ATEX Zona 1 vs Zona 2 — implicazioni pratiche per la selezione delle apparecchiature

Zona 1 vs Zona 2 non è solo una questione di probabilità — determina le categorie di apparecchiature, i percorsi di certificazione e come può apparire la vostra architettura di controllo.

La differenza tra Zona 1 e Zona 2 spesso determina non solo quale apparecchiatura è possibile utilizzare — ma se il vostro progetto è fattibile nei tempi e nel budget.

Zona 1 e Zona 2 sono definite dalla probabilità che un'atmosfera infiammabile sia presente durante il normale funzionamento. Zona 1 — dove è probabile — richiede apparecchiature di Categoria 2. Zona 2 — dove si verifica solo in condizioni anomale — richiede Categoria 3. Questa distinzione normativa è il punto di partenza. Le implicazioni pratiche vanno oltre.

Il passaggio da Zona 2 a Zona 1 chiude una serie di opzioni di apparecchiature, sposta il percorso di certificazione dall'autodichiarazione del produttore al coinvolgimento dell'organismo notificato, e limita quali concetti di protezione possono essere utilizzati per elementi riscaldanti, involucri e circuiti sensori. Per un sistema di riscaldamento o trasferimento personalizzato, la differenza tra zone può influenzare i tempi di approvvigionamento, l'architettura del sistema e il lavoro di ingegneria preliminare necessario prima che un prodotto possa essere ordinato.

Zona 2 viene spesso trattata informalmente come il requisito minore — la zona dove le cose sono più semplici. Questo è parzialmente vero in termini di disponibilità di apparecchiature. Non è vero nel senso che le apparecchiature commerciali standard senza certificazione ATEX siano accettabili. Zona 2 è ancora una zona classificata. La flessibilità che offre è relativa a Zona 1, non relativa alle aree non classificate.

Categoria 2 vs Categoria 3: certificazione e approvvigionamento

La categoria dell'apparecchiatura determina il percorso di certificazione, con conseguenze dirette su cosa è disponibile, da chi e quando.

Le apparecchiature di Categoria 2 (Zona 1) devono essere certificate da un organismo notificato. Il percorso standard è un Certificato di Esame CE del Tipo, emesso ai sensi dell'Allegato III della Direttiva ATEX, che conferma che il progetto dell'apparecchiatura soddisfa i requisiti delle norme armonizzate applicabili. Per la produzione in serie, questo copre il progetto; il produttore poi autocertifica ogni unità di produzione rispetto a quel progetto approvato. Per le apparecchiature singole o personalizzate, la Verifica CE di Unità ai sensi dell'Allegato V è l'alternativa — ogni singola unità è esaminata dall'organismo notificato.

Le apparecchiature di Categoria 3 (Zona 2) non richiedono il coinvolgimento di un organismo notificato. Il produttore emette una Dichiarazione di Conformità rispetto alle norme armonizzate pertinenti e applica la marcatura ATEX. Questo offre ai produttori notevolmente più flessibilità nella produzione di configurazioni non standard senza una revisione del progetto da parte di terzi ad ogni iterazione.

Conseguenze pratiche per l'approvvigionamento di sistemi di riscaldamento

  • Disponibilità. I prodotti di riscaldamento di Categoria 2 sono fabbricati da meno fornitori e in meno configurazioni standard rispetto ai loro equivalenti di Categoria 3. Per scaldafusti, riscaldatori IBC e assemblaggi di tubi riscaldati, la gamma classificata per Zona 1 è tipicamente un sottoinsieme della gamma Zona 2.
  • Configurazioni personalizzate. Uno scaldafusti non standard — densità di watt diversa, diametro fusto non standard, piastra seguace integrata — in Categoria 2 richiede che il produttore abbia il progetto coperto da un certificato di organismo notificato esistente o ottenga la Verifica di Unità per l'articolo specifico. Questo richiede tempo e ha implicazioni di costo che non si applicano al lavoro personalizzato equivalente di Categoria 3.
  • Tempi di consegna. I prodotti standard di Categoria 2 hanno tempi di consegna più lunghi rispetto ai loro equivalenti di Categoria 3 nella maggior parte delle categorie di prodotto. Per i progetti con requisiti ATEX Zona 1, confermare in anticipo la disponibilità delle apparecchiature e i tempi di consegna — prima di finalizzare il programma di installazione — evita ritardi nel programma.
  • Documentazione. Le apparecchiature di Categoria 2 vengono consegnate con un numero di Certificato di Esame CE del Tipo sul marcatura ATEX e nella documentazione. Questo riferimento deve comparire nei registri di installazione. Le apparecchiature di Categoria 3 portano una Dichiarazione di Conformità — ugualmente richiesta nella documentazione, ma non emessa dall'organismo notificato.

Concetti di protezione ammessi in Zona 1 e Zona 2

Il concetto di protezione Ex descrive come un'apparecchiatura previene l'accensione. La zona determina quali concetti sono accettabili. Per i componenti di riscaldamento, controllo e misurazione, i concetti ammessi differiscono significativamente tra le zone.

Zona 1 — ammesso per apparecchiature di Categoria 2G

  • Ex d (involucro a prova di esplosione). Un'esplosione che si verifica all'interno dell'involucro non può propagarsi all'atmosfera circostante. Standard per morsettiere dei motori, involucri di controllo e cassette di derivazione in Zona 1. Richiede una costruzione robusta e pressacavi certificati; le entrate dell'involucro sono filettate e devono essere serrate secondo specifica.
  • Ex e (sicurezza aumentata). Elimina le potenziali sorgenti di accensione durante il normale funzionamento e condizioni di guasto definite attraverso misure costruttive — distanze di dispersione e isolamento, progettazione dei morsetti, limiti di aumento di temperatura. Utilizzato per morsettiere, cassette di derivazione e alcuni involucri di controllo dove non si verificano scintille in funzionamento normale o in guasto.
  • Ex ia (sicurezza intrinseca, livello ia). Limita l'energia elettrica nel circuito a livelli inferiori all'energia minima di accensione del gruppo gas, in normale funzionamento e due condizioni di guasto simultanee. Il concetto di protezione standard per sensori di temperatura (PT100/PT1000), circuiti di segnale e strumentazione in Zona 1. Richiede una barriera di sicurezza certificata o isolatore galvanico situato fuori dalla zona.
  • Ex mb (incapsulamento, livello mb). Le parti elettriche attive sono incapsulate in composto in modo che l'atmosfera circostante non possa essere accesa. Utilizzato per alcune costruzioni di terminali degli elementi riscaldanti e piccoli componenti elettrici incorporati in assemblaggi riscaldati.
  • Ex p (pressurizzazione). Mantiene una pressione positiva di aria pulita o gas inerte all'interno di un involucro per prevenire l'ingresso di atmosfera infiammabile. Utilizzato per pannelli di controllo più grandi che sarebbero impraticabili o antieconomici da costruire come Ex d. Richiede un sistema di controllo di spurgo e pressurizzazione e un'alimentazione affidabile di aria pulita.

Zona 2 — adizionalmente ammesso per apparecchiature di Categoria 3G

  • Ex nA (non scintillante). L'apparecchiatura non produce scintille o archi in normale funzionamento e non ha superfici abbastanza calde da causare accensione. Uno standard costruttivo più semplice di Ex e, accettabile per involucri di morsettiere, cassette di derivazione e alcuni componenti di controllo solo in Zona 2. Non ammesso in Zona 1.
  • Ex nR (respirazione limitata). Limita la velocità di ingresso dell'atmosfera circostante nell'involucro. L'atmosfera interna può diventare infiammabile nel tempo, ma non a una velocità che crea rischio di accensione durante il normale funzionamento. Solo Zona 2.
  • Ex ec (sicurezza aumentata, Categoria 3). Equivalente nel concetto a Ex e ma secondo lo standard Zona 2 (Categoria 3) — vengono considerate meno condizioni di guasto. Offre ai progettisti di apparecchiature più flessibilità rispetto a Ex e fornendo ancora misure di protezione genuine oltre Ex nA.
  • Ex ic (sicurezza intrinseca, livello ic). Una tolleranza di condizione di guasto invece delle due richieste per Ex ia. Accettabile per circuiti di segnale e strumentazione in Zona 2. In pratica, molti progettisti di sistemi utilizzano Ex ia in tutto il sistema invece di mescolare ia e ic, poiché la differenza di costo della barriera è marginale e l'utilizzo di un unico concetto di protezione semplifica la documentazione di installazione.
Regola fondamentale

Le apparecchiature certificate per Zona 1 (Categoria 2) possono essere utilizzate anche in Zona 2 senza restrizioni. Il contrario non è vero: le apparecchiature certificate solo per Zona 2 (Categoria 3) non possono essere installate in Zona 1.

Posizionamento dei componenti di controllo rispetto ai confini di zona

Ogni componente con contenuto elettrico che potrebbe fungere da sorgente di accensione deve portare una certificazione corrispondente alla zona in cui si trova. Il modo più pratico per gestire questo per controllori, HMI e apparecchiature di monitoraggio è posizionarli completamente al di fuori della zona classificata — dove non è richiesta alcuna classificazione ATEX.

Un regolatore di temperatura installato sul muro fuori dal confine di Zona 1 non richiede certificazione ATEX. I cavi del sensore che corrono da esso nella zona richiedono però un trattamento appropriato: circuiti intrinsecamente sicuri Ex ia con una barriera di sicurezza certificata o isolatore galvanico situato sul lato sicuro del confine. Questa è pratica standard e aggiunge un costo modesto. L'alternativa — installare il controllore all'interno di Zona 1 in un involucro Ex d o Ex p certificato — è sostanzialmente più costosa, più pesante e limita ciò che può essere installato all'interno del quadro.

In Zona 2, le opzioni sono più ampie. Gli involucri Ex nA ed Ex ec sono ammissibili per i componenti di controllo di Categoria 3, il che riduce la penalità di costo e peso del posizionamento dei controllori all'interno della zona rispetto a Zona 1. Tuttavia, il design più pulito nella maggior parte delle installazioni è ancora quello di posizionare controllori e indicatori fuori dal confine di zona dove il percorso del cavo lo consente.

I passaggi del confine di zona per cavi di alimentazione e segnale richiedono pressacavi certificati abbinati al concetto di protezione dell'involucro che servono. Un involucro Ex d dotato di un pressacavi standard con filettatura PG non è più conforme a Ex d — il pressacavi deve essere certificato per il servizio Ex d e correttamente serrato. Questo è uno degli errori di installazione più comuni riscontrati durante le ispezioni in sito.

Decisioni sui confini di zona da risolvere in fase di progettazione — non durante l'installazione

  • Dove saranno fisicamente ubicati i controllori e i dispositivi di sicurezza rispetto alle linee di confine di zona
  • Quali circuiti di segnale attraversano i confini di zona e quale concetto di protezione (Ex ia/ic) sarà utilizzato
  • Percorsi di instradamento cavi attraverso i confini di zona e la specifica dei pressacavi per ogni attraversamento
  • Se qualsiasi apparecchiatura inizialmente prevista per fuori dalla zona finirà in pratica all'interno di essa durante l'installazione
Regolatore di temperatura ATEX

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Sistemi di riscaldamento specifici per zona — progettati e certificati internamente

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Dove è richiesta la certificazione Zona 1 Categoria 2 per una configurazione non standard, lavoriamo all'interno del quadro di certificazione dell'organismo notificato dalla fase di progettazione — non come ripensamento.

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