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Amélioration de la sécurité et du contrôle des processus dans les environnements à poussières combustibles grâce à la certification EX Rheonics densimètres et viscosimètres

Les poussières combustibles représentent un risque d'explosion important dans des secteurs tels que l'agroalimentaire, la chimie, l'exploitation minière et la production de poudres métalliques. Cette note d'application examine comment Rheonics Les densimètres SRD et les viscosimètres SRV certifiés EX ia IIIC Da améliorent la sécurité et le contrôle des procédés en zones 20, 21 et 22, conformément aux normes ATEX et IECEx. Découvrez comment la surveillance en ligne intrinsèquement sûre de la densité et de la viscosité contribue à prévenir les risques d'inflammation tout en améliorant l'efficacité opérationnelle et la qualité des produits.


Table des matières

1. Le défi omniprésent des poussières combustibles : garantir la sécurité grâce à une surveillance certifiée des procédés

Le risque d'explosion de poussières est une préoccupation majeure dans de nombreux secteurs industriels. Les fines particules, ou poussières, provenant de matériaux tels que les céréales, le sucre, le bois, les produits chimiques et les métaux, peuvent constituer un combustible puissant lorsqu'elles sont en suspension dans l'air à une concentration adéquate et exposées à une source d'inflammation. Pour qu'une explosion de poussières se produise, cinq conditions doivent être réunies : un combustible (poussières inflammables), de l'oxygène, un confinement (dans une cuve ou un bâtiment), une dispersion (un nuage de poussières) et une source d'inflammation. Une explosion de poussières peut entraîner une montée en pression rapide, des dommages catastrophiques aux installations et des risques graves pour le personnel. Par conséquent, l'utilisation d'équipements certifiés qui éliminent ou contrôlent les sources d'inflammation potentielles est un élément essentiel de la sécurité industrielle.

Dans ce contexte, la surveillance précise et en temps réel des paramètres de processus tels que densité et viscosité Ces paramètres jouent un rôle crucial. Ils constituent des indicateurs fondamentaux de la consistance, de la concentration et de la fluidité d'un matériau. La surveillance continue en ligne fournit des données immédiates, permettant aux opérateurs d'optimiser les procédés, de garantir la qualité des produits et de réduire les déchets. À l'inverse, l'échantillonnage manuel peut être lent à détecter les écarts et comporte des risques et des inexactitudes.

Au-delà de l'optimisation des procédés et du contrôle qualité, les données de densité et de viscosité offrent un éclairage supplémentaire sur la sécurité. Par exemple, lors de la manutention des céréales, les variations de densité peuvent être corrélées aux variations de leur teneur en humidité. Or, l'humidité influence la production de poussières et leur explosibilité. De même, dans les procédés à base de boues, des écarts de densité ou de viscosité peuvent signaler des problèmes tels que la sédimentation des particules ou des obstructions. Si ces problèmes ne sont pas pris en compte, ils peuvent entraîner une accumulation anormale de poussières ou des dysfonctionnements, augmentant indirectement le risque global de l'installation. En utilisant des capteurs certifiés pour surveiller ces variables, les opérateurs s'assurent non seulement que le capteur lui-même ne présente aucun risque d'inflammation, mais sont également alertés précocement des conditions susceptibles d'accroître le risque d'explosion de poussières, ce qui permet une intervention proactive.

Rheonics Nous proposons des densimètres (SRD) et des viscosimètres (SRV) en ligne, conçus pour les environnements industriels les plus exigeants. Leur certification EX, qui atteste de leur utilisation en présence de poussières combustibles, constitue un atout majeur. Ils peuvent ainsi être intégrés en toute sécurité aux procédés sans risque d'inflammation.

2. Navigation dans les classifications des zones dangereuses pour les poussières combustibles : référentiels ATEX et IECEx

Afin de garantir l'utilisation sûre des équipements en atmosphères potentiellement explosives, des cadres réglementaires et de certification complets ont été mis en place. Parmi les plus reconnus figurent la directive ATEX en Europe et le système IECEx au niveau international. Ces deux cadres visent à harmoniser les normes de sécurité et à garantir que les équipements destinés aux zones dangereuses respectent des exigences de sécurité strictes.

La directive ATEX comprend deux parties principales : la directive 1999/92/CE (également connue sous le nom d’ATEX 137), qui définit les obligations des employeurs en matière de protection des travailleurs contre les risques d’atmosphères explosives, notamment la classification des zones dangereuses ; et la directive 2014/34/UE (également connue sous le nom d’ATEX 114), qui spécifie les exigences essentielles de santé et de sécurité ainsi que les procédures d’évaluation de la conformité des équipements et systèmes de protection destinés à être utilisés dans ces zones. Le système IECEx offre un cadre international pour la certification des équipements, facilitant ainsi le commerce mondial en garantissant la conformité aux normes CEI.

Figure 1. Marquages ​​du capteur Ex, version 5

Figure 1. Marquages ​​du capteur Ex, version 5

2.1. Définition des zones de poussière (ATEX et IECEx)

Pour les environnements présentant des risques liés aux poussières combustibles, les normes ATEX et IECEx définissent toutes deux des zones en fonction de la fréquence et de la durée de présence d'un mélange explosif poussière-air :

  • Zone 20Zone où une atmosphère explosive, sous forme de nuage de poussières combustibles en suspension dans l'air, est présente de façon continue, prolongée ou fréquente. Cette zone exige le plus haut niveau de protection des équipements (ATEX Catégorie 1D / IECEx EPL Da).
  • Zone 21Zone où une atmosphère explosive, sous forme de nuage de poussières combustibles en suspension dans l'air, est susceptible de se former occasionnellement en fonctionnement normal. Ceci requiert un équipement conforme à la catégorie ATEX 2D / IECEx EPL Db.
  • Zone 22Zone où la formation d'une atmosphère explosive sous forme de nuage de poussières combustibles en suspension dans l'air est peu probable en fonctionnement normal, et si elle se produit, elle ne persistera que brièvement. Les équipements ATEX catégorie 3D / IECEx EPL CC conviennent à cette zone.

2.2 Comprendre les groupes de poussières (ATEX/IECEx)

  • Groupe IIIAParticules volantes inflammables (particules plus grosses, ne nécessitant généralement pas le même niveau de protection que les poussières plus fines).
  • Groupe IIIBPoussières non conductrices. Ce groupe comprend une vaste gamme de poussières industrielles courantes telles que la farine, les céréales, le sucre, le bois, la plupart des plastiques et de nombreuses poudres chimiques non métalliques.
  • Groupe IIICPoussières conductrices. Ce groupe comprend des matériaux comme les poussières métalliques (par exemple, l'aluminium, le magnésium), la poussière de charbon et le noir de carbone. Les poussières conductrices présentent un danger supplémentaire car elles peuvent provoquer des courts-circuits ou créer des chemins conducteurs, susceptibles d'entraîner une inflammation. À titre de comparaison, le système nord-américain classe les poussières explosives dans la classe II, avec le groupe E pour les poussières métalliques, le groupe F pour les poussières carbonées (comme le charbon ou le charbon de bois) et le groupe G pour les autres poussières telles que la farine, les céréales et les plastiques.

2.3. Niveaux de protection des équipements (EPL) pour la poussière (IECEx) et catégories (ATEX)

Le niveau de protection offert par les équipements est désigné par les EPL selon la norme IECEx et par les catégories selon la norme ATEX :

EPL Da (IECEx) / Catégorie 1D (ATEX)

Offre un niveau de protection « très élevé », adapté à la zone 20. Les équipements de cette catégorie doivent garantir la sécurité même en cas de dysfonctionnements rares (deux dysfonctionnements indépendants).

EPL Db (IECEx) / Catégorie 2D (ATEX)

Offre un niveau de protection « élevé », adapté à la zone 21. La sécurité est maintenue pendant le fonctionnement normal et les dysfonctionnements (uniques) prévus.

EPL DC (IECEx) / Catégorie 3D (ATEX)

Offre un niveau de protection « normal », adapté à la zone 22. La sécurité est assurée en fonctionnement normal.

2.4. Classes de température (T) et température maximale de surface pour la poussière

Un aspect essentiel de la certification des équipements pour zones dangereuses est de garantir que la température maximale de surface de tout équipement reste largement inférieure à la température d'auto-inflammation de l'atmosphère explosive environnante. Pour les poussières combustibles, cette question est particulièrement complexe. La température d'inflammation d'une couche de poussière peut être nettement inférieure à celle d'un nuage de poussière. La poussière peut s'accumuler sur les équipements, formant des couches isolantes susceptibles de couver ou de s'enflammer à des températures plus basses qu'un nuage dispersé. Par conséquent, les équipements destinés aux zones poussiéreuses doivent être classés selon une température maximale de surface qui garantit la sécurité d'inflammation, tant pour les nuages ​​que pour les couches, la température d'inflammation des couches étant souvent la valeur la plus restrictive.

Au lieu des classes T1 à T6 généralement utilisées pour les gaz, les certifications relatives aux poussières spécifient souvent directement la température maximale de surface, par exemple Tmax 85 °C ou Tmax 135 °C. Ce marquage explicite de la température est essentiel pour permettre aux utilisateurs d'adapter correctement l'équipement aux caractéristiques d'inflammation spécifiques des poussières présentes dans leurs installations. Rheonics Les capteurs, par exemple, comportent une plage de températures maximales de surface spécifiques (par exemple, T85 °C, T100 °C, etc., dans le cadre du marquage « Ex ia IIIC T… Da »), ce qui indique que le choix du capteur doit être effectué avec soin en fonction des propriétés de la poussière rencontrée et des conditions ambiantes d'utilisation. Ceci permet d'éviter que la surface du capteur ne devienne une source d'inflammation pour les couches de poussière accumulées.

Clause de non-responsabilité

Le fait que Rheonics Le fait que ces capteurs atteignent le niveau EPL Da et soient certifiés pour les poussières du groupe IIIC est particulièrement remarquable. La certification pour le groupe IIIC signifie que les capteurs conviennent aux poussières conductrices les plus difficiles à traiter, élargissant considérablement leur champ d'application au-delà des seules poussières non conductrices du groupe IIIB. Parallèlement, le niveau EPL Da atteste de leur aptitude à être utilisés en zone 20, l'environnement le plus dangereux en matière de poussières, où des atmosphères explosives sont présentes en permanence ou fréquemment. Cette double certification, correspondant au groupe de poussières le plus élevé et au niveau de protection le plus élevé, souligne la robustesse de leur conception en matière de sécurité, adaptée à un large éventail d'applications exigeantes.

3. Sécurité intrinsèque (Ex i) : une stratégie de protection de premier ordre pour les environnements chargés de poussière

La sécurité intrinsèque (SI), ou « Ex i », est une technique de protection appliquée aux équipements et câblages électriques destinés aux zones dangereuses. Son principe fondamental est de limiter l'énergie électrique et thermique disponible au sein de l'équipement et de son câblage à un niveau inférieur à celui susceptible de provoquer l'inflammation d'un mélange atmosphérique dangereux spécifique, qu'il s'agisse de gaz inflammables, de vapeurs ou de poussières combustibles.

Installation intrinsèquement sûre de Rheonics viscosimètre en ligne SRV.

Installation intrinsèquement sûre de Rheonics viscosimètre en ligne SRV.

Cette limitation de consommation d'énergie est mise en œuvre à l'aide de barrières Zener, installées dans une zone non dangereuse (sûre) ou dans un boîtier certifié. Ces barrières comprennent des composants tels que des diodes Zener pour limiter la tension, des résistances pour limiter le courant et des fusibles pour protéger les éléments du circuit. Rheonics Pour les capteurs, l'émetteur doit être placé à l'extérieur de la zone dangereuse, tandis que la sonde peut être installée dans la zone 0/zone 20.

3.1. Niveaux de sécurité intrinsèque (ia, ib, ic)

La sécurité intrinsèque est catégorisée en trois niveaux, indiquant l'intégrité de la sécurité maintenue en cas de défaillance :

Ex ia (Rheonics certification du capteur)

Il s'agit du plus haut niveau de protection, garantissant la sécurité en cas de deux défauts indépendants sur le circuit. Les équipements certifiés « Ex ia » sont adaptés à une utilisation en zone 0 (gaz) et en zone 20 (poussières).

Ex ib

Ce niveau garantit la sécurité avec un seul défaut et convient à la zone 1 (gaz) et à la zone 21 (poussières).

Ex ique

Ce niveau assure la sécurité en fonctionnement normal et convient à la zone 2 (gaz) et à la zone 22 (poussières).

3.2. Avantages de l'utilisation d'équipements certifiés IS dans les zones dangereuses poussiéreuses

L'application de la sécurité intrinsèque offre plusieurs avantages significatifs, notamment dans les environnements chargés de poussières combustibles :

Sécurité améliorée.
Entretien.
Rentabilité.
Simplicité et légèreté.
D'assurance.

L'efficacité d'un système de sécurité intrinsèque repose sur la conception et l'installation correctes de l'ensemble de la boucle de sécurité intrinsèque, qui comprend l'appareillage intrinsèquement sûr dans la zone dangereuse (par exemple, le Rheonics Le dispositif de sécurité comprend le capteur, la barrière associée située dans la zone sécurisée et le câblage d'interconnexion. Les paramètres du câble (tels que sa capacité et son inductance maximales) ainsi que les caractéristiques du capteur et de la barrière doivent être compatibles et conformes aux limites spécifiées dans la documentation de certification. Manuels – Rheonics

4. Rheonics SRD et SRV : Capteurs de densité et de viscosité à sécurité intrinsèque avec certification robuste contre la poussière

Rheonics Nous proposons une gamme de capteurs de process en ligne, notamment le SRD (densimètre et viscosimètre simultanés) et le SRV (viscosimètre en ligne), conçus pour les applications industrielles exigeantes, y compris celles présentant des risques de poussières combustibles. Ces capteurs utilisent une technologie brevetée de résonateur de torsion équilibré. Le SRD mesure la densité du fluide en fonction du décalage de la fréquence propre du résonateur, tandis que le SRD et le SRV déterminent la viscosité en mesurant l'effet d'amortissement exercé par le fluide sur l'élément résonnant.

Principales caractéristiques de Rheonics Les capteurs SRD et SRV sont entièrement métalliques (avec des options d'acier inoxydable 316L ou d'Hastelloy C22 pour les pièces en contact avec le fluide), hermétiquement scellés sans élastomères et intrinsèquement insensibles à l'orientation de montage et aux vibrations. Ils intègrent également une mesure de température du fluide, fournissant des données complètes pour le contrôle des processus.

Répartition détaillée de RheonicsCertifications anti-poussières EX (ATEX et IECEx)

Rheonics Les capteurs ont subi des tests rigoureux et ont obtenu une certification afin de garantir leur fonctionnement en toute sécurité dans des atmosphères potentiellement explosives, notamment celles contenant des poussières combustibles. Leurs certifications attestent de leur conformité aux normes ATEX et IECEx.

Marquages ​​de certification spécifiques pour la poussière :

Le marquage pour Rheonics Les capteurs de type SR (SRV et SRD) pour environnements poussiéreux sont :

Figure 2 : Description de la classification des explosions IECEx
Figure 2 : Description de la classification des explosions IECEx

Méthode de protection

Ex ia – Sécurité intrinsèque, niveau « a », convient aux zones les plus dangereuses.

Groupe de poussière

IIIC – Convient à tous les types de poussières combustibles, y compris les particules combustibles (IIIA), les poussières non conductrices (IIIB) et, surtout, les poussières conductrices (IIIC).

GroupeType de poussièreExemplesConductivitéRisque d'explosionRemarques
IIIAVolailles combustiblescopeaux de bois, fibres, peluches textilesGénéralement non conducteurModéréeTendance à s'installer rapidement, risque de combustion lente ou d'inflammation.
IIIBPoussière non conductricePoussière de céréales, farine, sucre et poudre plastiqueNon conductriceHautePeut former des nuages ​​explosifs. La poussière ne conduit pas l'électricité.
IIICPoussière conductricePoussière d'aluminium, magnésium, poudres métalliquesConducteurTrès élevéRisque maximal. La poussière conductrice peut provoquer des courts-circuits et nécessite une attention particulière.

Température de surface maximale

La plage de températures de fonctionnement de Rheonics Les capteurs définissent les limites de sécurité dans lesquelles ils peuvent fonctionner de manière fiable et précise. Le choix du capteur adapté aux températures ambiante et de process est essentiel pour garantir la stabilité des mesures, la durabilité mécanique et la conformité aux normes.

Dans les zones à risque de poussière (zones 20, 21 ou 22), Cela devient particulièrement important car la température de surface certifiée du capteur est directement liée à sa plage de fonctionnement définie.Si le capteur fonctionne en dehors de ses limites spécifiées, il peut dépasser sa température de surface admissible et présenter un risque d'inflammation des poussières combustibles présentes dans l'atmosphère environnante.

Ainsi, même si l'objectif principal est de sélectionner un capteur fonctionnant dans les conditions réelles du processus, cela garantit également que le capteur conserve sa classification de température de surface certifiée. Consultez toujours Rheonics documentation permettant de confirmer la compatibilité avec les conditions de température et les propriétés d'inflammation de la poussière présente dans votre installation.

Niveau de protection de l'équipement (EPL)

Da – Niveau de protection « Très élevé », rendant les capteurs adaptés à une utilisation en zone 20, où des nuages ​​de poussières combustibles sont présents en permanence ou fréquemment.

Code EPLZone applicableNiveau de protectionDescription
DaZone 20Très Haute ProtectionL'équipement reste sûr même en cas de deux pannes indépendantes ; convient aux zones où des atmosphères de poussières explosives sont présentes en permanence.
DbZone 21Haute protectionSécurité garantie en cas de perturbations prévues ou de défauts ponctuels. À utiliser dans les environnements où la poussière est susceptible de se former en fonctionnement normal.
DcZone 22Protection renforcéeAssure une protection de base. À utiliser lorsque la présence de poussières explosives est improbable et ne se manifeste que brièvement ou accidentellement.

Conformité aux normes clés

Les certifications reposent sur la conformité aux normes internationales fondamentales, notamment :

  • CEI 60079-0 (Atmosphères explosives – Partie 0 : Équipements – Exigences générales).
  • IEC 60079-11 (Atmosphères explosives – Partie 11 : Protection des équipements par sécurité intrinsèque « i »).
  • La certification KCs pour Rheonics les capteurs font explicitement référence au certificat IECEx IECEx TUR 19.0005X, numéro 5.
  • La conformité à la directive ATEX 2014/34/UE est également confirmée.

5. Transformation du contrôle des procédés dans les industries à risque de poussières : Applications Rheonics Capteurs certifiés EX

Rheonics Les capteurs SRD et SRV, certifiés EX, sont parfaitement adaptés à de nombreuses applications dans les secteurs industriels où les poussières combustibles représentent un risque important. Leur capacité à fournir des données en temps réel sur la densité et/ou la viscosité permet un meilleur contrôle des procédés, une qualité de produit accrue, une efficacité renforcée et, surtout, des opérations plus sûres.

5.1 Alimentation et agriculture

Processus

Manutention des céréales (réception, transport, séchage, stockage), mouture de la farine, raffinage du sucre, transformation du cacao, des épices et du lait en poudre.

Types de poussière

Principalement des poussières du groupe IIIB comme la poussière de céréales, la farine, la poussière de sucre, l'amidon, les poudres d'épices et le lait en poudre.

Dangers

Risque élevé d’explosions de poussières dans les silos, les élévateurs, les convoyeurs, les broyeurs, les séchoirs et les zones d’emballage, souvent classées en zones 20, 21 ou 22.

Figure 3. Applications des risques liés aux poussières – Alimentation et agriculture

Application SRD/SRV :

Densité (SRD)

Le contrôle de la masse volumique apparente des grains permet d'évaluer leur qualité, d'estimer leur teneur en humidité (essentielle pour un stockage et une transformation sûrs) et d'optimiser le conditionnement. Dans les procédés impliquant l'ajout de liquides (par exemple, de mélasse dans l'alimentation animale, d'eau dans la pâte) ou de suspensions, le SRD permet de contrôler la concentration et la teneur en matières sèches.

Viscosité (SRV/SRD)

Contrôle de la viscosité des pâtes, glaçages et autres ingrédients liquides ou semi-solides. Surveillance de la fluidité des poudres ou des matériaux granulaires lorsqu'ils sont utilisés sous forme de suspensions.

Avantages avec Rheonics

La certification Ex ia IIIC Da garantit un fonctionnement sûr dans les zones à risque de poussières les plus dangereuses. Pour les applications alimentaires, Rheonics Il propose également des capteurs à conception hygiénique (certifiés EHEDG et 3-A), répondant ainsi à une double norme essentielle. Les données en temps réel permettent d'optimiser les temps de mélange, de garantir une texture homogène du produit et de réduire les déchets. Par exemple, en minoterie, le contrôle de l'humidité (déduite de la densité) pendant le conditionnement des grains est crucial, et la maîtrise de la viscosité de la pâte assure la constance du produit. Les zones classées ATEX/IECEx sont la norme dans les minoteries.

5.2 Fabrication pharmaceutique

Processus

Opérations de mélange de poudres, de granulation humide/sèche, de séchage en lit fluidisé, de compression de comprimés, de remplissage de capsules et d'enrobage.

Types de poussière

Les principes actifs pharmaceutiques (API) et les excipients (par exemple, l'amidon, le lactose, la cellulose microcristalline) peuvent être puissants, fins et parfois sensibles ; ils appartiennent généralement au groupe IIIB, bien que certains stéarates métalliques ou autres composés puissent être classés dans le groupe IIIC.

Dangers

Des nuages ​​de poussière peuvent se former dans les mélangeurs, les granulateurs, les séchoirs, les presses à comprimés et les systèmes de transfert de poudre. La maîtrise du procédé est primordiale compte tenu de la valeur élevée du produit et des enjeux de sécurité.

Figure 4. Applications des risques liés aux poussières – Fabrication pharmaceutique

Application SRD/SRV :

Densité (SRD)

Surveillance de l'homogénéité du mélange, de la densité des granules (qui influe sur la dureté et la dissolution des comprimés) et de la concentration des solutions ou des suspensions.

Viscosité (SRV/SRD)

Essentiel pour contrôler la viscosité des solutions d'enrobage afin d'assurer un enrobage uniforme des comprimés, gérer la consistance des suspensions de granulation humide et surveiller les suspensions.

Avantages avec Rheonics

La haute précision des capteurs garantit une formulation précise et un contrôle qualité rigoureux. La méthode de protection de sécurité intrinsèque simplifie les protocoles de nettoyage et les processus de validation par rapport aux enceintes Ex d plus volumineuses. La certification Ex ia IIIC Da assure le plus haut niveau de sécurité lors de la manipulation de poudres pharmaceutiques fines et potentiellement puissantes.

5.3 Traitement chimique

Processus

Fabrication et manipulation d'une large gamme de produits chimiques en poudre, de pigments, de résines, de plastiques et de catalyseurs.

Types de poussière

Diverses poudres, notamment organiques, plastiques (polyéthylène, PVC), métalliques (souvent utilisées comme catalyseurs) et le noir de carbone, peuvent appartenir aux groupes IIIB ou IIIC (par exemple, de nombreuses poudres métalliques et le noir de carbone).

Dangers

Présents dans les réacteurs, les mélangeurs, les séchoirs, les systèmes de transport pneumatique, les stations d'ensachage et les silos de stockage.

Figure 5. Applications présentant un risque lié aux poussières – Traitement chimique

Application SRD/SRV :

Densité (SRD)

Surveillance de la concentration des solutions et des suspensions, suivi de l'avancement des réactions par l'observation des variations de densité, garantie de la constance du produit final et contrôle de la teneur en matières solides dans les dispersions.

Viscosité (SRV/SRD)

Contrôle de la viscosité des polymères pendant la polymérisation, gestion de la viscosité de la résine pour les applications, garantie de la pompabilité et du mélange homogène des suspensions chimiques.

Avantages avec Rheonics

Construction robuste du capteur avec des matériaux comme l'Hastelloy C22, adapté à la manipulation de produits chimiques corrosifs. Large plage de températures et de pressions de fonctionnement, convenant à divers procédés chimiques. La certification Ex ia IIIC Da est essentielle pour la sécurité lors de la manipulation de poudres chimiques conductrices ou réactives.

5.4 Exploitation minière et minéraux

Processus

Concassage, broyage, criblage, transport des minerais et minéraux, préparation et transport des boues, manutention et préparation du charbon.

Types de poussière

Poussière de charbon (Groupe IIIC), diverses poussières de minerais métalliques (par exemple, les minerais sulfurés, qui peuvent être conducteurs – Groupe IIIC), et poussière de roche (généralement Groupe IIIB).

Dangers

Très répandu dans les usines minières et de traitement, notamment dans les convoyeurs fermés, les concasseurs, les broyeurs, les points de transfert et les silos de stockage.

Application SRD/SRV :

Densité (SRD)

Essentiel pour contrôler la densité de la boue dans les canalisations afin d'assurer un pompage efficace et une gestion optimale de la consommation d'eau, pour surveiller la concentration dans les cellules de flottation et pour gérer les procédés de séparation par milieu dense.

Viscosité (SRV/SRD)

Surveillance de la rhéologie de la suspension pour optimiser le transport par pipeline (prévention de la sédimentation, réduction de l'usure de la pompe) et contrôler le mélange des réactifs.

Avantages avec Rheonics

La conception robuste du capteur lui permet de résister aux boues abrasives. La certification Ex ia IIIC Da est indispensable pour les applications impliquant des poussières de charbon conductrices et des poussières métalliques. Les données en temps réel fournies par le SRD/SRV contribuent à optimiser la consommation d'eau et d'énergie dans les opérations de traitement des minéraux.

5.5 Production d'aliments pour animaux

Processus

Broyage des matières premières (grains, farines), mélange des composants, conditionnement (ajout de vapeur et d'humidité), granulation, refroidissement et séchage des granulés.

Types de poussière

Principalement des poussières du groupe IIIB provenant de céréales, de tourteaux de soja, de farines de poisson et de divers additifs.36

Dangers

Les explosions de poussières constituent un risque connu dans les mélangeurs, broyeurs, presses à granulés, refroidisseurs et systèmes de convoyage. La maîtrise efficace des poussières est un enjeu opérationnel majeur.

Figure 7. Applications des risques liés aux poussières – Production d'aliments pour animaux

Application SRD/SRV :

Densité (SRD)

Surveillance de la masse volumique apparente des matières premières entrantes, permettant potentiellement de déduire et de contrôler la teneur en humidité du conditionneur de moût grâce aux variations de densité/viscosité.

Viscosité (SRV/SRD)

Il est essentiel d'optimiser la viscosité de la maische conditionnée avant son entrée dans la presse à granulés. La viscosité de la maische est un facteur clé qui influence la qualité des granulés (durabilité, dureté, réduction des fines) et dépend de l'humidité et de la température. Un contrôle en continu de la viscosité permet d'améliorer significativement l'homogénéité des granulés.

Avantages avec Rheonics

La certification Ex ia IIIC Da garantit la sécurité nécessaire. La mesure en ligne de la viscosité de la pâte contribue à améliorer la durabilité des granulés, à réduire les fines et à optimiser la consommation d'énergie lors du processus de granulation.

5.6 Industrie du bois et du papier

Processus

Sciage, ponçage, broyage du bois ; préparation de la pâte à papier (préparation de la pâte, contrôle de la consistance), couchage du papier et séchage dans les papeteries.

Types de poussière

Poussière de bois, sciure de bois (Groupe IIIB), poussière de papier et fibres (souvent Groupe IIIA ou IIIB).

Dangers

Production importante de poussière dans les scieries, les usines de meubles et les papeteries, en particulier autour des dépoussiéreurs, des silos et des séchoirs.

Figure 8. Applications des risques liés aux poussières – Industrie du bois et du papier

Application SRD/SRV :

Densité (SRD)

Le contrôle de la densité des copeaux de bois est essentiel pour la consistance de la pâte et la préparation de la pâte à papier, et permet de contrôler le poids du couchage.

Viscosité (SRV/SRD)

Contrôle de la viscosité des couchages de papier pour garantir une application uniforme et des propriétés de surface optimales. Surveillance de la viscosité de la liqueur noire dans les chaudières de récupération (bien que cette application présente souvent des risques liés aux gaz et aux vapeurs).

Avantages avec Rheonics

Sécurité accrue dans les environnements de transformation du bois poussiéreux. Meilleure homogénéité de la fabrication de la pâte à papier grâce à un contrôle précis de la densité et de la viscosité.

5.7 Poudres métalliques et fabrication additive (impression 3D)

Processus

Production, manutention, tamisage, mélange et traitement de poudres métalliques fines (par exemple, aluminium, titane, acier inoxydable, alliages de nickel) utilisées en métallurgie des poudres et en fabrication additive (impression 3D).

Types de poussière

Poudres métalliques très conductrices et souvent très fines, appartenant sans équivoque au groupe IIIC.

Dangers

Le risque est extrêmement élevé en raison de la faible énergie minimale d'inflammation (EMI) et de la conductivité élevée de ces poudres. Des dangers existent dans les unités de production de poudres, les systèmes de manutention de poudres en milieu clos, les stations de tamisage et les chambres de fabrication des imprimantes 3D.

Figure 9. Applications à risque de poussières – Poudres métalliques et fabrication additive

Application SRD/SRV :

Densité (SRD)

Il convient de contrôler la masse volumique apparente et la masse volumique tassée des poudres, car ces paramètres influent sur leur fluidité et leur compacité lors des procédés de fabrication additive. Il est également nécessaire de contrôler la masse volumique de la suspension si les poudres sont traitées ou livrées en suspension.

Viscosité (SRV/SRD)

Contrôle de la viscosité des suspensions de poudres métalliques (par exemple, pour les procédés de projection de liant ou d'extrusion de matériaux) ou de la viscosité des fluides liants.

Avantages avec Rheonics

La certification Ex ia IIIC Da est essentielle et non négociable pour ces applications, garantissant le plus haut niveau de sécurité pour les opérations impliquant des poussières métalliques conductrices hautement dangereuses, même en zone 20. La taille compacte du capteur facilite son intégration dans les équipements de fabrication additive ou les lignes de traitement des poudres.

5.8 Peintures et revêtements (revêtements en poudre)

Processus

La fabrication des revêtements en poudre comprend le mélange de pigments et de résines, l'extrusion, le broyage et le tamisage. L'application se fait par pulvérisation électrostatique de la poudre.

Types de poussière

Poussières de résine polymère, poussières de pigments, généralement du groupe IIIB.

Dangers

Les broyeurs, les mélangeurs, les extrudeuses, les cabines de peinture et les systèmes de récupération de poudre sont autant de domaines où des concentrations explosives de poussières peuvent se produire.

Figure 10. Applications présentant un risque lié à la poussière – Peintures et revêtements

Application SRD/SRV :

Densité (SRD)

Contrôler la consistance et la densité des mélanges de poudres avant les étapes d'extrusion et de broyage afin d'assurer leur homogénéité.

Viscosité (SRV/SRD)

Bien que moins direct pour la poudre sèche finale, si des précurseurs liquides ou des dispersions de pigments sont utilisés lors de la fabrication, leur viscosité est un facteur critique pour la qualité. Le SRV/SRD permet de contrôler ces phases liquides en amont.

Avantages avec Rheonics

Sécurité renforcée dans les zones de production et de manipulation des poudres. Contrôle qualité amélioré des précurseurs ou intermédiaires liquides. La certification KCs mentionne spécifiquement la « Poussière (peinture, etc.) » comme secteur d'activité pertinent, soulignant ainsi son applicabilité.

5.9 Fabrication d'engrais

Processus

Production d'engrais granulaires ou en poudre, comprenant le mélange des matières premières, la granulation ou le perlage, le séchage et l'enrobage des granules.

Types de poussière

Poussières provenant de nitrate d'ammonium, d'urée, de phosphates, de potasse et d'autres composants. Ces substances sont généralement classées dans le groupe IIIB, mais peuvent être sensibles ou nécessiter des précautions particulières.

Dangers

Les séchoirs, les granulateurs, les concasseurs, les cribles, les systèmes de convoyage et les stations d'ensachage sont des zones communes d'accumulation de poussière et de risques d'explosion potentiels.

Figure 11. Applications des risques liés aux poussières – Fabrication d'engrais

Application SRD/SRV :

Densité (SRD)

Contrôle de la densité des suspensions avant granulation ou perlage pour garantir une teneur correcte en matières solides, contrôle de la densité apparente du produit granulaire fini pour une mise en sac et une application homogènes.

Viscosité (SRV/SRD)

Contrôler la viscosité des suspensions ou des mélanges d'engrais fondus afin d'assurer une formation et une distribution granulométrique homogènes. Rheonics La documentation indique l'utilisation du SRV dans la fabrication d'engrais.

Avantages avec Rheonics

Amélioration de la constance du produit (par exemple, la taille des granules, la densité) et sécurité accrue dans les zones de production et de manutention d'engrais potentiellement poussiéreuses.

6. Tableau de référence : Rheonics Adéquation du capteur aux applications de poussières combustibles

Le tableau suivant présente un aperçu consolidé de la pertinence de Rheonics Capteurs SRD (densimètre et viscosimètre en ligne) et SRV (viscosimètre en ligne) certifiés EX pour les principales applications en environnements de poussières combustibles. Ce tableau est conçu comme un guide de référence rapide pour les ingénieurs et les professionnels de la sécurité.

Tableau de référence : Adéquation de Rheonics Capteurs certifiés SRD et SRV EX pour applications en environnements de poussières combustibles

Secteur d'activitéApplication/Processus spécifiqueTypes et caractéristiques des poussières combustibles courantesGroupe de poussières typique (ATEX/IECEx)Zone dangereuse typique (ATEX/IECEx)Recommandé Rheonics SensorParamètres clés du processus surveillésAvantages et notes d'adéquation pour Rheonics SensorPertinent Rheonics Aspect de la certification de la poussière
Alimentation et agricultureMouture de la farine - Conditionnement des grains et pétrissage de la pâteFarine de blé, amidon de maïs - fin, biologiqueIIIBZones 20, 21, 22SRD, SRVInférence de densité, viscosité, température et humiditéOptimisation de l'humidité pour la mouture par la densité ; contrôle de la viscosité de la pâte pour une consistance homogène. Conception hygiénique disponible. Résistant à la poussière en continu.Ex ia IIIC T135∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique en fonction de l'application)
Raffinage du sucre - Cristallisation et concentration du siropPoudre de sucre - fine, biologiqueIIIBZones 20, 21SRDDensité, concentration (Brix), viscositéSurveillez la croissance des cristaux, contrôlez la concentration du sirop. Conception hygiénique. Utilisation sans danger dans les zones à forte concentration de poussière.Ex ia IIIC T100∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Production de lait en poudre - Séchage par atomisation et manutention des poudresLait en poudre fin, bioIIIBZones 20, 21SRDDensité, viscosité (du concentré)Contrôle de l'alimentation en concentré du séchoir ; surveillance de la densité apparente de la poudre. Hygiénique. Sans danger pour les poudres explosives.Ex ia IIIC T135∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
PharmaceutiquesMélange et granulation de poudresAPI, excipients (lactose, amidon) - fins et puissantsIIIB (potentiellement IIIC pour certains excipients)Zones 20, 21SRD, SRVDensité, viscosité, homogénéité du mélangeGarantir l'homogénéité du mélange par la densité ; contrôler la viscosité du liquide de granulation. Nettoyage facile grâce à la technologie IS. Sécurité maximale pour les poussières puissantes.Ex ia IIIC T85∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Revêtement de la tablettePolymères de revêtement, pigments finsIIIBZones 21, 22SRVViscosité, températureMaintenir une viscosité constante de la solution d'enrobage pour une prise de poids et un aspect uniformes des comprimés.Ex ia IIIC T85∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Industrie chimiqueProduction et manipulation de poudres polymèresPoudres de polyéthylène et de polypropylène - finesIIIBZones 20, 21SRDMasse volumique apparente, propriétés d'écoulement (déduites)Contrôler la densité de la poudre pour garantir son homogénéité et son tassement. Sans danger pour les poussières de polymères inflammables.Ex ia IIIC T135∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Manipulation du noir de carboneNoir de carbone - très fin, conducteurIIICZones 20, 21SRDDensité de la suspension, densité apparenteSurveiller la densité de poussières lors de la production et de la manutention. Classement IIIC essentiel pour les poussières conductrices.Ex ia IIIC T200∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Mines et minérauxTransport et préparation des boues de charbonPoussière de charbon - fine, conductrice, abrasiveIIICZones 20, 21SRDDensité de la suspension, teneur en matières solides, viscositéOptimiser la densité de la boue pour le pompage ; surveiller la sécurité. Résistant aux abrasifs. Indispensable pour le charbon (IIIC et Da).Ex ia IIIC T135∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Traitement des minerais métalliques (ex. circuits de broyage)Minerais de sulfures métalliques - fins, potentiellement conducteurs, abrasifsIIIC / IIIBZones 21, 22SRDDensité de la suspension, teneur en matières solidesContrôlez la densité du circuit de broyage pour une efficacité optimale. Robuste. IIIC si conducteur.Ex ia IIIC T200∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Production d'aliments pour animauxConditionnement de la pâte pour la granulationPoudres de céréales, farines protéinées - biologiquesIIIBZones 21, 22SRV, SRDViscosité, densité, humidité (déduite)Optimisez la viscosité/densité de la maische en contrôlant la vapeur/l'humidité pour obtenir des granulés durables.Ex ia IIIC T100∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Transformation du bois et du papierExtraction de poussière de bois et stockage en siloPoussière de bois, sciure de bois - organiqueIIIBZones 20, 21SRD (pour la densité/l'humidité de la puce)Masse volumique apparente, humidité (déduite)Contrôler la densité des copeaux destinés à l'alimentation du digesteur. Convient aux poussières de bois hautement inflammables.Ex ia IIIC T135∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Préparation de la pâte à papierFibres de cellulose - biologiquesIIIA / IIIBZones 21, 22SRDConsistance de la pulpe (densité)Contrôler la consistance de la pâte à papier pour l'alimentation de la machine à papier.Ex ia IIIC T100∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Poudres métalliques et fabrication additiveManutention et tamisage des poudres d'aluminium/titanePoudres d'aluminium et de titane - très fines, hautement conductricesIIICZones 20, 21SRD, SRV (pour les boues)Masse volumique apparente, viscosité/densité de la suspensionConsignes de sécurité critiques pour la manipulation de poudres métalliques hautement explosives. Niveau de qualification EPL et IIIC requis.Ex ia IIIC T200∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Peintures et revêtementsFabrication de revêtements en poudre (broyage/mélange)Résines polymères, pigments organiquesIIIBZones 20, 21SRD (pour la densité du mélange), SRV (pour les précurseurs liquides)Densité, viscositéGarantir l'homogénéité du mélange ; contrôler la viscosité du précurseur. Sans danger pour la production de poudres de peinture.Ex ia IIIC T135∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)
Fabrication d'engraisProduction d'engrais granulés (séchage/enrobage)Nitrate d'ammonium, urée, poudres de potasse - organiques/inorganiquesIIIBZones 21, 22SRD, SRV (pour les fondus/boues)Densité, viscosité, humidité (déduite)Contrôler la viscosité de la suspension/du polymère fondu pour la granulation ; surveiller la masse volumique apparente des granulés.Ex ia IIIC T135∘C Da (exemple, vérifier la température spécifique)

Remarque : La valeur Tmax spécifique (par exemple, T85 °C, T100 °C, T135 °C, T200 °C, T285 °C, T485 °C) indiquée dans la certification du capteur doit être choisie en fonction de la température d’inflammation réelle de la poussière concernée et des températures ambiantes/de procédé maximales. Consultez Rheonics documentation pour une sélection précise.

7. Considérations relatives à l'installation et au fonctionnement des capteurs certifiés EX

L'utilisation sûre et efficace de tout équipement certifié EX, y compris Rheonics Le bon fonctionnement des capteurs SRD et SRV repose sur une installation, un fonctionnement et un entretien corrects, en stricte conformité avec les instructions du fabricant et les normes applicables aux zones dangereuses. Rheonics Manuels

Il est impératif que tout le personnel impliqué dans l'installation, la mise en service, l'exploitation et la maintenance de Rheonics Les capteurs situés en zones dangereuses doivent être soigneusement vérifiés et conformément au manuel d'installation EX spécifique fourni par RheonicsCes manuels contiennent des informations essentielles concernant les procédures de câblage, le choix des équipements associés compatibles (barrières) et toutes les conditions particulières d'utilisation en toute sécurité à respecter. Les certificats EX comportent souvent un suffixe « X » (par exemple, TÜV 19 ATEX 8332 X ou IECEx TUR 19.0005X). Ce « X » indique l'existence de conditions spécifiques, détaillées dans le certificat ou le manuel d'instructions, indispensables au maintien de l'intégrité et de la sécurité de l'installation. Ces conditions peuvent inclure des limitations relatives aux paramètres des câbles, des exigences en matière de protection mécanique ou des plages de températures ambiantes spécifiques. Le non-respect de ces conditions peut invalider la certification et compromettre la sécurité.

Exigences relatives aux systèmes de sécurité intrinsèque

Rheonics Les capteurs SRD et SRV sont certifiés comme dispositifs à sécurité intrinsèque « Ex ia ». Cela signifie qu'ils font partie d'un système à sécurité intrinsèque. Les principaux points à prendre en compte sont les suivants :

Appareil associé (barrière)

Le capteur doit être raccordé via une barrière de sécurité intrinsèque homologuée (barrière à diode Zener ou isolateur galvanique) qui limite l'énergie transférée de la zone sûre à la zone dangereuse. Rheonics L'unité électronique du capteur, qui assure l'interface avec la fonction de barrière, doit être installée dans une zone non dangereuse (sûre) désignée ou dans une enceinte certifiée de manière appropriée pour la zone dans laquelle elle se trouve.

Paramètres de câble

La capacité et l'inductance du câble d'interconnexion entre la barrière et le capteur ne doivent pas dépasser les valeurs maximales spécifiées dans les documents de certification du capteur ou dans la documentation de la barrière. Ceci garantit que le câble ne peut pas emmagasiner suffisamment d'énergie pour provoquer une inflammation.

8. Conclusion : Améliorer la sécurité et l'excellence opérationnelle dans les environnements poussiéreux Rheonics Capteurs certifiés

Les risques liés aux poussières combustibles en milieu industriel exigent une approche rigoureuse de la sécurité, le choix d'équipements certifiés étant un élément essentiel. Il est primordial de comprendre que toutes les certifications EX ne se valent pas ; les considérations spécifiques aux poussières, telles que les zones dangereuses (20, 21, 22), les groupes de poussières (IIIA, IIIB, IIIC), les niveaux de protection des équipements (Da, Db, Dc) et, surtout, les limites de température maximale de surface en cas d'inflammation de la couche de poussières, sont essentielles pour garantir la sécurité.

Rheonics Les densimètres et viscosimètres en ligne SRD et les viscosimètres en ligne SRV offrent une technologie de mesure avancée associée à une construction robuste. Point essentiel pour les applications en environnements poussiéreux, ces capteurs bénéficient de certifications EX complètes et de haut niveau, notamment Ex ia IIIC T(plage)° C DaCe marquage atteste de leur aptitude à être utilisés avec tous types de poussières combustibles, y compris conductrices (Groupe IIIC), et dans les zones les plus dangereuses (Zone 20, EPL Da), la sécurité intrinsèque « ia » offrant le plus haut niveau de tolérance aux pannes. La plage spécifiée de températures de surface maximales permet une adaptation précise aux caractéristiques d'inflammation du risque spécifique lié à la poussière.

L'adoption de ces capteurs certifiés présente de multiples avantages. Le principal est la sécurité accrue, car leur conception intrinsèque empêche le capteur de devenir une source d'inflammation. Outre cette fonction de sécurité primordiale, les données en temps réel sur la densité et la viscosité sont fournies par Rheonics Les capteurs permettent d'améliorer considérablement l'efficacité des processus et la constance de la qualité des produits, tout en réduisant les déchets et en optimisant l'utilisation des ressources. Leurs avantages opérationnels, comme la facilité de maintenance potentielle grâce à leur sécurité intrinsèque, renforcent encore leur intérêt.

Références

Clause de non-responsabilité

Clause de non-responsabilité

Rheonics ne réalise pas de classification des zones dangereuses. RheonicsLe champ d'application se limite à la certification Ex de ses propres capteurs et aux groupes de gaz, classifications de température et de poussières applicables, tels qu'indiqués dans la documentation produit. L'évaluation et la validation du zonage des zones dangereuses (gaz/vapeurs ou poussières) doivent être réalisées par un organisme qualifié et agréé, conformément aux normes et réglementations en vigueur.

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