Aprimorando a segurança e o controle de processos em ambientes com poeira combustível com certificação EX. Rheonics Densímetros e viscosímetros

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Tabela de conteúdo

• 1. O desafio generalizado da poeira combustível: garantindo a segurança com monitoramento de processos certificado.
• 2. Navegando pelas Classificações de Áreas Perigosas para Poeira Combustível: Estruturas ATEX e IECEx
• 2.1. Definição de Zonas de Poeira (ATEX e IECEx)
• 2.2. Compreendendo os Grupos de Poeira (ATEX/IECEx)
• 2.3. Níveis de Proteção de Equipamentos (EPLs) para Poeira (IECEx) e Categorias (ATEX)
• 2.4. Classificações de temperatura (T) e temperatura máxima da superfície para poeira
• 3. Segurança Intrínseca (Ex i): Uma Estratégia de Proteção de Primeira Classe para Ambientes com Poeira
• 3.1. Níveis de Segurança Intrínseca (ia, ib, ic)
• 3.2. Vantagens da utilização de equipamentos com certificação IS em áreas com risco de poeira
• 4. Rheonics SRD e SRV: Sensores de densidade e viscosidade intrinsecamente seguros com certificação robusta contra poeira.
• 5. Transformando o Controle de Processos em Indústrias com Risco de Poeira: Aplicações de Rheonics Sensores com certificação EX
• 6. Tabela de referência: Rheonics Adequação de sensores em aplicações com poeira combustível
• 7. Considerações sobre instalação e operação de sensores com certificação EX
• Requisitos do Sistema de Segurança Intrínseca
• 8. Conclusão: Promovendo a segurança e a excelência operacional em ambientes com poeira com Rheonics Sensores certificados
• 9. Referência
• 10. Renúncia

O risco de explosões de poeira é uma preocupação significativa em muitas indústrias. Partículas finas, ou poeira, provenientes de materiais como grãos, açúcar, madeira, produtos químicos e metais, podem se tornar uma potente fonte de combustível quando suspensas no ar na concentração adequada e expostas a uma fonte de ignição. Para que ocorra uma explosão de poeira, cinco condições devem estar presentes: combustível (poeira combustível), oxigênio, confinamento (em um recipiente ou edifício), dispersão (uma nuvem de poeira) e uma fonte de ignição. Uma explosão de poeira pode levar a aumentos rápidos de pressão, danos catastróficos às instalações e graves riscos para o pessoal. Consequentemente, o uso de equipamentos certificados que eliminam ou controlam potenciais fontes de ignição é fundamental para a segurança industrial.

Neste contexto, o monitoramento preciso e em tempo real de parâmetros de processo, tais como densidade e viscosidade desempenha um papel crucial. Esses parâmetros são indicadores fundamentais da consistência, concentração e fluidez de um material. O monitoramento contínuo em linha fornece dados imediatos, ajudando os operadores a otimizar processos, garantir a qualidade do produto e reduzir o desperdício. A amostragem manual, por outro lado, pode ser lenta para detectar desvios e pode introduzir riscos ou imprecisões.

Além da otimização de processos e do controle de qualidade, os dados de densidade e viscosidade podem fornecer uma camada adicional de informações sobre segurança. Por exemplo, no manuseio de grãos, as alterações na densidade do material podem estar correlacionadas com as alterações no teor de umidade. Sabe-se que os níveis de umidade influenciam a geração de poeira e a explosividade dessa poeira. Da mesma forma, em processos com base em lamas, desvios na densidade ou viscosidade podem sinalizar problemas como sedimentação de partículas ou bloqueios. Se não forem corrigidos, esses problemas podem levar ao acúmulo anormal de poeira ou a interrupções operacionais, aumentando indiretamente o risco geral da planta. Ao usar sensores com certificação de segurança para monitorar essas variáveis, os operadores não apenas garantem que o próprio sensor não represente um risco de ignição, mas também recebem um alerta precoce sobre condições que podem contribuir para um risco maior de explosão de poeira, permitindo uma intervenção proativa.

Rheonics Oferecemos medidores de densidade (SRD) e viscosímetros (SRV) para processos em linha, projetados para esses ambientes industriais desafiadores. Uma característica fundamental desses sensores é a certificação EX, que inclui aprovações para uso em áreas com presença de poeira combustível. Isso garante que eles possam ser integrados aos processos com segurança, sem se tornarem uma fonte de ignição.

Para garantir o uso seguro de equipamentos em atmosferas potencialmente explosivas, foram estabelecidos marcos regulatórios e de certificação abrangentes. Dois dos mais reconhecidos são a Diretiva ATEX na Europa e o Sistema IECEx em nível internacional. Ambos os marcos visam harmonizar as normas de segurança e garantir que os equipamentos destinados a áreas classificadas como perigosas atendam aos rigorosos requisitos de segurança.

A Diretiva ATEX abrange duas partes principais: a Diretiva 1999/92/CE (também conhecida como ATEX 137), que define as obrigações dos empregadores em proteger os trabalhadores dos riscos de atmosferas explosivas, incluindo a classificação de áreas perigosas em zonas; e a Diretiva 2014/34/UE (também conhecida como ATEX 114), que especifica os requisitos essenciais de saúde e segurança e os procedimentos de avaliação da conformidade para equipamentos e sistemas de proteção destinados ao uso nessas áreas. O Sistema IECEx fornece um esquema internacional para a certificação de equipamentos, facilitando o comércio global ao garantir a conformidade com as normas IEC.

Para ambientes com riscos de poeira combustível, tanto a ATEX quanto a IECEx definem zonas com base na frequência e duração da presença de uma mistura explosiva de poeira e ar:

• Zona 20Área explosiva: Uma zona onde existe uma atmosfera explosiva, sob a forma de uma nuvem de poeira combustível no ar, de forma contínua, prolongada ou frequente. Esta zona exige o mais alto nível de proteção de equipamentos (ATEX Categoria 1D / IECEx EPL Da).
• Zona 21Área onde é provável a ocorrência ocasional de uma atmosfera explosiva, na forma de uma nuvem de poeira combustível no ar, durante a operação normal. Isso requer equipamentos com classificação ATEX Categoria 2D / IECEx EPL Db.
• Zona 22Zona explosiva: Uma área onde a formação de uma atmosfera explosiva, na forma de uma nuvem de poeira combustível no ar, não é provável em condições normais de operação, mas, caso ocorra, persistirá apenas por um curto período. Equipamentos com classificação ATEX Categoria 3D / IECEx EPL CC são adequados para esta zona.

• Grupo IIIAPartículas inflamáveis ​​em suspensão (partículas maiores, que normalmente não exigem o mesmo nível de proteção que poeiras mais finas).
• Grupo IIIBPoeiras não condutoras. Este grupo inclui uma vasta gama de poeiras industriais comuns, como farinha, grãos, açúcar, madeira, a maioria dos plásticos e muitos pós químicos não metálicos.
• Grupo IIICPoeiras condutoras. Este grupo inclui materiais como poeiras metálicas (por exemplo, alumínio, magnésio), poeira de carvão e negro de fumo. As poeiras condutoras representam um risco adicional porque podem causar curtos-circuitos ou criar caminhos condutores, podendo levar à ignição. Para contextualizar, o sistema norte-americano classifica as poeiras explosivas na Classe II, com o Grupo E para poeiras metálicas, o Grupo F para poeiras carbonáceas (como carvão ou carvão vegetal) e o Grupo G para outras poeiras, como farinha, grãos e plásticos.

O nível de proteção oferecido pelo equipamento é designado por EPLs (Níveis de Proteção de Equipamentos) segundo a norma IECEx e por Categorias segundo a norma ATEX:

Um aspecto crítico da certificação para áreas classificadas como perigosas é garantir que a temperatura máxima da superfície de qualquer equipamento permaneça seguramente abaixo da temperatura de autoignição da atmosfera explosiva circundante. Para poeiras combustíveis, isso é particularmente complexo. A temperatura de ignição de uma camada de poeira pode ser significativamente menor do que a de uma nuvem de poeira. A poeira pode se acumular nos equipamentos, formando camadas isolantes que podem queimar lentamente ou inflamar-se a temperaturas mais baixas do que uma nuvem dispersa. Portanto, os equipamentos destinados a áreas com poeira devem ser classificados com base em uma temperatura máxima de superfície que seja segura tanto para a ignição da nuvem quanto para a ignição da camada, sendo a temperatura de ignição da camada geralmente o valor mais restritivo.

Em vez das classes T1-T6 comumente usadas para gases, as certificações para poeira geralmente especificam a temperatura máxima da superfície diretamente, como Tmax 85°C ou Tmax 135°C. Essa marcação explícita de temperatura é crucial para que os usuários possam adequar corretamente o equipamento às características específicas de ignição da poeira presente em suas instalações. A certificação para Rheonics Os sensores, por exemplo, incluem uma gama de temperaturas máximas de superfície específicas (por exemplo, T85 °C, T100 °C, etc., como parte da marcação “Ex ia IIIC T… Da”), indicando que a seleção deve ser feita cuidadosamente com base nas propriedades da poeira encontrada e nas condições ambientais de operação. Isso garante que a superfície do sensor não se torne uma fonte de ignição para camadas de poeira acumuladas.

Segurança Intrínseca (SI), ou 'Ex i', é uma técnica de proteção aplicada a equipamentos e fiação elétrica em áreas classificadas como perigosas. O princípio fundamental da SI é limitar a energia elétrica e térmica disponível nos equipamentos e em sua fiação a um nível inferior ao que pode causar a ignição de uma mistura atmosférica perigosa específica, seja ela gás inflamável, vapor ou poeira combustível.

Essa limitação de energia é implementada usando barreiras Zener, instaladas em uma área não perigosa (segura) ou dentro de um invólucro certificado. Essas barreiras incluem componentes como diodos Zener para restringir a tensão, resistores para limitar a corrente e fusíveis para proteger os elementos do circuito. Rheonics No caso de sensores, o transmissor deve ser colocado fora da zona de risco, enquanto a sonda pode ser instalada na zona 0/zona 20.

A segurança intrínseca é categorizada em três níveis, indicando a integridade da segurança mantida em condições de falha:

A aplicação da Segurança Intrínseca oferece diversos benefícios significativos, particularmente em ambientes com grande quantidade de poeira combustível:

A eficácia de um sistema de segurança intrínseca depende do projeto e da instalação corretos de todo o "circuito de segurança intrínseca", que inclui os equipamentos intrinsecamente seguros na área classificada como perigosa (por exemplo, o Rheonics sensor), o dispositivo associado (barreira) na área segura e a fiação de interligação. Os parâmetros do cabo (como sua capacitância e indutância máximas) e as características do sensor e da barreira devem ser compatíveis e estar dentro dos limites especificados na documentação de certificação. Manuais – Rheonics

Rheonics A empresa oferece uma gama de sensores de processo em linha, incluindo o SRD (Medidor de Densidade e Viscosímetro Simultâneos) e o SRV (Viscosímetro em Linha), projetados para aplicações industriais exigentes, inclusive aquelas com riscos de poeira combustível. Esses sensores utilizam uma tecnologia patenteada de ressonador torsional balanceado. O SRD mede a densidade do fluido com base na variação da frequência natural do ressonador, enquanto o SRD e o SRV determinam a viscosidade medindo o efeito de amortecimento que o fluido exerce sobre o elemento ressonante.

Principais recursos do Rheonics Os sensores SRD e SRV apresentam construção totalmente metálica (com opções em aço inoxidável 316L ou Hastelloy C22 para as partes em contato com o fluido), vedação hermética sem elastômeros e insensibilidade inerente à orientação de montagem ou vibrações. Incorporam ainda medição de temperatura do fluido, fornecendo dados abrangentes para o controle do processo.

Em áreas com risco de poeira (Zona 20, 21 ou 22), Isso se torna particularmente importante porque a classificação de temperatura superficial certificada do sensor está diretamente ligada à sua faixa operacional definida.Se o sensor for operado fora dos limites especificados, poderá exceder a temperatura superficial permitida e representar um risco de ignição para poeiras combustíveis na atmosfera circundante.

Assim, embora o foco principal seja selecionar um sensor que opere dentro das condições reais do processo, isso também garante que o sensor mantenha sua classificação de temperatura superficial certificada. Sempre consulte Rheonics Documentação para confirmar a compatibilidade com as condições de temperatura e as propriedades de ignição da poeira presente na sua instalação.

Rheonics Os sensores SRD e SRV, com certificação EX, são ideais para uma infinidade de aplicações em diversos setores onde poeira combustível representa um risco significativo. Sua capacidade de fornecer dados de densidade e/ou viscosidade em tempo real permite um controle de processo aprimorado, melhor qualidade do produto, maior eficiência e, crucialmente, operações mais seguras.

Aplicação SRD/SRV:

Aplicação SRD/SRV:

Aplicação SRD/SRV:

Aplicação SRD/SRV:

Aplicação SRD/SRV:

Aplicação SRD/SRV:

Aplicação SRD/SRV:

Aplicação SRD/SRV:

Aplicação SRD/SRV:

A tabela a seguir fornece uma visão geral consolidada da adequação de Rheonics Sensores SRD (medidor de densidade e viscosidade em linha) e SRV (viscosímetro em linha) com certificação EX para aplicações importantes em ambientes com poeira combustível. Esta tabela serve como um guia de referência rápida para engenheiros e profissionais de segurança.

Tabela de referência: Adequação de Rheonics Sensores com certificação SRD e SRV EX para aplicações em ambientes com poeira combustível.

Segmento da indústria	Aplicação/Processo Específico	Tipos e características comuns de poeira combustível	Grupo de poeira típico (ATEX/IECEx)	Zona Perigosa Típica (ATEX/IECEx)	Recomendado até Rheonics Sensor	Principais parâmetros do processo monitorados	Notas sobre benefícios e adequação para Rheonics Sensor	Relevante Rheonics Aspecto da Certificação de Poeira
Alimentos e agricultura	Moagem de farinha - Condicionamento de grãos e mistura de massa	Farinha de trigo, amido de milho - fino, orgânico	IIIB	Zona 20, 21, 22	SRD, SRV	Densidade, viscosidade, temperatura e umidade: inferência	Otimize a umidade para moagem através da densidade; controle a viscosidade da massa para obter consistência. Design higiênico disponível. Seguro para presença contínua de poeira.	Ex ia IIIC T135∘C Da (exemplo, verifique o T específico com base na aplicação)
	Refino de açúcar - Cristalização e concentração de xarope	Pó de açúcar - fino e orgânico	IIIB	Zona 20, 21	SRD	Densidade, Concentração (Brix), Viscosidade	Monitora o crescimento dos cristais e controla a concentração do xarope. Design higiênico. Seguro para uso em áreas com alta concentração de poeira.	Ex ia IIIC T100∘C Da (exemplo, verificar T específico)
	Produção de leite em pó - Secagem por aspersão e manuseio do pó	Leite em pó - fino, orgânico	IIIB	Zona 20, 21	SRD	Densidade, viscosidade (do concentrado)	Controle da alimentação de concentrado para o secador; monitoramento da densidade aparente do pó. Higiênico. Seguro para pólvora explosiva.	Ex ia IIIC T135∘C Da (exemplo, verificar T específico)
Farmacêutica	Mistura e granulação de pós	APIs, excipientes (lactose, amido) - finos e potentes	IIIB (potencialmente IIIC para alguns excipientes)	Zona 20, 21	SRD, SRV	Densidade, viscosidade, homogeneidade da mistura	Garanta a uniformidade da mistura através da densidade; controle a viscosidade do líquido de granulação. Sistema IS para fácil limpeza. Máxima segurança para pós potentes.	Ex ia IIIC T85∘C Da (exemplo, verificar T específico)
	Revestimento para comprimidos	Polímeros de revestimento, pigmentos - finos	IIIB	Zona 21, 22	SRV	Viscosidade, Temperatura	Manter a viscosidade da solução de revestimento constante para um ganho de peso e aparência uniformes dos comprimidos.	Ex ia IIIC T85∘C Da (exemplo, verificar T específico)
Processamento químico	Produção e manuseio de pó de polímero	Pós de polietileno e polipropileno - finos	IIIB	Zona 20, 21	SRD	Densidade aparente, propriedades de fluxo (inferidas)	Monitore a densidade do pó para garantir consistência e compactação adequadas. Seguro para pós de polímeros inflamáveis.	Ex ia IIIC T135∘C Da (exemplo, verificar T específico)
	Manuseio de negro de fumo	Negro de fumo - muito fino, condutor.	IIIC	Zona 20, 21	SRD	Densidade da pasta, densidade aparente	Monitorar a densidade durante a produção e o manuseio. Classificação IIIC essencial para poeira condutiva.	Ex ia IIIC T200∘C Da (exemplo, verificar T específico)
Mineração e Minerais	Transporte e preparação de lama de carvão	Pó de carvão - fino, condutor, abrasivo	IIIC	Zona 20, 21	SRD	Densidade da pasta, teor de sólidos, viscosidade	Otimize a densidade da lama para bombeamento; monitore para garantir a segurança. Robusto para abrasivos. Essencial para carvão (IIIC e Da).	Ex ia IIIC T135∘C Da (exemplo, verificar T específico)
	Processamento de minério metálico (ex.: circuitos de moagem)	Minérios de sulfeto metálico - finos, potencialmente condutores, abrasivos	IIIC / IIIB	Zona 21, 22	SRD	Densidade da pasta, teor de sólidos	Controle da densidade do circuito de moagem para maior eficiência. Robusto. Classificação IIIC se condutivo.	Ex ia IIIC T200∘C Da (exemplo, verificar T específico)
Produção de ração animal	Condicionamento da massa para peletização	Grãos em pó, refeições proteicas - orgânicas	IIIB	Zona 21, 22	SRV, SRD	Viscosidade, Densidade, Umidade (inferida)	Otimize a viscosidade/densidade da massa controlando o vapor/umidade para obter pellets duráveis.	Ex ia IIIC T100∘C Da (exemplo, verificar T específico)
Processamento de madeira e papel	Extração de pó de madeira e armazenamento em silos	Pó de madeira, serragem - orgânico	IIIB	Zona 20, 21	SRD (para densidade/umidade do chip)	Densidade aparente, umidade (inferida)	Monitora a densidade de cavacos para alimentação do digestor. Seguro para pó de madeira altamente inflamável.	Ex ia IIIC T135∘C Da (exemplo, verificar T específico)
	Preparação da pasta de celulose para papel	Fibras de celulose - orgânicas	IIIA / IIIB	Zona 21, 22	SRD	Consistência da polpa (densidade)	Controle a consistência da polpa para alimentação da máquina de papel.	Ex ia IIIC T100∘C Da (exemplo, verificar T específico)
Pós metálicos e manufatura aditiva	Manuseio e peneiramento de pó de alumínio/titânio	Pós de alumínio e titânio - muito finos e altamente condutores.	IIIC	Zona 20, 21	SRD, SRV (para pastas)	Densidade aparente, viscosidade/densidade da pasta	Segurança crítica no manuseio de pós metálicos altamente explosivos. Nível de proteção EPL e classificação IIIC são imprescindíveis.	Ex ia IIIC T200∘C Da (exemplo, verificar T específico)
Tintas e Revestimentos	Fabricação de revestimento em pó (moagem/mistura)	Resinas poliméricas, pigmentos orgânicos.	IIIB	Zona 20, 21	SRD (para densidade da mistura), SRV (para precursores líquidos)	Densidade, Viscosidade	Garantir a homogeneidade da mistura; controlar a viscosidade do precursor. Seguro para a produção de tinta em pó.	Ex ia IIIC T135∘C Da (exemplo, verificar T específico)
Fabricação de fertilizantes	Produção de fertilizantes granulados (secagem/revestimento)	Nitrato de amônio, ureia, pós de potássio - orgânicos/inorgânicos	IIIB	Zona 21, 22	SRD, SRV (para fundidos/pasta)	Densidade, viscosidade, umidade (inferida)	Controlar a viscosidade da pasta/fundido para granulação; monitorar a densidade aparente dos grânulos.	Ex ia IIIC T135∘C Da (exemplo, verificar T específico)

Nota: O valor Tmax específico (por exemplo, T85°C, T100°C, T135°C, T200°C, T285°C, T485°C) da certificação do sensor deve ser escolhido com base na temperatura real de ignição da poeira específica e nas temperaturas máximas ambiente/de processo. Consulte Rheonics Documentação para seleção precisa.

O uso seguro e eficaz de qualquer equipamento com certificação EX, incluindo Rheonics Os sensores SRD e SRV dependem da correta instalação, operação e manutenção, em estrita conformidade com as instruções do fabricante e as normas aplicáveis ​​a áreas classificadas como perigosas. Rheonics Manuais

É imprescindível que todo o pessoal envolvido na instalação, comissionamento, operação e manutenção de Rheonics Os sensores em áreas classificadas como perigosas devem ler atentamente e seguir rigorosamente o manual de instalação EX específico fornecido pela empresa. RheonicsEsses manuais contêm informações essenciais sobre procedimentos de fiação, seleção de equipamentos associados compatíveis (barreiras) e quaisquer “condições especiais para uso seguro” que devam ser observadas. Frequentemente, os certificados EX apresentam um sufixo 'X' (por exemplo, TÜV 19 ATEX 8332 X ou IECEx TUR 19.0005X). Esse 'X' indica que existem condições específicas, detalhadas no certificado ou no manual de instruções, que são essenciais para manter a integridade e a segurança da instalação. Essas condições podem incluir limitações nos parâmetros dos cabos, requisitos para proteção mecânica ou faixas específicas de temperatura ambiente. O não cumprimento dessas condições pode invalidar a certificação e comprometer a segurança.

Rheonics Os sensores SRD e SRV são certificados como dispositivos intrinsecamente seguros 'Ex ia'. Isso significa que fazem parte de um sistema intrinsecamente seguro. As principais considerações incluem:

O risco representado pela poeira combustível em ambientes industriais exige uma abordagem rigorosa em relação à segurança, sendo a seleção de equipamentos com certificação adequada um componente crítico. É essencial reconhecer que nem todas as certificações EX são equivalentes; considerações específicas para poeira, como Zonas de Área Perigosa (20, 21, 22), Grupos de Poeira (IIIA, IIIB, IIIC), Níveis de Proteção do Equipamento (Da, Db, Dc) e, crucialmente, as limitações de temperatura máxima da superfície considerando a ignição da camada de poeira, são fundamentais para garantir a segurança.

Rheonics Os medidores de densidade e viscosidade em linha SRD e os viscosímetros em linha SRV oferecem tecnologia de medição avançada combinada com construção robusta. Mais importante para aplicações em ambientes com poeira, esses sensores possuem certificações EX abrangentes e de alto nível, especificamente para densidade e viscosidade. Ex ia IIIC T(intervalo)° C DaEsta marcação indica a sua adequação para utilização com todos os tipos de poeiras combustíveis, incluindo as condutivas (Grupo IIIC), e nas zonas de maior risco (Zona 20, EPL Da), com segurança intrínseca 'ia' que proporciona o mais alto nível de tolerância a falhas. O intervalo especificado de temperaturas máximas de superfície permite uma correspondência precisa com as características de ignição do risco específico de poeira.

A adoção desses sensores certificados traz múltiplos benefícios. O principal deles é a maior segurança, já que o design de segurança intrínseco impede que o sensor se torne uma fonte de ignição. Além dessa função primária de segurança, os dados de densidade e viscosidade em tempo real fornecidos por Rheonics Os sensores permitem melhorias significativas na eficiência dos processos, na consistência da qualidade dos produtos e podem levar à redução de desperdícios e à otimização do uso de recursos. As vantagens operacionais, como a possibilidade de facilitar a manutenção devido à natureza da segurança intrínseca, contribuem ainda mais para o seu valor.

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• Rheonics agora é membro do Investment Casting Institute, acesso em 2 de junho de 2025.
• Rheonics :: medidor de densidade e viscosímetro | viscosidade e densidade de fluidos em linha, acessado em 2 de junho de 2025
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• [6] Certificado de Ex-Japão » rheonics :: viscosímetro e densímetro, acessado em 2 de junho de 2025