Clasificación Eléctrica de áreas AXCME CSI Indice Pérdidas En donde aplica: algunos ejemplos de áreas clasificadas El concepto de areas eléctricas clasificadas y para que sirve Propiedades de las sustancias inflamables El proceso de clasificación eléctrica de áreas: Riesgo NFPA: Clases, divisiones y grupos IEC: Zonas y grupos Algunos dilemas en la clasificación eléctrica de áreas y su implicancia en operación y mantenimiento Equipos Pérdidas en los últimos 30 años Los 100 Incendios Mayores y Explosiones de los Últimos 30 años* Instalación Perdida Promedio 46% Refinerias $73,700,000 35% Petroquimicas $80,800,000 7% Terminales $39,100,000 7% Procesamiento Gas $117,800,000 5% Misc $40,200,000 *Large Property Damage losses in the hydrocarbon Chemical Industries. A thirty year review. Seventeenth Edition David G. Mahoney Editor.JM&H March & McLennan. M&M Protection consultants Tipos de pérdidas Costo Promedio Explosiones de nubes de vapor Costo Promedio Fuegos 0 20 40 60 80 % de pérdidas Otras o Peligros Fuegos 0 5 10 15 20 25 % de pérdidas 30 35 40 100 120 Causante de las pérdidas Sabotaje Errores de diseño Peligro natural Exabrupto de proceso Desconocida Error Operacional Falla mecánica 0 10 20 30 40 50 60 70 Pérdida promedio en MMUSD 80 90 Tipos de Equipos Torres de proceso Torres de proceso Calentadores-Calderas Calentadores-… Hx Hx Compresores y Bombas Compresores y … Desconocido Desconocido Vehículos marinos Vehículos marinos Tambores de Proceso Tambores de … Miscelánea Miscelánea Reactores Reactores Tanques Tanques Tuberías Tuberías 0 20 % de pérdidas 40 0 50 100 150 Pérdida Promedio (MMUSD) 200 ¿En dónde aplica? (Referencia:Cooper Crouse-Hinds ® 2011 Code Digest) En casas de máquinas … En almacenamiento En trampas de diablos En areas generales En areas de servicios .. hasta en torres de enfriamiento.. Parametros de la Inflamabilidad de Vapores Flash Point Límites de inflamabilidad Temperatura de autoignición Energía minima de ignición Densidad de vapor. Maximo gap experimental seguro Relación mínima de corriente de ignición Flash Point o Punto de Flasheo Temperatura mínima a la cual el líquido produce una cantidad de vapor suficientemente grande para formar una mezcla “encendible” cerca de la superficie del líquido. Punto inferior de flasheo= mayor tasa de crecimiento del vapor si el líquido es derramado. Existen varios métodos de prueba dependiendo de la naturaleza del líquido y el ambiente en el que se manejara. Los líquidos inflamables tienen puntos de flasheo menores de 100o F (US) o menos de 140o F (EU) El líquido no tiene que tener una temperatura mayor que la de flasheo para significar un peligro. Limites de inflamabilidad Es el rango de concentraciones de Vapor en el aire sobre las cuales puede haber una propagación sostenida de flama y esta región recibe el nombre de “region de vulnerabilidad”. El LEL y el UEL se reportan normalmente a condiciones ambiente, y cambian con la temperatura y la presión. El ASTM E-681 es un método de prueba usado en USA; utiliza una esfera de vidrio de 5 litros con ignición de AC Temperatura de Autoignición (AIT) Autoignición: Fenómeno por el cual con la sola la entrada de calor del ambiente se inicia la combustión. La temperatura AIT (autoignición) es la temperatura mínima » necesaria para causar ignición en la concentración mas sensible a una mezcla inflamable. Las temperaturas superficiales del “mundo real” se estima que serán mayores que las AIT determinadas en laboratorio. muy dependiente del Los códigos “T” de temperaturas » Es son los que se emplean para método. El estandar actual para identificar la maxima temperatura USA de AIT es el ASTM E-659. superficial Energía Mínima de Ignición mJ (MIE) vs Concentración Energía capacitiva mínima requerida para encender la mezcla vapor/aire mas sensible. Los MIE’s son, para la mayoría de los vapores inflamables, Vapor <1 mJ Empleados para evaluar el potencial de chispas electrostáticas. Densidad de Vapores Peso del vapor inflamable por unidad en relación al aire Determina cuando la mezcla inflamable estará presente o tendera a no estar presente… (se eleva o se asienta). PROPERTIES OF SOME SELECTED MATERIALS LIQUID Gasoline Kerosine Methanol Diethyl Ether Carbon Disulphide Hydrogen Pentane FLAMMABILITY LIMITS FLASH POINT AIT VAPOR DENSITY LFL UFL (deg C) (deg C) (Air = 1) 1.4 0.7 6 1.9 1 4 1.5 7.6 5 36 36 50 75 7.8 -40 43-72 11 -45 -30 <-40 456 210 464 180 90 500 260 3-4 1.6 1.1 2.6 2.6 0.1 2.5 MIE (mJ) 0.24 n/a 0.14 0.19 0.009 0.016 0.28 Máximo Gap Experimental Seguro (MESG) La distancia máxima entre dos placas superficiales paralelas necesarias para evitar la propagación de la explosión del interior al exterior de una cámara de prueba. Se emplea en el diseño de equipo a prueba de explosión. Métodos de prueba: IEC 79-1A o el aparato “Wasterberg” de UL. Relación de Mínima Corriente de Ignición (MIC) Es la relación de la corriente de descarga mínima de chispa requerida para encender la concentración más sensible de un vapor entre su valor similar para el metano. Es relevante para el diseño de circuitos intrínsecamente seguros. Método de prueba de la relación MIC es el IEC 793 Criterio de Clasificacion de Grupos El propósito de la clasificación: dividir a los vapores inflamables por grados de peligro. Tanto el NFPA como el IEC/CENELEC utilizan el MESG y el MIC para clasificar vapores. Hay una excelente correlación entre el MESG y la relación de MIC Humedad Relativa y Electricidad Estática Fuentes de Datos Fabricantes (Hojas de productos, MSDS) NFPA 325M NFPA 49 Base de datos PTB ‘Chemsafe’ Literatura pública Pruebas de laboratorio.| ¿Qué es la clasificación eléctrica de áreas? Sistema para manejar un peligro: el triangulo del fuego*. Materiales mas menos peligrosos. y Áreas mas y menos peligrosas. El Trabajo Técnico Listar los materiales Listar las áreas Lista de equipo de proceso y parametros de operación o considerar el equipo de cada area. Identificar puntos probables de fugas. Determinar ventilación. la adecuacion de la Seleccionar de estandares una cifra aplicable. El Trabajo Técnico Material List Chemical name Flash point Autoignition temperature Lower explosive limit (LEL), UEL Group -- A, B, C, D T identification number T1A…..T6 Area list - ventilation, operation performed Equipment and operating parameters Materials Operating parameters (temperature, pressure, volume) Sources (sampling, vent system, relief valves, charging material, drumming), Ventilation Decision ( figure from standard) Word description of reasons for decisions El Proceso de Clasificación de Áreas. Formar un disciplinario. grupo multi- Revisión e identificacion inicial. Juntas de clasificación. Reporte y memoria de calculo. Lista de materiales, bases de diseño y referencias. Planos. Requerimientos del NEC Clases Grupos Números de Identificación temperaturas. de Zonas o divisiones. Tipos de equipos. Métodos de protección. Métodos de alambrado. Documentación El plano de clasificación de áreas debe incluir: Tipo y extensión de areas clasificadas Quimicos que se manejan, el grupo y la temperatura de autoignición, así como código de temperatura a usar Notas sobre los detalles de clasificación Fecha de revisión y firmas de Ingenieros certificados Firmas de aprobacion por proceso/ electricistas/ manufactura y seguridad Puntos probables de Fuga Procesos abiertos Puntos de muestreos, aperturas para alimentacion de material, venteos de proceso, venteos de valvulas de relevo, estaciones de descarga. Procesos cerrados. Bridas, sellos de bombas, válvulas de control, estaciones de descarga. Magnitudes relativas de equipo de proceso Y tuberías que m anejan com bustibles liquidos (Ref: NFPA-497, Tabla 3-6) Equipo de Proceso Tamaño Presión Flujo Unidad Pequeño (Bajo) gal psi gpm < 5000 < 100 < 100 Moderado Grande (Alto) 5000 - 25000 100 - 500 100 - 500 > 25000 > 500 > 500 Sistema de Divisiones Division 1 Division 2 Division 1 Clases del NEC Clase I -- Gases y Vapores Clase II -- Polvos Clase III -- Fibras y particulas suspendidas Sistema de Grupos en las Divisiones Basado en las características de explosividad Grupos A -- acetileno B -- hidrogeno C -- etileno D -- butano E -- polvos metálicos- aluminum F -- polvos carbonatados -- carbón G -- Otros polvos combustibles -- harinas, plasticos. Guias Generales (Divisiones) Division 1: Mezcla “encendible” es seguro o probable que este presente: En operación normal Debido a fugas o a reparaciones frecuentes En operaciones anormales con falla simultánea de equipo eléctrico. Division 2: Material “encendible” puede estar presente debido a: Operación anormal Falla de ventilación Infiltración de una área adyacente clase I/División 1. (Referencia: Clasificación de Lugares Peligrosos por clase y División, Clase y Zonas.doc FTSUE020 http://sue.com.mx/Literatura/FTSUE020.pdf) Características de las mezclas explosivas Entrehierro (o distancia) seguro, experimental Maximo (Maximum experimental safe gap MESG)) Distancia máxima entre superficies metálicas paralelas que puede evitar la propagación de la explosión Relacion de minimas corrientes de ignición (MIC) Ratio Relación de la corriente mínima requerida para encender una mezcla dividida entre la correspondiente al metano. Energía mínima de ignición (MIE) La energía mínima de una chispa para encender una mezcla (Para polvos) Numeros de identificación de temperaturas .Relaciona las temperaturas de autoignición a la temperatura maxima del equipo. T1 -- Temp Max 450ºC / T6 -- Temp Max 85ºC Clasificación de Área Completa. Etano - 472 ºC de A.I.T. Clase I, Division 2, Group D, Id.Temp. T1 Clase I, Zona 2, Group IIA, Id. de Temp.T1 Maiz - 250 ºC de A.I.T. Clase II, Division 2, Group G, Id. De Temp. T2 Sistema de Zonas Zona 1 Zona 2 Zona 0 Probabilidad de que esté presente una mezcla inflamable Presencia de Gas o Vapor Zona / División Casi todo el tiempo 0 1 Posible durante operación normal 1 1 Operación anormal o en caso de falla de equipo. 2 2 Grupos en el Sistema de Zonas Grupo IC -- Acetileno e Hidrogeno Grupo IB – Etileno Grupo IA -- Propano Sistema de Zonas del NEC Contra en Sistema de Zonas de IEC El sistema de zonas de IEC tiene: Grados para las fugas. Analisis sofisticado de la ventilación. Mas disponibilidad de cálculos. Symbols Zone 0 Division 1 Zone 1 Zone 2 Division 2 Especificaciones de Equipo Eléctrico Sellos al cruzar áreas clasificadas Requerimientos específicos de diseño para equipo eléctrico localizado en areas clasificadas puede ser encontrado en las secciones 500-505 del NFPA 70 y el NEC Ref: http://www.coopercrouse-hinds.eu/download/1/Crouse-Hinds_Code_Digest_2011.pdf Requerimientos de instalación o uso: Certificado para uso en … •Clase I, Division 1 y 2 y grupo •Clase I, Zona 0, 1, y 2 y grupo •Clase II, Division 1 y 2 y grupo •A>B>C>D (Presiones y MESG) Metodos de Protección Refs: STAHL_poster_safety_reality, ´´ ´´´´´´´´´´´´http://www.rstahl.com/fileadmin/Dateien/tgus/Documents/STAHL_poster_safety_reality.pdf Clasif de Areas Peligrosas por Clase y División o Zonas FTSUE020 http://sue.com.mx/Literatura/FTSUE020.pdf Crouse-Hinds_Code_Digest_2011.pdf, http://www.coopercrouse-hinds.eu/download/1/Crouse-Hinds_Code_Digest_2011.pdf A prueba de explosión/ a prueba de flama A prueba de ignición de polvos Seguridad intrínseca. Componentes o circuitos no incendiarios. Purgado y presurizado. Sumergido en aceite Motores sin contactos de arqueo Calentado abajo del 80% de AIT Aprobado para la clasificación del área. Métodos de Alambrado Sellos Sellos de fabrica en gabinetes. Sellos en conduits. Sellos en cables. Conectores de cables. Cables y Conduit Bandejas y cables TC, PLTC, ITC, MC AC Lista de Estándares API -- 500, 505 NFPA -- 30, 45, 55, 70, 497, 499 IEC -- 60079-10 IP – 15 ISA -- S12.10 Ver NEC sección 500-2(b) Estandares de Referencia. Desde 1996 »API RP 505 »API 500 & 505: Método Alterno D »NFPA 497 incluye zonas y divisiones »UL desarrolla el estandar de producción 2279 »ISA desarrolla muchos estandares de diseño y clasificacion compatibles con IEC 79 »NEC tiene cambios significativos en el capítulo 5 »NOM001 integra estos cambios en sus articulos 500 -5XX. Estándares de Productos »ISA S12.02.01 – Seguridad Intrínseca “AEx i” »ISA S12.12.01 – No inflamable “AEx ” »ISA S12.16.01 – Seguridad incrementada “AEx e” »ISA S12.22.01 – A prueba de flama (Expl) “AEx d” »ISA S12.23.01 - Encapsulado “AEx m” »ISA S12.25.01 – Relleno de polvo “AEx q” »ISA S12.26.01 – Inmerso en aceite “AEx o” »UL 2279 – Produccion compatible con estandares ISA RECOMENDACIONES Recomendaciones ¿Siempre revisar que todas y cada una de las herramientas que entren en areas clasificadas sean de la Clase, Division y Grupo adecuados? ¿Radios? ¿Lamparas? ¿Hidrotorque? ¿Vehiculos?¿Soldadura? ¿Herramientas de corte? ¿Sabes lo que es electrical bonding? ¿Crees que te protege una lona ahulada (recubierto de hule, para equipo de protección personal)? Usos de la clasificacion eléctrica de areas: »Especificar herramientas de contratistas y mecánicos »Especificar durante emergencias, tipos de transportes y equipos »Permisos de trabajos en caliente y llama abierta »Permitir solo equipo certificado para usar en áreas clasificadas »Estimar ventilacion »Permitir entrega y arranque de equipo después de un paro »Asegurar mantenimiento y manteniendo MESG »Asegurar proteccion y minimizar electricidad estática OTRAS REFERENCIAS: Videos Crouse-Hinds Videos Crouse-Hinds Entrenamientos, Reportajes y Pruebas de Laboratorio reales sobre el Desempeño, Calidad y Uso de Nuestras Soluciones http://www.crouse-hindslatam.com/digital-resources/videos/ Videos Crouse-Hinds Accesorios de Sellado en Tubería Conduit Video referente a las Aplicaciones de Sellos EYS, EYZ, EYD para tubería conduit. Incluye Explicación detallada de la oferta así como las ventajas y características de los productos. Videos Crouse-Hinds Instalación y Mantenimiento en Áreas Peligrosas Video referente a la Normatividad y Medidas Precautorias que deben aplicarse en Áreas Peligrosas o Clasificadas. Incluye información del Portafolio de Soluciones de Cooper Crouse-Hinds y su aplicabilidad en la Industria. Videos Crouse-Hinds Propagación de Flamas (1 parte) Video referente a los Sistemas de Protección requeridos para evitar la Propagación de Flamas dentro de Instalaciones Eléctricas. Incluye Explicación sobre las Soluciones de Crouse-Hinds para Áreas Peligrosas. Videos Crouse-Hinds Propagación de Flamas (2ª parte) Video referente a los Sistemas de Protección requeridos para evitar la Propagación de Flamas dentro de Instalaciones Eléctricas. Incluye Explicación sobre las Soluciones de Crouse-Hinds para Áreas Peligrosas. ¿CONSULTAS? Referencias: Cooper Crouse-Hinds ® 2011 Code Digest Article 500-516 of the National Electrical Code ® with product recommendations for use in hazardous (classified) areas http://www.coopercrouse-hinds.eu/download/1/Crouse-Hinds_Code_Digest_2011.pdf AXCME CSI
