Beschermingsmethode Ex p: Purging en Pressurization

In een notendop is het Ex p-concept (ook wel pressurisatie genoemd) een explosiebeschermingsmethode die wordt gebruikt in gevaarlijke omgevingen om de ontsteking van een explosieve atmosfeer te voorkomen. Het principe achter Ex p is het handhaven van een beschermend gas, meestal schone lucht of soms inert gas, binnen een omhulling met een druk die hoger is dan de omringende atmosfeer. Deze overdruk voorkomt dat brandbare gassen, dampen of stof de behuizing binnendringen, waardoor het risico van een interne explosie wordt vermeden.

Ex d daarentegen is ontworpen om een explosie in te dammen, dus je zou kunnen zeggen dat de Ex p-strategie het omgekeerde is. Je voorkomt dat de ontstekingsbron überhaupt explosies veroorzaakt.

Ervoor zorgen dat het werkt

In de basis zijn er 2 soorten Ex p systemen, systemen met inwendige lekkage en systemen zonder inwendige lekkage.

Systemen zonder inwendige lekkage

Voor systemen zonder inwendige gevarenbronnen (brandbare stoffen) hoeft er over het algemeen alleen gecompenseerd te worden voor het lekverlies. Voordat een systeem opgestart kan worden moet deze met 5 keer het volume van de behuizing gespoeld worden met schone lunch of inert gas.

Afhankelijk van de apparatuur die in de behuizing geplaatst gaat worden en de zone waarin het systeem geplaatst moet worden zijn er 3 mogelijke oplossingen voor Ex p zonder inwendige lekkage.

Ex pxb is een type waarbij er industriële apparatuur (niet ATEX) in de behuizing worden gezet en naar categorie 2 (EPL b) wordt gebracht en geschikt is voor gebruik in Zone 1. Hierbij moet het systeem uitgeschakeld worden bij het wegvallen van de overdruk.

Ex pyb is een type waarbij er categorie 3 (EPL c) apparatuur in de behuizing wordt gezet en naar categorie 2 (EPL b) wordt gebracht en geschikt is voor gebruik in Zone 1. Hierbij hoeft alleen gealarmeerd te worden bij het wegvallen van de overdruk.

Ex pzc is een type waarbij er industriële apparatuur (niet ATEX) in de behuizing worden gezet en naar categorie 3 (EPL c) wordt gebracht en geschikt is voor gebruik in Zone 2. Hierbij hoeft alleen gealarmeerd te worden bij het wegvallen van de overdruk.

Voor meer informatie over uitrustingscategorieën raden we je aan ons blogartikel te bekijken.

 Systemen met inwendige lekkage

Voor systemen met een inwendige gevarenbron wordt er geëist dat er een constante doorstroming is van schone lucht of inert gas. Deze doorstroming wordt berekening zodat de maximale lekkage die er plaats kan vinden in de behuizing de LEL waarde van de brandbare stof niet bereikt. Voordat een systeem opgestart kan worden moet deze met 5 keer het volume van de behuizing gespoeld worden met schone lunch of inert gas. Bij het wegvallen van de lucht toevoer moet het systeem uitgeschakeld worden.

Er wordt hier speciale aandacht gevraagd voor restricties, drukregelaars en vlam dover in de bemonsterleidingen om de maximale bepaalde inwendige overdruk niet te overschrijven.

Waar het wordt gebruikt

Dit Ex p-concept wordt vaak gebruikt in industrieën zoals olie en gas, chemische verwerking en andere sectoren waar explosieve atmosferen een risico vormen, inclusief stofexplosiegevaar. Het is vooral nuttig voor het beschermen van elektrische en elektronische apparatuur die anders niet in gevaarlijke omgevingen gebruikt zou kunnen worden vanwege het risico op vonken of overmatige hitte. Apparatuur die is gecertificeerd als Ex p wordt voorzien van de Ex p-markering. Dit wordt bepaald door internationale normen zoals IEC 60079-2, waarin de vereisten zijn opgenomen voor behuizingen onder druk die worden gebruikt op gevaarlijke locaties.

Voorbeeld Ex p applicatie: Ex-M Hoeflon C6

Een voorbeeld van een Ex P gecertificeerd product is de EX-M Hoeflon C6. De EX-M Hoeflon C6 kraan die in de afbeelding wordt getoond, is aangepast om te voldoen aan de Ex P-certificering, wat betekent dat de kraan veilig kan worden gebruikt in potentieel explosieve omgevingen. Deze aanpassing omvat onder andere een speciaal ontworpen kast en controlesysteem die overdruk handhaven, waardoor het binnendringen van explosieve gassen of stof wordt voorkomen. Met behulp van een externe gasfles wordt de overdruk in de kast gecreëerd en behouden. Dit voorkomt dat vonken of hitte, afkomstig van de elektronische componenten van de kraan, contact maken met de gevaarlijke atmosferen, waardoor de veiligheid van de operaties in risicovolle industriële omgevingen zoals chemische fabrieken en olieraffinaderijen wordt gewaarborgd.

Vereisten

IEC 60079-13 heeft betrekking op drukcabines of hele gebouwen en stelt dat de interne druk niet minder dan 25 Pascal (2,5 mm op een watermeter) boven de omgeving moet zijn en dat drukcabines toegankelijk moeten zijn via luchtsluizen. De IEC vereist 50 Pa voor Zone 1 locaties. Het stelt verder dat al deze ruimten een afvoersnelheid moeten hebben van ten minste 30% van een kubieke meter per seconde wanneer alle luchtdoorgangen tegelijkertijd worden geopend.

Voordelen

Ex d-behuizingen zijn robuust, sterk, stevig, of een willekeurig aantal andere bijvoeglijke naamwoorden. Ex p-behuizingen daarentegen zijn net zo betrouwbaar en robuust, maar gemaakt van veel lichtere materialen. Daarentegen zouden twee eenheden met dezelfde capaciteit aanzienlijk verschillende gewichten en kosten hebben. Terwijl een Ex d-behuizing (bijvoorbeeld) 180 kg weegt, zou een Ex p-behuizing met slechts 40 kg slechts 22% van de massa wegen.

Plaatstalen kasten van slechts 2 mm dik kosten minder dan 8-10 mm dik gietijzer of zware stalen kasten die explosies kunnen weerstaan. Door het probleem te voorkomen bespaar je aanzienlijk op materiaalkosten en gewicht, maar met een gelijke veiligheidsmarge en staat van dienst.

Ex p-kasten kunnen zelfs panelen van plexiglas™/Perspex™ gebruiken, zodat je kunt zien wat er binnen gebeurt. Dit is veel moeilijker te realiseren in een Ex d-kast! En natuurlijk houdt de luchtuitwisseling de kasttemperaturen onder het gasontstekingspunt.

Nadelen

Deze behuizingen vereisen onderhoud om de interne druk en de integriteit van de kast te behouden. Er zijn extra kosten, zoals het leveren van neutrale gassen zoals stikstof (indien nodig) of het gebruik van pompen om de druk in de kast te verhogen met gewone lucht. Het kost ook een bepaalde hoeveelheid tijd om apparatuur te zuiveren tijdens het opstarten, maar dit gebeurt meestal parallel met andere voorbereidende activiteiten, dus het heeft misschien geen invloed.

Kasten moeten zo georganiseerd zijn dat interne componenten geen “zak” vormen waar gevaarlijke gassen zich kunnen verzamelen en niet goed kunnen worden afgevoerd. Een goed kastontwerp voorkomt dit.

De takeaway

Ex p-behuizingen, doorgaans lichter en minder duur dan Ex d-behuizingen, bieden betrouwbare bescherming terwijl er minder materiaal voor nodig is en functies zoals transparante panelen voor monitoring mogelijk zijn. Je keuze hangt af van je specifieke behoeften en beide systemen kunnen worden gecombineerd om elkaar aan te vullen.

Hoewel Ex p behuizingen enige initiële instellingen vereisen, zoals doorspoelen en het handhaven van de interne druk, lopen deze activiteiten vaak parallel met andere operationele taken, waardoor de uitvaltijd tot een minimum wordt beperkt. De mogelijkheid om een explosie te voorkomen biedt aanzienlijke veiligheidsvoordelen en operationele continuïteit.