Table des Matières

La mesure précise et fiable des variables de procédé est essentielle au fonctionnement sûr et efficace des installations industrielles modernes. Ce rapport présente un aperçu détaillé et des listes classées par catégorie d'instruments de mesure de procédé en ligne, spécialement conçus et certifiés pour une utilisation en zones dangereuses, où la présence de poussières combustibles ou de gaz et vapeurs inflammables impose des protocoles de sécurité rigoureux. Son objectif principal est de fournir aux ingénieurs les informations indispensables au choix d'une instrumentation adaptée, conforme aux normes de sécurité les plus strictes et répondant aux exigences de mesure des procédés.

Dans des secteurs tels que la chimie, le pétrole et le gaz, la pharmacie, l'agroalimentaire et l'exploitation minière, le risque de formation d'atmosphères explosives à partir de gaz, de vapeurs ou de poussières inflammables constitue une préoccupation constante. Dans ces environnements, tout équipement, électrique ou non, s'il n'est pas spécifiquement conçu à cet effet, peut devenir une source d'inflammation, pouvant entraîner des explosions catastrophiques et des pertes humaines et matérielles considérables. Par conséquent, l'utilisation de ExL'utilisation d'instruments certifiés n'est pas seulement recommandée, mais constitue une obligation légale et éthique. Les stratégies de protection contre les explosions se divisent en deux grandes catégories : les mesures primaires et secondaires. La protection primaire vise à prévenir la formation d'atmosphères explosives, par exemple en remplaçant les substances inflammables ou en utilisant des systèmes d'inertage. La protection secondaire, quant à elle, a pour objectif d'empêcher l'inflammation de toute atmosphère explosive susceptible de se former. ExLes instruments certifiés sont un élément essentiel de la protection secondaire contre les explosions, conçus et testés pour garantir qu'ils ne libèrent pas suffisamment d'énergie (électrique ou thermique) pour enflammer une atmosphère dangereuse environnante.

Le paysage de Ex La certification est complexe et englobe une multitude de normes internationales et régionales, diverses classifications de zones dangereuses et différents types de protection des équipements. Cette complexité souligne la nécessité d'une expertise pointue dans la sélection des instruments, rendant les guides complets tels que ce rapport indispensables aux utilisateurs finaux soucieux de garantir à la fois la sécurité et la conformité. Ce rapport se concentrera sur plusieurs catégories clés d'instruments de mesure de process en ligne, notamment les débitmètres, les transmetteurs de niveau, les transmetteurs de pression, les capteurs et transmetteurs de température, ainsi que les instruments d'analyse (tels que les analyseurs de gaz, les capteurs de pH et les capteurs de conductivité). Ex Les détails de la certification ont été identifiés dans les informations disponibles.

Il est primordial de comprendre les principes de la protection contre les explosions et les classifications des zones dangereuses associées lors du choix et de l'installation d'équipements en atmosphères potentiellement explosives. Comme indiqué précédemment, la protection primaire contre les explosions vise à prévenir la formation de telles atmosphères, tandis que la protection secondaire vise à empêcher leur inflammation.² ExLes instruments de process certifiés constituent une pierre angulaire de la protection secondaire contre les explosions.

Les zones dangereuses sont classées en zonages selon la probabilité et la durée de présence d'une atmosphère explosive. Ce zonage détermine le niveau de protection requis pour les équipements installés dans ces zones.

Tableau 1 : Zonage des zones dangereuses

Les zones dangereuses sont classées en zonages selon la probabilité et la durée de présence d'une atmosphère explosive. Ce zonage détermine le niveau de protection requis pour les équipements installés dans ces zones.

●       Groupes de gaz (par exemple, IIC, II B, IIA): Les gaz et vapeurs inflammables sont classés en groupes en fonction de leurs caractéristiques d'inflammation. IIC représente les gaz les plus facilement inflammables (par exemple, l'hydrogène, l'acétylène), suivis par le groupe II B (par exemple, l'éthylène), et le groupe IIA (par exemple, le propane). Équipement marqué «IIC' convient également aux applications nécessitant un groupe IIA or II B protection.

●       Groupes de poussière (par exemple, IIIC, IIIB, IIIA): Les poussières combustibles sont regroupées en fonction de leur nature et de leur conductivité. IIIC Le groupe IIIB est destiné aux poussières conductrices (par exemple, les poussières métalliques), le groupe IIIB aux poussières non conductrices (par exemple, les poussières de céréales, les poussières de charbon) et le groupe IIIB aux poussières conductrices (par exemple, les poussières de céréales, les poussières de charbon). IIIA pour les gerbes combustibles. Équipement marqué «IIIC' convient au groupe IIIA et les demandes de niveau IIIB.

La classe de température (T1 à T6) de ExLa certification T6 indique la température maximale de surface que l'équipement peut atteindre en fonctionnement. Cette température doit toujours être inférieure à la température d'inflammation du gaz, de la vapeur ou de la poussière inflammable présente dans la zone dangereuse. T6 correspond à la température maximale de surface la plus basse (85 °C), ce qui la rend adaptée aux substances à faible température d'auto-inflammation, tandis que T1 correspond à la plus élevée (450 °C).

Plusieurs systèmes et normes de certification régissent Ex équipements à l'échelle mondiale.

●       ATEX : La directive ATEX (actuellement 2014/34/UE) est obligatoire pour les équipements vendus au sein de l'Union européenne.

●       IECEx : Le système IECEx est un système de certification international visant à faciliter le commerce international des équipements destinés à être utilisés en atmosphères explosives en fournissant une marque de conformité reconnue mondialement. De nombreux pays acceptent la certification IECEx, parfois comme base pour une certification nationale.

● Parmi les autres certifications régionales importantes, on peut citer : Approbations FM (Factory Mutual) et Groupe CSA (Association canadienne de normalisation) pour l'Amérique du Nord, et NEPSI (Centre national de supervision et d'inspection pour la protection contre les explosions et la sécurité des instruments) pour la Chine.

L'existence de plusieurs systèmes de certification, bien que souvent harmonisés dans une certaine mesure, peut engendrer de la complexité, notamment pour les projets d'envergure internationale. Si le système IECEx constitue un référentiel international précieux, il est essentiel de tenir compte du fait que des exigences locales ou complémentaires peuvent s'appliquer dans certaines juridictions. Par conséquent, vérifier quelles certifications sont acceptées ou obligatoires dans le pays d'installation demeure une étape cruciale pour les ingénieurs, même si un instrument est certifié IECEx.

Les poussières combustibles, générées par une grande variété de matériaux, notamment les céréales, le sucre, la farine, le bois, les plastiques, les métaux et certains produits chimiques, peuvent former des atmosphères explosives lorsqu'elles sont en suspension dans l'air à des concentrations suffisantes et qu'elles s'enflamment.

Par conséquent, les industries manipulant de tels matériaux doivent utiliser des équipements spécifiquement certifiés pour ces environnements. Les principales méthodes de protection des instruments dans les zones dangereuses poussiéreuses sont la « protection par enceinte » (Ex t – subdivisé en Ex ta, Ex et Ex tc correspondant respectivement aux zones 20, 21 et 22) et « Sécurité intrinsèque » (Ex je - Ex ia Ex ib, Ex ic). La protection par boîtier empêche la poussière de pénétrer dans l'instrument en quantités susceptibles de provoquer une inflammation et limite la température de surface de celui-ci. La sécurité intrinsèque limite l'énergie électrique afin d'éviter l'inflammation d'un nuage ou d'une couche de poussière.

Le tableau suivant détaille une sélection d'instruments de mesure de processus en ligne avec Ex Les certifications relatives aux poussières sont établies en fonction des informations disponibles. Il est important de noter que de nombreux instruments possèdent à la fois des certifications pour les gaz et les poussières ; cette section met en lumière leur certification pour les poussières, et ces certifications seront réexaminées dans la section 5 si elles concernent également les gaz et les mêmes applications.

Tableau 2: Ex- Instruments de mesure de processus en ligne certifiés pour la poussière

Les gaz ou vapeurs inflammables, mélangés à l'air (ou à un autre comburant) dans leurs limites d'inflammabilité, peuvent former une atmosphère explosive. En présence d'une source d'inflammation suffisamment énergétique, une combustion rapide ou une explosion peut se produire. Les industries manipulant ces substances doivent donc utiliser des équipements spécifiquement certifiés pour prévenir l'inflammation dans ces zones à risque d'explosion de gaz. Les méthodes de protection courantes utilisées pour les instruments certifiés pour les gaz comprennent les boîtiers antidéflagrants (Ex d), sécurité intrinsèque (Ex ia Ex ib, Ex ic), sécurité accrue (Ex e), encapsulation (Ex m), et la pressurisation (Ex p).⁹

Le tableau suivant fournit des détails sur une sélection d'instruments de mesure de processus en ligne avec Ex Certifications gazières.

Tableau 3: Ex Instruments de mesure de processus en ligne certifiés pour le gaz

Un aspect essentiel pour de nombreuses installations industrielles est la disponibilité d'instruments de mesure certifiés pour tous les deux Ces appareils sont conçus pour les environnements à risque de présence de gaz et de poussières et sont adaptés à la réalisation de la même fonction de mesure de base dans des applications où l'un ou l'autre de ces risques, voire les deux, peuvent être présents. Cette double certification offre une polyvalence accrue, simplifiant potentiellement la normalisation des équipements, réduisant les stocks de pièces détachées et fournissant des solutions robustes pour les environnements complexes.

Les raisons qui poussent les fabricants à rechercher une double certification sont multiples. Cela permet de commercialiser un même modèle d'instrument pour une plus large gamme de zones dangereuses, augmentant ainsi son champ d'application. De plus, certains procédés industriels impliquent intrinsèquement des environnements hybrides où gaz ou vapeurs inflammables et poussières combustibles peuvent coexister. On peut citer, par exemple, certains procédés de fabrication chimique, la production pharmaceutique utilisant des principes actifs pharmaceutiques en poudre et des solvants inflammables, les installations de transformation alimentaire manipulant des céréales ou des sucres susceptibles de dégager des gaz ou utilisant des agents de nettoyage inflammables, ainsi que les opérations minières avec du méthane et de la poussière de charbon. Pour les fabricants, l'obtention d'une double certification pour un instrument de conception robuste peut constituer une stratégie rentable pour élargir leur marché.

Le tableau suivant met en évidence les instruments de mesure de processus en ligne qui, d'après les données disponibles, semblent posséder à la fois Ex gaz et Ex Les certifications relatives à la poussière sont utilisées pour des applications typiques similaires où de tels doubles risques peuvent être rencontrés ou lorsque la polyvalence est un critère de sélection clé.

Tableau 4 : Gaz et poussières combinés Ex Instruments en ligne certifiés pour applications spécifiques

Le choix d'instruments de mesure de process en ligne adaptés aux zones dangereuses est une tâche complexe qui va bien au-delà de la simple adéquation d'un produit à une variable de process. Elle exige une approche rigoureuse en matière de sécurité et de conformité.

Adaptation de la certification aux conditions spécifiques du site : L'étape fondamentale consiste en une étude complète de classification des zones dangereuses (HAC) pour le site d'installation de l'instrument. Cette étude identifie le type de substance dangereuse (gaz/vapeur ou poussière), la probabilité de sa présence (zone ou division), le groupe de gaz ou de poussières concerné et la température d'auto-inflammation de la substance. L'instrument sélectionné Ex certification, y compris sa EPL, Classement de zone/division, adéquation au groupe gaz/poussière (par exemple, IIC, IIIC), et classe de température (indice T), doit être approprié pour la zone classifiée. Par exemple, installer un instrument certifié Zone 2 dans une zone Zone 1 constitue une violation grave des règles de sécurité. Les limites de température de procédé et ambiante spécifiées sur le certificat de l'instrument doivent également être strictement respectées, car leur dépassement peut compromettre la méthode de protection ou entraîner des températures de surface supérieures à la classe T.

Comprendre les « Conditions particulières d’utilisation (X/U) » : Comme indiqué précédemment, les « Conditions spécifiques d’utilisation » (souvent marquées d’un « X » ou d’un « U » sur le certificat ou la plaque signalétique) font partie intégrante de la certification et sont obligatoires pour une installation et un fonctionnement sûrs.¹² Ces conditions peuvent inclure des exigences relatives à des types spécifiques d'entrées de câbles, aux procédures de mise à la terre et de liaison équipotentielle, aux précautions contre les décharges électrostatiques (en particulier pour les pièces non métalliques ou dans les zones poussiéreuses), aux limitations de la réparation des équipements (par exemple, les joints antidéflagrants), voire à des orientations d'installation spécifiques.¹² Le non-respect de ces conditions invalide le contrat. Ex La certification peut rendre l'installation dangereuse.

Documentation et assistance du fabricant : Il est impératif de toujours consulter la documentation officielle du fabricant de l'instrument, notamment les manuels d'installation, d'utilisation et d'entretien. En cas de doute ou d'ambiguïté concernant l'interprétation des certifications ou les exigences d'installation, il convient de consulter directement le fabricant ou son représentant agréé.

Compatibilité des matériaux : Les matériaux de construction des pièces en contact direct avec le fluide de procédé doivent être compatibles avec ce dernier afin de prévenir la corrosion, l'érosion ou toute attaque chimique susceptible de compromettre l'intégrité de l'instrument ou la précision des mesures. De même, le matériau du boîtier doit être adapté à l'environnement ambiant et résister à la corrosion due aux conditions atmosphériques ou à l'exposition à des produits chimiques. Il est également important de noter que les boîtiers en aluminium peuvent être soumis à des restrictions relatives aux chocs ou aux frottements dans certaines zones à risque d'explosion afin de prévenir tout risque d'inflammation par étincelles.

Protection contre la pénétration (indice IP) : L'indice de protection IP d'un instrument (par exemple, IP66, IP67L'indice de protection IP68 indique le degré de protection contre la pénétration de particules solides (y compris la poussière) et de liquides. Un indice IP approprié est essentiel pour protéger les composants internes de l'instrument et préserver son intégrité. Ex méthode de protection, notamment dans les environnements poussiéreux ou humides.

Entretien et inspection : L'inspection et la maintenance régulières, effectuées conformément aux directives du fabricant et aux normes en vigueur, sont essentielles pour garantir l'intégrité continue du système. Ex Caractéristiques de protection tout au long de la durée de vie de l'instrument. Sécurité intrinsèque (Ex i) Les systèmes, en raison de leurs faibles niveaux d'énergie, peuvent offrir des avantages en termes de maintenance, permettant potentiellement des travaux sous tension dans des conditions spécifiques et contrôlées sans nécessiter de permis de travail à chaud.

La responsabilité ultime du choix, de l'installation, du fonctionnement et de l'entretien corrects de ExLa responsabilité de la certification des instruments incombe à l'utilisateur final ou à l'exploitant de l'installation. Bien que les fabricants fournissent des équipements certifiés et une documentation détaillée, il appartient à l'utilisateur de s'assurer que l'instrument est adapté à l'application spécifique et que toutes les exigences d'installation et d'exploitation stipulées par la certification et les normes applicables sont respectées. Ceci souligne l'importance cruciale de disposer d'un personnel compétent, formé aux principes et pratiques des zones dangereuses. Se fier uniquement à la certification des instruments peut s'avérer risqué. Ex Le marquage d'une plaque signalétique sans une compréhension approfondie de ses implications et des conditions associées est insuffisant et potentiellement dangereux.

Ce rapport présente une analyse détaillée des instruments de mesure de process en ligne certifiés pour une utilisation en environnements dangereux caractérisés par la présence de poussières combustibles et/ou de gaz et vapeurs inflammables. Une gamme variée d'instruments, incluant des débitmètres, des transmetteurs de niveau, des transmetteurs de pression, des capteurs de température et des instruments d'analyse, est disponible auprès des principaux fabricants. Ex Certifications. L’analyse confirme que les principes de mesure communs sont bien représentés au sein de ces gammes de produits certifiés. Un constat important est la prévalence croissante d’instruments bénéficiant d’une double certification pour les risques liés aux gaz et aux poussières, offrant une polyvalence accrue pour les applications en environnements industriels complexes ou à des fins de normalisation.

Suite à l'analyse approfondie des informations fournies, les principales recommandations suivantes sont mises en avant à l'intention des ingénieurs impliqués dans la sélection et le déploiement de ce type d'instrumentation :

1. Prioriser la classification complète des zones dangereuses (HAC) : Une étude HAC spécifique au site est une première étape indispensable. Sans une compréhension claire des zones, des EPL, des groupes de gaz/poussières et des classes de température applicables à la zone d'installation, il est impossible de sélectionner des instruments sûrs.

2. Assurer une correspondance méticuleuse entre la certification des instruments et les exigences du site : L'instrument choisi Ex Les marquages ​​de certification doivent correspondre précisément aux exigences identifiées dans l'étude HAC. Toute divergence peut rendre l'installation dangereuse.

3. Obtenir et respecter les « Conditions spécifiques d’utilisation (X/U) » : Ces conditions, détaillées dans le certificat et les manuels de sécurité de l'instrument, sont obligatoires. Elles contiennent souvent des instructions essentielles concernant l'installation, la mise à la terre, les précautions électrostatiques et la maintenance, indispensables au maintien de l'intégrité de l'appareil. Ex protection.

4. Consultez la documentation et l'assistance du fabricant : Consultez toujours la documentation complète et la plus récente du fabricant, en particulier le manuel d'utilisation. Ex- consignes de sécurité spécifiques (par exemple, XA (documents). En cas de doute, demandez des précisions directement au fabricant ou à ses représentants agréés.

5. Manipulez les environnements hybrides gaz/poussière avec une extrême prudence : Dans les environnements où des gaz inflammables et des poussières combustibles peuvent être présents simultanément (mélanges hybrides), l'adéquation d'un instrument disposant de certifications distinctes pour les gaz et les poussières n'est pas automatiquement garantie. Une évaluation par un expert, pouvant impliquer le fabricant ou un organisme notifié, est essentielle car les caractéristiques d'inflammation des mélanges hybrides peuvent être plus graves.

6. Garantir les compétences du personnel : Tout le personnel impliqué dans la spécification, l'installation, l'exploitation et la maintenance de Ex-Les équipements certifiés doivent posséder une formation et des compétences adéquates en matière de principes des zones dangereuses, de méthodes de protection et de normes pertinentes.

Alors que les normes internationales comme IECEx favorisent l'harmonisation mondiale de Ex En matière de certification, il est important de rester attentif aux variations régionales ou nationales, aux interprétations et aux codes d'installation spécifiques (tels que les NEC Les normes (aux États-Unis ou au Canada) peuvent toujours s'appliquer. Par conséquent, un produit « certifié mondialement » peut nécessiter une vérification locale supplémentaire ou le respect de réglementations nationales spécifiques. Les équipes d'ingénierie doivent s'assurer de la conformité avec toutes les lois et normes locales applicables dans le pays d'installation.

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