Gasgroepen en stofgroepen

Ontvlambare gassen, dampen en stof worden in groepen ingedeeld op basis van hun ontstekingseigenschappen. Apparatuur moet gecertificeerd zijn voor de specifieke gas- of stofgroep die aanwezig is in de gevaarlijk gebied.

Apparatuurgroepen

Groep I. Mijnbouw (mijndamp)

Apparatuur voor ondergrondse mijnen en bovengrondse installaties waar mijngas (methaan uit steenkoollagen) en/of brandbaar stof aanwezig kan zijn.

Groep II. Oppervlakte-industrieën (gas/damp)

Uitrusting voor alle andere locaties met explosieve gas-/dampatmosferen. Onderverdeeld in IIA, IIB en IIC.

Groep III. Oppervlakte-industrieën (stof)

Uitrusting voor locaties met explosieve stofatmosferen. Onderverdeeld in IIIA, IIIB en IIIC.

Gasgroepen (Groep II)

Gassen worden geclassificeerd op basis van twee meetbare eigenschappen:

• MESG (Maximum Experimental Safe Gap) - de maximale breedte van een opening waardoor een interne explosie zich niet zal voortplanten naar een externe explosieve atmosfeer. Getest in een gestandaardiseerde bolvormige kamer van 25 ml met een opening van 25 mm. Kleinere MESG = gevaarlijker gas.
• MIC-verhouding (Minimale ontstekingsstroomverhouding). de verhouding tussen de minimale ontstekingsstroom van het gas en die van methaan, gemeten in een standaard testapparaat voor intrinsieke veiligheid. Kleinere MIC-ratio = gevaarlijker gas.

Belangrijke opmerkingen

• Apparatuur gecertificeerd voor IIC kan worden gebruikt in IIA en IIB atmosferen (IIC is de strengste)
• Apparatuur gecertificeerd voor IIB kan worden gebruikt in IIA atmosferen
• Apparatuur gecertificeerd voor IIA kan alleen worden gebruikt in IIA atmosferen
• De hiërarchie is: IIC > IIB > IIA (IIC dekt alles)

Speciaal geval: IIB + H₂

Sommige apparatuur is gecertificeerd voor "IIB + H₂" - dit betekent dat het is getest op alle IIB-gassen plus waterstof, maar niet op acetyleen of koolstofdisulfide. Dit is een gebruikelijke en kosteneffectieve aanpak wanneer waterstof aanwezig is, maar acetyleen/CS₂ niet.

Voor Ex d (drukvaste) apparatuur gemarkeerd met IIB + H₂ moeten de afstanden voor installatieruimte voldoen aan de IIC-vereisten (40 mm), niet aan IIB (30 mm).

Representatieve gassen per groep

Groep IIA:

• Methaan (CH₄). aardgas, biogas
• Propaan (C₃H₈). LPG
• Butaan (C₄H₁₀). LPG
• Aceton. oplosmiddelen
• Ethanol. farmaceutisch, voedsel/drank
• Benzeen, tolueen, xyleen. petrochemie
• Ammoniak (NH₃). koeling, landbouw
• n-hexaan. extractieprocessen

Groep IIB:

• Ethyleen (C₂H₄). petrochemische grondstof
• Waterstofsulfide (H₂S). olie en gas, afvalwater
• Diethylether. farmaceutisch
• Ethyleenoxide. sterilisatie
• Stadsgas / fabrieksgas

Groep IIC:

• Waterstof (H₂). raffinaderijen, elektrolysefabrieken, brandstofcellen
• Acetyleen (C₂H₂). lassen, chemische synthese
• Koolstofdisulfide (CS₂). viscose-industrie

Waterstof: een speciale uitdaging

Waterstof behoort tot de gevaarlijkste gasgroep (IIC) vanwege de extreem kleine MESG (0,29 mm) en de zeer lage minimale ontstekingsenergie (0,017 mJ – ongeveer 10× minder dan methaan). De zelfontbrandingstemperatuur is echter relatief hoog (560°C), waardoor deze alleen in staat temperatuurklasse T1.

Dit betekent dat waterstof de strengste bescherming tegen vonken/bogen (IIC) vereist, maar relatief vergevingsgezind is wat betreft oppervlaktetemperatuur (T1). Dit is het tegenovergestelde van sommige IIA-gassen.

Stofgroepen (Groep III)

Geleidend versus niet-geleidend stof

Het onderscheid is van belang omdat geleidende stofdeeltjes isolatiespleten kunnen overbruggen en kortsluiting kunnen veroorzaken, waardoor ze zelfs via Ex e-bescherming (verhoogde veiligheid) een ontstekingsbron kunnen vormen. Geleidend stof vereist een strengere bescherming.

Stof wordt als geleidend beschouwd als de soortelijke weerstand ≤10³ Ω·m is.

Stofontstekingseigenschappen

Er bestaan ​​twee verschillende ontstekingsmechanismen voor stof:

1. Ontsteking van stofwolken. stof in de lucht binnen het explosieve bereik
2. Ontsteking van de stoflaag. neergeslagen stof dat wordt ontstoken door een heet oppervlak met een veel lagere temperatuur dan de wolk

De temperatuurklasse voor stofapparatuur moet rekening worden gehouden met zowel de ontstekingstemperatuur van de stofwolk (T_CL) als de ontstekingstemperatuur van de stoflaag (T_5mm).

De maximale oppervlaktetemperatuur van de apparatuur mag niet hoger zijn dan:

• ⅔ × T_CL (stofwolk). gemeten in Kelvin
• T_5mm − 75°C (voor 5 mm laagdikte)

Welke de laagste waarde oplevert, bepaalt de maximaal toegestane oppervlaktetemperatuur.

NEC/CEC-gasgroepen (Noord-Amerika)

Opmerking: het NEC/CEC-systeem gebruikt letters (A–G) in plaats van Romeinse cijfers, en de volgorde is grofweg omgekeerd (A = gevaarlijkste gas).

Apparatuur selecteren op gas-/stofgroep

Bij het selecteren van apparatuur:

1. Identificeer alle brandbare stoffen die in de omgeving aanwezig kunnen zijn
2. Bepaal voor elke stof de gas-/stofgroep
3. Selecteer apparatuur die is gecertificeerd voor de gevaarlijkste groep aanwezig
4. Controleer de temperatuurklasse is ook geschikt

Als er meerdere gassen aanwezig zijn (bijvoorbeeld methaan IIA + waterstof IIC), moet de apparatuur daarvoor geschikt zijn IIC.

Gerelateerde bestanden

• Grondbeginselen. explosiedriehoek, LEL/UEL
• Temperatuurklassen. maximale oppervlaktetemperaturen per gas
• Zoneclassificatie. waar deze gassen aanwezig kunnen zijn
• Beschermingsmethoden. hoe apparatuur met verschillende gasgroepen omgaat
• Ex-markeringen. hoe de gasgroep wordt weergegeven op het apparatuurlabel