Vraag of opmerking? Neem contact met ons op via admin@powderprocess.net
| Sectiesamenvatting |
|---|
| 1. ATEX-risicoanalyse |
| 2. Een voorbeeld van ATEX-stofrisicobeoordeling |
| 2.1 Gevarenidentificatie: materiaaleigenschappen |
| 2.2 Zone-indeling |
| 2.3 Ontstekingsbronnen |
| 2.4 Classificatie van de gevaren |
| 2.5 Beheersing van het gevaar |
Een ATEX-risicobeoordeling is verplicht in Europa en in vele andere delen van de wereld. Deze pagina beoogt een voorbeeld te geven van een ATEX-risicobeoordeling die nuttig kan zijn voor fabrieksoperators die hun eigen analyse moeten uitvoeren. In dit voorbeeld wordt een pneumatische transportleiding voor meel bestudeerd.
De Europese ATEX-richtlijnen 94/9/EG en 1999/92/EG, herzien in 2014, hebben het concept van zone-indeling geïntroduceerd om gebieden binnen een fabriek te identificeren en te classificeren waar een risico bestaat op aanwezigheid van een stofwolk in explosieve omstandigheden.
De fabrieksoperator moet een stofexplosie-risicoanalyse uitvoeren, vaak een ATEX-studie genoemd, om de gebieden te classificeren volgens de waarschijnlijkheid van aanwezigheid van een stofwolk (zone-indeling) en om de waarschijnlijkheid te bepalen dat er een ontstekingsbron in dit gebied aanwezig is. Het product van de waarschijnlijkheid van een stofwolk en de waarschijnlijkheid om deze te ontsteken geeft een risicoscore die kan leiden tot directe acties om dit risico te verminderen.
Voor dit voorbeeld beschouwen we een bakkerij met een klein industrieel proces voor de productie van koekjes. De eerste stap in dit proces is het lossen van zakken meel in het proces en het transporteren van tarwebloem naar een silo, vanwaar het gedoseerd zal worden naar de rest van het proces. Een volledige analyse, voorbij de silo, moet natuurlijk door de eigenaar van de installatie worden uitgevoerd, maar voor dit voorbeeld zullen we ons beperken tot dit eerste procesdeel, dat soms ook een "knooppunt" wordt genoemd: het lossen van het materiaal, transporteren en opslaan ervan.

Ter herinnering: een stofgevarenanalyse wordt uitgevoerd volgens de volgende stappen. Deze stappen zullen worden gevolgd om het gegeven voorbeeld te bestuderen.
Algemene uitleg over stofexplosies en ATEX-risicoanalyse wordt gegeven op de pagina, naast wat betrekking heeft op het voorbeeld. Voor een betere begrip staan de daadwerkelijke elementen van het voorbeeld in kaders.
| De risicoanalyse van het voorbeeld staat in kaders zoals deze |
Waarschuwing: de onderstaande analyse is slechts een voorbeeld ter illustratie van een methode; deze is mogelijk niet uitputtend en kan niet als zodanig worden toegepast op andere gevallen. Lezers moeten hun eigen studie uitvoeren, afgestemd op de specifieke kenmerken van hun proces.
De eerste stap van de risicobeoordeling is bepalen of er brandbare stoffen in het proces aanwezig zijn en wat hun eigenschappen zijn.
| In dit geval is meel brandbaar; we moeten dus de explosie-eigenschappen ervan nagaan. Omdat tarwebloem vrij algemeen is, kunnen de explosiekenmerken van dit materiaal in de literatuur worden gevonden. |
Merk op dat, indien het materiaal niet goed bekend is of specifieke kenmerken heeft (bijv. zeer fijn), het noodzakelijk is om tests uit te voeren bij gespecialiseerde instituten om de explosiegegevens te bepalen.
| Voor tarwebloem 405, gebruikt in het proces van het bedrijf, worden de volgende waarden in de literatuur [IFA] gevonden: |
Deze gegevens vormen de meest basale set die vereist is voor het uitvoeren van een ATEX-risicobeoordeling. In bepaalde gevallen kunnen aanvullende gegevens nodig zijn. Er is een database, gefinancierd door de Europese Unie, online beschikbaar met 7000+ stoffen getabelleerd op https://www.dguv.de/ifa/gestis/index-2.jsp. Bij gebruik van de database zal blijken dat er voor één stof vaak veel gegevens beschikbaar zijn; de gebruiker moet daarom zeer voorzichtig zijn met de omstandigheden waaronder de gegevens zijn verkregen, om die te selecteren die het meest overeenkomen met zijn toepassing (deeltjesgrootte is zeer belangrijk, evenals vochtigheid).
Indien er andere materialen op dezelfde lijn worden verwerkt, moeten dezelfde gegevens voor die materialen worden verzameld en getabelleerd voor de analyse.
Naast de materiaalkenmerken moet de technische documentatie van de installatie worden verzameld en bijgewerkt. Stroomschema’s, lay-outs en apparatuurspecificaties zijn vereist. In dit voorbeeld wordt het onderstaande stroomschema beschouwd.
![]() |
De eerste stap van de ATEX-risicoanalyse is het in kaart brengen van het productieproces om te identificeren waar potentiële gevaren met betrekking tot stofbrand en/of -explosies zich kunnen voordoen, en hoe vaak poeder in suspensie in de lucht aanwezig is, wat de zone-classificatie van het gebied zal bepalen. Het is daarom aan te raden de risicobeoordeling uit te voeren met een multidisciplinair team dat de werkomgeving goed kent en relevante documentatie kan verstrekken (P&ID, apparatuurspecificaties en tekeningen, enz.) en dat een persoon moet omvatten met expertise op het gebied van gevaren met betrekking tot brandbare stoffen.
Het team dat de stofexplosie-risicoanalyse uitvoert, moet eerst explosiegegevens (MIE, MIT, Kst, Pmax, enz.) verzamelen over het stof dat in de fabriek wordt verwerkt en vervolgens een lijst opstellen van de gebieden waar brandbaar stof aanwezig is.
Zodra de brandbare gegevens en procesgegevens zijn verzameld, is het nodig deze te combineren om na te gaan of er daadwerkelijk een risico bestaat. Dit betekent het beantwoorden van de volgende vragen voor elk apparaat:
Het procesgebied zal worden ingedeeld volgens 3 zones :
Om dit deel van de analyse uit te voeren, moet men stap voor stap door het proces gaan, waarbij doorgaans de verschillende apparatuur wordt beschouwd. In dit voorbeeld starten we bij het kippunt en stellen we de vraag of er stof aanwezig is in dit gebied:
| ID | Gebied |
Opmerking |
Zone |
| A1 | Binnen het kippunt | Stofwolk bij elke reguliere kipbeweging | 21 |
| A2 | Buiten het kippunt (1 m rondom het kippunt) |
Stofwolk bij uitzondering bij problemen met stofafzuiging of morsen | 22 |
| A3 | In het filter van het station, productzijde | Stofwolk bij elke reguliere kipbeweging | 21 |
| A4 | Aan de schone zijde van het filter | Stofwolk bij uitzondering bij lekkage in het filter | 22 |
| A5 | In de afzuigventilator van het station | Stofwolk bij uitzondering bij lekkage in het filter | 22 |
| A6 | Bij de uitlaat van de stofafzuigventilator (1 m rondom de uitlaat van de ventilator) |
Stofwolk bij uitzondering bij lekkage in het filter | 22 |
| B1 | In het celradsluisventiel | Frequente stofwolk bij vallend poeder uit de sterventiel | 20 |
| B2 | Buiten het celradsluisventiel (1 m rondom de sluis) |
Stofwolk bij uitzondering bij lekkage aan de flens tussen station en ventiel | 22 |
| C1 | In de pneumatische transportleiding | Frequente stofwolk | 20 |
| C2 | Bij koppeling van pneumatische transportleiding (1 m rondom elke koppeling) |
Stofwolk bij uitzondering bij lekkage aan de koppelingen | 22 |
| D1 | In de ontvanger (bufferopslagtank) | Frequente stofwolk bij scheiding van getransporteerd product en transportlucht | 20 |
| D2 | Aan de schone zijde van het filter | Stofwolk bij uitzondering bij lekkage in het filter | 22 |
Zodra de zonering is bepaald, moet de waarschijnlijkheid van een
ontstekingsbron in dit gebied worden bestudeerd.
Nu de gebieden waar stof aanwezig kan zijn geïdentificeerd zijn en de zonering bepaald is, is het noodzakelijk te controleren of er een ontstekingsbron in het gebied aanwezig is die een explosie kan triggeren. De volgende ontstekingsbronnen moeten in overweging worden genomen:
Er zijn verschillende bronnen van elektrostatische ontlading in een poederverwerkingsproces:
|
| Gebied |
Vonken |
Kwastontlading | Voortplantende kwastontlading | Corona | Kegelontlading |
| Binnen het kippunt | Ja | Nee | Nee | Nee | Nee |
| Buiten het kippunt (1 m rondom het kippunt) |
Ja | Nee | Nee | Nee | Nee |
| In het filter van het station, productzijde | Ja | Nee | Nee | Nee | Nee |
| Aan de schone zijde van het filter | Ja | Nee | Nee | Nee | Nee |
| In de afzuigventilator van het station | Ja | Nee | Nee | Nee | Nee |
| Bij de uitlaat van de stofafzuigventilator (1 m rondom de uitlaat van de ventilator) |
Ja | Nee | Nee | Nee | Nee |
| In de cellenradsluis | Ja | Nee | Nee | Nee | Nee |
| Buiten de cellenradsluis (1 m rondom de cellenradsluis) |
Ja | Nee | Nee | Nee | Nee |
| In de pneumatische transportleiding | Ja | Nee | Ja | Nee | Nee |
| Bij de koppeling van de pneumatische transportleiding (1 m rondom elke koppeling) |
Ja | Nee | Nee | Nee | Nee |
| In de ontvanger | Ja | Nee | Nee | Nee | Ja |
| Aan de schone zijde van het filter | Ja | Nee | Nee | Nee | Nee |
Uit deze eerste analyse blijkt dat het risico op vonken tussen twee geïsoleerde geleidende materialen aanwezig is voor alle apparatuur in de installatie. Daarom moeten alle metalen onderdelen die in contact kunnen komen met een stofwolk, of die mogelijk in een geïdentificeerd gebied buiten de apparatuur (bijv. rondom de apparatuur) aanwezig zijn, geaard worden.In dit voorbeeld voeren we een risicobeoordeling uit van een bestaande fabriek; de ingenieurs moeten vervolgens het proces inspecteren, alle onderdelen registreren die mogelijk niet geaard zijn, en actiepunten opstellen om deze te corrigeren. Indien het proces zich in de ontwerpfase bevindt, moeten de ontwerpverantwoordelijke ingenieurs aardingspunten voorzien voor alle apparatuur.
Opmerking: sommige apparatuur vereist bijzondere aandacht, zoals de filters bij het losstation en bij de trechter/silo. De filterkooien moeten elektrisch verbonden zijn met de filtersteun en de filtersteun moet geaard zijn. Veel ongelukken zijn gebeurd omdat de elementen van een filter niet correct geaard waren.
| Het team dat de stofexplosierisicobeoordeling van het pneumatische transportsysteem uitvoert, bezoekt de leiding en stelt vast dat er verschillende aardingspunten ontbreken bij het losstation en dat er stof rondom het losstation, op de vloer en bij de onderliggende cellenradsluis is gemorst. |
Het volgende elektrostatische gevaar dat door de analyse wordt benadrukt, is het risico op voortplantende kwastontlading in de pneumatische transportleiding. In ons voorbeeld bestaat de leiding volledig uit staal; er zijn geen onderdelen van isolerend materiaal, zoals een flexibele slang, die dit type ontlading zouden kunnen veroorzaken. Voor andere systemen waar flexibele slangen vereist zijn, moeten deze echter zo worden ontworpen dat ophoping van lading wordt voorkomen, met name als de slang een geleidende spiraal bevat; deze MOET dan geaard worden.
Het laatste potentiële risico is de kegelontlading in de ontvangsttrechter. In ons voorbeeld bedraagt de diameter van de ontvanger slechts 1 m, wat zeer klein is, waardoor de kans op een dergelijke kegelontlading zeer onwaarschijnlijk is, temeer omdat de MIE (Minimum Ignition Energy) van het beschouwde tarwebloem vrij hoog is. Voor andere toepassingen met verschillende producten of deeltjesgroottes is er echter een formule beschikbaar om de verwachte kegelontladingsenergie te berekenen als functie van de diameter van de trechter.
Elektrische componenten die in contact kunnen komen met een stofwolk, binnen of buiten – in het gebied waar een stofwolk aanwezig kan zijn – moeten geschikt zijn voor gebruik in deze omgeving. Normen bepalen de classificatie van de elektrische apparatuur.
In het voorbeeld van een bestaande installatie moet de fabrieksoperator de daadwerkelijke markering van de elektrische componenten in de zones waar stofwolken kunnen voorkomen, controleren. Indien deze niet voldoen, moeten er maatregelen worden genomen. Bij een ontwerpproject moet de juiste apparatuurklasse worden geleverd.
| Het team dat de stofexplosierisicobeoordeling van het pneumatische transportsysteem uitvoert, bezoekt de leiding en controleert de elektrische apparatuur in het gebied waar stof aanwezig is. Zij constateren dat de cellenradsluis een oud model is met een motor die geen ATEX-keurmerk voor stofexplosieveiligheid heeft. Deze toont slechts IP54. |
Sommige mechanische problemen kunnen vonken of voldoende hitte genereren om een explosie te veroorzaken. Het is vereist om met name de roterende onderdelen die in contact kunnen komen met een stofwolk te inventariseren en te controleren. In dit voorbeeld zijn er twee roterende apparaten: de cellenradsluis onder het losstation, die het meel naar de pneumatische transportleiding voedt, en de Roots-blower die de transportlucht levert.
Een cellenradsluis kan defect raken, wat kan leiden tot metaal-metaalcontact tussen de rotor en de stator. Een vuistregel voor staal is dat vonken zullen ontstaan als het metaal-metaalcontact plaatsvindt bij een snelheid > 1 m/s. In dit voorbeeld moet de fabrieksoperator daarom de maximale omtreksnelheid van de rotor van de cellenradsluis berekenen; indien deze lager is dan 1 m/s, is het risico laag.
| De specifieke klep in het bestudeerde voorbeeld heeft een diameter van 200 mm en draait bij 40 omw/min, wat resulteert in een omtreksnelheid van 0,42 m/s; de werking is dus veilig. |
In de ontwerpfase moet de diameter van de cellenradsluis zodanig worden gekozen dat de gewenste capaciteit wordt bereikt, terwijl de omtreksnelheid van de klep < 1 m/s blijft.
De rotoren van de Roots-blower draaien zeer snel, typisch bij 3000 omw/min. Elke uitlijningfout kan metaal-metaalcontact en vonken veroorzaken, die in de transportleiding kunnen terechtkomen. Ervaring leert dat deze vonken vaak doven in de leiding tussen de blower en de productinlaat, maar om dit risico volledig uit te sluiten, kan een vlamdover (een soort gaas) worden toegevoegd aan de uitlaat van de blower.
| In ons voorbeeld is de blower uitgerust met zo’n apparaat. |
Fabrieksoperators moeten evalueren of er warmtebronnen aanwezig zijn in gebieden waar stofwolken kunnen voorkomen. Dit kunnen bijvoorbeeld werkplaatsen zijn met snij- of lasactiviteiten in de buurt van een losstation. Of onderhoudswerkzaamheden die aan het proces worden uitgevoerd. Deze werkzaamheden kunnen bijzonder gevaarlijk zijn, daarom MOET de fabriekseigenaar zorgen voor goed onderhoud en schoonmaak (zorg ervoor dat er nergens in de fabriek stofafzetting is) en een werkvergunning met een heetwerkvergunning, om te garanderen dat niemand kan beginnen met lassen/snijden in of nabij apparatuur die brandbare poeders verwerkt.
| In het voorbeeld voert de fabrieksoperator geen heetwerk uit in de nabijheid van de beschouwde apparatuur en heeft een efficiënt systeem van procedures en werkvergunningen geïmplementeerd om elke interventie ter plaatse veilig te stellen. De fabriek is tevens uitgerust met stofzuigers om het gebied schoon te houden. |
Andere mogelijke warmtebronnen zijn oververhitte motoren of mechanische onderdelen zoals lagers.
In het voorbeeld moet de motor van de cellenradsluis een maximale temperatuur hebben van < 2/3*MIT = 2/3*400 = 266°C, of SIT-75°C = 450-75 = 375°C, wat betekent dat de motor niet warmer mag worden dan 266°C.
Ditzelfde geldt voor de lagers van de cellenradsluis, die bovendien moeten worden afgesloten om te voorkomen dat product in het lager kan binnendringen, het kan beschadigen en mogelijk vlam kan vatten als het lager oververhit raakt.
| In ons voorbeeld voldoet de motor aan de vereiste klasse, aangezien deze niet warmer kan worden dan 185°C. |
De verschillende gevaren die door de installatie worden gepresenteerd, zijn beoordeeld. Nu moeten deze geclassificeerd worden om te bepalen of specifieke maatregelen nodig zijn om het risico te verlagen. Er bestaan verschillende risicomatrixen; onderstaande is slechts een voorbeeld.
|
We vervolgen ons voorbeeld van de pneumatische transportleiding voor bloem. Na analyse van de mogelijke explosierisico’s hierboven, blijven de volgende risico’s over als significante risico’s die geclassificeerd moeten worden:
De tijdens de zonering gedefinieerde gebieden (ID) worden gepositioneerd in de risicobeoordelingsmatrix om gemakkelijk te identificeren welke risico’s moeten worden aangepakt. |
| Niet waarschijnlijk | Zeer zeldzaam | Zeldzaam | Waarschijnlijk | Zeer waarschijnlijk | |
| Zone 20 | B1 |
||||
| Zone 21 | A1 A3 |
||||
| Zone 22 | B2 | A2 A4 A5 A6 B2 |
|
De teambeoordeling toont aan dat het risico met betrekking tot elektrostatische vonken bij het kippunt en de sluisklep hoog of zeer hoog is. De geëvalueerde activiteit omvat immers aanzienlijke poederbeweging tijdens het kippen en in de pneumatische transportleiding. Deze poederbeweging laadt de materialen in contact op; indien sommige van deze materialen geïsoleerd zijn, kan vonkontlading optreden, wat tot een explosie met het meel kan leiden. Bij het kippunt of in de pneumatische transportleiding kunnen de gevolgen van een explosie gevaarlijk zijn. Voor de motor van de roterende sluisklep is het beoordeelde risico lager, aangezien de motor nog steeds IP54-geclassificeerd is, wat een basisniveau van bescherming biedt. Een potentiële explosie zou bovendien buiten de procesapparatuur plaatsvinden. Na classificatie van de risico's is het echter vereist deze te verminderen, immers, beide risico's worden niet als "aanvaardbaar" beschouwd in de gebruikte risicobeoordelingsmatrix. |
Het risico op elektrostatische vonken kan worden beheerst door simpelweg alle apparatuur te aarden en ervoor te zorgen dat de aarding behouden blijft.
|
De fabriek in ons voorbeeld stuurt onmiddellijk het onderhoudsteam om de ontbrekende aarding te herstellen en registreert als actie het opstellen van een aardingscontrolelijst, die regelmatig zal worden gebruikt om ervoor te zorgen dat alle aardingskabels op lange termijn op hun plaats blijven. Dit vermindert het risico door de waarschijnlijkheid van een explosie te verlagen tot "zeer zeldzaam". Voor de motor van de roterende sluisklep, aangezien de motor toch al verouderd is en meer onderhoud vereist, besluit de fabriek deze te vervangen. De risicobeheersingsacties blijven van kracht tot de vervanging, om ervoor te zorgen dat het gebied schoon blijft, er geen stofmors plaatsvindt tijdens het kippen en de motoraansluitkast goed is afgedicht. Binnen een termijn van 2-3 maanden zal de fabriek de motor vervangen. |
In beide gevallen is de toegepaste strategie het vermijden van de ontstekingsbron. De risicomatrix kan vervolgens worden bijgewerkt met de nieuwe beoordelingen zodra de acties zijn uitgevoerd.
| Niet waarschijnlijk | Zeer zeldzaam | Zeldzaam | Waarschijnlijk | Zeer waarschijnlijk | |
| Zone 20 |
B1 |
||||
| Zone 21 |
A1 A3 |
||||
| Zone 22 |
B2 |
A2 A4 A5 A6 B2 |
De genomen acties zorgen voor een veilige installatie. Echter, zelfs als het risico is verlaagd, blijft het bestaan en is perfect onderhoud van de installatie op lange termijn vereist.
Merk op dat in bepaalde gevallen aanvullende mitigatiemaatregelen nodig kunnen zijn, zoals explosiepanelen op de silo, snelwerkende kleppen in de pneumatische transportleiding.
De conclusies MOETEN worden gedocumenteerd in de ATEX-risicobeoordeling en de fabriek MOET de conclusies toepassen. Het is van cruciaal belang voor de veiligheid dat het risico adequaat wordt aangepakt, een actieplan wordt gedefinieerd en tijdig wordt uitgevoerd. Top 5 Meest Populair
1. Ontwerpgids voor pneumatisch transport
2. Lintmengers
3. Poedermenging
4. Ontwerpgids voor trechters
5. Meten van de menggraad
--------------
Top 5 Nieuw
1. Continue droge mengtechnieken
2. Mengsnelheid
3. Optimalisatie van de mengcyclusduur
4. Batch-/continue mengtechnieken: vergelijking
5. Energiebesparing