11 Juni 2019

Skydda dig mot antändning orsakad av statisk elektricitet

Riskbedömningar och rapporter angående faror i samband med statisk elektricitet som följer av Hazop (hazard and operability study) är ett bra sätt att hitta och identifiera processer och metoder som kan förhindra antändning av brandfarlig atmosfär vid förekomst av statisk elektricitet.

Uppgiften att identifiera rätt jordningslösning faller på människor som du och medlemmar i ditt team och det är inte troligt att det är någonting du hanterar dagligen. För de flesta är det förmodligen den typ av projekt som de kommer att hantera en eller två gånger i sin karriär. Men få det rätt första gången och det blir snabbt ett område där du har nytta av kunskapen genom hela din karriär. Denna guide handlar om att hjälpa dig hitta rätt väg och kan bäst beskrivas som en dörröppnare för ämnet för statisk kontroll i farligt område.

Guiden är uppdelad i tre olika sektioner. Den första delen handlar om industristrategier som ger vägledning för att styra statisk elektricitet i explosionsfarliga områden. Den andra delen hjälper dig att utarbeta "bästa sättet" för att kontrollera elektrostatiska faror på din arbetsplats och den tredje delen berör utrustning för explosionsfarligt område, specifikt vad du bör leta efter när du ska välja en EX-certifierad och godkänd jordningslösning.

1. Riktmärken för jordning av statisk elektricitet

Innan du börjar läsa denna guide för att sedan specificera och köpa statiska jordningslösningar, bör det nämnas att certifierad utrustning för explosionsfarliga områden, som bär märket SIRA eller BASEEFA, inte är ett godkännande av systems prestanda när det gäller att tillhandahålla statiskt jordningsskydd.

Kommittéerna som har till uppgift att utveckla och uppdatera dessa vägledningsdokument, i linje med de senaste teknikerna, är anställda av företag och konsultföretag som är verksamma inom Ex-industrin.

De rekommendationer som beskrivs i dessa vägledningsdokument, kommer att säkerställa att alla elektrostatiska faror som finns i ert företags verksamhet står under din kontroll.

Om du kan ange jordningslösningar som visar överensstämmelse med tabellen till vänster, ser du till att dina statiska jordningsskyddsmetoder har den senaste tekniken för att förhindra bränder och explosioner orsakad av statisk elektricitet.

Riktlinjerna i tabell 1 beskriver hur och varför vissa operationer, oavsett om det rör sig om vätskor, gaser eller pulver, kan generera statisk elektricitet och resultera i att statisk elektricitet ackumuleras på den utrustning som används i processen. Det primära sättet att förhindra antändningar orsakad av statisk elektricitet är att säkerställa att all ledande och halvledande utrustning, inklusive människor, är bundna och jordade till en verifierad jordpunkt för sann jord.

Detta säkerställer att elektrostatiska laddningar inte kan ackumuleras på utrustning och släppa ut en gnista till en antändbar atmosfär.

Eftersom jorden har en oändlig förmåga att balansera positiv och negativ laddning, om utrustning är ansluten till den, är den utrustningen "jordpotential" vilket betyder att den inte kan bli statisk från materialrörelse.

För att säkerställa att utrustning inte kan ackumuleras elektrostatisk laddning, ska utrustningen anslutas till jordens allmänna massa med hjälp av en sann jordpunkt. Motståndet mellan jordningspunkten och den verkliga jorden måste vara tillräckligt låg för att tillåta den elektrostatiska laddningen passera ner i jorden.

Precis som många andra säkerhetsrelaterade funktioner har riktmärken utformats. Det minsta teoretiska kravet på jordning av elektrostatiska laddningar beskrivs vanligtvis i akademiska kretsar som att ha ett elektriskt motstånd som inte överstiger 1 megohm (1 miljon ohm) mellan föremålet och jordens allmänna massa.

Det är emellertid känt att metallobjekt i riskzonen för laddningsackumulering, t.ex. tankfartyg och jordningskretsar som ger jordskydd, aldrig bör visa ett elektriskt motstånd på mer än 10 ohm, om de är i gott skick.

Detta värde på 10 ohm är det enda värdet av resistans som konsekvent rekommenderas i alla publikationer som anges i tabellen ovan.

Så vart än en jordningslösning behövs för processer som involverar metallobjekt som vägtankar, järnvägsvagnar, plattor, fat och behållare, bör jordningssystem som visar jordövervakningsvärden på 10 ohm eller mindre specificeras.

En annan anledning till att det teoretiska värdet på 1 megohm inte spelar någon roll i verkligheten, är kraven i samband med jordning av typ C FIBC.

Även om CLC / TR: 50404 (2003) anger att resistansen genom en typ C FIBC-säck inte ska överstiga 100 megohm, säger den senaste vägledningen publicerad i IEC 60079-32-1 (2013) och NFPA 77 (2014) ) att motstånd genom säcken inte får överstiga 10 megohm.

Det står klart att ett "teoretiskt acceptabelt" värde på 1 megohm är opraktiskt i samband med metallobjekt som ska visa ett referensmotstånd på 0 till 10 ohm eller mindre, och typ C-FIBC som ska visa riktmärken på antingen 0 till 10 megohm eller 0 till 100 megohm (beroende på vilken standard säcken har).

OBS! Om du ska köpa en jordningslösning för typ C FIBC-påsar måste du se till att du vet vilken standard säckarna har. Om du inte vet vilken standard det är på påsen, ska leverantören konsulteras. När du väl har rätt information, bör du investera i ett typ C FIBC jordningssystem som övervakar jordningskretsen från 0 ohm upp till 10 megohm (NFPA 77 / IEC 60079-32 kompatibel) eller från 0 ohm upp till 100 meg-ohm (CLC / TR: 50404 kompatibel).

Undvik ett system som inte övervakar hela resistansområdet eftersom de sannolikt kommer att underkänna påsar som är konstruerade för att arbeta upp till 100 megohm och passera säckar som bara ska fungera upp till 10 megohm.

2. Hitta rätt jordningslösning

Ditt företags Hazop-rapport kommer att identifiera risken för statiska gnistor från specifik utrustning som tågtankar, trummor, etc., och ge en bedömning av vilken inverkan en brand eller explosion som orsakas av en elektrostatisk antändning kan ha på området. Det kommer att vara din uppgift att bestämma hur jordlösningen behöver se ut. Innan du påbörjar sökningen efter en statisk jordningslösning, bestäm de skyddsskikt du vill ha av en elektrostatisk antändningsrisk. Ju fler lager som används för att skydda mot en antändningskälla, desto mer sannolikt styrs statisk elektricitet på ett säkert, repeterbart och pålitligt sätt.

Att svara på följande frågor hjälper dig att identifiera de skyddsklasser du behöver från din statiska jordningslösning:

a. Vem ansvarar för att utrustningen jordas före och under driften och hur rapporterar vi till dom att det finns en elektrostatisk urladdningsrisk?

b. Om utrustningen, oavsett anledning, förlorar sitt jordningsskydd under driften, vill jag då att processen fortsätter att bygga upp elektrostatisk laddning på utrustningen?

c. Vilken typ av utrustning kräver statiskt jordningsskydd och har den unika egenskaper som kräver en viss typ av jordningslösning?

2.1 Bedömning av nödvändiga skyddslag i samband med fråga a:

Med undantag av platser som laboratorier, som hanterar små mängder brandfarliga produkter, kommer ansvaret för att jorda en utrustning som identifieras som en statisk urladdningsrisk, hamna på utrustningens operatörer eller när det gäller tankfartyg och dammsugare, föraren av fordonet. Eftersom statisk elektricitet är ett komplext ämne, kan det vara svårt för människor som inte hanterar det dagligen, att förstå grunden till varför det är en allvarlig risk i brandfarlig atmosfär. Inställningen "det kan inte hända mig" kan följa med den här bristen på medvetenhet, speciellt när det inte är en konkret fara eller visuell risk som skulle utlösa en naturlig säkerhetsrelaterad handling från en individ.

Då det inte är en synlig eller påtaglig fara är den största utmaningen att få ditt företags ledning att ta ansvar för sin egen säkerhet och säkerheten för sina kollegor. Det mest effektiva sättet att få till rutiner för jordning är att installera en jordningslösning som kräver en visuell bekräftelse av ett område innan en process kan börja. Om operatören har en visuell referenspunkt för att veta när operationen kan börja, kan de utbildas för att ta ansvar för att jorda utrustningen som de använder. Den mest effektiva indikeringsmetoden är att använda gröna indikatorer för att kommunicera en "GO" -situation och röda indikatorer för att kommunicera en "NO GO" -situation. För att bättre uppmärksamma indikationer kan pulserande LED-lampor vara mycket effektiva för att kommunicera till operatören att motståndet i jordkretsen kontinuerligt övervakas och att hen behöver se ett pulserande grönt ljus före och under hela processen.

Vissa jordningslösningar har inbyggd summer som kan varna operatören vid en förlorad jordningsanslutning, men man bör vara försiktig när du utvärderar sådan utrustning. Ljudsignalen hos en summer blir ofta svår att uppfattar när de konkurrerar med buller i arbetsmiljön, eller om operatören har hörselskydd eller öronproppar.

De riktmärken som bör finnas för att övervaka jordnings- och bindningskretsar bör baseras på de riktlinjer som beskrivs i de publikationer som anges i tabell ovan.

Detta kommer se till att dina jordningslösningar överensstämmer med lagar och föreskrifter, samt vara enligt uppdaterad standard.

För att sammanfatta, bör utrustning av metallkonstruktion som tågtankar, järnvägsvagnar, trummor och pulverbehandlingssystem övervakas med ett motstånd som inte överstiger 10 ohm till en verifierad jordningspunkt.

2.2 Bedömning av de nödvändiga skyddsskikten i samband med fråga b:

Visuell indikering och kontinuerlig jordkretsövervakning är två grundläggande skyddsklasser som tenderar att gå hand i hand. Men när det inte finns någon aktiv jordning av utrustningen och driften fortfarande körs, måste det finnas ytterligare kontroller som förhindrar att utrustningen snabbt ackumulerar farliga elektrostatiska laddningar. Stängning av rörelsen hos materialet som behandlas, kommer att stoppa genereringen av statisk elektricitet.

En åtgärd är att operatören trycker på en nödstängningsknapp för att förhindra vidare generation och ackumulering av statisk elektricitet på den utrustning hen använder. Människors uppmärksamhet och fokus kan flyttas till andra aktiviteter medan operationen pågår, och skulle jordningen eller bindningen förloras, finns ett ytterligare ett skydd som kan stänga av operationen automatiskt.

Automatisk avstängning kan ske med jordningssystem som har utgångskontakter som kan kopplas till en rad enheter (växlar, ventiler, PLC) som sedan kan utföra en avstängning som svar på övervakningskretsen som identifierar en förlorad jordanslutning.

Visuell indikering är ett effektivt skydd för att kontrollera jordningen innan processen startas av operatören. Systemets potentialfria hjälpkontakter kan också användas för att automatiskt stänga av operationen eller aktivera externa varningssystem. I motsats till en manuell avstängning, förhindrar detta snabb uppbyggnad av statisk elektricitet.

2.3 Bedömning av de skyddsklasser som krävs i samband med fråga c:

Som nämnts tidigare så finns det många processer som kräver statiskt jordningsskydd, men typen av process och de miljöer de genomförs i kan variera kraftigt. Olika zoner i kombination med utförande och risk, i synnerhet mängden brandfarligt eller brännbart material som riskerar att antändas, kan påverka den valda lösningen.

Det innebär i allmänhet att en "one-size-fits-all" - lösning inte ger dig de nivåer av skydd och installationsflexibilitet du kan behöva. Följande exempel hjälper till att illustrera hur olika processer kan ha unika egenskaper som kan påverka typen av jordningslösning som används av ditt företag.

2.3.1 Kärl

Processen att fylla kärl är kontinuerligt och kärlen kan fyllas från fasta pumpar (som kan fylla fyra kärl samtidigt), från fasta pumpar på ett rulltransportsystem eller kan från bärbara pumpar. Då sådana operationer vanligtvis utförs inomhus kan ett antal Ex-miljöer som sträcker sig från zon 0 till och med icke-farliga områden återspegla ett spektra av installationsalternativ och nödvändiga skyddsnivåer som passar perfekt för din statiska jordningstillämpning.

Föreställ dig ett scenario där upp till 10 kärl ska fyllas från bärbara pumpar vid samma tid och plats. Eftersom pumparna styrs av operatörerna krävs det att de kontinuerligt bevakar vätskenivån i kärlet. I jämförelse med att koppla pumparna till ett centralsystem, måste operatörerna både starta och stoppa pumpen som svar på en visuell indikation på varje kärls jordanslutning. I en sådan process kan Bond-Rite® REMOTE övervaka flera kärl från en enda strömförsörjning dygnet runt.

Fördelen med denna typ av lösning är att den stänger klyftan mellan ingen visuell indikering via "passiva" jordklämmor och enkla jordningssystem, med kopplingsdosor som kräver en 230 V växelströmförsörjning eller 24 V DC kopplat till 10 separata jordningssystem.

En lösning som Bond-Rite® REMOTE, som endast kräver en 230 V AC eller 24 V DC-matning till sin zon 2/21, kan säkert leverera ström till indikatorerna i zon 10 med 0/20 jordstatus och kan sedan självständigt övervaka jordningsstatusen för varje enskilt kärl. Om fyllningen utförs mindre rutinmässigt kan installationstiden minskas genom att indikera med lysdiod som drivs av eget internt batteri.

2.3.2 Vacuumbilar

Vakuumbilar tillhandahåller en mängd tjänster till explosionsfarliga miljöer, med den primära rollen är att städa ur lagringstankar och suga upp spill från läckageolyckor. De har också ett av de mest komplexa problemen när det gäller att skydda mot elektrostatisk fara på ett säkert och repeterbart sätt. De bearbetar och transporterar stora mängder flytande brandfarliga vätskor och pulver, ofta under svåra omständigheter när det gäller att kontrollera förekomsten av brandfarliga atmosfärer.

De figurerar på många olika ställen, ofta vid tillfälliga arbetsplatser där det inte finns några övervakningssystem, vilket ökar risken för spänningsgenerering. Kort sagt är riskerna väldigt höga och till för inte så länge sedan var allt förarna kunde göra var att ansluta en passiv jordningsklämma till ett metallobjekt (som ett tankskal eller rörledning), i hopp om att hen kunde jorda lastbilen på ett säkert tillförlitligt sätt. Detta gjordes utan att jordkretsen övervakades och utan vetskap om föremålet som anslutits till klämman hade en verifierad sann jordanslutning (se bild till höger).

Numera kan tjänsteleverantörer av vakuumbilar och deras kunder använda lastbilsmonterade jordningssystem som verifierar en anslutning till sann jord; övervaka anslutningen under hela processen, ge en visuell indikation på en verifierad jord och automatiskt stänga av funktionen om jordanslutningen förloras under överföringen. På grund av risken för denna typ av operation kan en lösning som Earth-Rite® MGV erbjuda de maximala skyddet genom att säkerställa att:

Jordningspunkten som lastbilen är ansluten till, också är ansluten till en sann jordpunkt.
Föraren har en visuell indikation på en god statisk jordanslutning.
Förbindelsen mellan lastbilen och den verifierade jordpunkten övervakas kontinuerligt till 10 ohm.
Processen stoppas om jordanslutningen går förlorad, särskilt viktigt när föraren inte har en konstant överblick över indikatorerna.

För bäst passande lösning, försök att hitta en där ni kan kombinera de funktioner som beskrivs i kolumnerna till vänster. På den mest grundläggande nivån bör du undvika att använda enheter som svetsklämmor och alligatorklämmor eftersom de inte är utformad med statisk jordning i åtanke (speciellt för jobb som kräver penetration av ett isolerande skikt som färgbeläggning eller rost).

Statiska jordklämmor bör genomgå FM-testning för att säkerställa att de är lämpliga att använda i farliga områden. Därefter bör den angivna jordningslösningen kombinera de egenskaper som visas i bilden till vänster.

Val av certifierad utrustning för farliga miljöer

Försök att hitta utrustning som har godkänts enligt standarder som återspeglar den senaste tekniken med avseende på farliga områden, i enlighet med IECEx och EN-standarder. Det är värt att notera att alla standarder (IEC 60079-standarder för explosiv atmosfär) som används för att utvärdera utrustning för ATEX, tillverkas av den Internationella Elektrotekniska Kommissionen på CENELECs vägnar. Det finns många ATEX-certifierade enheter, inte bara jordningsenheter, på marknaden idag, vilka har godkänts enligt standarder som har gått igenom flera revisioner eller inte längre existerar, sedan enheterna först godkändes.

Till exempel har den nuvarande standarden för utrustning i egensäkert utförande, EN 60079-11 (2012), genomgått två revideringar sedan 2002, båda av de överskridande revisionerna släpptes 2007 respektive 2012. Det är mycket troligt att ett jordningssystem som godkänts före 2007 skulle behöva omkonstrueras för att motsvara kraven i EN 60079-11 idag.

Summering

Den här guiden kommer förhoppningsvis att ge dig tillräckligt med information för att hjälpa dig hitta en statisk jordningslösning som bäst passar ditt företags verksamhet och deras riskprofil. Grunden för din köpspecifikation bör byggas på:

Statisk jordningsutrustning som överensstämmer med den senaste tekniken i statisk kontroll, nämligen IEC 60079-32-1, CLC / TR: 60079-32-1, NFPA 77 och API RP 2003.
Fastställandet av de skyddsnivåer du tror kommer att påverka risken för en elektrostatisk tändning - det här hjälper dig att identifiera en jordningslösning som passar bäst för dina processer och operatörer.

För mer information

Vill du veta mer? Fyll i dina uppgifter så kontaktar vi er.