Machineveiligheid in explosiegevaarlijke omgevingen

Veiligheidsschakelaars die in Ex-zones (explosiegevaarlijke zones) worden gebruikt, moeten aan twee complexe eisen voldoen: explosieveiligheid en machineveiligheid. Daarnaast moeten ontwerpers kiezen tussen verschillende soorten bouwvormen en verschillende werkingsprincipes. Dit geldt voor zowel extreme toepassingen als voor machines die worden gebruikt voor het verwerken en verpakken van bijvoorbeeld stofexplosieve voedingsmiddelen zoals melkpoeder.

Er zijn uitgebreide richtlijnen opgesteld voor zowel machine- als explosieveiligheid, die in Europa zijn vastgelegd in de machine- en de ATEX-richtlijn. Daarnaast zijn er internationale voorschriften (bv. IECEx) en, voor beide gebieden, nationale normen en bepalingen (UL/CSA, Inmetro, Ex CCC enzovoort). Elk van de twee richtlijnen zijn op zichzelf al zeer veeleisend, zoals ontwerpers van machines en installaties voor explosieve zones maar al te goed weten. Maar ze weten ook dat sommige schakelaars aan beide richtlijnen in gelijke mate moeten voldoen. Voorbeelden hiervan zijn veiligheidsschakelaars die de positie van veiligheidsdeuren op machines in Ex-zones bewaken of die andere veiligheidsgerelateerde taken op zich nemen, zoals de noodstopfunctie op transportbanden.  

Veelzijdige toepassingen 

Hoewel dit een niche is binnen de grote markt voor industriële veiligheidsschakelaars, zijn er veel verschillende toepassingen voor Ex-veiligheidsschakelaars, waarvan sommige verplicht zijn. Als bijvoorbeeld de veiligheidsdeuren en onderhoudskleppen van verwerkings-, vul- en verpakkingsmachines voor bulkgoederen in poedervorm of levensmiddelen moeten worden bewaakt, moet bijna altijd aan de stofexplosie-eisen worden voldaan. Organische stofdeeltjes zijn altijd ontvlambaar en kunnen ontbranden als ze in de juiste concentratie in de lucht aanwezig zijn en in contact komen met een ontstekingsbron. In veel processen binnen de chemische industrie worden poedervormige en ontvlambare stoffen (zoals additieven, pigmenten en coatingpoeders) en ontvlambare gassen direct gebruikt of komen deze vrij tijdens het productieproces. 

Aanvulling op het assortiment: Ex-veiligheidsvergrendeling 

Steutes producten Ex en Extreme worden al tientallen jaren gebruikt in deze (niche)markt en bieden fabrikanten van machines en installaties voor explosieve zones een breed scala aan veiligheidsschakelaars. Dit assortiment is niet alleen goed samengesteld, maar breidt zich ook uit, inclusief de recente toevoeging van de Ex STM 515-serie Ex-veiligheidsvergrendelingen met ATEX- en IECEx-goedkeuringen. Hun taak is om veiligheidsdeuren en onderhoudskleppen vergrendeld te houden totdat gevaarlijke bewegingen in machines en installaties volledig tot stilstand zijn gekomen, zowel in Ex-zones als in uitdagende omgevingen met bijvoorbeeld extreme temperaturen. 

Deze nieuwe serie is ontworpen met als specifieke taak om veilig en betrouwbaar te functioneren in extreme omgevingen, van de kabelverbinding tot de actuator. Een robuuste behuizing van gegoten aluminium zorgt voor duurzaamheid, zelfs bij zware mechanische slijtage. De behuizing ondergaat hiervoor een meervoudige behandeling, waaronder passivering, een primerlaag en poedercoating, wat zorgt voor een hoge mate van corrosiebestendigheid. Dankzij een effectieve afdichting worden bovendien de beschermingsklassen IP66/67 bereikt. De elektrische aansluitingen zijn goed beschermd in een apart klemmencompartiment. 

Flexibele installatie in Ex-zones 1, 2 en 21, 22 

De combinatie van een compact ontwerp en een actuatorkop die in stappen van 4 x 90° kan worden gepositioneerd, maakt een flexibele installatie in elke positie mogelijk. Het modulaire ontwerp maakt de selectie van diverse extra functies mogelijk. Gebruikers kunnen bijvoorbeeld kiezen tussen het normally closed- en normally open-principe, en optioneel zowel een handmatige ontgrendeling (aan de toegangszijde) als een vluchtontgrendeling (aan de gevarenzijde) selecteren. De nieuwe veiligheidsvergrendelingen van de Ex STM 515-serie kunnen volgens hun ATEX/IECEx-goedkeuringen worden gebruikt in de Ex-zones 1 en 2 (gas-Ex) en 21 en 22 (stof-Ex). Typische toepassingsgebieden die tijdens de ontwikkelingsfase in aanmerking komen, zijn onder meer de veiligheidsdeuren en onderhoudskleppen op mengers en zeefmachines, evenals verpakkingsinstallaties voor poedervormige of stoffige goederen.  

Positiebewaking in plaats van in elkaar grijpen 

Als er binnen de gevarenzone geen gevaarlijke bewegingen te verwachten zijn en er geen vergrendeling nodig is voor de procesveiligheid, wordt gekozen voor een veiligheidsschakelaar om de positie van de veiligheidsdeur te bewaken. Hier biedt het bedrijf uit Löhne oplossingen zoals de Ex AZ 16-serie. Deze elektromechanische veiligheidsschakelaars met een aparte actuator, drie contacten en een aparte klemmenruimte kan worden gebruikt in de gas-Ex-zones 1 en 2, evenals in de stof-Ex-zones 21 en 22. Als alternatief zijn er twee series Ex-positieschakelaars beschikbaar die ook geschikt zijn voor toepassingen met functionele veiligheid. De standaardschakelaars in de series Ex 97 en Ex 99 voldoen aan de normen EN50047 en EN50041 en kunnen worden gebruikt in gas-Ex-zones 1 en 2, evenals stof-Ex-zones 21 en 22. Ze zijn ook geschikt voor temperaturen tot -60 °C, waardoor bijzonder hoge eisen worden gesteld aan de constructie en afdichting van de behuizing. Bij de Ex 98-serie is er ook een positieschakelaar met veiligheidsfunctie en metalen behuizing (aluminium behuizing met roestvrijstalen afdekking) verkrijgbaar. 

Als alternatief zijn er twee series Ex-positieschakelaars beschikbaar die ook geschikt zijn voor toepassingen met functionele veiligheid. De standaardschakelaars in de series Ex 97 en Ex 99 voldoen aan de normen EN50047 en EN50041 en kunnen worden gebruikt in gas-Ex-zones 1 en 2, evenals stof-Ex-zones 21 en 22. Ze zijn ook geschikt voor temperaturen tot -60 °C, waardoor bijzonder hoge eisen worden gesteld aan de constructie en afdichting van de behuizing. Bij de Ex 98-serie is er ook een positieschakelaar met veiligheidsfunctie en metalen behuizing (aluminium behuizing met roestvrijstalen afdekking) verkrijgbaar. 

Contactloos in plaats van elektromechanisch 

Als alternatief voor elektromechanische schakelapparatuur kunnen werktuigbouwkundigen in Ex-zones ook contactloze veiligheidssensoren gebruiken. Zo kan de Ex HS Si 4-serie, in combinatie met een actuator, de positie van beschermdeuren monitoren. Deze sensoren zijn bijzonder schokbestendig en eenvoudig te integreren in deconstructie van een veiligheidsdeur. Een andere optie zijn de veiligheidssensoren uit de Ex RC Si M30-serie, die een cilindrisch ontwerp en een aparte actuator hebben. Ze zijn bovendien verkrijgbaar in een bijzonder robuuste variant met een roestvrijstalen behuizing en beschermingsklasse IP69K. 

Heavy-duty toepassingen in de transporttechniek 

Heavy-duty varianten van Ex-veiligheids­schakelapparatuur worden toegepast in de transport- en afzuigtechniek. Hierbij moet de gehele installatie niet alleen mechanisch robuust zijn, maar ook geschikt voor gebruik in gebieden met een hoog stofgehalte en uiteenlopende temperaturen. Aan deze eisen wordt bijvoorbeeld voldaan door de noodtrekkoordschakelaars van de Ex ZS 92 S-serie, die transportbanden uitrusten met een noodstopfunctie over lange afstanden tot 2 x 100 meter. 

Kortom, zelfs bij zeer complexe nichetoepassingen, zoals de combinatie van gas- of stofexplosiebeveiliging met functionele veiligheid, hebben ingenieurs en installatiebeheerders een breed scala aan opties bij het kiezen van veiligheidsschakelaars. Zelfs als er ook aan andere eisen moet worden voldaan, zoals weerstand tegen corrosie of trillingen, of bescherming tegen het binnendringen van stof of vocht, zijn er veiligheidsoplossingen beschikbaar die ook Ex-beschermd zijn.

De bovengenoemde producten zijn te bestellen via de Product Portal (webshop) van fortop. Ze zijn terug te vinden in het kennisgebied Safe Operation. Safe Operation is één van de vijf kennisgebieden van fortop waarbij elk kennisgebied voor een deel van het assortiment én de kennis van fortop staat. Met deze vijf werelden samen laat fortop niet alleen het brede pakket zien maar ook waar fortop, met hun technische expertise, het verschil kan maken.