Dit artikel bevat informatie over de Nederlandse Norm Explosieve atmosferen (Deel 37): niet-elektrische uitrusting voor gebruik in explosieve atmosferen, waarbij aandacht is voor:
- Ontstekingsgevaar van lagers
- Ontstekingsgevaar van aandrijvingen
- De types ontstekingsbeveiliging: b1 en b2
De experts van Dinnissen Process Technology staan klaar voor al uw vragen:
Neem contact op met Juul Jenneskens 077 467 3555
Het ontstekingsgevaar van lagers
De IP-beschermingsgraad, zoals gespecificeerd in IEC 60529, die wordt verschaft door de behuizingen van de apparatuur, hangt af van de beoogde taak en het type omgeving. Aan de IP-beschermingsgraad wordt een passend cijfer gegeven dat onderdeel is van het totale onderzoek naar het ontstekingsgevaar en biedt daarmee een op bepaald niveau bescherming.
Effectieve ontstekingsbronnen zoals warme oppervlakten, mechanisch gegenereerde vonken of een andere vorm in verlies van bescherming, die door trillingen ontstaan, moeten zoveel mogelijk voorkomen zien te worden. Deze bewegende delen die trillingen of wrijving veroorzaken, zullen in het totale onderzoek naar het ontstekingsgevaar naar voren komen. Deze delen moeten vervolgens opnieuw gemonteerd worden. Ook kleine ruimtes tussen de ongesmeerde bewegende delen en vaste delen kunnen zorgen voor wrijving waardoor hete oppervlakten of mechanische vonken ontstaan. Deze spelingen moeten echter zo zijn ontworpen dat de kans op zo’n effectieve ontstekingsbron aansluit bij de beoogde Equipment Protection Level (EPL).
Wanneer het gaat om het ontstekingsgevaar van lagers, moet er gelet worden op de volgende aspecten:
- De geschiktheid van de lagers voor het beoogde doel van de apparatuur,
- de geschatte levensduur zoals die is beschreven in ISO 281,
- de juiste plaatsing in hun behuizing en op de as, rekening houdend met de verticale en axiale belastingen op het lager,
- de juiste uitlijning,
- de axiale en radiale belasting die onder de zwaarste omstandigheden kan ontstaan door thermische uitzetting van de as en de behuizing,
- bescherming voor het binnendringen van water en vaste stoffen,
- bescherming voor elektrische stromen, zoals lekkende circulatiestromen, die kunnen zorgen voor vonken,
- voldoende smering,
- onderhoudscontroles op bepaalde intervallen,
- vervanging van de lagers na slijtage of anders aan het einde van de aanbevolen levensduur;
- bescherming van het lager tegen trillingen, vooral bij stilstand,
- het gebruik van niet-metalen lagerkooien met lage betrouwbaarheid in industriële processen,
- Als er een speciale proefperiode nodig is die kan leiden tot eventuele ontstekingsbronnen, wordt de informatie daarover in de instructies gegeven.
Ontstekingsgevaar bij aandrijvingen
Ook aandrijvingen moeten voldoen aan voorwaarden die ontstekingsgevaar kunnen voorkomen. Voor tandwielaandrijvingen geldt dat ze moeten voldoen aan de voorwaarden zoals die zijn gesteld in 5.1 van de NEN-norm. Wanneer er dan alsnog de kans bestaat op een ontstekingsbron, moet er een andere vorm van ontstekingsbeveiliging gebruikt worden. Dit zal het totale onderzoek naar ontstekingsgevaar dan uitwijzen. Wanneer het gaat over riemaandrijvingen zijn er twee categorieën, synchrone aandrijving en wrijvende aandrijving. Bij de synchrone aandrijving is de kans groot op hoge oppervlaktetemperaturen die een gevaar kunnen vormen. Dit in tegenstelling tot de wrijvende aandrijving, waar de wrijving zelden voor warmte zorgt.
Riemaandrijvingen worden niet gebruikt in delen van de apparatuur die constructie Ga of Da volgens de EPL vereisen. Riemen die voldoen aan de eisen van ISO1813 en ISO 9563 zijn geschikt voor apparatuur Mb, Gb of Db, behalve voor de Group IIC toepassingen. Daarbij mag de snelheid van de riem niet hoger zijn dan 30 meter per seconde en riemen met connectoren die een hogere snelheid hebben dan 5 meter per seconde, worden helemaal niet gebruikt. Ook kettingaandrijvingen moeten voldoen aan de voorwaarden zoals gesteld in 5.1 van de NEN-norm. Als ze werken met een grotere snelheid dan 1 meter per seconde, moeten ze uitgerust zijn met speciale middelen die een doorlopende goede verbinding tussen ketting en tandwiel bieden. Zo kan een effectieve ontstekingsbron voorkomen worden. Als dit niet kan, moet het uitgerust zijn met een apparaat dat de aandrijfkracht van het tandwiel wegneemt als de ketting losbreekt, loskoppelt of zijn kracht verliest.
Flexibele koppelingen die bediend worden binnen hun ontwerpparameters, zullen niet zorgen voor hete oppervlaktes die de maximale toegestane oppervlakte temperatuur overschrijden. Ze zullen ook niet uiteenvallen op een manier waardoor de kans op een ontstekingsbron ontstaat. Flexibele koppelingen die speciaal zijn ontworpen om asafwijkingen op te vangen, moeten zo worden geïnstalleerd dat de uitlijning de maximale waarden niet overschrijdt. In het bijzonder moeten de boren in de naven nauwkeurig zijn om een concentrische loop van de koppelingsnaven te verzekeren. Daarnaast moeten ze een geschikte tolerantie hebben om een veilige en nauwkeurige as bevestiging te garanderen.
Bij transportbanden bestaat er géén kans op het ontstaan van elektrostatische ontlading tijdens de operaties. Transportbanden kunnen wel warme oppervlakten produceren en zelfs de maximale oppervlakte temperatuur overschrijden als gevolg van het verslappen of wegglijden van de riem op de transportaandrijver. In dat geval moeten de banden zijn voorzien van een middel dat de juiste riemspanning handhaaft. Die riemspanning kan worden bereikt door de spanning op de band te controleren of door de relatieve snelheden van de aandrijfrol en riem te vergelijken. Die laatste controle kan continu zijn of uitgevoerd worden door inspectie. De producent specificeert daarbij wat het maximaal toelaatbare snelheidsverschil is. Als de relatieve snelheden van de aandrijfrol en de riem zijn vergeleken, moet een verschil van meer dan 10% ervoor zorgen dat het aandrijfvermogen wordt uitgeschakeld. Als transportbanden een kans hebben op uitlijning waardoor ze de maximale oppervlakte temperatuur overschrijden, is er een middel nodig om deze onjuiste uitlijning te detecteren.
Onderdelen van de apparatuur die een riem bevatten, moeten gemaakt zijn van elektrisch geleidend materiaal. Ook moet het op zo’n manier zijn aangebracht dat het als lekstroom kan dienen wanneer er statische elektriciteit op de riem komt te staan. Het frame bevat de aandrijfpoelie of -trommel plus eventuele (span)rollen die bij de riemaandrijving horen. Tussen al deze afzonderlijke delen en de aarde is een specifieke elektrische verbinding nodig als de elektrische weerstand van de lekstroom naar aarde groter is dan 1 Ω.
Om de kans te verkleinen dat hete oppervlakken in aanraking komen met onderdelen van de apparatuur, vereisen sommige afdichtingen een smeermiddel dat kan worden aangevuld. Dit soort afdichtingen moeten altijd zodanig ontworpen zijn dat er ook genoeg smeermiddel aanwezig is of het moet ondersteund worden met een van de volgende middelen:
- een middel dat voortdurend controleert op de aanwezigheid van het smeermiddel.
- een detectieapparaat dat waarschuwt voor oplopende temperaturen.
- de apparatuur moet zo ontworpen zijn dat het de proeftest kan doorstaan, zonder dat daarbij maximale oppervlaktetemperatuur overschreden wordt. Bovendien mag de apparatuur ook geen schade oplopen die de ontstekingsbescherming kan verminderen.

Tandwielaandrijving

Temperatuur sensor in lager
Ook kleine ruimtes tussen de ongesmeerde bewegende delen en vaste delen kunnen zorgen voor wrijving waardoor hete oppervlakten of mechanische vonken ontstaan
Ontstekingspreventie en ontstekingsbeveiligingssystemen b1 en b2
Factoren waar rekening gehouden mee moet worden bij het ontwerp en de instellingen van het ontstekingspreventiesysteem zijn:
- De snelheid waarin de potentiële bron verandert naar een effectieve bron,
- De reactiesnelheid van de sensor of detector,
- De reactiesnelheid van het ontstekingspreventiesysteem,
- Het niveauverschil tussen de normale parameters en kritische parameters,
- Noodzakelijke veiligheidsfactor.
Als het ontstekingspreventiesysteem in staat is om de apparatuur uit te schakelen en daarmee de kans te verkleinen dat een potentiële ontstekingsbron een daadwerkelijke ontstekingsbron wordt, moet het systeem zo zijn ingesteld dat de stopfunctie wordt vergrendeld. Het gevolg hiervan is dat de apparatuur eerst opnieuw moet worden ingesteld om te kunnen starten.
Een ontstekingsbeschermingssysteem van niveau b1 moet voldoen aan de volgende voorwaarden:
- Als een controleparameter een kritieke waarde passeert, moet er actie ondernomen worden. Deze actie moet de kans dat een ontstekingsbron ontbrandt kleiner maken. In plaats van deze actie kan er ook waarschuwing gegeven worden over het feit dat een ontstekingsbron zich aan het ontwikkelen is.
- Het ontstekingsbeschermingssysteem wordt met passende tussenpozen gecontroleerd. Deze controle moet zo zijn vormgegeven dat een eventueel verlies van de veiligheidsfunctie gedetecteerd wordt.
- De instructies van de fabrikant in ISO80079-36 geven meer informatie over de exacte tijd tussen de onderhoudscontroles en een advies over deze controles.
Een ontstekingsbeschermingssysteem van niveau b2 moet voldoen aan de volgende voorwaarden:
- Als een controleparameter een kritieke waarde passeert, moet er actie ondernomen worden zodat de kans op een ontbrande ontstekingsbron wordt verkleind.
- Het ontstekingsbeschermingssysteem wordt met tussenpozen gecontroleerd waarbij een eventueel verlies van de veiligheidsfunctie kan worden opgespoord.
- Als een fout zich voordoet in het ontstekingsbeschermingssysteem, zorgt dat niet voor minder beveiliging vanuit het beschermingssysteem.
- De instructies van de fabrikant in ISO80079-36 specificeren de tijd tussen de onderhoudscontroles op de sensor en ontstekingsbeschermingssystemen.
In de tabel zijn de toepassingen van de twee soorten ontstekingsbescherming nogmaals te vinden.
Beoogde EPL | Resultaat van het ignition hazard assessment voor bestaande apparatuur | Noodzakelijk controle systeem | Type ontstekingbescherming |
Gc, Dc |
|
|
|
Gb, Db |
|
|
|
Ga, Da |
|
|
|

Naam: Juul Jenneskens
Adviseur
Neem gerust contact op als u vragen heeft over dit onderwerp. Samen met mijn collega's sta ik klaar om u te helpen!
Neem contact op met Juul Jenneskens 077 467 3555 [email protected]
Liever direct een adviesgesprek aanvragen?