphères Explosibles, qui désigne les directives de l'Union européenne régissant les équipements et la sécurité au travail dans des atmosphères explosives.
Une vanne rotative standard peut-elle être mise à niveau pour être conforme à l'ATEX?
La conformité ATEX nécessite des caractéristiques de conception spécifiques, notamment des espaces d'extinction de flamme, une mise à la terre et des matériaux certifiés.Une nouvelle soupape certifiée est requise.
À quelle fréquence les vannes ATEX doivent-elles être inspectées?
Les lignes directrices ATEX recommandent une inspection au moins une fois par an.les extrémités du rotor doivent être réglées ou remplacées avant que la vanne ne redevienne opérationnelle;.
Doebritz fournit-il des vannes rotatives certifiées ATEX?
Doebritz fabrique des alimentateurs rotatifs certifiés ATEX catégorie 2 pour la zone 21 interne et catégorie 3 pour la zone 22 externe.avec des valeurs Pstat allant jusqu'à 10 barg et une tolérance à l'extinction des flammes pour les poussières St1 et St2.
La certification ATEX est-elle acceptée en dehors de l'Europe?
La certification ATEX est reconnue mondialement comme une marque de qualité.Doebritz peut fournir des équipements à double certification sur demande.
Conclusion
La protection contre l'explosion n'est pas facultative dans le traitement des poussières combustibles.et certification ATEX d'une vanne rotative en poudre déterminer si votre usine survit à une explosion de poussière ou devient une statistiqueUne spécification appropriée basée sur les valeurs Kst et Pmax de la poussière, combinée à des systèmes d'isolation intégrés, assure le plus haut niveau de sécurité.La réduction de la protection contre les explosions est un risque qu'aucun gestionnaire d'usine responsable ne devrait prendre..
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