Automatiser et optimiser les opérations minières avec Rheonics Capteurs et solutions
L'industrie minière a toujours été connue pour sa complexité et ses environnements difficiles. Du minerai…
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
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.
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.

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 :
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 :
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.
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.
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.

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.
La sécurité intrinsèque est catégorisée en trois niveaux, indiquant l'intégrité de la sécurité maintenue en cas de défaillance :
L'application de la sécurité intrinsèque offre plusieurs avantages significatifs, notamment dans les environnements chargés de poussières combustibles :
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
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.
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.
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.

Application SRD/SRV :

Application SRD/SRV :

Application SRD/SRV :

Application SRD/SRV :

Application SRD/SRV :

Application SRD/SRV :

Application SRD/SRV :

Application SRD/SRV :

Application SRD/SRV :
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'activité | Application/Processus spécifique | Types et caractéristiques des poussières combustibles courantes | Groupe de poussières typique (ATEX/IECEx) | Zone dangereuse typique (ATEX/IECEx) | Recommandé Rheonics Sensor | Paramètres clés du processus surveillés | Avantages et notes d'adéquation pour Rheonics Sensor | Pertinent Rheonics Aspect de la certification de la poussière |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Alimentation et agriculture | Mouture de la farine - Conditionnement des grains et pétrissage de la pâte | Farine de blé, amidon de maïs - fin, biologique | IIIB | Zones 20, 21, 22 | SRD, SRV | Inférence de densité, viscosité, température et humidité | Optimisation 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 sirop | Poudre de sucre - fine, biologique | IIIB | Zones 20, 21 | SRD | Densité, concentration (Brix), viscosité | Surveillez 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 poudres | Lait en poudre fin, bio | IIIB | Zones 20, 21 | SRD | Densité, 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) | |
| Pharmaceutiques | Mélange et granulation de poudres | API, excipients (lactose, amidon) - fins et puissants | IIIB (potentiellement IIIC pour certains excipients) | Zones 20, 21 | SRD, SRV | Densité, viscosité, homogénéité du mélange | Garantir 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 tablette | Polymères de revêtement, pigments fins | IIIB | Zones 21, 22 | SRV | Viscosité, température | Maintenir 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 chimique | Production et manipulation de poudres polymères | Poudres de polyéthylène et de polypropylène - fines | IIIB | Zones 20, 21 | SRD | Masse 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 carbone | Noir de carbone - très fin, conducteur | IIIC | Zones 20, 21 | SRD | Densité de la suspension, densité apparente | Surveiller 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 minéraux | Transport et préparation des boues de charbon | Poussière de charbon - fine, conductrice, abrasive | IIIC | Zones 20, 21 | SRD | Densité de la suspension, teneur en matières solides, viscosité | Optimiser 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, abrasifs | IIIC / IIIB | Zones 21, 22 | SRD | Densité de la suspension, teneur en matières solides | Contrôlez 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 animaux | Conditionnement de la pâte pour la granulation | Poudres de céréales, farines protéinées - biologiques | IIIB | Zones 21, 22 | SRV, SRD | Viscosité, 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 papier | Extraction de poussière de bois et stockage en silo | Poussière de bois, sciure de bois - organique | IIIB | Zones 20, 21 | SRD (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 papier | Fibres de cellulose - biologiques | IIIA / IIIB | Zones 21, 22 | SRD | Consistance 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 additive | Manutention et tamisage des poudres d'aluminium/titane | Poudres d'aluminium et de titane - très fines, hautement conductrices | IIIC | Zones 20, 21 | SRD, SRV (pour les boues) | Masse volumique apparente, viscosité/densité de la suspension | Consignes 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 revêtements | Fabrication de revêtements en poudre (broyage/mélange) | Résines polymères, pigments organiques | IIIB | Zones 20, 21 | SRD (pour la densité du mélange), SRV (pour les précurseurs liquides) | Densité, viscosité | Garantir 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'engrais | Production d'engrais granulés (séchage/enrobage) | Nitrate d'ammonium, urée, poudres de potasse - organiques/inorganiques | IIIB | Zones 21, 22 | SRD, 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.
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.
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 :
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.
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.