Issuu on Google+

Explosieveiligheid in het Procesveld

Sikko de Jong Sr.


1 Explosieveiligheid en ATEX Regelgeving Voor een gestructureerde aanpak van explosiegevaar in Europa zijn Europese richtlijnen van kracht. Deze zijn in Nederland opgenomen in de Arbowet en met name in het arbeidsomstandighedenbesluit. Deze richtlijn is beter bekend onder de naam ATEX, afgeleid van de Franse benaming ‘ATmosphères EXplosives’ en synoniem voor explosiegevaar onder atmosferische omstandigheden. Voor een explosie zijn drie elementen noodzakelijk: brandstof, zuurstof en een ontstekingsbron (zie de af beelding van de brand- of explosiedriehoek aan het eind van het hoofdstuk). Zuurstof wordt meestal betrokken uit de omgevingslucht, de brandstof is bij explosies afkomstig van brandbare gassen, nevels of dampen van vloeistoffen en stof. De ontstekingsbron zorgt voor voldoende energie en temperatuur om het mengsel te doen ontbranden. Voor het ontstaan van een explosief mengsel zijn de mengverhoudingen van belang, alleen binnen de zogenaamde explosiegrenzen (LEL en UEL) kan een explosie ontstaan. Wanneer het mengsel ‘armer’ is dan de Lower Explosion Level (LEL) of ‘rijker’ dan de Upper Explosion Level (UEL), dan zal het niet ontsteken. Voor stof ligt dit overigens gecompliceerder. Het is evident dat het wegnemen van een van de drie elementen een explosie kan voorkomen. Aangezien lucht vrijwel overal aanwezig is, is het wegnemen van de zuurstof alleen in gesloten processen een optie. Het (volledig) weg­nemen van de brandstof is niet altijd mogelijk. Rest dus het weg­nemen van de ontstekingsbron. De ATEX regelgeving en de daarbij behorende normen concentreren zich dan ook vooral op deze laatste mogelijkheid.

14 Explosieveiligheid in het procesveld | Explosieveiligheid en ATEX Regelgeving


1 1

ATEX 95 De ATEX 95 (Europese richtlijn 94/9/EG) stelt specifieke eisen aan alle elektrische en mechanische apparaten en beveiligingssystemen die bestemd zijn voor gebruik op plaatsen waar een explosieve atmosfeer kan ontstaan. De richtlijn moet zorgen voor een inherent veilig ontwerp en constructie van de desbetreffende producten. Het is een belangrijk houvast voor zowel fabrikanten als afnemers. Explosieveilig materieel mag alleen in de handel worden gebracht en geĂŻnstalleerd als het geheel voldoet aan de ATEX 95 richtlijn. Het is derhalve de verantwoordelijkheid van fabrikanten en leveranciers om er voor te zorgen dat de producten inderdaad voldoen aan de vereisten in deze richtlijn. De eindgebruiker blijft echter altijd verantwoordelijk voor de juiste selectie, installatie, het gebruik en het onderhoud.

1 2

ATEX 137 De ATEX 137 (Europese richtlijn 99/92/EG) is er op gericht een veilige werkomgeving te realiseren voor iedereen die tijdens zijn werkzaamheden mogelijk wordt blootgesteld aan bepaalde risico’s, zoals het werken in een omgeving waar een explosieve atmosfeer kan ontstaan. De werkgever moet de nodige maatregelen treffen om de Explosieveiligheid en ATEX Regelgeving | Explosieveiligheid in het procesveld 15


2 Elektrische en Instrumentatiecircuis ATEX 95 en de daarbij behorende normen zijn vooral gericht op het voorkomen dan wel het controleren van vonken en hoge tempera­ turen die zouden kunnen zorgen voor de ontsteking van een mogelijk aanwezige explosieve atmosfeer. Ook ATEX 137 gaat niet alleen in op het voorkomen van explosieve atmosferen, maar eveneens op het voorkomen van ontsteking van zo’n mengsel. De volgende ontste­ kingsbronnen zijn onderkend en worden met name genoemd in deze regvelgeving: elektrische installaties, statische elektriciteit, elek­ trische vereffeningsstromen en kathodische bescherming, elektro­ magnetische golven (hoogfrequent en optisch spectrum), mecha­ nisch opgewekte vonken, hete oppervlakken, vlammen en hete gas­ sen, bliksem, chemische reacties, adiabatische compressie, schok­ golven en stromende gassen, ioniserende straling en ultrasoon geluid. 2 1

Bekabeling Uit het oogpunt van explosieveiligheid maakt het in principe niet uit of het gaat om zogenaamde elektrische of instrumentatiebekabeling. Een spanning van 24 Volt op een instrumentatiekabel is net zo risico­ vol als een spanning van bijvoorbeeld 230 Volt bij een elektrisch ­c ircuit. Bij de installatie en aanleg in gebieden waar mogelijk een explosief gasmengsel aanwezig kan zijn (EX zone), moet voldaan worden aan enkele eisen. Ten eerste moet de bekabeling altijd vol­ doende beschermd zijn tegen mechanische schade en thermische en corrosieve invloeden. Verder moet de bekabeling op correcte wijze worden doorgevoerd in wanden, vloeren of muren. De brandwerend­ heid of gasdichtheid van de muur, vloer of wand moet intact blijven. Ook moet de bekabeling op correcte wijze worden ingevoerd in het desbetreffende materieel of apparaat, conform de vereiste bescher­

22 Explosieveiligheid in het procesveld | Elektrische en instrumentatieCircuits


mingswijze of het ATEX certificaat van het materieel. Ten slotte moe­ ten verbindingen of het lassen in bekabeling zoveel mogelijk worden voorkomen.

Verlichtingsarmaturen en elektromotoren 2 2

Veelgebruikte elektrische circuits in potentieel explosieve atmosferen (EX zones) zijn verlichtingsarmaturen en elektromotoren. Over ­verlichtingsarmaturen kunnen we kort zijn. Maak de juiste keuze voor de desbetreffende EX zone, installeer volgens de voorschriften en doe het onderhoud op de juiste manier. Bedenk hierbij wel dat een verlichtingsarmatuur geen passief apparaat is. Er kunnen bijvoor­ beeld te hoge temperaturen ontstaan door (bijna) defecte lampen. Een elektromotor kan in principe op twee manieren als ontstekings­ bron fungeren: door vonken of oververhitting. Om dit te voorkomen, worden over het algemeen twee beschermingsmethodes toegepast.­­ Ex d voor het draaiende gedeelte en Ex e voor de elektrische aanslui­ tingen. Voor het draaiende gedeelte zijn constructieve maatregelen genomen om onder andere vonkvorming te voorkomen en de oppervlaktetemperatuur te beperken. Hierbij is het belangrijk goed op te letten tot welke gasgroep de mogelijk aanwezige explosieve atmosfeer behoort. Hieruit volgt namelijk de temperatuurklasse en de maxi­ maal toegestane oppervlaktetemperatuur van de motor. De elektromotor dient beveiligd te zijn tegen het ontstaan van te hoge oppervlaktetemperaturen. Dit gebeurt in de eerste plaats op een ‘mechanische’ wijze door koelribben rondom de motorbehuizing en een koelwaaier op de as. Een automatisch werkende thermische beveiliging is echter het belangrijkste onderdeel. Dit dient te gebeu­ ren middels een overbelastingsstroombeveiliging en temperatuur­ Elektrische en instrumentatieCircuits | Explosieveiligheid in het procesveld 23


3 Techniek Ex d drukvast | flameproof Een vonk is, afgezien van hete oppervlakken, veelal de ontstekings足 bron voor een explosief mengsel. Het is dus zaak om vonkende of hete apparatuur te weren uit gebieden waar mogelijk een explosief mengsel aanwezig kan zijn. Dit zal echter niet altijd mogelijk zijn. Denk bijvoorbeeld aan een elektronische druk of drukverschil足 transmitter.

Behuizing

Explosieve atmosfeer

Vonken / Vlambogen / Hete oppervlakten

Luchtspleet

Normale apparatuur (niet explosieveilige)

Ex d Cable Gland

Flameproof enclosure

Ex d - Schema drukvaste behuizing

30 Explosieveiligheid in het procesveld | Techniek Ex d: drukvast | flameproof


Voor toepassing in gebieden waar mogelijk een explosief mengsel aanwezig kan zijn (EX-zone 1 of 2) bestaan van dit apparaat in ­principe twee uitvoeringen van onder andere de behuizing: Ex i (intrinsiek-veilig) of Ex d. Ook andere apparatuur zoals schakelaars, relais en omvormers moe­ ten soms in de EX-zone geplaatst worden. Een van de mogelijkheden is om deze apparaten te plaatsen in een Ex d behuizing. Deze af­korting staat oorspronkelijk voor de Duitse afkorting ‘Druckfeste kapselung’. Ook wel ‘Flameproof’ of ‘Explosionproof’ genoemd. Een drukvast omhulsel mag dus onder strikte voorwaarden onder­ delen bevatten die bij normaal gebruik vonken of hoge temperaturen kunnen veroorzaken. Deze onderdelen kunnen op hun beurt een mogelijk aanwezig explosief mengsel ontsteken. 3 1

Constructie Het bijzondere aan deze Ex d beschermingsmethode is dat bij het ontwerp, de fabricage en het gebruik rekening moet worden gehou­ den met de mogelijkheid dat het explosieve gasmengsel ook in de drukvaste behuizing, dus rondom de hete of vonkende apparatuur, aanwezig kan zijn. Wanneer in zo’n geval één of meer van de appara­ ten geïnstalleerd in de behuizing te heet wordt of een vonk afgeeft, kan het gas in de behuizing worden ontstoken. Hoewel dit in prin­ cipe niet gewenst is, mag dit niet leiden tot de ontsteking van het explosief mengsel wat mogelijk aanwezig rondom de behuizing. De behuizing moet derhalve een interne explosie kunnen weerstaan vandaar de benaming ‘drukvast’. Tevens mag de hierbij ontstane vlam of hoge temperatuur die optreedt in de behuizing, zich niet voortplanten naar de buiten liggende atmosfeer. De overdruk in een Ex d behuizing kan tijdens een dergelijke explosie in milliseconden oplopen tot vele malen de atmosferische druk­ Techniek Ex d: drukvast | flameproof | Explosieveiligheid in het procesveld 31


4 Techniek Ex e verhoogde veiligheid Ex e is, net zoals Ex d (zie vorig hoofdstuk), een beschermings­ methode waarbij de ontsteking van een eventueel aanwezige ­explosieve atmosfeer wordt voorkomen. Deze kan ontstaan als gevolg van ­vonken of hete oppervlakken. Het voorkomen van ont­s teking gebeurt door middel van de toegepaste constructietechniek en gebruikte materialen. De ‘e’ staat voor ‘erhöhte sicherheit’. Een techniek die is voort­ gekomen uit de Duitse mijnbouw in de vorige eeuw. Net zoals bij Ex d behuizingen is het bij de Ex e beschermingswijze mogelijk dat het explosieve gasmengsel binnendringt in de behuizing. Het grote verschil is echter dat bij Ex d een ontsteking door bijvoorbeeld vonken­de of hete apparatuur in principe in de behuizing mag plaats­ vinden, aangezien de constructie van Ex d hiervoor ontworpen is. Denk hierbij aan drukvaste behuizing, vlamdovende oppervlakken en afsluittechnieken. Bij Ex e is hiervan geen sprake. Constructief gezien is Ex e vele malen zwakker dan Ex d, dus kan een explosie in de Ex e behuizing niet worden gecontroleerd. Het is dus zaak om uit­ sluitend ‘passieve’, niet vonkende onderdelen te monteren in een Ex e be­huizing. Dus geen schakelende, vonkende of hete onderdelen.­ Zelfs geen zekering of weerstandje (tenzij moulded, ingegoten). De be­d rading moet uiteraard deugdelijk bevestigd zijn. Wanneer wordt voldaan aan alle eisen, mag Ex e apparatuur worden geïnstal­ leerd in zowel Ex Zone 1 als 2. De Ex e beschermingswijze wordt onder andere veel toegepast bij elektromotoren, lampfittingen, ­junction-boxen, meet- en regelapparatuur, klemmenstroken en heat tracing.

38 Explosieveiligheid in het procesveld | Techniek Ex e: verhoogde veiligheid




constructie Alleen Ex e behuizingen met een volledig Ex certificaat, waarbij ook de inhoud van de behuizing is beoordeeld tijdens de certificering, mogen worden toegepast in Ex geclassificeerde zones. Een Ex e behuizing moet voldoen aan een aantal constructieve eisen. De voornaamste zijn slagvastheid, bescherming tegen het binnen­ dringen van stof en water, bescherming tegen elektrostatische lading en temperatuurbeperking. Verder is een juiste montage van de bedrading in de behuizing uitermate belangrijk. Hierbij moet worden voldaan aan een aantal eisen betreffende lucht en kruipwegen tussen de elektrisch geleidende delen. In de NEN­EN­IEC­60079­7 is een en ander vastgelegd. Zo is de ‘kruipweg’ en minimale afstand tussen de draden bij 25 Volt 1,7 millimeter. Bij 250 Volt bedrading moet de afstand al minimaal 5 millimeter zijn! Deze afstanden zijn nodig om de isolatieweerstand in stand te houden en lekstromen te voorkomen.

TEchniEk Ex e: vErhoogdE vEilighEid | Explosieveiligheid in het procesveld 39


5 techniek Ex i intrinsieke veiligheid Net als Ex e en Ex d (zie de vorige hoofdstukken) is Ex i een veel gebruikte beschermingsmethode om vonkvorming, en dientengevolge een explosie, te voorkomen. Bij Ex i bevat de gehele stroomkring, mits juist uitgevoerd, te weinig elektrische energie om een vonk of heet oppervlak te laten ontstaan die een explosief gas-­mengsel zou kunnen ontsteken. Het principe van intrinsieke veiligheid zit al verscholen in de benaming. De Dikke van Dale geeft als letterlijke betekenis: innerlijk, dus tot het wezen van iets behorende. Waar Ex e en Ex d vooral beschouwd kunnen worden als passieve beschermingsmethode, aangezien de verkregen veiligheid vooral komt van de constructie, is Ex i een actieve beschermingswijze die niet zozeer constructief maar wel elektrotechnisch voor veiligheid zorgt en hieraan strenge eisen stelt. Indien juist ontworpen, aan­ gesloten en onderhouden, is Ex i apparatuur veilig voor gebruik in Ex geclassificeerde zones. Het circuit genereert dan geen vonken of hete oppervlakken onder normale bedrijfsomstandigheden. 5 1

Mechanische constructie Aan vast opgestelde veldbehuizingen in een Ex i circuit worden in principe geen bijzondere eisen gesteld, zoals dat bij Ex d en Ex e zeker wel het geval is. Bij Ex i behuizingen zijn mechanische sterkte en ­stofen waterdichtheid (IP54) het meest voor de hand liggend. Deze kunnen zelfs door hun opstelling en toepassing verschillen. Wel is het zo dat aan een gecertificeerde Ex i behuizing of box, inclusief de hierin gemonteerde apparatuur, geen wijzigingen mogen plaatsvinden zonder dat een herkeuring plaatsvindt. Aan draagbare Ex i apparatuur zoals meetapparatuur, gas­detectors enzovoorts, worden wel aan­

46 Explosieveiligheid in het procesveld | Techniek Ex i: intrinsieke veiligheid


vullende constructieve eisen gesteld. Het gaat hierbij vooral om de mechanische sterkte en het juiste gebruik. 5 2

Elektrotechnische constructie In eerste instantie lijkt Ex i een redelijk eenvoudige beschermings­ methode, maar dat ligt toch iets genuanceerder. Wanneer de norm NEN-IEC 60079 - explosieve atmosferen deel 11 ‘Bescherming van materieel door intrinsieke veiligheid i’ wordt bekeken, valt op dat het een lijvig boekwerkje is.

1

Hazardous area veldapparaat 4 mA ... 20mA transmitter

Safe area Ex i Safety Barrier (+) 24 V RM

2

lo

Out

1. [boven]

R

Uo

F

ln

Principeschema Ex i circuit

2. [beneden] Ex i Zener-barrier principeschema

Techniek Ex i: intrinsieke veiligheid | Explosieveiligheid in het procesveld 47


6 markering, herkenning en ce codes Elk bedrijf dat zich bezighoudt met de verwerking of behandeling van potentieel explosiegevaarlijke stoffen en producten, heeft als het goed is een risico-inventarisatie gemaakt en deze vastgelegd in een Explosie­VeiligheidsDocument (EVD), waarvan de Ex zonering deel uit moet maken. Hieruit blijkt immers of een zone, als deel van het bedrijf, al dan niet geclassificeerd moet worden als potentieel ex ­plosiegevaarlijk. In een Ex geclassificeerde zone mag alleen apparatuur gebruikt en geïnstalleerd worden die goedgekeurd is voor gebruik in een derge­ lijke zone. De ATEX-95 (EEG norm 94/9/EG) stelt hieraan duidelijke eisen. Om voor de gebruiker herkenbaar te maken welke apparatuur geschikt is voor welke zone, heeft men een markering ontworpen die op alle apparatuur, geschikt bevonden voor gebruik in Ex zones, vermeld moet staan. Dat dit geen vrijblijvende eis is, blijkt uit de Warenwetregeling explosieveilig materieel. Deze wet zegt hierover, overigens in eigen bewoordingen: Voor explosieveilig materieel - apparaten en beveiligingsmiddelen zijn wettelijk verplichte beoordelingsprocedures vastgesteld. Deze procedures dienen in overeenstemming te zijn met de Richtlijn 94/9/ EG (ATEX 95) van het Europees Parlement en de Raad van de Europese Unie van 23 maart 1994. Deze Richtlijn is geïmplementeerd in het Warenwetbesluit explosieveilig materieel. Voor elk product dat onder de Richtlijn valt, moet een EG-verklaring van Overeenstemming worden opgesteld. Hierin verklaart de fabrikant dat zijn product voldoet aan alle essentiële eisen van veiligheid en gezondheid uit de Richtlijn. De fabrikant of een gemachtigde persoon van de fabrikant ondertekent de verklaring en stuurt deze verklaring mee met het product. Ook brengt hij de CE-Ex markering op het product aan. 56 Explosieveiligheid in het procesveld | Markering, herkenning en CE codes


Productkeuringen worden uitgevoerd door keuringsinstellingen die door de minister van SZW zijn aangewezen. Deze instellingen worden bij de Europese Commissie aangemeld als zogenaamde Notified Bodies. Ook zijn enige verbodsbepalingen in het warenwetbesluit opge足 nomen. Letterlijk: Artikel 3a: Het is verboden apparaten, beveiligingssystemen, componenten en voorzieningen te verhandelen, in bedrijf te stellen of te gebruiken, die niet voldoen aan de vervaardiging voorschriften gesteld bij of krachtens van dit besluit. Artikel 4: Explosieveilig materieel is zodanig ontworpen en vervaardigd, heeft zodanige eigenschappen en is van zodanige vermeldingen voorzien, dat het bij gebruik overeenkomstig zijn bestemming geen gevaar oplevert voor de veiligheid of gezondheid van de mens of voor de veiligheid van zaken, wanneer het op passende wijze is ge誰nstalleerd en onderhouden. 6 1

Markering De apparatuur en de daarop aangebrachte markering die gebruikt wordt in de Europese Unie, moet voldoen aan de geharmoniseerde normen die als bijlage zijn te vinden in de ATEX-95. Het betreft hier vooral normen opgesteld door de International Electrotechnical Commission (IEC). In Nederland is de NEN (NEderlandse Norm) verantwoordelijk voor het uitgeven van de IEC normen. De markering voor elektrische apparatuur moet niet alleen de naam en het

Markering, herkenning en CE codes | Explosieveiligheid in het procesveld 57


7

NIET-ELEKTRISCHE | MECHANISCHE APPARATUUR In zones waar mogelijk een explosieve atmosfeer aanwezig kan zijn, is in de praktijk vaak de aandacht gevestigd op het voorkomen van vonken en hete oppervlaktes bij elektrische apparatuur. Maar er kunnen veel andere oorzaken zijn die een explosief mengsel kunnen ontsteken. In tegenstelling tot elektrische apparatuur bevat de meeste niet­ elektrische/mechanische apparatuur in principe geen ontstekings­ bron bij normaal bedrijf, mits een en ander wordt gebruikt binnen de ontwerpspecificaties en er juist onderhoud en toezicht plaatsvindt. Bij onjuist ontwerp, gebruik, onderhoud of toezicht, kan een mecha­ nisch apparaat als ontstekingsbron dienen als gevolg van bijvoorbeeld oververhitting door wrijving, statische elektriciteit, vonkvorming door slag of stoot en mechanisch falen.

mechanische apparatuur met ateX markering

66 explosieveiligheid in het procesveld | Niet-elektrische | mechaNische apparatuur


7 1

Risico’s in de praktijk Een handbediende kogelafsluiter van bijvoorbeeld Ø 2 inch zal in een mogelijk explosieve atmosfeer in principe geen enkel risico ­vormen. Het heeft weliswaar een glijlagering, maar door de trage hand­ bediening zal die niet snel warm lopen of statische elektriciteit doen ontstaan. Het huis is apart geaard dan wel geaard door opname in de leiding. Anders wordt het, als diezelfde afsluiter wordt opge­nomen in een leiding, waardoor bijvoorbeeld een niet geleidende vloeistof stroomt die kan zorgen voor statische elektriciteit. In zo’n geval moet de kogelafsluiter zijn uitgerust met een voorziening die zorgt voor positieve aarding van zowel de kogel als kogelbediening. Een aandrijfriem, zoals een V-snaar, voor bijvoorbeeld de aandrijving van een ventilator is in Zone 0 niet toegestaan. In zone 1 is dit wel toegestaan, mits de riem geleidend is (weerstand maximaal 105 ohm), zodat statische elektriciteit kan worden afgevoerd. De omtreksnelheid mag niet meer zijn dan 30 meter per seconde en de V riem-schijven moeten geaard zijn. Bovendien moet het geheel voorzien zijn van slipdetectie. Het oliepeil in een tandwielkast is niet alleen belangrijk voor de ­smering van de tandwielen, maar zorgt tevens voor koeling van het geheel. Regelmatig het peil controleren of een automatische niveau­ bewaking is dan ook een must.

Risicobeoordeling mechanische ontstekingsbronnen 7 2

Doel van de ATEX 137 (EC directief 1999/92/EG-voorschriften gezondheidsbescherming werknemers werkzaam in mogelijk explo­ sieve atmosferen) is dat een bedrijf het risico moet beoordelen van plaatsing en gebruik van apparatuur in mogelijk explosieve atmos­ Niet-elektrische | mechanische apparatuur | Explosieveiligheid in het procesveld 67


8 Ex Inspectie en -onderhoud ATEX apparatuur, geïnstalleerd in potentieel explosiegevaarlijke gebieden, is daarvoor geschikt dankzij de speciale constructieve maatregelen, gebruikte technieken en materialen. Het vereiste ATEX veiligheidsniveau wordt uiteraard vastgesteld tijdens de engineering, en de juiste installatie tijdens de constructiefase. Een eerste inspectie om vast te stellen of het geheel is samengesteld en opgebouwd volgens de geldende regels en wensen, vindt plaats tijdens de commissioning en start-up. Om het veiligheidsniveau en de integriteit van de gebruikte apparatuur tijdens de gehele levensduur te behouden, is het essentieel dat gedurende de gehele levensduur van de apparatuur door de eindgebruiker het juiste onderhoud wordt verricht, en een regelmatige inspectie plaatsvindt door een deskundig en gekwa­ lificeerd persoon (bij voorkeur een ‘third party’) om een en ander te verifiëren. Onderhoud en inspectie gelden voor alle ATEX apparatuur. Dus zowel voor elektrische, elektronische, pneumatische, mechanische en handapparatuur. 8 1

ATEX-137 Richtlijn 99/92/EG In de richtlijn behorende bij de ATEX-137 (‘eindgebruikers’ Richtlijn 99/92/EG van het Europees Parlement en de Raad betreffende minimum­voorschriften voor de verbetering van de gezondheids­ bescherming en de veiligheid van werknemers die door explosieve atmosferen gevaar kunnen lopen) wordt in detail ingegaan op onderhoud en inspectie. Dit betreft zowel technische als organisatorische maatregelen. De getroffen organisatorische maatregelen ter bescherming tegen explosiegevaar moeten in het Explosieveiligheids­ document (EVD) worden vastgelegd. Ook het in stand houden van de technische maatregelen ter bescherming tegen explosiegevaar door

76 Explosieveiligheid in het procesveld | Ex-inspectie en -onderhoud


inspectie, onderhoud en reparatie moet organisatorisch worden vastgelegd. Inspectie- en onderhoudswerkzaamheden mogen alleen door bevoegde personen worden uitgevoerd. 8 2

Inspectie en verificatie Vóór de eerste inbedrijfstelling moet de explosieveiligheid van de gehele installatie worden geverifieerd. Een eventuele wijziging van of reparatie aan apparatuur of installatie moet eveneens worden gezien als eerste inbedrijfstelling. De in een installatie getroffen maatregelen ter bescherming tegen explosiegevaar moeten met regelmatige tussenpozen op hun doel­ treffendheid worden geverifieerd. De frequentie van de controle is afgestemd op de aard van de maatregel ter bescherming tegen explosie­gevaar. Vuistregel is dat ten minste eens in de drie jaar een verificatie plaatsvindt van het explosieveiligheidsdocument, de installatie en alle daarin geïnstalleerde apparatuur. Een up-to-date gevarenzone-indeling (zeker niet ouder dan vijf jaar) voor stof-, damp- en/of gasexplosiegevaar moet aanwezig zijn, tezamen met de achterliggende informatie over de wijze waarop deze zones tot stand zijn gekomen. Alle controles mogen uitsluitend worden uitgevoerd door vak­ bekwame personen. Als vakbekwaam gelden personen die door hun beroepsopleiding, hun beroepservaring en hun huidige beroepsuit­ oefening over uitgebreide vakkennis op het gebied van de explosie­ veiligheid beschikken. Onder inspectie verstaan we een nauwgezet onderzoek, met of zonder gedeeltelijke ontmanteling en waar nodig aangevuld met metingen en testen, om op basis hiervan te komen tot een zo nauwkeurig mogelijke vaststelling van de conditie van de installatie en apparatuur.

Ex-inspectie en -onderhoud | Explosieveiligheid in het procesveld 77


9 Explosieveiligheid en competentie Bij ontwerp, installatie, modificaties en onderhoud van ATEX apparatuur is kennis van zaken een absolute voorwaarde. In feite is die kennis al nodig voordat een keuze in apparatuur wordt gemaakt. Immers, het is van belang om te weten waar de gevaren zich bevinden, wat voor soort gevaren het zijn en hoeveel het er zijn. Kortom, tijdens de ATEX zonering van een bepaald gebied moet worden vastgesteld wat de mogelijke explosiegevaren zijn. 9 2

Kennis gevarenzone-indeling De Nederlandse Praktijk Richtlijn, NPR-7910-1 ‘Gevarenzone-­ indeling met betrekking tot explosiegevaar - Deel 1: Gasexplosiegevaar’, die is gebaseerd op EN-IEC 60079-10-1, geeft aanwijzingen bij het opstellen van een gevarenzone-indeling. Hieruit vloeit voort welke specificaties de apparatuur moet hebben die in een dergelijke zone mag worden geïnstalleerd. Tijdens zo’n gevarenzone-indeling, vaak een HAZOP en/of risico-inventarisatie en -evaluatie (RI&E), wordt allereerst vastgesteld of het een ondergronds (kolenmijnen) of bovengronds werk betreft. Hieruit volgt de groepsindeling I of II. 
 In Nederland is er in feite altijd sprake van groep II (niet mijnbouw). Vervolgens moet de waarschijnlijkheid van het aanwezig zijn van een explosief mengsel worden vastgesteld, en in welke frequentie. Hieruit volgt de indeling naar zone 0, 1, 2 of veilig (NGG = Niet Gevaarlijk Gebied). In verband met de dampdichtheid (soortelijke massa ten opzichte van lucht), de Lower Explosion Level en Upper Explosion Level (LEL en UEL), en de minimale ontstekingsenergie dient de gasgroep bekend te zijn. Hierbij is de keuze groep IIA, IIB of IIC. Ook de ontstekingstemperatuur van het explosieve mengsel moet worden

82 Explosieveiligheid in het procesveld | Explosieveiligheid en competentie


vastgesteld, wat resulteert in de vereiste T-klasse van de apparatuur (T1 tot T6). Als laatste dient het vereiste Equipement Protection Level (EPL) te worden vastgesteld (voor gas Ga, Gb of Gc) of categorie (1, 2 of 3). Wat resulteert, is een specificatie waaraan de apparatuur moet voldoen. Voor sommige zones heeft men de keuze uit diverse beschermingswijzen, zoals Ex d of Ex i. 9 2

Competentie en bevoegdheid onderhoud Het voorgaande over de gevarenzone-indeling en specifieke eisen voor apparatuur is ter illustratie van wat zoal aan competenties zijn vereist in de eerste fase (ontwerp, selectie, engineering) en tweede fase, de installatie van de apparatuur. Wat volgt, is de derde en ongetwijfeld moeilijkste fase. Het correct opereren, inspecteren en onderhouden gedurende de gehele levensduur van de apparatuur. De initiële goede specificaties, integriteit en functionaliteit van de apparatuur zijn nu in handen van het operationele en onderhoudspersoneel en hun competenties. Het woordenboek geeft over de be­tekenis van het woord competentie maar één antwoord: bevoegdheid. En dat is precies de kern van het onderwerp. Men is pas bevoegd handelingen te verrichten op het gebied van explosieveiligheid wanneer men competent is. Zo is het ook geregeld in de wet- en regelgeving die van toepassing is. In de ATEX 137, ‘Eindgebruikers Richtlijn 99/92/EG’ is het als volgt ­verwoord: • 1.1. Opleiding van werknemers De werkgever verschaft werknemers die werkzaam zijn op plaatsen waar explosieve atmosferen kunnen voorkomen, voldoende en passende opleiding met betrekking tot de bescherming tegen ­explosiegevaar.

Explosieveiligheid en competentie | Explosieveiligheid in het procesveld 83


10

MACHINERICHTLIJN EN EXPLOSIEVEILIGHEID In de procesindustrie is het gebruikelijk dat verschillende onderdelen van een fabriek elders worden gefabriceerd, als ‘skid mounted’ worden aangeleverd, vervolgens worden aangesloten en in bedrijf worden genomen. Het kan gaan om passieve gedeeltes van de procesfaciliteiten, maar ook volledig ‘self supporting’ apparatuur, zoals transportbanden, aircosystemen, generator sets, air compressors enzovoorts. Al deze apparatuur moet onder andere voldoen aan wettelijke eisen die zijn vastgelegd in de machinerichtlijn 2006/42/EG. Deze machinerichtlijn is een Europese CE-richtlijn voor de machineindustrie die veiligheidscriteria bevat waaraan machines dienen te voldoen.

90 explosieveiligheid in het procesveld | Machinerichtlijn en explosieveiligheid


1

Machinerichtlijn 2006/42/EG De richtlijn 2006/42/EG is een herziene versie van de machinerichtlijn, waarvan de eerste versie werd opgesteld in 1989. Deze nieuwe machinerichtlijn is van toepassing sinds 29 december 2009. De richtlijn heeft het tweeledige doel de veiligheids- en gezondheidseisen die van toepassing zijn op machines, te harmoniseren op basis van een hoge mate van bescherming van veiligheid en gezondheid, en het vrije verkeer van machines op de Europese markt te waar­ borgen. Op veel machines en installaties worden beveiligingen aangebracht. Denk hierbij aan hekken met deurcontacten, noodstopknoppen, lichtschermen enzovoorts. Deze veiligheidssystemen dienen onder meer te voldoen aan de betrouwbaarheidsvoorschriften volgens de NEN-EN-IEC 62061 ‘Veiligheid van machines - Functionele veiligheid van elektrische, elektronische en programmeerbare systemen met een veiligheidsfunctie’. Deze norm kan worden gebruikt voor het ontwerpen en valideren van besturingssystemen met een veiligheidsfunctie (SRCF = Safety Related Control Function). De norm kent het zogenaamde Safety Integrity Level toe aan een veiligheidssysteem, ook wel SIL-klasse genoemd. De NEN-EN-IEC-62061 is gekoppeld aan de NEN-EN-IEC 61508 serie betreffende ‘functionele veiligheid van elektrische/elektronische/programmeerbare systemen verband houdend met veiligheid’.

2

CE-markering De oorspronkelijke EU richtlijn 93/465/EEG daterend uit 1993 betreffende CE markering, is in 2008 vervangen door 768/2008/EG. Hoewel de CE richtlijn losstaat van de machinerichtlijn, vormt het toch een belangrijk onderdeel van de algehele veiligheid. Om aan te geven dat een product of apparaat aan de minimum wettelijke eisen voldoet, moet er een CE-markering op zijn aangebracht. Machinerichtlijn en explosieveiligheid | Explosieveiligheid in het procesveld 91


11 Explosieveiligheid volgens IECex Zowel de regelgeving als de ‘fit for purpose’ certificatie van appara­ tuur die geschikt moet zijn voor gebruik in potentieel explosie­ gevaarlijk gebied, is mondiaal gezien nogal versnipperd. Zo bestaat er in de Verenigde Staten de FM (Factory Mutual) en UL (Underwriters Laboratories). In Canada is huist de CSA (Canadian Standards Asso­ ciation), in China de CQST (China national Quality Supervision and Test center for explosion protected electrical products), in Brazilië het Inmetro (National Institute of Metrology, Quality and Tech­ nology) en in Rusland het GOST R (the regulatory and certification body of the Russian Federation).

Voor een gestructureerde en gelijksoortige aanpak van het explosie­ risico heeft de Europese Commissie een aantal ATEX richtlijnen uit­ gevaardigd die in Nederland zijn gekoppeld aan de warenwet (ATEX 95), de Arbo-wet en het arbeidsomstandighedenbesluit (ATEX 137). De ATEX 95 (die overigens in de komende jaren wordt opgevolgd door de ATEX 114) betreft Europese regelgeving en is bedoeld om het vrije handelsverkeer te bevorderen. Een fabrikant kan een ATEX gecertificeerd apparaat vrij verhandelen binnen de EU. Echter, voordat­een apparaat ATEX gecertificeerd is, moet het worden getest voor geschiktheid in een potentieel explosiegevaarlijk gebied, volgens de geldende normen.

98 Explosieveiligheid in het procesveld | Explosieveiligheid volgens IECEx




Mondiale standaard Om het mondiale vrije handelsverkeer verder te verbeteren en om tegelijkertijd meer duidelijkheid te kunnen scheppen voor de eind­ gebruiker of de apparatuur in kwestie goedgekeurd is voor het be oogde doel en gebruik, is een systeem van normering en certifi­ cering in ontwikkeling om te komen tot een uniforme wereld­ standaard. Immers, de door bijvoorbeeld UL of FM voor de Verenig­ de Staten goedgekeurde apparatuur mag op dit moment niet zonder meer in Europa worden geïnstalleerd. Het omgekeerde is uiteraard ook van toepassing, ATEX apparatuur wordt niet zomaar toegelaten in de Verenigde Staten.



iEC en iECEx De richtlijn ATEX 95, en de bijbehorende geharmoniseerde normen, wordt wereldwijd wel erkend als een prima uitgangspunt, maar standaard isering middels één reeks van normen is gewenst. Hiertoe ontwikkelde de IEC, die zich bezighoudt met wereldwijde standaard­ isatie van normen met betrekking tot elektriciteit en elektronica, onder andere een aantal normen op het gebied van explosieveiligheid: de IECEx reeks. Reeds 47 landen zijn lid van de TC31 (Technical Committee 31) van de IEC (zie www.iec.ch). Nederland levert haar bijdrage aan TC31 via de nationale commissie NEC31.

ExplosiEvEilighEid volgEns iECEx | Explosieveiligheid in het procesveld 99


12 Explosieveiligheid en SIL Ondanks dat ATEX geen directe verbinding kent met de regels voor functionele veiligheid SIL (Safety Integrity Level), die onder andere zijn vastgelegd in de normen NEN EN IEC 61508 en NEN EN IEC 61551, zijn er vanuit praktisch oogpunt gezien toch duidelijke raakvlakken. In beide gevallen is het doel dat het risico van een incident tot een aanvaardbaar niveau wordt verlaagd. Bij ATEX gaat het om het voorkomen van explosieve atmosferen of de ontsteking daarvan, bij SIL gaat het om het voorkomen van onveilige processituaties door incorrect functioneren van meet- en regelapparatuur.

Gebruik van SIL IEC 61508

Industrie

IEC 62061

Machines Productie

IEC 60601

Medische sector

IEC 50128

Transport Sector

IEC 60880

Nucleaire Industrie

IEC 61511

Proces Industrie

Betrokkenen zullen zich over beide vraagstukken moeten buigen, zowel bij green-field als brown-field projecten. In het geval van ATEX, kent de installatie gebieden waar mogelijk een explosieve atmosfeer kan heersen en zo ja, welke apparatuur kan en mag ik daar 108 Explosieveiligheid in het procesveld | Explosieveiligheid en SIL


dan installeren? En in het geval van SIL, kent de installatie kritische processen waar een zekere mate van bedrijfszekerheid is gewenst. Welke apparatuur is dan gewenst om dit niveau te bereiken? Zowel SIL als ATEX hebben betrekking op ‘functionele veiligheid’. In beide gevallen ligt de basis in een inherent veilig ontwerp. 1

Voorkomen noodsituatie Bij SIL gaat het vooral om het voorkomen van een procestechnische noodsituatie. Wanneer menselijk handelen en het ingrijpen in de normale regelapparatuur niet het gewenste effect hebben gehad, zal het Safety Instrumented System (SIS) moeten ingrijpen om erger te voorkomen. Het bepalen van het gewenste SIL niveau van het SIS gebeurt aan de hand van een risicoanalyse van de installatie, bijvoorbeeld een HAZOP (HAZard en OPerability study). Het tijdens deze risicoanalyse vastgestelde en gewenste SIL niveau is een maat voor de vereiste risicoreductie met als doel dit risico terug te brengen tot een acceptabel niveau. Aangezien risico’s praktisch gezien niet tot nul kunnen worden teruggebracht, komen we zo­doende bij het begrip ALARP (As Low As Reasonably Practicable). øHet SIS wordt uiteindelijk ontworpen op basis van de SRS (Safety Requirement­ Specification).

2

Risk Reduction Zoals u weet, heeft elk apparaat in principe de nare eigenschap om weleens te falen. De enige juiste oplossing hiervoor is om voor uw toepassing een voldoende betrouwbaar apparaat of een samenstel van apparaten te kiezen. Desalniettemin heeft ook het allerbeste apparaat een bepaald risico om te falen. De kans op dat potentiële falen willen we uiteraard reduceren tot een acceptabel niveau. Ook wel Risk Reduction Factor (RRF) genoemd. De waarschijnlijkheid van dat falen kan worden vastgelegd in een betrouwbaarheidsgetal, in onze Explosieveiligheid en SIL | Explosieveiligheid in het procesveld 109


Atex boek - inkijkexemplaar