Kategorie urządzeń ATEX i poziomy EPL – jak dobrać urządzenia do stref wybuchowych?
Dobór odpowiednich urządzeń do stref zagrożonych wybuchem (strefy Ex) to jeden z kluczowych elementów projektowania bezpiecznych instalacji przemysłowych. Aby uniknąć ryzyka zapłonu atmosfery wybuchowej, konieczne jest prawidłowe zrozumienie dwóch istotnych systemów klasyfikacyjnych: kategorii urządzeń ATEX oraz poziomów zabezpieczeń EPL (Equipment Protection Level).
Zarówno oznaczenie Ex, jak i znak Ex widoczne na urządzeniach, niosą za sobą określone informacje techniczne, które należy interpretować w kontekście strefy, w której urządzenie będzie eksploatowane. W artykule omówimy, jak czytać te oznaczenia, czym różnią się kategorie 1G, 2D od poziomów Ga, Db, oraz jak wykorzystać tę wiedzę w doborze urządzeń ATEX do konkretnej strefy.
Klasyfikacja urządzeń Ex wg Dyrektywy 2014/34/UE (ATEX) opiera się na kategoriach przypisanych do rodzaju zagrożenia – gazowego lub pyłowego – i częstotliwości występowania atmosfery wybuchowej.
| Kategoria | Rodzaj atmosfery | Poziom ochrony | Zastosowanie |
| 1G | Gazy, mgły, pary | Bardzo wysoki | Strefa 0 |
| 2G | Gazy, mgły, pary | Wysoki | Strefa 1 |
| 3G | Gazy, mgły, pary | Zwiększony | Strefa 2 |
| 1D | Pyły | Bardzo wysoki | Strefa 20 |
| 2D | Pyły | Wysoki | Strefa 21 |
| 3D | Pyły | Zwiększony | Strefa 22 |
Kategorie urządzeń 1G i 1D zapewniają ochronę w warunkach ciągłego lub częstego występowania atmosfery wybuchowej, np. wewnątrz reaktorów, zbiorników czy filtrów pyłowych. Takie urządzenia muszą spełniać najbardziej rygorystyczne wymagania – zarówno normatywne, jak i konstrukcyjne.
Poziomy EPL zostały wprowadzone w ramach norm IEC 60079-0 jako uzupełnienie systemu ATEX. Umożliwiają bardziej uniwersalną i szczegółową ocenę poziomu bezpieczeństwa urządzeń Ex, niezależnie od konkretnej dyrektywy krajowej.
| Poziom EPL | Grupa gazowa (G) | Grupa pyłowa (D) | Strefa | Odpowiednik kategorii ATEX |
| Ga | Atmosfera gazowa | - |
Strefa 0 |
1G |
| Gb | Atmosfera gazowa | - | Strefa 1 | 2G |
| Gc | Atmosfera gazowa | - | Strefa 2 | 3G |
| Da | - | Atmosfera pyłowa | Strefa 20 | 1D |
| Db | - | Atmosfera pyłowa | Strefa 21 | 2D |
| Dc | - | Atmosfera pyłowa | Strefa 22 | 3D |
Czym jest EPL? To wskaźnik poziomu zabezpieczenia urządzenia przeciwwybuchowego. Pozwala inżynierom i projektantom dokonać świadomego doboru bez konieczności analizowania lokalnych systemów klasyfikacyjnych – np. w międzynarodowych projektach inwestycyjnych.
EPL definiuje, jak niezawodne i bezpieczne jest urządzenie Ex w kontekście ryzyka zapłonu atmosfery wybuchowej – niezależnie od tego, czy chodzi o gaz, pary, mgły czy pyły palne. Poziomy te oznaczają prawdopodobieństwo, z jakim urządzenie może stać się źródłem zapłonu w określonych warunkach.
Dobór urządzenia powinien zawsze bazować na ocenie ryzyka i klasyfikacji strefy Ex zgodnie z normą PN-EN 60079-10-1 (dla gazów) i PN-EN 60079-10-2 (dla pyłów).
|
Strefa wybuchu |
Charakterystyka | Minimalny poziom EPL | Wymagana kategoria ATEX |
| Strefa 0 | Atmosfera wybuchowa obecna stale lub przez długi czas | Ga | 1G |
| Strefa 1 | Atmosfera wybuchowa występuje okresowo | Gb | 2G |
| Strefa 2 | Atmosfera wybuchowa występuje rzadko, krótko | Gc | 3G |
| Strefa 20 | Pył wybuchowy stale, długotrwale lub często obecny | Da | 1D |
| Strefa 21 | Pył wybuchowy występuje okresowo podczas normalnej pracy | Db | 2D |
| Strefa 22 | Pył wybuchowy występuje incydentalnie, krótkotrwale | Dc | 3D |
W przypadku silnika napędowego pracującego wewnątrz silosu z pyłem palnym, który został sklasyfikowany jako strefa 20, konieczne jest zastosowanie urządzenia o najwyższym poziomie zabezpieczenia przeciwwybuchowego. Wymagane jest oznaczenie Ex z poziomem ochrony EPL Da, co odpowiada kategorii 1D według klasyfikacji urządzeń ATEX.
Dla opraw oświetleniowych montowanych w hali rozlewu rozpuszczalników, gdzie występuje strefa zagrożona wybuchem gazów – strefa 1, należy dobrać urządzenia z poziomem ochrony EPL Gb, a więc w kategorii 2G. Taki dobór gwarantuje spełnienie wymagań wynikających z klasyfikacji strefy oraz zapewnia odpowiedni poziom zabezpieczeń urządzeń Ex.
W strefie obsługi wentylatora oddymiającego, zakwalifikowanej jako strefa 22, wystarczające będzie zastosowanie komponentów o normalnym poziomie zabezpieczenia przeciwwybuchowego, tj. z oznaczeniem EPL Dc. Zgodnie z klasyfikacją urządzeń ATEX, odpowiada to kategorii 3D, przeznaczonej do pracy w warunkach incydentalnego występowania atmosfery wybuchowej (np. pyłu).
W kontekście klasyfikacji urządzeń przeciwwybuchowych ATEX należy wyraźnie odróżnić Grupę I, która obejmuje zakłady górnicze, od szerzej znanej Grupy II, stosowanej w przemyśle chemicznym, energetycznym, spożywczym i innych branżach objętych klasycznymi strefami Ex (0, 1, 2 / 20, 21, 22).
Grupa I odnosi się do urządzeń pracujących pod ziemią np. w kopalniach węgla kamiennego, gdzie występuje atmosfera wybuchowa złożona z metanu i/lub pyłu węglowego – wyjątkowo niebezpieczne środowisko wymagające od urządzeń szczególnego poziomu bezpieczeństwa. Zgodnie z Dyrektywą ATEX 2014/34/UE oraz klasyfikacją przedstawioną na plakacie Ex urządzenia te dzielą się na dwie kategorie - M1 i M2. Mają przypisane poziomy EPL Ma i Mb.
Urządzenia oznaczone jako M1 muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby pozostawały bezpieczne i funkcjonalne nawet podczas występowania atmosfery wybuchowej, np. w wyniku nagłego uwolnienia metanu. Oznacza to:
Urządzenia M1 odpowiadają poziomowi EPL Ma – najwyższemu poziomowi ochrony w górnictwie. Stosuje się je m.in. w systemach wentylacyjnych, oświetleniowych czy monitorujących atmosferę w szybach górniczych.
Urządzenia klasy M2 mogą działać w normalnych warunkach eksploatacyjnych, ale muszą być tak zaprojektowane, aby można je było bezpiecznie wyłączyć przy pojawieniu się atmosfery wybuchowej. Ich zastosowanie obejmuje urządzenia pracujące na powierzchni lub w strefach podziemnych nieobjętych ciągłym ryzykiem wybuchu, np. systemy transportowe w przodkach, narzędzia elektryczne do prac okresowych czy elementy instalacji pomocniczych.
Urządzenia M2 odpowiadają poziomowi EPL Mb, który zapewnia wysoki poziom ochrony, lecz dopuszcza możliwość wyłączania urządzenia w momencie zagrożenia.
Urządzenia Ex dla zakładów górniczych (Grupa I) znacząco różnią się od tych stosowanych w przemyśle (Grupa II) zarówno pod względem oznaczeń (M1/M2), jak i konstrukcji. Muszą być przystosowane do pracy w ekstremalnych warunkach kopalnianych, z uwzględnieniem zagrożeń wybuchem metanu i pyłu węglowego. Obowiązują je surowsze normy, m.in. PN-EN ISO 80079-38, wymagające m.in. podwójnych zabezpieczeń i wyższej odporności mechanicznej.