Abstrakt: W artykule opisano metodykę klasyfikacji gazów, par pod względem grupy urządzeń przeznaczonych do pracy w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, w oparciu o parametr MESG i współczynnik MIC.

Dyrektywa 2014/34/UE [Dz.U.W.E.29.3.2014.L.96.309] oraz Rozporządzenie Ministra Rozwoju [Dz.U.2016.0.817], wdrażające zapisy Dyrektywy ATEX do prawa krajowego, są podstawowymi aktami prawnymi regulującymi wymagania dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej. Przytoczone regulacje określają m.in.:

podział urządzeń na grupy i kategorię;
procedury oceny zgodności dla urządzeń i systemów ochronnych, realizowane w formie modułów: A, B, C1, D, E, F, G;
zakres dokumentacji technicznej, elementy deklaracji zgodności;
sposób oznakowania urządzeń i systemów ochronnych;
wymagania w zakresie projektowania i budowy urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej;
procedury oceny zgodności dla urządzeń i systemów ochronnych realizowane w formie modułów: A, B, C1, D, E, F, G.

Istotnym elementem wpływającym na prawidłowy dobór urządzeń do pracy w przestrzeniach zagrożonych wybuchem jest odpowiednie ich oznakowanie, umieszczone na tabliczce znamionowej urządzenia. Jedną ze składowych metodyki oznakowania jest grupa wybuchowości gazów, par oznaczona symbolem I, IIA, IIB lub IIC.

Klasyfikacja gazów, par

Gazy, pary przeznaczone do pracy w atmosferze wybuchowej klasyfikuje się do grupy urządzeń I, IIA, IIB lub IIC. Klasyfikację przeprowadza się na podstawie parametru MESG (ang. Maximum Experimental Safe Gap) lub współczynnika MIC (ang. Minimum Ignition Current), ponieważ ich wartości są charakterystyczne dla badanych gazów.

Grupy urządzeń umownie noszą nazwy: IIA – grupa propanowa, IIB – grupa etylenowa oraz IIC – grupa wodorowa, ze względu na substancje reprezentatywne poszczególnym grupom, czyli odpowiednio: propanu (IIA), etylenu (IIB) i wodoru (IIC).

Grupa urządzeń I przeznaczona jest do pracy w wyrobiskach podziemnych oraz częściach instalacji powierzchniowych kopalniany, w obecności gazu kopalnianego (metan) i pyłu węglowego.

Klasyfikacja wg MESG

Jednym z parametrów na podstawie którego dokonuje się klasyfikacji gazów, par do grup urządzeń, jest parametr MESG. Oznacza on „maksymalny prześwit między dwiema częściami komory wewnętrznej, który dla wszystkich stężeń badanego gazu lub pary w powietrzu (…) zabezpiecza przed zapłonem poprzez złącze o długości 25 mm mieszaniny zewnętrznej gazowej, gdy wewnętrzna mieszanina jest zapalona”. Badania eksperymentalne klasyfikacji gazów, par przeprowadza się zgodnie z [PN-EN 60079-20-1:2010]. Bazując na parametrze MESG gazy i pary klasyfikuje się do grup IIA, IIB, IIC zgodnie z poniższymi warunkami:

IIA: MESG >= 0.9 mm;
IIB: 0.5 < MESG < 0.9 mm;
IIC: MESG <= 0.5 mm.

Klasyfikacja wg MIC

Alternatywną metoda klasyfikacji gazów, par do grup urządzeń opiera się na współczynniku MIC. Oznacza on „minimalny prąd w obwodach rezystancyjnych lub indukcyjnych, powodujący zapłon probierczej mieszaniny wybuchowej w iskierniku”. Wartość współczynnika określa się jako stosunek prądu zapalającego daną mieszaninę, do prądu zapalającego mieszaninę metanu z powietrzem. Badanie eksperymentalne przeprowadza się zgodnie z normą IEC 60079-11. Bazując na współczynniku MIC gazy i pary klasyfikuje się do grup IIA, IIB, IIC zgodnie z poniższymi warunkami:

IIA: MIC > 0.8,
IIB: 0.45 <= MIC <= 0.8,
IIC: MIC < 0.45.

Klasyfikacja wg MESG i MIC

Dla większości gazów, par do klasyfikacji wystarczająca jest znajomość parametru MESG lub współczynnika MIC. W załączniku B do normy [PN-EN 60079-20-1:2010] zamieszczono zbiorczy wykaz gazów i par, dla których wyznaczono wartości MESG lub MIC, zaś w kolumnie „Metoda klasyfikacji” podano informację, zgodnie z jaką metodą (a: MESG; b: MIC; c: MESG i MIC; d: podobieństwo struktury chemicznej) zakwalifikowano substancję do grupy urządzeń. Kwalifikację gazów, par metodą „c” przeprowadza się zgodnie z poniższymi warunkami:

IIA: MESG > 0.9 mm, lub MIC > 0.9,
IIB: 0.55 mm <= MESG <= 0.9 mm, lub 0.5 <= MIC <= 0.8 mm,
IIC: MESG < 0.55 mm, lub MIC < 0.5.

Dobór urządzenia

Reasumując, urządzenia przeznaczone do pracy w atmosferze gzów, par potencjalnie wybuchowej, oznaczone jako IIC są odpowiednie do zastosowań wymagających urządzeń grupy IIC, IIB i IIA. Urządzenia oznaczone symbolem IIB spełniają wymagania dla urządzeń IIB i IIA, zaś symbolem IIA tylko dla urządzeń grupy IIA.

Bibliografia:

[Dz.U.W.E.29.3.2014.L.96.309] Dyrektywa 2014/34/UE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 26 lutego 2014 r. w sprawie harmonizacji ustawodawstw Państw Członkowskich odnoszących się do urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej.
[Dz.U.2016.0.817] Rozporządzenie ministra rozwoju z dnia 6 czerwca 2016 r. w sprawie wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej.
[PN-EN 60079-20-1:2010] Atmosfery wybuchowe. Część 20-1: Właściwości materiałowe dotyczące klasyfikacji gazów i par. Metody badań i dane tabelaryczne.

Klasyfikacja gazów, par według grup urządzeń przeznaczonych do pracy w atmosferze wybuchowej