Électrovannes pour applications dangereuses

Figure 1 : Les électrovannes aident à automatiser le flux de fluides dans les zones dangereuses comme les industries pétrochimiques

Il est important de savoir comment utiliser en toute sécurité les électrovannes dans des environnements dangereux tels que le traitement chimique, l'extraction de pétrole et de gaz, l'exploitation minière et les services de fluides inflammables. Ces applications présentent des risques importants en raison des propriétés physiques et chimiques des fluides, des pressions de fonctionnement et des températures.

Les électrovannes pour zones dangereuses intègrent des caractéristiques de sécurité essentielles pour prévenir les explosions ou les fuites de fluides tout en permettant un contrôle précis et automatisé du débit. Les principales applications des électrovannes pour les zones dangereuses sont :

• La régulation du débit de fluide dans les systèmes de distribution de gaz naturel
• La gestion du flux de fluides dans les usines de traitement chimique, y compris le mélange et le transfert de produits chimiques dangereux
• Le contrôle des liquides volatils dans les raffineries, les installations pétrochimiques et les réservoirs de stockage d'hydrocarbures
• Le dosage chimique dans les stations d'épuration des eaux usées
• Le contrôle du flux de poussières dans les opérations minières et les silos de stockage de grains

Table des matières

• Classifications des zones dangereuses
• Problèmes des électrovannes dans les zones dangereuses
• Facteurs de conception
• Électrovannes Burkert
• Comment améliorer la durée de vie des électrovannes dans les zones dangereuses
• FAQ

Classifications des zones dangereuses

Dans les zones dangereuses, il existe des risques d'incendie ou d'explosion dus à des gaz inflammables, des vapeurs, des liquides, des poussières ou des fibres. Différentes industries ont des normes et des réglementations spécifiques, ce qui rend crucial de comprendre ces directives pour s'assurer que l'équipement de traitement et les vannes sélectionnés fournissent un contrôle adéquat des fluides et sont conformes aux classifications de danger.

Par exemple, une électrovanne conçue pour les poussières combustibles peut ne pas convenir au contrôle des vapeurs dangereuses. Le tableau 1 explique les principales classifications des zones dangereuses. Lisez nos articles sur l'étiquetage ATEX et la FAQ ATEX pour plus d'informations sur la sélection et l'utilisation sûres des équipements dans des environnements potentiellement explosifs.

Tableau 1 : Classifications des zones dangereuses pour les électrovannes

Problèmes d'électrovannes dans les zones dangereuses

• Arcs et étincelles : Les électrovannes peuvent produire des arcs et des étincelles pendant leur fonctionnement normal, ce qui peut enflammer des atmosphères inflammables. Ceci est particulièrement critique dans les zones dangereuses où des gaz, des vapeurs ou des poussières sont présents.
• Températures élevées : La bobine d'une électrovanne peut atteindre des températures élevées. Si ces températures dépassent le point d'ignition du matériau dangereux environnant, une explosion peut se produire. Le Code national de l'électricité (NEC) exige un marquage spécial pour les électrovannes dont la température du boîtier de la bobine dépasse 100 °C (212 °F).
• Défaillance de l'équipement électrique : Des défaillances telles que des brûlures ou des courts-circuits dans la bobine de l'électrovanne peuvent également entraîner une ignition. Les normes de conception pour les équipements en zones dangereuses traitent de ces défaillances potentielles pour prévenir les explosions.

Facteurs de conception

Figure 2 : Électrovanne Burkert 6240 avec protection antidéflagrante

• Emplacements de classe I (gaz/vapeurs) :
  • Résistance : L'électrovanne doit être suffisamment robuste pour contenir une explosion interne. Ces électrovannes antidéflagrantes comportent des boîtiers pour la bobine et les composants électriques, des enveloppes scellées ou des mécanismes de ventilation spéciaux pour une sécurité accrue. Les parois du corps de la vanne doivent être épaisses pour résister à la pression interne.
  • Boîtier antidéflagrant : Le boîtier de la bobine doit être antidéflagrant pour empêcher l'inflammation des gaz ou des vapeurs s'ils pénètrent dans le boîtier.
  • Contrôle de la température : La bobine de l'électrovanne doit fonctionner en dessous de la température d'ignition de l'atmosphère environnante.
  • Chemins de flamme : Dans certains modèles, il doit y avoir un moyen pour que les gaz en combustion s'échappent du boîtier après avoir été refroidis pour éviter l'inflammation de l'atmosphère externe. Cela peut être réalisé par un chemin de flamme à surface au sol, où des surfaces précisément rectifiées et appariées permettent aux gaz de s'échapper uniquement après refroidissement, ou par un chemin de flamme fileté, où les gaz traversent des joints filetés, se refroidissant au fur et à mesure qu'ils s'échappent.
• Emplacements de classe II (poussières) :
  • Étanchéité aux poussières : Le boîtier de l'électrovanne doit empêcher les poussières d'entrer pour éviter les explosions internes.
  • Température de surface : La température de surface du boîtier doit être inférieure à la température d'ignition des poussières.
  • Couche de poussière : La conception doit tenir compte de l'accumulation de poussière sur la vanne, qui peut provoquer une surchauffe et enflammer l'atmosphère environnante.
• Emplacements de classe III (fibres/particules volantes) :
  • Prévention des fibres et particules volantes : L'enceinte doit minimiser l'entrée de fibres et de particules volantes et empêcher l'échappement d'étincelles ou de particules chaudes.
  • Contrôle de la température : L'électrovanne doit fonctionner à une température qui empêche l'inflammation des fibres accumulées.
  • Aptitude multi-classes : Certaines électrovannes sont conçues pour répondre aux exigences de plusieurs classes. Par exemple, une électrovanne de classe I capable de contenir une explosion doit également empêcher l'entrée de poussières pour convenir à la classe II. Les tolérances étroites requises pour les chemins de flamme dans les vannes de classe I peuvent également empêcher l'entrée de poussières, éliminant ainsi le besoin de joints supplémentaires.

Autres considérations

• Considérations électriques : Les circuits électriques sont conçus pour être intrinsèquement sûrs, utilisant des barrières ou des isolateurs certifiés pour limiter l'énergie à des niveaux non inflammables, même en cas de défaut. Une conception soignée minimise l'énergie électrique à l'intérieur de la vanne, réduit le risque d'étincelles et traite les défaillances potentielles comme les brûlures ou les courts-circuits pour prévenir les explosions.
• Résistance chimique des matériaux : Les électrovannes pour applications dangereuses sont fabriquées avec des matériaux robustes tels que l'acier inoxydable et le laiton pour le boîtier. Les joints peuvent être en FKM, EPDM, NBR, et plus. Pour plus d'informations, lisez notre article sur la résistance chimique des matériaux.
• Caractéristiques de température et de pression : Les électrovannes doivent fonctionner de manière fiable dans une plage de température spécifiée, en utilisant des bobines thermiquement isolées et des matériaux résistants à la température pour éviter la dégradation. Elles sont conçues pour résister à des pressions élevées, y compris une marge de sécurité, et sont testées sous des pics et des fluctuations de pression réels. La bobine de l'électrovanne doit fonctionner en dessous de la température d'inflammation de l'atmosphère environnante pour éviter les explosions. Une explosion peut se produire si les températures de la bobine dépassent le point d'inflammation des matières dangereuses.
• Mécanismes sûrs en cas de défaillance : Ces vannes sont conçues avec des mécanismes sûrs en cas de défaillance, tels que le retour par ressort ou les électrovannes à double effet, pour revenir à une position sûre (ouverte ou fermée) en cas de panne de courant ou de défaut. Les composants électriques sont blindés pour éviter les interférences électromagnétiques (EMI) qui pourraient provoquer un dysfonctionnement.
• Diagnostics et commande manuelle auxiliaire : Les électrovannes avancées peuvent inclure des bobines ou des capteurs redondants pour améliorer la fiabilité. Des diagnostics intégrés peuvent surveiller l'état de la vanne et fournir un avertissement précoce des problèmes potentiels, réduisant ainsi le risque de défaillances inattendues. Un mécanisme de commande manuelle auxiliaire permet un fonctionnement manuel de la vanne en cas de panne électrique, conçu pour garantir qu'il ne compromet pas l'intégrité antidéflagrante de la vanne.
• Conformité aux normes : La vanne doit répondre aux normes et certifications de l'industrie pour les environnements dangereux, telles que UL, CE, ATEX, CSA, IECEx, NEMA, et les indices IP. Comprenez mieux en lisant notre article sur quels équipements doivent être conformes à ATEX.

Électrovannes Burkert

Une raison importante pour laquelle Tameson propose des électrovannes Burkert est due à l'engagement de Burkert à produire des produits de qualité pour les applications dangereuses. Les électrovannes Burkert ont une protection IP65, ce qui signifie que le boîtier du composant électrique est étanche aux poussières et protège contre les jets d'eau à faible pression. Beaucoup d'entre elles ont également plusieurs des autres homologations discutées à la fin de la section précédente (par exemple, ATEX, IECEx, UL, etc.). Voici un échantillon de notre large gamme d'électrovannes Burkert :

• Série 0330
• Série 5282
• Série 6013
• Série 6213
• Série 6240
• Série 6281
• Série 6014

Avec tant d'options parmi lesquelles choisir, lisez notre article sur les critères de sélection des électrovannes pour choisir la meilleure pour votre application.

Comment améliorer la durée de vie des électrovannes dans les zones dangereuses

Plusieurs méthodes peuvent prolonger la durée de vie des électrovannes dans les applications dangereuses :

• Améliorer les finitions de surface pour éviter l'accumulation de débris et l'usure.
• Utiliser des finitions de surface supplémentaires et des traitements de matériaux pour améliorer la résistance à la corrosion.
• Effectuer des tests rigoureux de compatibilité et de sécurité.
• Effectuer des inspections et une maintenance régulières pour éliminer les débris, identifier les joints usés et remplacer les vannes endommagées.

FAQ

Qu'est-ce qu'une électrovanne ATEX ?

Une électrovanne ATEX est conçue pour être utilisée dans des atmosphères explosives, répondant aux normes de sécurité de l'UE. Elle contrôle le flux de fluide ou de gaz en utilisant un actionneur électromagnétique.

Qu'est-ce qu'une électrovanne antidéflagrante ?

Une électrovanne antidéflagrante est une vanne conçue pour contenir toute explosion à l'intérieur de son boîtier, empêchant l'inflammation des matériaux inflammables environnants.