Explosieveiligheid (ATEX) in de elektrotechniek

Explosieveiligheid (ATEX) is nog steeds een lastig onderwerp in de elektrotechniek. Er is veel onduidelijkheid over dit onderwerp en gedegen kennis op dit gebied is beperkt. Hierdoor is het voor bedrijven lastig een goede bedrijfsvoering met betrekking tot explosieveiligheid te voeren en wordt de kans op een explosie vaak onderschat. Zeker bij bedrijven die te maken hebben met processen waarbij stof vrijkomt.

Wetten, normen en richtlijnen

Binnen de grenzen van de Europese Unie wordt gestreefd naar een uniforme wetgeving. Dit is alleen mogelijk indien de wetten van de Europese Unie boven de nationale wetten worden gesteld. Door overeenkomst van alle lidstaten binnen de EU is gesteld dat de richtlijnen die opgesteld worden door de EU boven de wetten van de lidstaten wordt gesteld.

Voor explosieveiligheid zijn er door de EU richtlijnen opgesteld:

• ATEX 95 Richtlijn (94/9/EG) voor fabricage van apparaten en systemen.

• ATEX 137 Richtlijn (1999/92/EG) voor werkgevers.

Om de richtlijnen van de Europese Unie als wet toe te passen moet er in het nationale rechtsysteem een verwijzing worden gemaakt. Nederland heeft een verwijzing naar de richtlijn opgenomen in de nationale wetten:

• Voor de ATEX 95 Richtlijn in het Warenwetbesluit explosieveilig materieel.

• Voor de ATEX 137 Richtlijn in het Arbeidsomstandighedenbesluit
  §2a, Explosieve atmosferen.

De verwijzing naar de betreffende normen is voor de ATEX 95 Richtlijn (94/9/EG) opgenomen in een overzicht. Dit overzicht wordt als publicatieblad uitgegeven door de Europese Commissie.

• Publicatieblad (2010/C 183/01)

Voor de ATEX 137 Richtlijn (1999/92/EG) is er door de Commissie van de Europese Gemeenschappen een niet-bindende richtlijn opgesteld. Deze richtlijn is zoals de naam al doet vermoeden, niet bindend maar wordt wel als laatste stand der techniek gezien.

• Niet-bindende gids voor Richtlijn (1999/92/EG)

Andere normen en richtlijnen die in verband staan met explosieveiligheid:

• NPR 7910, Gevarenzone - indeling met betrekking tot ontploffingsgevaar
• NEN-EN 1127, Ontplofbare atmosferen - Voorkoming van en bescherming tegen ontploffingen
• NEN-EN 50281, Elektrische toestellen voor gebruik in de aanwezigheid van ontbrandbaar stof.
• NEN-EN-IEC 60079, Elektrisch materieel voor plaatsen waar gasontploffingsgevaar kan heersen

Tijdlijn van gebeurtenissen

1996		1999		2003		2006
1996 ATEX 95 Richtlijn (voorheen ATEX 100a) wordt van kracht. Productiebedrijven van explosieveilig materiaal moeten voor 2003 voldoen aan de ATEX 95 Richtlijn.
1999 ATEX 137 Richtlijn (voorheen ATEX 118) wordt van kracht. Bedrijven krijgen tot 2003 de tijd om de bedrijfsvoering aan de ATEX 137 Richtlijnaan te passen.
2003 Wetswijziging, alle productieprocessen moeten voldoen aan de ATEX 95 Richtlijn. Wetswijziging, bedrijfsvoering van alle bedrijven moet voldoen aan de ATEX 137 Richtlijn. Werkplekken gebouwd voor 2003 moeten in 2006 voldoen.
2006 Werkplekken gebouwd voor 2003 moeten voldoen aan de ATEX 137 Richtlijn.

Wat is een explosie?

Een explosie is de drukverhoging die ontstaat als gevolg van het ontsteken van een brandstof in een afgesloten ruimte. Een verbrandingsproces kan alleen ontstaan als alle zijden van de brandvijfhoek aanwezig zijn.

• Zuurstof
  Zonder zuurstof kan een verbrandingsproces niet ontstaan of stand houden.
• Juiste mengverhouding
  Een brandstof kan alleen ontbranden in de juiste concentratie met zuurstof. De concentratie moet liggen tussen de onderste explosiegrens (LEL) en bovenste explosiegrens (UEL). Puur waterstof is dus niet brandbaar, tot het in aanraking komt met zuurstof.
• Brandstof
  Van veel gassen is bekend dat ze brandbaar zijn. Van vaste stoffen is veel minder bekend dat ze kunnen branden. Bijna alle vaste stoffen kunnen in stofvorm een explosie veroorzaken. Behalve de zand en zouten.
• Ontstekingsenergie
  In een explosiegevaarlijke atmosfeer moet voorkomen worden dat de zelfontbrandingstemperatuur van de brandstof wordt bereikt. Door vuur, vonken of hete oppervlakten kan een brandstof ontstoken worden.
• Katalysator voor het verbrandingsproces
  Een katalysator kan de brand versnellen of vertragen door een chemische reactie. Stoffen waarvan bekend is dat ze heftig met elkaar reageren moeten te alle tijde gescheiden blijven.

Deze brandvijfhoek is het uitgangspunt van explosieveiligheid:
Zorg dat de brandvijfhoek nooit compleet aanwezig is!

Explosieveiligheidsdocument

De werkgever wordt door de wet verplicht gesteld om de ATEX 137 Richtlijn te hanteren indien er binnen het bedrijf een explosierisico aanwezig is.

Nadat de risico's zijn vastgesteld moeten er maatregelen worden getroffen om deze risico's weg te nemen of te minimaliseren. In de meeste gevallen is er een combinatie van technische- en organisatorische maatregelen nodig.

• Technische maatregelen
  • Wegnemen of vervangen van de brandbare stof
  • Voorkomen dat een explosieve atmosfeer ontstaat
  • Het wegnemen van mogelijke ontstekingsbronnen
  • Beperken van de gevolgen van explosies
  • enz.
• Organisatorische maatregelen
  • Opleiden en kwalificeren van personeel
  • Toepassen van een werkvergunningensysteem
  • Uitvoeren van inspecties en controles
  • Opstellen van schriftelijke instructies
  • enz.

Al deze risico's, maatregelen, procedures, enz. moeten opgenomen worden in het explosieveiligheidsdocument. Overige verplichtingen van de werkgever zijn onder andere:

• Het indelen van explosiegevaarlijke gebieden in zones
• Het toepassen van de laatste stand der techniek, ofwel normen
• Het opstellen van een explosieveiligheidsdocument
• Voorkomen dat personen elkaar in gevaar brengen
• Het markeren van gebieden met een verhoogde kans op een explosieve atmosfeer.
• enz.

Zone-indelingen en apparatuur

Na het vaststellen en voorkomen van de gevaren bestaat de mogelijkheid dat er nog locaties overblijven waar een gevaarlijke explosieve atmosfeer kan ontstaan. Deze locaties worden grafisch op een plattegrond aangegeven door middel van zones. Ook wordt er aangegeven wat het type gas is en welke ontstekingstemperatuur dit gas heeft. Het opstellen van zonetekeningen is specialistenwerk en kan aan de hand van de NEN-EN-IEC 60079-10 en NPR 7910 uitgevoerd worden.

In het bovenstaande voorbeeld is een zonetekening van een tank te zien. Afhankelijk van de kans op aanwezigheid van brandbaar gas is een indeling in zones gemaakt. De aanwezigheid wordt aangeduid in het percentage van de bedrijfsduur. In de eerdere Nederlandse praktijkrichtlijn werd gesproken over uren per jaar. De onderstaande waarden zijn afkomstig uit de Nederlandse praktijkrichtlijn NPR 7910, juli 2008.

• Zone 0 = >10% bedrijfsduur
• Zone 1 = 0,1% t/m 10% bedrijfsduur
• Zone 2 = <0,1% bedrijfsduur

Omdat het onpraktisch is om van ieder gas het explosierisico op de tekening te vermelden wordt ieder gas gekoppeld aan een gasgroep. Er zijn vier gasgroepen die als referentiegas dienen. Ook dit wordt vermeld op de tekening zodat de apparatuur in de zone hierop afgestemd kan worden.

• I    = alleen gassen voor ondergronds gebruik
• IIA = gasgroep gelijk aan bijvoorbeeld propaan
• IIB = gasgroep gelijk aan bijvoorbeeld ethyleen
• IIC = gasgroep gelijk aan bijvoorbeeld waterstof

Tot slot wordt er nog een temperatuurclasseficatie op de tekening genoteerd. Door deze classificering wordt aangegeven wat de maximaal toegestane oppervlaktetemperatuur van de toegepaste apparatuur mag zijn.

• T1 = 450 °C
• T2 = 300 °C
• T3 = 200 °C
• T4 = 135 °C
• T5 = 100 °C
• T6 = 85 °C

Alle gebruikte materialen in de explosiegevaarlijke zones moeten voldoen aan de gegevens op de zonetekening. Daarom is het van belang dat de zonetekenging door een specialist wordt gemaakt. Indien de zonetekeningen niet correct zijn kan er bijvoorbeeld elektromotor met een verkeerde temperatuurclasseficatie worden toegepast. Deze bij een geblokkeerde rotor kan deze motor te warm worden en de aanwezige explosieve atmosfeer ontsteken.