Méthode de protection Ex p : Purge et pressurisation

En résumé, le concept Ex p (également appelé pressurisation) est une méthode de protection contre les explosions utilisée dans les zones dangereuses pour empêcher l’ignition des atmosphères explosives. Le principe derrière Ex p consiste à maintenir un gaz protecteur, généralement de l’air propre ou parfois un gaz inerte, à l’intérieur d’un boîtier sous une pression plus élevée que celle de l’atmosphère environnante. Cette surpression empêche l’entrée de gaz, de vapeurs ou de poussières inflammables dans l’enclos, évitant ainsi le risque d’explosion interne.

En revanche, le concept Ex d est conçu pour contenir toute explosion, de sorte que la stratégie Ex p pourrait être considérée comme son opposé. Vous empêchez la source d’ignition de déclencher des explosions en premier lieu.

Faire en sorte que cela fonctionne

En essence, il existe 2 types de systèmes Ex p : les systèmes avec fuite interne et les systèmes sans fuite interne.

Systèmes sans fuite interne

Pour les systèmes sans sources de danger internes (combustibles), la compensation est généralement nécessaire uniquement pour la perte par fuite. Avant qu’un système puisse être mis en service, il doit être purgé avec de l’air propre ou un gaz inerte, cinq fois son volume.

En fonction de l’équipement à placer dans l’enclos et de la zone dans laquelle le système doit être installé, il existe trois solutions possibles pour Ex p sans fuite interne.

• Ex pxb est un type où un équipement industriel (non ATEX) est placé dans l’enclos et est amené à la catégorie 2 (EPL b), ce qui le rend adapté à une utilisation en Zone 1. Ici, le système doit être éteint lorsque la surpression est perdue.
• Ex pyb est un type dans lequel un équipement de catégorie 3 (EPL c) est enfermé et amené à la catégorie 2 (EPL b), ce qui le rend adapté à une utilisation en Zone 1.
• Ex pzc est un type où un équipement industriel (non ATEX) est enfermé et amené à la catégorie 3 (EPL c), adapté à une utilisation en Zone 2. Cela nécessite uniquement que des alarmes soient déclenchées lorsque la surpression est perdue.

Pour plus d’informations sur les catégories d’équipements, nous vous recommandons de consulter notre article de blog.

Systèmes avec fuite interne

Pour les systèmes avec une source de danger interne, un flux constant d’air propre ou de gaz inerte est nécessaire. Ce flux est calculé de manière à ce que la fuite maximale qui peut se produire dans l’enclos ne dépasse pas la valeur LEL de la substance combustible. Avant qu’un système puisse être mis en service, il doit être purgé avec cinq fois le volume de l’enclos avec de l’air propre ou un gaz inerte. Si l’alimentation en air est perdue, le système doit être éteint.
Une attention particulière est accordée ici aux restrictions, aux régulateurs de pression et aux dispositifs de protection contre les flammes dans les lignes d’échantillons afin de ne pas dépasser la surpression interne maximale déterminée.

Où est-il utilisé

Ce concept Ex p est couramment utilisé dans des industries telles que le pétrole et le gaz, le traitement chimique et d’autres secteurs où des atmosphères explosives représentent un risque, y compris les poussières en suspension dans l’air. Il est particulièrement utile pour protéger les équipements électriques et électroniques qui ne pourraient autrement pas être utilisés dans des zones dangereuses en raison du risque d’étincelles ou de génération de chaleur excessive.
Les équipements certifiés Ex p sont généralement étiquetés avec le marquage Ex p. Cela est régi par des normes internationales telles que la IEC 60079-2, qui définit les exigences pour les enclos pressurisés utilisés dans les lieux dangereux.

Exemple concret : Ex-M Hoeflon C6

Un exemple de produit certifié Ex p est le EX-M Hoeflon C6. La grue EX-M Hoeflon C6 montrée sur l’image a été modifiée pour répondre à la certification Ex P, ce qui signifie qu’elle peut être utilisée en toute sécurité dans des environnements potentiellement explosifs. Cette modification inclut une armoire et un système de commande spécialement conçus pour maintenir la surpression, empêchant ainsi l’entrée de gaz ou de poussières explosives.
En utilisant un cylindre de gaz externe, la surpression est générée et maintenue dans l’armoire. Cela empêche les étincelles ou la chaleur provenant des composants électroniques de la grue de contacter des atmosphères dangereuses, assurant ainsi la sécurité des opérations dans des environnements industriels à haut risque, tels que les usines chimiques et les raffineries de pétrole.

Exigences

La norme IEC 60079-13 couvre les salles pressurisées ou les bâtiments entiers et stipule que les pressions internes doivent être d’au moins 25 Pascals (2,5 mm sur un manomètre à eau) au-dessus de l’ambiance, et que les zones pressurisées doivent être accessibles par des sas. L’IEC exige 50 Pa pour les zones 1. Elle précise également que toutes ces zones doivent avoir une vitesse d’évacuation d’au moins 30 % d’un mètre cube par seconde lorsque tous les passages d’air sont ouverts simultanément.

Avantages

Les enceintes Ex d sont robustes, solides, résistantes, ou tout autre adjectif similaire. Les enceintes Ex p, en revanche, sont tout aussi fiables et robustes, mais fabriquées à partir de matériaux beaucoup plus légers. Par contraste, deux unités de même capacité auraient des poids et des coûts significativement différents. Alors qu’une enceinte Ex d pourrait peser (par exemple) 180 kg, une Ex p ne représenterait que 22 % de la masse, soit seulement 40 kg.

Les armoires en tôle métallique de seulement 2 mm d’épaisseur coûtent moins cher que celles en fonte épaisse de 8-10 mm ou en acier lourd capables de résister aux explosions. En empêchant le problème de se produire, vous économisez considérablement sur les coûts des matériaux et le poids total, tout en maintenant une marge de sécurité égale et un historique de fiabilité.

En effet, les armoires Ex p peuvent utiliser des panneaux Plexiglass™/Perspex™, vous permettant de voir ce qui se passe à l’intérieur. Cela est beaucoup plus difficile à réaliser dans une armoire Ex d ! Et, bien sûr, l’échange d’air maintient les températures des armoires en dessous du point d’ignition des gaz.

Inconvénients

Ces enceintes nécessitent un entretien pour préserver la pression interne et l’intégrité de l’armoire. Il y a des coûts supplémentaires, tels que la fourniture de gaz neutres comme l’azote (si nécessaire) ou le fonctionnement des pompes pour maintenir les pressions des armoires avec de l’air pur. Il faut également un certain temps pour purger l’équipement lors du démarrage, mais cela se fait généralement en parallèle avec d’autres activités de préparation, de sorte que cela n’impacte pas directement le fonctionnement.

Les armoires doivent être organisées de manière à ce que les composants internes ne créent pas de « poche » où des gaz dangereux pourraient s’accumuler et ne pas être correctement purgés. Un bon design d’armoire permet d’éviter cela.

Conclusion

Les enceintes Ex p, généralement plus légères et moins chères que les enceintes Ex d, offrent une protection fiable tout en utilisant moins de matériaux et en permettant des caractéristiques comme des panneaux transparents pour la surveillance. Le choix entre les deux dépendra de vos besoins spécifiques, et ces systèmes peuvent être combinés pour se compléter mutuellement.

Bien que les enceintes Ex p nécessitent un certain réglage initial, comme la purge et le maintien de la pression interne, ces activités se déroulent souvent en parallèle avec d’autres tâches opérationnelles, minimisant ainsi les temps d’arrêt. La capacité à prévenir l’explosion offre des avantages significatifs en termes de sécurité et de continuité des opérations.