Riscaldamento e trasferimento in ambienti di processo ATEX
La classificazione di zona definisce come deve essere svolto il lavoro — ogni componente coinvolto deve essere progettato per questo prima che venga selezionata l'apparecchiatura.
Un ambiente di processo classificato non è una categoria speciale di struttura. È una struttura dove può verificarsi un'atmosfera infiammabile — determinata dalle sostanze trattate, dai loro punti di infiammabilità, dalle pressioni di vapore e dal modo in cui vengono stoccate, lavorate e trasferite. Terminali petroliferi, impianti chimici, produzione di vernici e rivestimenti, produzione di adesivi a base di solventi, produzione farmaceutica di API e un'ampia gamma di altre industrie operano routinariamente in aree classificate.
I requisiti di processo in quegli ambienti sono gli stessi di qualsiasi altro luogo. Ciò che cambia è l'ingegneria dei sistemi che li soddisfano. Gli scaldafusti, i riscaldatori per contenitori IBC, il riscaldamento a traccia, il riscaldamento delle pompe e le linee di trasferimento riscaldate esistono tutti in versioni certificate ATEX. La versione ATEX differisce nella costruzione dell'elemento, nell'architettura di controllo, nel percorso di certificazione e, in alcuni casi, nell'architettura fondamentale del sistema — ma svolge la stessa funzione di processo.
La difficoltà più comune nei progetti di riscaldamento di processo ATEX non è trovare apparecchiature certificate. È integrare correttamente quella apparecchiatura in un'installazione classificata — con la classe T corretta per le sostanze presenti, la categoria di certificazione corretta per la zona e una catena di certificazione completa dai singoli componenti al sistema installato.
Ambienti di processo dove è richiesto il riscaldamento ATEX
La classificazione di zona ATEX nasce ovunque vengano stoccate, lavorate o trasferite sostanze infiammabili. I seguenti ambienti rappresentano i contesti più comuni per sistemi di riscaldamento e trasferimento classificati ATEX.
- Gestione dei prodotti petroliferi. Terminali di stoccaggio e distribuzione del carburante, impianti di miscelazione di lubrificanti e terminali di carico delle cisterne. La classificazione di zona copre le aree di pompe e valvole, i collegamenti di carico e le stazioni di riempimento di fusti e IBC. I requisiti di riscaldamento includono il riscaldamento di serbatoi di olio combustibile pesante, il riscaldamento di fusti di lubrificanti viscosi e il riscaldamento a traccia sulle tubazioni di trasferimento. T3 è il requisito di classe di temperatura più comune negli ambienti petroliferi; il gruppo di gas IIB è tipico per la maggior parte delle aree di gestione del carburante.
- Lavorazione chimica. Produzione a base di solventi, produzione di specialità chimiche e strutture di distribuzione chimica. I punti di infiammabilità inferiori a 60 °C sono comuni, generando aree di Zona 1 e Zona 2 in gran parte del piano di produzione. I compiti di riscaldamento includono il riscaldamento di fusti e IBC di materie prime, linee di trasferimento riscaldate per intermedi chimici viscosi e il mantenimento della temperatura dei serbatoi di processo. Le sostanze con AIT bassi — eteri, aldeidi, alcune chetoni — possono richiedere classificazione T4 o T5.
- Produzione di vernici e rivestimenti. Sistemi a base di solventi e reattivi. Le materie prime di resina, i solventi e i prodotti finiti richiedono spesso stoccaggio riscaldato e trasferimento a temperatura controllata. La classificazione dell'area di produzione dipende dal portfolio specifico di solventi — gli idrocarburi aromatici e gli esteri sono tipicamente Zona 2; i solventi più volatili possono generare condizioni di Zona 1 nei punti di miscelazione e trasferimento.
- Produzione farmaceutica di API. La sintesi di principi attivi farmaceutici utilizza frequentemente solventi infiammabili — etanolo, isopropanolo, acetone, acetato di etile e altri. I reattori, lo stoccaggio di solventi e le aree di recupero sono zone classificate. I requisiti di riscaldamento includono il riscaldamento della camicia del reattore, il riscaldamento di fusti e IBC di solventi e il riscaldamento a traccia sulle linee di trasferimento. Gli ambienti farmaceutici impongono requisiti di documentazione aggiuntivi oltre all'ATEX — i framework di validazione GMP e qualificazione delle apparecchiature si applicano insieme alla conformità di sicurezza.
- Produzione di adesivi e sigillanti. Produzione di adesivi hot melt, miscelazione di componenti poliuretanici e produzione di sigillanti reattivi. Le zone classificate nascono dalle pressioni di vapore degli isocianati, dai processi di formulazione a base di solventi e dalla gestione di monomeri reattivi. Il riscaldamento di fusti e IBC è un requisito di processo fondamentale; la sensibilità termica di molti componenti adesivi reattivi significa che la precisione di controllo e la protezione da sovratemperatura sono importanti quanto la conformità ATEX.
- Impianti di biogas e combustibili rinnovabili. Upgrading del biogas, produzione di biometano e alcune operazioni di lavorazione di biocarburanti. Le zone classificate nascono dalla gestione del metano e di altri gas infiammabili. I requisiti di riscaldamento includono il mantenimento della temperatura del digestato e dei liquidi di processo, il riscaldamento a traccia sulle tubazioni di gestione del gas e lo stoccaggio riscaldato di prodotti viscosi di origine biologica.
Integrazione di sistemi di riscaldamento in un'installazione di processo classificata
Il requisito di riscaldamento di processo definisce cosa deve essere fatto — temperatura target, tipo di contenitore o serbatoio, percorso di trasferimento, ciclo di servizio. La classificazione di zona definisce come deve essere fatto — categoria dell'apparecchiatura, classe T, gruppo di gas, architettura di controllo, catena di certificazione. In pratica, questi due insiemi di vincoli devono essere risolti insieme fin dall'inizio.
Il disegno di classificazione della zona deve esistere prima di specificare qualsiasi apparecchiatura. Senza di esso, non è possibile determinare la classe T, il gruppo di gas e la categoria dell'apparecchiatura. Specificare apparecchiature senza tali parametri produce o una sovra-specifica o una non conformità — entrambe scoperte tardi e corrette con costi elevati.
Il disegno di classificazione della zona è il punto di partenza per la selezione delle apparecchiature, non un elemento secondario. Definisce quali aree sono Zona 1 e quali Zona 2, dove corrono i confini di zona e quali sostanze governano i requisiti di classe T e gruppo di gas per ogni area. Senza questo disegno, non è possibile specificare apparecchiature conformi — e in pratica molti progetti tentano di farlo comunque, con il risultato di una sovra-specifica (apparecchiature di Zona 1 installate ovunque perché il confine di zona non è stato verificato) o una non conformità (apparecchiature di Zona 2 o non classificate installate in aree di Zona 1).
Una difficoltà di integrazione ricorrente è la posizione del quadro di controllo. Un regolatore di temperatura installato all'interno della zona deve portare la certificazione ATEX appropriata per la zona. Un involucro Ex d o Ex p per un'area di Zona 1 è considerevolmente più pesante, grande e costoso di un involucro industriale standard e limita ciò che può essere installato al suo interno. L'alternativa pratica — posizionare il regolatore fuori dal confine di zona e far passare circuiti di sensori intrinsecamente sicuri nella zona — è quasi sempre preferibile. Questa decisione deve essere presa in fase di progettazione; spostare un quadro di controllo dopo l'installazione è una modifica significativa.
Per gli ambienti di processo con carichi di riscaldamento multipli — diversi fusti o IBC, molteplici circuiti di riscaldamento a traccia, riscaldamento di corpi di pompe e valvole — un quadro di controllo centralizzato fuori dalla zona con circuiti controllati individualmente per carico è l'architettura standard. Ogni carico all'interno della zona richiede comunque elementi riscaldanti certificati ATEX; i regolatori, i display e i dispositivi di sicurezza possono essere posizionati tutti all'esterno.
Decisioni di integrazione da prendere prima dell'approvvigionamento:
- Confini di zona confermati sul disegno — quali carichi sono in Zona 1, quali in Zona 2
- Classe T determinata dai dati AIT delle sostanze per ogni area di zona
- Gruppo di gas determinato dalle proprietà delle sostanze
- Posizione del regolatore e dell'interruttore — dentro la zona (involucro ATEX) o fuori (preferita)
- Categoria di certificazione per ogni carico di riscaldamento — Categoria 2 (Zona 1) o Categoria 3 (Zona 2)
- Articoli personalizzati che richiedono organismo notificato identificati e tempo di consegna incluso nel programma del progetto
Risorse correlate
Se l'installazione coinvolge aree di Zona 1, carichi di riscaldamento multipli o un requisito di integrazione con apparecchiature di processo esistenti, il progetto del sistema deve essere definito prima dell'approvvigionamento. L'adattamento successivo di soluzioni conformi a un sistema già installato è considerevolmente più complesso e costoso.
Riscaldamento di processo per ambienti classificati — costruito internamente
HeatXperts progetta e produce sistemi di riscaldamento certificati ATEX per ambienti di processo classificati nelle industrie chimica, petrolifera, farmaceutica e manifatturiera. Il progetto del sistema parte dal disegno di classificazione della zona e dai dati delle sostanze — non dalla selezione da catalogo seguita dalla verifica della conformità.
Dove il processo richiede configurazioni non standard — dimensioni di fusti personalizzate, alta potenza con classe T restrittiva, quadri di controllo integrati per carichi multipli — lavoriamo l'ingegneria e la certificazione dall'inizio.