Selectiegids voor explosieveilige apparatuur

Het selectieproces

Voor het selecteren van Ex-apparatuur moeten zes vragen in volgorde worden beantwoord:

1. In welke zone bevindt de apparatuur zich? → Bepaalt de minimumcategorie (1, 2 of 3)
2. Welk gas of stof is aanwezig? → Bepaalt de gasgroep (IIA/IIB/IIC) of stofgroep (IIIA/IIIB/IIIC)
3. Wat is de zelfontbrandingstemperatuur? → Bepaalt de temperatuurklasse (T1–T6) of maximale oppervlaktetemperatuur
4. Wat doet de apparatuur? → Bepaalt geschikte beschermingsmethoden (Ex d, Ex i, enz.)
5. In welke omgeving werkt het? → Bepaalt IP-classificatie, materialen, omgevingstemperatuurbereik (zie installatievereisten)
6. Wat zijn de elektrische parameters? → Spanning, stroom, vermogen, frequentie

Elk antwoord beperkt het aantal opties totdat u een shortlist hebt met geschikte opties. Controleer de certificering voordat u tot aankoop overgaat. Kies vervolgens op basis van kosten, beschikbaarheid en geschiktheid. Controleer de markering op de apparatuur om te bevestigen dat deze aan de eisen voldoet.

Stap 1: Zone → Categorie

Koppel de zone aan de vereiste apparatuurcategorie of EPL:

Gas-/dampzones

Stofzones

Belangrijke regel: apparatuur van een hogere categorie kan altijd worden gebruikt in zones met een lager risico. Categorie 1 werkt overal; categorie 3 alleen in zone 2/22.

Stap 2: Gas/stof → Groep

Voor gas/damp

Identificeer het gas en zoek de bijbehorende groep:

Gebruik bij twijfel IIC. Dit werkt voor alle gassen, brengt extra kosten met zich mee (~10-30% meer dan IIA), maar elimineert het risico als de gassamenstelling verandert.

Voor stof

Apparatuur gemarkeerd met III (zonder letter) is geschikt voor alle soorten stof (IIIA, IIIB, IIIC). Apparatuur gemarkeerd met IIIC is alleen geschikt voor IIIC.

Stap 3: Temperatuur → T-klasse of maximale oppervlaktetemperatuur

Voor gas/damp

Zoek de zelfontbrandingstemperatuur (AIT) van het gas en selecteer apparatuur met een T-klasse onder die waarde:

Veiligheidsmarge: Apparatuur van klasse T moet minstens één klasse lager zijn dan de AIT van het gas. Als AIT bijvoorbeeld 200 °C is, gebruik dan T3 (200 °C) of kouder, niet T2 (300 °C).

Voor stof

Voor stof wordt directe temperatuurmarkering gebruikt (geen T-klassen). De maximale oppervlaktetemperatuur van de apparatuur moet zijn:

• ⅔ van de MIT (minimale ontbrandingstemperatuur van stofwolken)
• 75 °C onder de ontbrandingstemperatuur van de laag (LIT) voor een laag van 5 mm

Gebruik de meest restrictieve waarde.

Voorbeeld: Tarwebloem heeft een MIT = 440 °C, LIT (5 mm) = 220 °C.

• Wolkgrenze: ⅔ × 440 = 293 °C
• Laaglimiet: 220 - 75 = 145 °C
• Gebruik T145 °C of lager (laaggrens is bepalend)

Stap 4: Toepassing → Beschermingsmethode

Kies de beschermingsmethode op basis van wat de apparatuur doet en het vermogensniveau:

Kostenrangschikking (laag naar hoog): Ex nA (alleen zone 2) < Ex e < Ex ia/ib < Ex d < Ex m < Ex p

Gewichtsrangschikking (licht tot zwaar): Ex ia < Ex e < Ex m < Ex d < Ex p

Beslissingsschema

Kiezen tussen Ex d en Ex i

Is the power < 20 W?
├─ Yes → Consider Ex i (intrinsic safety)
│  └─ Is it a sensor, transmitter, or low-power control circuit?
│     ├─ Yes → Ex i is ideal
│     └─ No → Check if barriers/isolators fit the system architecture
│
└─ No → Use Ex d or Ex e
   └─ Does it have arcing/sparking parts (relays, switches, motors)?
      ├─ Yes → Ex d (flameproof)
      └─ No → Ex e (increased safety) is cheaper and lighter

Zone 0-apparatuur

Zone 0 requires EPL Ga. Options:
├─ Ex ia (intrinsic safety, 2-fault tolerance)
├─ Ex ma (encapsulation, 2-fault protection)
└─ Special Ex d or Ex px designs (rare, very expensive)

→ 95% of Zone 0 installations use Ex ia.

Zone 2-apparatuur

Zone 2 has relaxed requirements. Options:
├─ Ex nA (non-sparking, cheapest)
├─ Ex nC (enclosed, sparking allowed but enclosed)
├─ Ex nR (restricted breathing)
├─ Any higher-rated equipment (Ex d, Ex e, Ex i)

→ Use Ex nA for motors/lights when possible (cost savings).
→ Use Ex e for terminal boxes (good practice even though Ex nA would suffice).

Apparatuur per industrie

Olie en gas (offshoreplatform)

• Hoofdmotoren (pompen, compressoren): Ex d IIC T3, categorie 2 G
• Verlichting: Ex d IIC T4 LED-armaturen, IP66
• Aansluitdozen: Ex e IIC T6, roestvrij staal (maritieme omgeving)
• Zenders: Ex ia IIC T4, 4–20 mA-lussen met barrières in veilige zone
• Bedieningspanelen: Ex px IIB T4 (onder druk staande behuizingen in Zone 1-modules)

Chemische verwerking

• Roermotoren: Ex de IIB T3 (gecombineerde explosieveilige motor, terminalbox met verhoogde veiligheid)
• Proces sensoren: Ex ia IIC T4–T6 afhankelijk van oplosmiddel
• Analysatoren: Ex d IIB T4-behuizingen of Ex p-gepurgeerde kasten
• Veldinstrumenten: Ex ib IIC T5 voor Zone 1, Ex ia voor kritieke lussen

Farmaceutisch (oplosmiddelverwerking)

• Tabletcoatingpannen: Ex d IIA T3-motoren (alcohol damp = IIA)
• Extractieapparatuur: Ex d IIB T4 (ethanol/IPA = IIA, maar gebruik IIB voor marge)
• Instrumentatie: Ex ia IIC T4 (sommige oplosmiddelen zijn IIB)
• Verlichting: Ex d IIA T4 LED, IP66 (spoelbare omgeving)

Graanverwerking (stof)

• Emmerelevatormotoren: Ex tb IIIB T135°C Db, IP6X
• Silo-niveausensoren: Ex ia IIIB (sommige sensoren zijn gecertificeerd voor stof)
• Verlichting: Ex tb IIIB T135°C Db, IP6X, LED
• Transportbandmotoren: Ex tb IIIB T120°C Db

Spuitcabine

• Afzuigventilatormotor: Ex d IIA T3 (oplosmiddeldamp)
• Verlichting: Ex d IIA T4 LED (binnen de cabine = Zone 1)
• Bedieningselementen: Ex e IIA T6 drukknopstations
• Vergrendelingen: Ex ia IIA veiligheidscircuits

Stap 5: Omgeving → IP-classificatie en materialen

IP-classificatie selecteren

Materiaalkeuze

• Aluminium (AlSi10Mg, LM6): Licht, geschikt voor de meeste omgevingen. Vermijd gebruik in zeer corrosieve omgevingen.
• Roestvrij staal (316L): maritiem, offshore, blootstelling aan chemicaliën. Zwaarder en duurder dan aluminium.
• Messing: Kleine onderdelen (kabelwartels, connectoren). Goede corrosiebestendigheid.
• Kunststof/GRP: Ex e, Ex tb behuizingen. Lichtgewicht, corrosiebestendig. Niet geschikt voor Ex d (kan geen interne explosie weerstaan).
• Coatings: Poedercoating, epoxy of maritieme verf voor aluminium. Vermijd het schilderen van brandwerende verbindingen.

Veelgemaakte fouten bij de selectie

1. Gebruik van Zone 2-apparatuur in Zone 1

Categorie 3 (Gc) is alleen geschikt voor zone 2. Installatie in zone 1 is in strijd met de ATEX/IECEx-vereisten en vormt een reëel ontstekingsrisico.

2. Verkeerde gasgroep

Installatie van IIA-gecertificeerde apparatuur in een waterstofatmosfeer (IIC). De brandwerende openingen zijn te breed en de ontstekingsenergielimieten zijn te hoog. De explosie zal zich verspreiden.

3. Foutieve temperatuurklasse

Gebruik van T3-apparatuur (max. 200 °C) met benzinedamp (AIT ~230 °C). Het oppervlak van de apparatuur kan 200 °C bereiken, wat te dicht bij de ontstekingsdrempel ligt. Gebruik T4 (135 °C) of kouder.

4. Onvoldoende IP-classificatie

IP54 specificeren voor buiteninstallaties aan de kust. Waterinsijpeling en zoutcorrosie zullen de apparatuur binnen enkele maanden beschadigen. Gebruik minimaal IP66/67 voor maritieme omgevingen.

5. Fouten in het ontwerp van Ex i-systemen

Overschrijding van de capaciteitslimieten van kabels. De barrière/isolator staat 100 nF toe, het veldapparaat heeft een interne capaciteit van 50 nF en de kabel is 50 nF/100 m. Bij installatie van 150 m kabel (75 nF) wordt het totale budget (100 nF) overschreden. Explosiegevaar bij een storing.

6. Negeren van omgevingstemperatuurlimieten

Standaardapparatuur is geschikt voor -20 °C tot +40 °C. Installatie in een woestijn (55 °C omgevingstemperatuur) of arctische locatie (-40 °C) zonder de uitgebreide temperatuurclassificatie te controleren. De T-klasse wordt berekend bij maximale omgevingstemperatuur — overschrijding daarvan verandert de oppervlaktetemperatuur.

Selectiechecklist

1. ☐ Bevestig de zoneclassificatie aan de hand van de gebiedsclassificatietekening
2. ☐ Identificeer alle gassen/stoffen die aanwezig kunnen zijn (controleer procesgegevens, veiligheidsinformatiebladen)
3. ☐ Bepaal de gasgroep: IIA, IIB of IIC
4. ☐ Zoek de zelfontbrandingstemperatuur (AIT) voor gas of MIT/LIT voor stof
5. ☐ Selecteer temperatuurklasse of maximale oppervlaktetemperatuur
6. ☐ Koppel categorie/EPL aan zone (categorie 1 voor zone 0, categorie 2 voor zone 1, categorie 3 voor zone 2)
7. ☐ Kies beschermingsmethode op basis van toepassing (Ex d voor motoren, Ex i voor sensoren, enz.)
8. ☐ Specificeer IP-classificatie voor omgeving (IP66 voor buiten/offshore)
9. ☐ Controleer het omgevingstemperatuurbereik (-20 tot +40 °C standaard; indien nodig uitgebreid)
10. ☐ Voor Ex i: bereken entiteitsparameters (Ui/Ii vs Uo/Io, Ci/Li vs Co/Lo + kabel)
11. ☐ Controleer of de elektrische parameters (spanning, stroom, frequentie) overeenkomen met de voeding
12. ☐ Verkrijg het certificaat van de apparatuur en controleer of het aan alle vereisten voldoet

Gerelateerde onderwerpen

• Zone-indeling — Inzicht in zones 0/1/2 en 20/21/22
• Gasgroepen — IIA, IIB, IIC uitgelegd
• Temperatuurklassen — T1–T6 en AIT-tabellen
• Beschermingsmethoden — Alle Ex-types in detail
• Explosieveilig versus intrinsiek veilig — Kiezen tussen Ex d en Ex i
• Apparatuurbeveiligingsniveaus — Ga/Gb/Gc en Da/Db/Dc uitgelegd
• Kabelwartels — De juiste wartels voor uw apparatuur selecteren