Print

Signalering in explosie gevaarlijke gebieden

Het gebruik van signaleringsappartuur op de werkplek neemt de laatste jaren sterk toe; dat is een goede zaak. Dit is met name belangrijk in de petrochemische industrie en olie- en gasinstallaties, waar de kans op ernstige ongevallen veel groter is dan de meeste industriële omgevingen. Vaak realiseert men zich dit pas na het meemaken van een ernstige explosie of een giftig gaslek, hoe belangrijk het gebruik van waarschuwingsapparatuur is.

Een explosiegevaarlijk gebied wordt gedefinieerd als een gebied waar concentraties van explosieve gassen, dampen of stof, kunnen optreden. Hetzij voortdurend (Zone 0 en 20), onder normale bedrijfsomstandigheden (Zone 1 en 21) of ongewoon (Zone 2 en 22).

Producten die zijn ontworpen voor gebruik in explosiegevaarlijke ruimten moeten aan strenge normen en eisen voldoen. De ATEX regelgeving is de richtlijn voor Europa, terwijl in Noord-Amerika de UL standaard van kracht is. In andere delen van de wereld, met name Australië, is de IECEx een steeds belangrijk wordende richtlijn.

Naast de wereldwijd erkende normen, zijn er vaak ook nog lokale brandweer goedkeuringen waaraan voldaan moet worden. Ook gelden er soms aanvullende certificeringen waaraan een product moet voldoen, zoals de VNIIPO in Rusland, de BOMBA in Maleisië en de CCCF in China.

Signaleringsapparatuur voor gebruik in een explosiegevaarlijk gebied kan globaal worden onderverdeeld in twee categorieën: ze voorkomen een explosie door het beperken van de hoeveelheid energie in het toestel (intrinsiek veilig, Exi) of het bestaat uit een voldoende robuuste behuizing die een interne explosie kan weerstaan (explosieveilig, drukvast, Exd).

Dit artikel is echter niet bedoeld om de verschillende normen in een explosiegevaarlijk gebied te bespreken, maar om praktische informatie te bieden over signaleringsapparatuur en haar toepassingen in deze gebieden.

Intrinsiekveilig (Ex i)

Intrinsiekveilige producten zijn ontworpen voor gebruik in Zone 0 (gas) en Zone 20 (stof) en kunnen dus ook gebruikt worden in de onderliggende zones; Zone 1, 2, 21 en 22. Over het algemeen wordt een standaard ‘industriële’ behuizing gebruikt, en komt de bescherming van de elektronica, die speciaal is ontworpen om de hoeveelheid energie te beperken om zo een explosie te voorkomen. Tesamen met een zener barrière of een galvanische scheider wordt een veilige oplossing aangeboden. Echter door de beperkte energie zal IS-apparatuur nooit dezelfde prestatie kunnen leveren als apparatuur geïnstalleerd in een veilige omgeving.

Intrinsiekveilige sirenes hebben over het algemeen een vermogen tussen de 90dB en 105 dB en flitslichten zijn uitgevoerd met een LED i.p.v. een ultra heldere Xenon lamp.

Deze beperking zorgt ervoor dat, hoewel de sirenes geschikt zijn om in de open lucht te gebruiken, het volume soms niet toereikend is om de achtergrondgeluiden te overstemmen. IS-apparatuur kan daarom het beste binnenshuis worden geïnstalleerd in opslagplaatsen, farmaceutische fabrieken, controlekamers en indoor brandmeldinstallaties.

Drukvaste oplossingen (Ex d)

De explosieveilige drukvaste producten bestaan uit standaard ‘industiële’ elektronische componenten, maar worden in een robuuste behuizing gemonteerd, die een mogelijke explosie kan weerstaan. De drukvaste uitvoering is zwaarder en moeilijker te installeren dan de IS equivalent, maar ze zijn bestand tegen aanzienlijk hogere vermogens. Zo kan bijvoorbeeld het vermogen van de sirene oplopen tot 120dB en de flitslichten zijn uitgevoerd met de krachtige Xenon lamp die een lichtopbrengst geeft tot 500cd.

Een voorbeeld: een intrinsiekveilig LED flitslicht zal mensen tot op een afstand van enkele meters waarschuwing, terwijl een 21 Joule explosieveilig Xenon flitslicht een bereik heeft tot ca. 35 meter.

Nog belangrijker is, dat het heldere licht van de Xenon lamp weerkaatst op elk oppervlak en daardoor het bereik aanzienlijk vergroot en op deze manier medewerkers zal waarschuwen die bijv. met onderhoud bezig zijn.

Deze producten zijn onmisbaar in geval van brandalarm, gasdetectie en in de process automation op (petro)chemische installaties over de hele wereld waar gas een primair gevaar vormt. Steeds vaker worden suikerfabrieken, graan opslagfaciliteiten en andere gebieden waar stof, in plaats van gas, een belangrijke bron van explosiegevaar is, uitgevoerd met alarmsystemen. Uiteraard moet alle apparatuur in deze gebieden geschikt zijn voor gebruik in Zone 20, 21 en 22.

De juiste keuze maken

Tegenwoordig zijn veel locaties geclassificeerd als Zone 2 en is het noodzakelijk alarmsystemen te installeren die speciaal voor deze gebieden zijn ontworpen. Dit betekent dat hoogwaardige producten worden gebruikt, die makkelijk te installeren zijn, maar voordeliger zijn dan bijv. Zone 1 apparatuur. Verrassend genoeg, wordt het meerendeel van de toepassingen uitgevoerd met Zone 1 producten i.p.v. met de voordeliger Zone 2 uitvoeringen; het lijkt erop dat ontwerpers onnodig voorzichtig zijn bij het specificeren van materialen, wat in veel gevallen resulteert in duurdere producten.

De keuze voor een effectief alarm

Lichtbakens en waarschuwingslampen

Er zijn een aantal verschillende manieren voor het weergeven van noodverlichting signalering: het is belangrijk om de voor- en nadelen van elk type te weten alvorens de juiste keuze kan worden gemaakt.

Roterende lichtbakens zijn veruit de meest effectieve waarschuwingslampen en, worden tot op de dag van vandaag, op grote schaal gebruikt, met name voor voertuigen en bewegende machines.

De sterke lichtstraal wordt weerkaatst door de omgeving wat zorgt voor een grote zichtbaarheid. Echter het gebruik van halogeen lampen (met een levensduur van ca. 200 uur), en een mechanische aandrijving, betekent dat regelmatig onderhoud nodig is. Ook zijn de lichtbakens veelal niet geschikt voor explosiegevaarlijke gebieden, in het bijzonder in gebieden waar de regels voorschrijven dat tijdens onderhoud het geheel spanningsloos moet zijn.

Xenon lampen hebben een levensduur van ca. 2.000 uur en geven nagenoeg hetzelfde resultaat als de roterende lichtbakens. Daarom genieten Xenon lampen de voorkeur voor kritische alarmsystemen zoals brand-, gas- en process automation.

Ook is er tegenwoordig veel belangstelling voor LED-technologie. Met name de lange levensduur, het geringe onderhoud en de relatief lage kosten die ze met zich meebrengen zijn interessant.

Echter zelfs de helderste LED lampen kunnen niet tippen aan de krachtige Xenon lampen, waardoor de LED lampen met name geschikt blijken als indicatielampjes. Ze zijn bijzonder nuttig als indicatielampjes op een systeem, bijv. Groen bij ‘systeem goed’, door een constante lichtstraal, laag energieverbruik en lange levensduur. Deze lampjes moeten tenslotte ook 24/7 werken.

Alarmgevers

Alarmgevers vormen de ‘ruggengraat’ voor de meeste alarmsystemen. Veel landen hebben wettelijk vastgestelde nationale waarschuwingstonen voor een brandalarm. Frankrijk heeft bijvoorbeeld de AFNOR toon, Duitsland de DIN toon en voor de offshore industrie geldt de PFEER tonen.

De keuze van de toon is zeer belangrijk. Continue tonen gaan snel op in het achtergrond lawaai van bijv. motoren en compressoren en trekken niet voldoende aandacht. Daarom wordt gekozen voor een variërende toon. De Duitse DIN toon, die ook onderdeel uitmaakt van de PFEER tonen, werkt zeer effectief. De toon varieert tussen 1200Hz en 500Hz in 1 seconde en is hoorbaar op een zeer grote afstand.

Elektronische alarmgevers kunnen vaak tot 45 alarmtonen genereren, en hebben per toon de keuze uit 3- of 4 toonsoorten. Dit betekent dat bij elk type alarm, brandalarm, gasalarm, etc. een unieke alarmtoon kan worden gekozen. Hierdoor zijn de elektronische alarmgevers multifunctioneel, waardoor geld kan worden bespaard op bekabeling en installatie.

Alarmgevers die worden gebruikt in explosiegevaarlijke gebieden hebben over het algemeen een geluidsniveau tussen de 110dB en 120dB (@ 1mtr.). Voor een effectieve waarschuwing, moet het geluidsniveau ten minste 5dB boven het achtergrond geluid uitkomen.

Bij het gebruik van meerdere verschillende waarschuwingstonen, is het belangrijk dat de twee of drie gekozen tonen aanmerkelijk van elkaar verschillen, zodat de tonen gemakkelijk te onderscheiden zijn door het personeel op het fabrieksterrein en zij snel daarop kunnen reageren.

Naast de elektronische alarmtonen bestaan ook nog de traditionele elektromechanische producten, zoals de bellen, zoemers en sirenes. Deze producten zijn gemakkelijk te herkennen en zeer effectief, echter de mechanische onderdelen vormen in dit geval het zwakke punt. Gelukkig zijn deze tonen tegenwoordig ook digitaal te reproduceren, vaak met een beter geluidsniveau dan het origineel en met de betrouwbaarheid van de electronica en, essentieel in deze markt, verkrijgbaar voor extreme weersomstandigheden en in Explosieveilige uitvoeringen.

‘Ramp’ sirenes

Steeds vaker worden de waarschuwingssystemen bij grote industriële fabrieksterreinen verder uitgebreid naar bijv. de parkeerplaatsen/garages en opslagfaciliteiten met een ‘ramp’ sirene voor ernstige noodsituaties van bijv. het vrijkomen van giftig gas. Niet alleen om de mensen op het fabrieksterrein te waarschuwen, maar ook om de omwonenden te waarschuwen en de mensen die in de aangrenzende gebieden werken. Afhankelijk van de voorschriften kan dit variëren tussen de 200-400 meter oplopend tot zo’n 2km.

Tegenwoordig hebben waarschuwingssystemen steeds vaker een back-up systeem, een ‘stille’ test en opties voor verschillende communicatiesystemen zoals TCP/IP, radio control, GSM en RS485, waardoor een sirene op afstand kan worden geïnstalleerd en beheerd vanuit de controle kamer zonder noemenswaardige kosten.

‘Ramp’ sirenes benodigen over het algemeen een hoog vermogen, en worden daarom vaak in het veilige gebied, ook wel ‘safe area’ genoemd, geïnstalleerd. Het is echter mogelijk om de electronica te instaleren in een Ex d (drukvaste) behuizing en de speakers te monteren op 15mtr. hoogte, hetgeen doorgaans als een ‘safe area’ wordt beschouwd. Op deze manier wordt het beste van 2 werelden met elkaar gecombineerd.

Tijdelijke alarmsystemen

Naast de gebruikelijke toepassing van ‘vaste’ waarschuwingssystemen op een reeds gerealiseerde installatie of fabrieksterrein, is het gebruik van tijdelijke waarschuwingssystemen sterk toegenomen. Denk bijv. aan tijdelijke waarschuwingssystemen bij een in aanbouw zijnde installatie/fabriek.

Door middel van radiobesturing wordt een gebruikersvriendelijke oplossing aangeboden, die dankzij een kleine AC-voeding, of m.b.v. zonnepanelen, eenvoudig en snel geïmplementeerd kan worden. Indien de bouwfase voltooid is, kan het tijdelijke waarschuwingssysteem verplaatst worden naar een nieuwe locatie.

Dit geeft de bouwkundig ingenieurs de mogelijkheid van een volledig brandalarm systeem of noodsysteem, dat kan worden geactiveerd vanuit elke willekeurige plek op het terrein, zonder enige bekabeling. Resultaat is een tijdelijke oplossing die net zo effectief is als een vaste installatie.

De toekomst

De laatste jaren is de vraag naar SIL2 producten steeds meer gegroeid. Hoewel signaleringsapparatuur niet op deze wijze gecertificeerd hoeft te worden (het heeft te maken met het veiligheidsniveau van een systeem), lijkt het erop dat fabrikanten toch steeds meer producten gaan ontwikkelen die aan deze vraag voldoen. Al is het alleen maar om het de systeem ontwerpers wat makkelijker te maken.

Download artikel als PDF

Signalling in Hazardous Areas

176 K

Vragen?

Stuur ons een e-mail.