Cap 01-2005 AVANPREMIERĂ LA RECONSIDERAREA INSTALAŢIILOR ANTIEXPLOZIVE
Teodor TERETEAN*
În
articol se analizează succint situaţia actuală a modului de
proiectare-realizare a instalaţiilor de ventilare-climatizare pentru
mediile cu categorii A, B sau C pericol de incendiu. Se fac unele
exemplificări de reguli prevăzute în Normativele P118-99 şi
I5-98. Pe de altă parte, se prezintă tendinţele existente în
Comunitatea Europeana în privinţa selectării echipamentelor antiex ca
şi responsabilitatea proiectanţilor şi executanţilor în
selectarea/utilizarea acestor echipamente conform noilor reguli CE, care în
curând vor fi obligatorii şi în România.
The paper briefly examines the Romanian existing rules (Norms I5-98 and
P118-99) for the design of HVAC systems in explosive atmosphere. Some examples
are given. On the other hand, the new existing rules in CE are presented. New
responsibilities of the designer and the contractor, in using antiex equipment,
are highlighted. The paper suggests the impact of these new rules in Romania,
after entering in CE.
Rog specialiştii
consacraţi să privească indulgent cele ce urmează;
articolul vrea să fie o încercare de ilustrare a schimbărilor care
vor trebui făcute în selectarea echipamentelor de ventilare utilizate în
incintele cu atmosferă cu pericol de explozie.
Ideea prezentării acestui
material mi-a fost sugerată de iminenţa saltului de înţelegere
pe care trebuie să-l facem, ca ventilatorişti-profesionişti, mai
înainte de 2007.
Îndrăznesc să cred
că, în cazul instalaţiilor de ventilare antiex, toata lumea are de
învăţat.
Tot ce vom produce, executa sau
utiliza va trebui să se supună regulilor comunitare în domeniu.
1. Situaţia
la noi.
Să vedem ce spun
normativele noastre; vorba unui cunoscut al meu, ce zic …indigenele.
1.1. Primul:
Normativul P118-99, adică Normativul pentru siguranţa la
foc a construcţiilor.
Spre exemplu, în art. 2.1.4. se
stipulează:
„…La construcţii de
producţie şi/sau depozitare …riscul de incendiu este definit prin
categorii de pericol de incendiu, ce exprimă:
-
categoriile A şi B
(BE3a,b): posibilităţi de incendiu şi explozie volumetrică
(risc foarte mare de incendiu);
-
categoria C (BE2):
posibilităţi de incendiu/ardere (risc mare de incendiu);
-
categoria D (BE1a):
existenţa focului deschis sub orice formă, în absenţa
substanţelor combustibile (risc mediu de incendiu);
-
categoria E (BE1b):
existenţa unor materiale sau substanţe incombustibile în stare rece
sau a substanţelor combustibile în stare de umiditate înaintată,
peste 80% (risc mic de incendiu).”
Mai mult decât atât, zonele din
încăperi, încăperile propriu-zise, compartimentele şi
construcţiile de producţie şi/sau depozitare, trebuie sa
aibă definit riscul de incendiu (fiecare separat) prin una din categoriile
de incendiu menţionate mai înainte.
„Repetitia mater studiorum” ziceau o
parte din strămoşii noştri, pe când cealaltă parte a lor
mai zăbăveau încă în aplicarea … acestei reguli.
De aceea, Vă rog a mai
privi o dată Tabelul I, care
reproduce Tabelul 2.1.5. din P118-99, care …odată ignorat, Vă
poate schimba viaţa …dintr-o dată.
Aceste premize, cunoscute
şi aplicate de oricare proiectant de instalaţii de ventilare
antiexplozivă a incintelor, au permis funcţionarea acestora în
condiţii de siguranţă.
1.2. Al
doilea: Normativul I5-98, adică Normativul privind
proiectarea şi executarea instalaţiilor de ventilare şi
climatizare.
La varianta iniţială
a acestui normativ (era prin 1979, la INCERC-Bucureşti), am avut
şansa să lucrez alături de reputatul Ing. Alexandru Christea.
Coordonatorul lucrării din
partea ministerului, la vremea aceea, era un alt remarcabil specialist, Dr.
Ing. Liviu Dumitrescu, preşedintele A.I.I.R. de astăzi.
Spre exemplu, în I5-98,
întregul capitol 18 se ocupă cu măsurile care se iau în proiectarea
şi executarea instalaţiilor de ventilare pentru prevenirea
incendiilor şi a exploziilor.
Tabelul I -
Categorii de pericol de incendiu
|
Categoria de pericol de incendiu |
Caracteristicile substanţelor şi ale materialelor
ce determină încadrarea |
Precizări |
|
A (BE3a) |
Substanţe a căror aprindere sau explozie poate sa aibă
loc în urma contactului cu oxigenul din aer, cu apa sau cu alte
substanţe ori materiale. Lichide cu temperatura de
inflamabilitate a vaporilor până la 28oC, gaze sau vapori cu
limita inferioară de explozie (LIE) până la 10%, atunci când acestea pot forma cu aerul
amestecuri explozive. |
Nu determină încadrarea în categoriile A şi B (BE3a şi BE3b) de pericol
de incendiu: -
folosirea substanţelor solide, lichide sau gazoase drept
combustibil pentru ardere; -
scăpările şi degajările de gaze, vapori sau praf,
stabilite conform art. 2.1.7., care sunt în cantităţi ce nu pot
forma cu aerul amestecuri explozive. În asemenea situaţii,
încadrarea se face în categoria C, D sau E (BE2, BE1a,b), în funcţie de
densitatea sarcinii termice şi pericolul de incendiu în ansamblu. |
|
B (BE3b) |
Lichide cu temperatura de inflamabilitate a vaporilor cuprinsă între 28 şi 100oC,
gaze sau vapori cu limita inferioară de explozie (LIE) peste 10%, atunci când acestea
pot forma cu aerul amestecuri explozive. Fibre, praf sau pulberi,
care se degajă în stare de suspensie, în cantităţi ce pot forma cu aerul amestecuri
explozive. |
|
|
C (BE2) |
Substanţe şi materiale combustibile solide. Lichide cu temperatura de
inflamabilitate a vaporilor mai mare de 100oC. |
Nu determină încadrarea în categoria C (BE2) de pericol: -
folosirea substanţelor solide, lichide sau gazoase drept
combustibil pentru ardere; -
utilizarea lichidelor combustibile cu temperatura de inflamabilitate
peste 100oC la comenzi hidraulice, răcire, ungere, filtre
şi tratamente termice, în cantităţi de max. 2 m3,
cu condiţia luării unor măsuri locale pentru limitarea propagării
incendiului; -
folosirea echipamentului electric. |
Notă: Din motive de
spaţiu nu am reprodus aici categoriile D şi E.
Astfel, în art. 18.5 se
stipulează :
„ Aerotermele, generatoarele
de aer cald, aparatele de climatizare, agregatele de răcire etc.,
amplasate în încăperile de categoria A, B şi C de pericol de incendiu
sau care ventilează – climatizează aceste încăperi, precum
şi aparatura de comandă va fi de tipul antiex”.
În total, în 24 de articole se
află
condensată toată ştiinţa autohtonă pentru a preveni
incendiile şi exploziile în locurile în care se lucrează cu
substanţe periculoase.
Cu toate acestea, Vă rog
să remarcaţi că aceste excelente normative, din motive ce
ţin de aprofundarea (până de curând, la nivel mondial) a domeniului,
nu intră în detalii în ceea ce priveşte modul de selectare
aprofundată a echipamentelor antiexplozive de ventilare (ventilatoare,
centrale de tratare a aerului etc.).
2. Situaţia
în Comunitatea Europeană (CE).
Ei bine, să vedem acum ce
zic normativele lor; vorba aceluiaşi cunoscut al meu, ce zic
…ante-mergătorii.
Situaţia
actuală în CE va fi situaţia noastră de după anul de
graţie 2007; cu un impact, economic şi tehnic, încă dificil de
evaluat astăzi de către investitori.
2.1. Problematica.
In
2002-2003, CE a revizuit cerinţele pe care trebuie să le
îndeplinească echipamentele de ventilare care funcţionează
într-o atmosferă cu pericol de explozie (ATEX).
Conceptul
ATEX pentru o incintă, reiterează o mai bună cunoaştere a
realităţii conform căreia, în anumite condiţii
atmosferice, în prezenţa unei surse inflamabile, anumite substanţe
inflamabile (gaze, vapori, praf), amestecate cu aerul, pot genera o
explozie.
Prezenţa unei atmosfere
explozive (ATEX) presupune îndeplinirea simultană a două
condiţii:
-
prezenţa concomitentă
a unui comburant (întreţinător de ardere având în componenţă,
de regulă, oxigenul) şi a
unui combustibil (substanţa care arde);
-
amestecul combustibilului cu
aerul trebuie să fie exploziv; cu alte cuvinte, concentraţia
substanţei inflamabile să fie cuprinsă între limita
inferioară de explozie (LIE) şi limita superioară de explozie
(LSE), iar temperatura lichidului să fie peste cea de inflamabilitate
(aprindere).
Condiţiile de
inflamabilitate ale unei atmosfere explozive (ATEX) sunt:
-
existenţa aportului unei
surse de aprindere (de ex.: scântei electrice sau mecanice, suprafeţe
calde, descărcări electrostatice, flăcări propriu-zise
etc.);
-
energie de iniţiere
suficientă (energia furnizată de sursă să fie mai mare
decât energia minimă de iniţiere a deflagraţiei şi
temperatura amestecului exploziv sa fie mai mare decât temperatura de
autoaprindere).
În cadrul conceptului ATEX,
substanţele inflamabile sunt clasificate foarte strict:
a)
după caracteristicile
gazelor combustibile şi
b)
după temperatura
maximală de suprafaţă.
În prima clasificare gazele, conform Tabelului
II, sunt împărţite în 4 grupe.
Tabelul II - Grupe
de gaze după caracteristici
|
Denumirea
grupei |
Gazul |
Energia
minimală de aprindere, EMI [mJ] |
Interstiţiul
experimental maximal de securitate, IEMS [mm] |
|
I |
Metan |
300 |
1.14 |
|
II A |
Propan |
240 |
0.92 |
|
II B |
Etilenă |
70 |
0.65 |
|
II C |
Acetilenă |
17 |
0.37 |
|
Hidrogen |
17 |
0.29 |
În a doua clasificare substanţele inflamabile, conform Tabelului III, sunt împărţite în 6 clase de
temperatură maximală a suprafeţei.
Tabel III - Clase de
temperaturi de suprafaţă
|
Clasa de
temperatură |
Valoarea
maximală, [oC] |
|
T1 |
450 |
|
T2 |
300 |
|
T3 |
200 |
|
T4 |
135 |
|
T5 |
100 |
|
T6 |
80 |
Notă: Clasa de temperatură a unui
material este valabilă pentru o temperatură ambientală
dată.
Pentru evitarea producerii unei
deflagraţii într-o atmosferă explozivă (ATEX) sunt recomandate măsuri privind materialul
de execuţie a echipamentelor de ventilare.
Astfel:
a)
pentru materiale electrice:
-
eliminarea atmosferei explozive
(prin suprimare internă), notată cu „p”;
-
eliminarea sursei de aprindere
(prin securitate extinsă), notată cu „e”;
-
nepropagarea aprinderii (prin
anvelopă antideflagrantă), notată cu „d”
b)
pentru materiale ne-electrice:
-
prin protecţie de
securitate integrată.
2.2. Directiva
Europeană 94/9/CE (pentru constructorii de echipamente).
Acest document se aplică
obligatoriu, la fabricarea oricărui produs (ventilator, centrală de
tratarea aerului etc.), începând cu 1 iulie 2003, în întreaga Comunitate
Europeană.
Cerinţele esenţiale
ale Directivei sunt:
-
utilizarea principiului de
securitate integrată împotriva exploziilor încă de la conceperea
produsului (echipamentului);
-
aplicarea marcajului CE
(dovadă juridică a fabricării conforme cu Directiva 94/9/CE
şi supunerii procedurilor de evaluare a conformităţii);
-
furnizarea declaraţiei
scrise de conformitate CE, ataşată oricărui echipament
comercializat, ca document de însoţire.
Detalierea cerinţei de
concepere (proiectare şi realizare) a unui echipament conform principiului
ATEX sugerează efortul făcut de producător pentru:
-
analizarea aprofundată a
criteriilor mecanice privind deformaţiile şi eforturile în materialul
de execuţie;
-
alegerea materialelor pentru
evitarea scânteilor sau a punctelor calde de suprafaţă;
-
realizarea unui joc minimal
între elementele fixe şi mobile ale echipamentului;
-
realizarea unui mod de fixare
robustă a roţilor şi arborilor;
-
garantarea unei îndelungate
durate de viaţă a palierelor;
-
utilizarea unor motoare
electrice pentru atmosferă explozivă;
-
crearea unor soluţii
„anti-flamă” (pentru zonele 0, adică „zero”).
De asemenea, Directiva Europeană 94/9/CE precizează
diferitele categorii de echipamente antiex, aşa cum rezultă din Tabelul IV.
Tabelul IV - Categorii de echipamente
|
Categoria de
protecţie |
Nivelul de
protecţie asigurat |
Felul în
care se asigură protecţia |
|
Categoria 1 |
Foarte înalt |
Prin două
mijloace independente de asigurare a securităţii la explozie, chiar
dacă se produc două defecţiuni (disfuncţii) ale
echipamentului, independente una faţă de cealaltă |
|
Categoria 2 |
Înalt |
Adaptată la o
exploatare normală, cu perturbare frecventă şi cu defect de
funcţionare luat normal în calcul |
|
Categoria 3 |
Normal |
Adaptată la o
exploatare normală |
2.3. Exemplu
de notare a unui echipament antiex
Pentru o abordare
pragmatică a modului în care vor fi evidenţiate caracteristicile
echipamentelor antiex vom apela la un exemplu de notare a acestuia în sensul
Directivei 94/9/CE, şi anume:
CE nnnn ex II 2G EEx
d IIB T4
Semnificaţiile
notaţiilor sunt următoarele:
CE reprezintă marcajul Comunităţii
Europene,
nnnn – un număr indicând organismul european care
a intervenit în procedura de control a fabricaţiei echipamentului (de ex.:
în Franţa 0080 reprezintă Centrul INERIS, iar 0081 – Centrul LCIE),
ex – marcaj
distinctiv european (ATEX) pentru un material (echipament) utilizat în
atmosferă explozivă,
II – Grupa produsului, ştiind că:
I se referă la Industria minieră
(subterană) iar
II la Industria de suprafaţă
(supraterană),
2 – Categoria (de protecţie a) produsului,
ştiind că:
1 se foloseşte pentru Zona 0,
2 - pentru Zona 1 şi
3 - pentru Zona 2.
Notă: semnificaţia zonelor este dată
în continuare. La proiectarea şi realizarea instalaţiilor de
ventilare antiex utilizatorul (beneficiarul) este obligat să evalueze, pe
proprie răspundere, zona de risc de explozie (0, 1 sau 2) în/pentru care
va fi utilizată instalaţia de ventilare.
G – Tipul de atmosferă explozivă,
ştiind că:
G se referă la atmosfera care conţine gaze
şi/sau vapori explozivi (gases);
D - la pulberi explozive (dust).
EEx – marchează caracteristica de „protejat la
explozie”,
d – Modul de protecţie, ştiind
că:
p se referă la eliminarea atmosferei explozive,
prin suprimare internă,
e - elimină sursa de aprindere, prin securitate extinsă,
d – asigură nepropagarea inflamării, prin
folosirea anvelopei antideflagrante.
II B – Grupa de explozie, ştiind că:
II A include gaze de tipul amoniac, etan, metan,
propan, alcool etilic, butan, motorină sau acetaldehidă;
II B include gazele din grupa II A plus
gazele de tipul aragaz, etilenă, sulfură de hidrogen, etil-glicol sau
eter-etil;
II C include gazele din grupa II A, II B
plus gazele de tipul hidrogen, acetilenă sau sulfură de carbon.
T4 – Clasa de temperatură, (adică
temperatura maximă a suprafeţei echipamentului, care trebuie să
fie inferioară temperaturii de autoaprindere a gazului), ştiind
că:
T1 reprezintă valorile de temperaturi sub 450oC
pentru amoniac, etan, metan, propan, aragaz, hidrogen;
T2- sub 300oC, pentru alcool-etilic,
butan, etilenă, acetilenă;
T3- sub 200oC, pentru motorină,
etil-glicol, sulfură de hidrogen;
T4- sub 135oC, pentru acetaldehidă,
eter-etil;
T5- sub 100oC;
T6- sub 85oC, pentru sulfură de
carbon.
Observaţie practică:
grupajul II 2G se
referă la categoria ATEX (caracteristicile atmosferei exploziva în/pentru
care va lucra instalaţia de ventilare, stabilite în scris de către
utilizator/beneficiar), iar
grupajul IIB T4 se
referă la categoria electromotorului de antrenare (stabilită şi
certificată de constructorul echipamentului).
2.4. Directiva
Europeană 1999/92/CE pentru beneficiarii de echipamente.
Data de aplicare a acestui
document este:
a)
pentru instalaţii noi: 2
iulie 2003;
b)
pentru instalaţiile
existente: punerea în conformitate a materialului (echipamentului), inclusiv
prin înlocuirea celui vechi, până la 1 iulie 2006.
Implicaţiile care apar
pentru utilizator sunt:
-
evaluarea corectă a riscurilor
de explozie;
-
încadrarea corectă a
zonelor cu pericol de explozie;
-
luarea de măsuri tehnice
şi organizatorice;
-
instalarea materialelor
(echipamentelor) în conformitate cu Directiva 94/9/CE.
Caracteristicile zonelor cu
atmosferă cu pericol de explozie sunt:
-
Zona 0/20 prezintă pericolul de explozie în
permanenţă sau în timpul unor perioade lungi de timp sau frecvent;
prezenţa pericolului este de peste 1000 ore/an;
Notă: În aceasta zonă
se încadrează, de exemplu, platformele petrolifere.
-
Zona 1/21 prezintă pericolul de explozie ocazional,
intermitent, în funcţionare normală; prezenţa pericolului este
între 10 şi 1000 ore/an;
-
Zona 2/22 nu este susceptibilă de a prezenta pericolul
de explozie în funcţionare normală sau are o prezenţă de
scurtă durată, episodică (funcţionare anormală
previzibilă); prezenţa pericolului este sub 10 ore/an.
O clasificare combinată a
zonelor cu atmosferă cu pericol de explozie şi a materialului
(echipamentului) utilizabil este prezentată în Tabelul
V.
Tabelul V – Zone
şi materiale (echipamente)
|
Zona ATEX |
Natura substanţei combustibile |
Prezenţa atmosferei explozive |
Categoria materialului |
Marcajul ATEX |
|
0 |
G |
Permanentă |
1 |
CE ex II 1 G |
|
20 |
D |
CE ex II 1
D |
||
|
1 |
G |
Intermitentă |
2 |
CE ex II 2 G |
|
21 |
D |
CE ex II 2 D |
||
|
2 |
G |
Episodică |
3 |
CE ex II 3 G |
|
22 |
D |
CE ex II 3 D |
3. În loc de
concluzii
Vorba strămoşului: Alea
jacta est !
In curând va trebui să
luăm măsuri suplimentare cu privire la alegerea noilor echipamente pe
care le vom include în astfel de instalaţii.
În acelaşi timp, toate
instalaţiile vechi aflate în funcţiune, vor trebui revizuite şi
reechipate cu echipamente (ventilatoare, centrale de tratare a aerului etc.) în
conformitate cu Directivele CE prezentate.
La ei, intervalul de
graţie este 2003-2006.
Poate că la noi se va accepta
măcar un cincinal de …4˝ ani !
Rămân optimist, ceea ce
vă doresc şi Dumneavoastră.
Acknowledgement: Adresez
mulţumirile mele Domnului Ing. Iulian Cârtog pentru materialele
documentare puse la dispoziţie.
Articol publicat în Revista INSTALATORUL
nr. 1 / 2005
<<< înapoi