Guide complet sur les boîtiers antidéflagrants

Dans les industries où les gaz, poudres et vapeurs inflammables sont toujours présents, les têtes de sécurité ne sont certainement pas une simple option, mais une nécessité. Les enceintes antidéflagrantes sont des dispositifs de protection conçus pour prévenir les conséquences des incendies et des explosions. Ces structures sont spécialement configurées pour être des récipients sous pression et peuvent donc contenir la pression interne sans la propager.

Afin de mettre en œuvre les mesures de sécurité nécessaires dans les zones les plus dangereuses, vous devez connaître plusieurs types, normes et règles pour l'entretien des boîtes de jonction antidéflagrantes. Continuez à lire !

Boîtier antidéflagrant

1) Qu'est-ce qu'un boîtier antidéflagrant ?

« Un boîtier antidéflagrant est un boîtier qui empêche la pénétration de toute étincelle ou flamme suffisamment chaude pour enflammer l'atmosphère explosive. »

Il protège les usines de gaz et de pétrole, les unités chimiques et les assemblages de presses à bois, qui sont des environnements dans lesquels les vapeurs ou les poussières (combustibles) sont courantes.

L'expression « antidéflagrant » ne signifie pas pour autant qu'une enceinte résisterait à une explosion. Elle signifie que sa structure a été spécifiquement conçue pour la contenir. La construction principale de ces enceintes est réalisée en matériaux à haute résistance, acier ou aluminium, afin de supporter des pressions et des températures élevées.

L'installation est dotée de joints et d'étanchéités étanches qui refroidissent suffisamment les gaz d'échappement pour empêcher toute inflammation à l'extérieur de l'enceinte. La construction d'enceintes antidéflagrantes est conforme à des exigences de conception de sécurité très élevées, telles que spécifiées par le National Electrical Code (NEC) ou la Commission électrotechnique internationale.

Ils sont couramment utilisés pour le confinement d'équipements électriques tels que des interrupteurs, des moteurs ou des câbles. Leur installation correcte et leur entretien en temps opportun sont très importants pour garantir que ces boîtiers sont efficaces conformément aux politiques de sécurité.

2) Types de boîtiers antidéflagrants

En fonction du matériau, de l'indice de protection et de l'application, vous trouverez ci-dessous un examen approfondi des différents types de boîtes antidéflagrantes, telles que :

i) Par matière

ii) Par indice de protection

iii) Par demande

i) Par matière

La durabilité de ces boîtiers antidéflagrants, leur résistance à la chaleur et les environnements dans lesquels ils peuvent fonctionner sont tous déterminés par les matériaux utilisés. Les substances typiques comprennent :

(a) Acier

Il présente une résistance à la traction élevée comprise entre 250 MPa et 2000 MPa et donc une très bonne résistance aux chocs. Il peut être facilement façonné en géométrie complexe grâce à sa bonne aptitude au forgeage.

L'inconvénient est qu'il est relativement lourd, avec une densité de 7.85 g/cm3, mais il peut se corroder s'il est utilisé sans traitement, en particulier dans des conditions agressives. Les appareils électriques peuvent également être affectés par les caractéristiques magnétiques de l'acier.

(b) Aluminium

Si vous recherchez un matériau léger, très résistant et également très résistant à la corrosion, l'aluminium est un excellent choix. Sa densité d'environ 2.7 grammes par centimètre cube est environ un tiers inférieure à celle de l'acier, ce qui fait de l'aluminium un métal idéal pour les applications structurelles. L'aluminium n'a pas non plus de perméabilité magnétique.

Cependant, l'aluminium a une résistance à la traction inférieure à celle de l'acier, qui se situe entre 90 MPa et 600 MPa. Il ne peut pas supporter des températures élevées comme l'acier, dont le point de fusion est de 1370 °C, tandis que l'aluminium a un point de fusion d'environ 660 °C.

(c) Acier inoxydable

Si la résistance à la corrosion, aux chocs et aux températures élevées font partie de vos exigences, l'acier inoxydable est fait pour vous. Sa résistance à la traction est comprise entre 520 MPa et 1,200 870 MPa et il peut supporter des températures allant jusqu'à XNUMX °C. Par conséquent, des applications telles que le traitement chimique ou les industries marines qui utilisent des environnements hautement corrosifs sont possibles. En revanche, l'acier inoxydable peut être coûteux.

(d) Polycarbonate ou fibre de verre

Le polycarbonate et la fibre de verre sont des matériaux solides, légers et économiques qui peuvent résister à la corrosion chimique. La résistance à la traction du polycarbonate est d'environ 60 MPa, tandis que la fibre de verre a une résistance à la traction comprise entre 200 et 500 MPa.

Ces matériaux sont utilisés dans de nombreux produits, comme les composants automobiles et les toitures, où la solidité ou la résistance à la chaleur sont moins importantes. Cependant, ils ne sont pas aussi efficaces dans les environnements difficiles que certains métaux tels que l'acier inoxydable.

ii) Par indice de protection

Les formes existantes d'enveloppes de systèmes électriques peuvent également être classées en fonction de leurs normes de protection. Il convient de mentionner que ces paramètres caractérisent la protection contre les influences environnementales défavorables et les explosions internes dissuasives :

(a) Notes Ex

Outre ce qui précède, les équipements sont dotés de structures résilientes avec une classification Ex qui leur permet de fonctionner dans un environnement explosif. IECEx et ATEX sont des systèmes qui prévoient la présence d'enceintes pour protéger les facteurs externes des étincelles, des flammes et des explosions internes. Certaines de ces classifications comprennent :

	ex d	EXE	Ex i	Ex p	Ex n
Utilisez le	Résiste aux explosions internes sans libérer de flammes.	Sécurité accrue	Intrinsèquement sûr	Sous pression	Sans Etincelles
Convient aux zones dangereuses	Zone 1 et Zone 2	Zone 2	Zone 0, Zone 1 et Zone 2	Zone 1 et Zone 2	Zone 2
Prix	le plus élevé	moyenne	faible	Haute	Le plus bas
Maintenance	Facile	Complexe moyen	Le plus complexe	Le plus complexe	Facile
Fiabilité	le plus élevé	moyenne	le plus bas	Très élevé	moyenne
Applications	Panneaux de contrôle, disjoncteurs, moteurs et transformateurs.	Boîtes de jonction, luminaires et boîtiers de terminaux.	Capteurs, petits appareils électriques et boîtiers d'instruments.	Maisons d'analyse, grandes enceintes de contrôle.	Boîtes à bornes de base.

• Le Ex d (type antidéflagrant) Le boîtier isole les composants électriques des gaz explosifs grâce à un boîtier durable capable de résister aux explosions internes sans libérer de flammes. Il est conçu pour être utilisé dans des zones dangereuses, telles que la zone 0 (présence continue de gaz) et la zone 1 (présence occasionnelle de gaz). Couramment utilisés dans des industries telles que le pétrole, le gaz et la pétrochimie, ces boîtiers garantissent la sécurité dans les environnements à haut risque.

• Le Ex e (type à sécurité augmentée) L'enceinte est conçue pour empêcher les étincelles internes ou les sources de chaleur qui pourraient enflammer des gaz explosifs. Cela est rendu possible grâce à une sélection rigoureuse des matériaux et des composants de construction. Ces enceintes comportent souvent des interstices ou des évents qui permettent aux gaz d'entrer et de s'échapper en toute sécurité. Les enceintes Ex e conviennent à la zone 2, où il est peu probable que des gaz explosifs soient présents régulièrement, mais pourraient se produire dans des conditions anormales.

• Systèmes Ex i (à sécurité intrinsèque) sont conçus pour simplifier et sécuriser les choses. Ils fonctionnent en limitant l'énergie électrique et les paramètres du circuit, de sorte qu'il n'y a aucun risque de générer des étincelles ou de la chaleur qui pourraient enflammer des gaz explosifs. Grâce à leur faible courant et à leur faible tension, ces systèmes sont parfaits même pour les zones les plus dangereuses comme les zones 0, 1 et 2, où les concentrations de gaz peuvent être élevées. Vous verrez souvent cette technologie dans les capteurs et les appareils à faible consommation utilisés dans des industries comme les usines pétrolières et gazières ou chimiques.

• Ex p (sous pression) Les enceintes fonctionnent en maintenant une pression positive à l'intérieur de l'enceinte, empêchant ainsi l'entrée de gaz explosifs. Un flux contrôlé de gaz inerte ou d'air propre garantit que l'atmosphère interne reste sûre, même dans les zones dangereuses telles que la zone 1 et la zone 2. Ce type est couramment utilisé dans les salles d'analyse, les systèmes de contrôle et les gros équipements industriels dans des industries telles que les raffineries de pétrole et les usines chimiques, où un contrôle précis et une grande fiabilité sont essentiels.

• Ex n (sans étincelles) Les boîtiers sont conçus pour les environnements à faible risque, comme la zone 2, où les gaz explosifs sont rarement présents. Ces boîtiers reposent sur l'utilisation de composants et de circuits qui ne génèrent pas d'étincelles dans des conditions de fonctionnement normales. Ils constituent une option économique pour les applications moins dangereuses, souvent utilisées dans les boîtes à bornes, les systèmes d'éclairage et les panneaux de commande de base dans les industries présentant des risques d'exposition au gaz minimes.

 

(b) Indices de protection IP

Les indices de protection IP classent la capacité d'un boîtier à résister aux intrusions solides et liquides. Le système d'indice comprend deux chiffres :

• Premier chiffre : Tcela indique une barrière physique contre la poussière et d'autres particules solides (dans ce cas, « 6 » suggère des conditions favorables avec une enceinte étanche à la poussière).

• Deuxième chiffre: Il mesure la protection contre les liquides comme l'eau.

Il est à noter qu'un boîtier IP66 fonctionnera de manière satisfaisante car les particules de poussière ne peuvent pas le pénétrer et peuvent résister à la force des jets d'eau jusqu'à 80 -100 MPa. Il est donc applicable dans les applications environnementales difficiles.

(c) Classifications NEMA

Les classifications NEMA concernent les performances du boîtier dans de nombreuses conditions :

• NEMA 4X : Résistant à l'eau, à la poussière et à la corrosion, ce qui le rend adapté à une utilisation en extérieur.
• NEMA 7 : Destiné à être utilisé dans des zones extrêmement dangereuses où des gaz explosifs sont présents.

Chaque classification NEMA spécifie les exigences du boîtier dans l'environnement particulier et les conditions de fonctionnement spécifiées.

ii) Par demande

Selon le type d'équipement ou de fonctionnalité pris en charge par le boîtier, celui-ci peut servir à plusieurs fins. Les applications habituelles sont les suivantes :

a. Boîtes de jonction antidéflagrantes : Ces boîtiers sont conçus pour assurer des connexions électriques sans risque de court-circuit ni d’étincelles. Une explosion à l’intérieur du boîtier pourrait enflammer l’atmosphère environnante. Ils alimentent les appareils et sont essentiels dans les zones à risques, comme les raffineries de pétrole ou les industries chimiques.

b. Postes de commande antidéflagrants : Ces boîtiers protègent les interrupteurs, les boutons et les indicateurs de commande. Ils sont fréquemment utilisés dans les usines ou les installations offshore lorsque les opérateurs doivent avoir un accès contrôlé aux équipements dans des situations dangereuses.

c. Luminaires antidéflagrants : Ces luminaires sont des sources lumineuses à l’épreuve des flammes. Ils n’émettent ni chaleur ni étincelles susceptibles d’enflammer des gaz inflammables. Ils conviennent aux endroits nécessitant un éclairage fiable et sûr.

d. Enceintes électriques antidéflagrantes : Ces enveloppes comprennent des panneaux électriques, des disjoncteurs et des câbles. Elles empêchent les étincelles inflammables provenant des composants électriques internes.

e. Sectionneurs antidéflagrants : Ces dispositifs assurent l’isolation de l’alimentation électrique d’équipements spécifiques en toute sécurité. Ils sont essentiels sur les sites dangereux nécessitant des travaux de maintenance ou des procédures d’arrêt d’urgence.

f. Armoires de distribution antidéflagrantes : Ces armoires contiennent le tableau de distribution et d’autres systèmes électriques importants. Leur rôle dans les opérations industrielles est de distribuer efficacement l’énergie électrique en toute sécurité.

g. Boîte de distribution antidéflagrante : Ces composants plus petits sont structurellement similaires aux armoires de distribution. Ils peuvent être utilisés pour la distribution d’électricité vers de petits circuits ou équipements situés dans des endroits potentiellement dangereux.

h. Systèmes de ventilation antidéflagrants : Ces systèmes assurent le maintien d’un débit d’air suffisant. De plus, ils contribuent à réduire le risque d’inflammation de matières inflammables présentes dans l’air. Ils peuvent être utilisés dans les zones où la concentration de gaz combustibles est élevée ou dans les espaces clos.

i. Raccords de tuyauterie antidéflagrants : Les raccords de tuyauterie sont idéaux pour assurer une étanchéité parfaite et éviter les fuites et les étincelles. Ils sont particulièrement importants dans les industries manipulant des liquides ou des gaz inflammables.

 

j. Connecteurs de câbles antidéflagrants : Vous pouvez utiliser des connecteurs de câbles pour raccorder les câbles électriques en toute sécurité. Ils sont spécialement conçus pour permettre l’évacuation des étincelles et de la chaleur au niveau des connexions.

k. Fiches et prises antidéflagrantes : Utilisés dans des environnements particulièrement dangereux, ces dispositifs permettent de garantir le maintien en toute sécurité des connexions électriques.

3) Applications des boîtiers antidéflagrants

Bien qu'il s'agisse de boîtiers, il est plus approprié de les considérer comme des boîtiers antidéflagrants, utilisés dans différents secteurs. Jetez un œil aux points ci-dessous :

• Installations pétrolières et gazières : De tels boîtiers peuvent protéger les panneaux de contrôle, les boîtes de jonction et les appareils d'éclairage situés dans des zones de fonctionnement dangereuses.

• Plantes chimiques: Les usines chimiques utilisent ces boîtiers pour empêcher les systèmes électriques sensibles de s'enflammer ou d'entrer en contact avec des substances actives hautement volatiles.

• Opérations minières : Coffrets électriques antidéflagrants sont utiles dans les activités minières pour éviter le fonctionnement des machines dans des endroits avec des poussières explosives.

• Industries pharmaceutiques : Ils sont utiles dans les industries pharmaceutiques. Ils peuvent protéger les équipements de la poussière ou des produits chimiques qui sont en quelque sorte des conditions explosives.

4) Normes de conception pour les boîtiers antidéflagrants

Il est impératif d'être très prudent lors de la conception des boîtiers antidéflagrants, car ils sont destinés à être utilisés dans des environnements potentiellement dangereux. Les deux normes les plus importantes sont IECEx et ATEX.

i) IECEx

L'IECEx (International Electrotechnical Commission System for Certification to Standards for Explosive Atmospheres) fournit des règles et des critères prédéfinis à l'échelle mondiale pour l'utilisation d'équipements dans des atmosphères explosives. Il s'agit d'unifier les exigences de sécurité qui régissent la conception des boîtiers. Il garantit la prévention des perturbations internes et des étincelles exothermiques ou de la chaleur qui pourraient créer des risques d'incendie à l'extérieur.

ii) ATEX

ATEX est une directive adoptée dans l'Union européenne qui réglemente les fabricants d'applications en atmosphères explosives. Elle stipule les conditions de conception, de test et de certification sûres des enceintes. ATEX classe différentes zones à risque d'explosion en zones selon la probabilité et la durée de présence des risques d'explosion.

Les deux normes imposent l'utilisation de matériaux très résistants, dotés de joints étanches et soumis à des tests rigoureux. Les boîtiers antidéflagrants conformes aux normes IECEx ou ATEX sont considérés comme sûrs et fiables et peuvent être utilisés dans n'importe quelle zone dangereuse du monde.

5) Considérations pour la sélection des boîtiers antidéflagrants

La sécurité et l'efficacité sur les lieux de travail où des gaz explosifs ou des poussières agressives sont présents dépendent fortement du choix des enceintes utilisées. Les éléments à prendre en compte sont les suivants :

! Classification des zones dangereuses : Le niveau de risque doit être déterminé (zone 0, 1 ou 2 pour les gaz, zone 20, 21 ou 22 pour les poussières) afin de choisir l'enceinte appropriée avec la certification appropriée qui serait soit IECEx, soit ATEX.

Matériau : Le choix du matériau doit être dicté par l’environnement. Par exemple, l’acier inoxydable est approprié en milieu corrosif, tandis que l’aluminium convient lorsqu’un boîtier de protection léger et résistant est nécessaire.

Maintenance : Visualisez et sélectionnez la conception la plus appropriée avec des panneaux amovibles ou des conceptions modulaires pour faciliter les travaux d'entretien/de réparation.

! Conformité : Vérifiez si le boîtier a été homologué pour une installation en zones dangereuses conformément aux exigences locales et internationales.

Pour un examen approfondi de la manière de choisir une armoire électrique antidéflagrante, veuillez consulter notre autre article de blog : « Choisir la bonne armoire électrique ».

6) Installation et maintenance des boîtiers antidéflagrants

• Installation de boîtiers antidéflagrants

Étape 1) Choisissez un emplacement approprié, à l'abri de la chaleur excessive, de l'humidité ou des vibrations.

Étape 2) Le boîtier doit être installé de manière sécurisée et conformément aux recommandations du fabricant.

Étape 3) Pour maintenir l'intégrité, utilisez des presse-étoupes, des connecteurs et des raccords certifiés antidéflagrants.

Étape 4) Toutes les connexions électriques doivent être correctement scellées pour éviter les fuites ou l'exposition.

Étape 5) Respectez les exigences de mise à la terre pour éviter l'accumulation d'électricité statique.

• Maintenance des enceintes antidéflagrantes

• Effectuez des contrôles de routine sur le boîtier pour détecter tout dommage, rouille ou composants desserrés.
• Vérifiez soigneusement les joints et les garnitures pour déceler toute usure afin de les remplacer si nécessaire.
• Nettoyez la surface extérieure du boîtier pour éviter l’accumulation de poussière et de débris.
• Si des éléments de ventilation ont été installés, assurez-vous qu'ils fonctionnent.
• Testez périodiquement les connexions électriques pour vous assurer qu'elles sont toujours sécurisées et serrées.
• N’effectuez jamais d’opérations d’entretien ou de réparation sans éteindre l’équipement.

7) Conclusion

D'accord ! Les boîtiers antidéflagrants sont donc essentiels pour la sécurité dans les environnements dangereux. Basés sur les normes réglementaires IECEx, ATEX ainsi que sur les matériaux appropriés et l'indice de protection du boîtier, ils offrent un niveau d'assurance pour la protection du personnel et de l'équipement.

Il est également évident qu’une attention particulière portée à la qualité et à la conformité peut garantir la sécurité et un fonctionnement efficace dans les industries où le risque d’explosion est présent.