Surveillance de LIE dans les processus industriels avec les analyseurs PrevEx FTA
Les analyseurs PrevEx FTA peuvent être utilisés partout où la concentration de gaz et de vapeurs inflammables en % LIE doit être surveillée dans les installations industrielles.
Les installations de revêtement (revêtement de bobines, installations de peinture, installations de laminage, héliogravure, flexographie, heatset, etc.) utilisent souvent des peintures et des vernis contenant des solvants lors de l’application. Dans un séchoir en aval, ces solvants s’évaporent et les vapeurs de solvants peuvent former un mélange explosif dans le séchoir, qui peut être enflammé par une source d’inflammation souvent présente. Il est impératif d’empêcher la formation d’une atmosphère explosive dans le séchoir.
Sans l’utilisation de détecteurs de gaz, la ventilation du séchoir doit être réglée sur la vitesse maximale de la bande et l’entrée maximale de solvants. Un tel fonctionnement n’est toutefois pas rentable, car les limites maximales ne sont souvent pas atteintes en fonctionnement normal et la quantité d’air à chauffer pour la ventilation, et donc les coûts énergétiques, sont alors beaucoup trop élevés.
Dans les processus de revêtement où le procédé d’application ne permet pas d’exclure avec certitude une entrée accrue de solvants, l’utilisation de détecteurs de gaz conformes à la norme DIN EN 1539:2016 est nécessaire. Enfin, une surveillance du débit d’air évacué minimal, conçue pour l’entrée de solvants conforme à l’usage, ne peut ni détecter ce défaut ni empêcher une éventuelle explosion.
L’utilisation de détecteurs de gaz permet un fonctionnement efficace à chaque cycle de production, car le taux de ventilation peut être adapté à la concentration réelle de gaz et de vapeurs inflammables présents dans le séchoir. La réduction du volume d’air permet en outre de dimensionner plus petit les installations de post-combustion nécessaires et de réduire les coûts énergétiques de ces dernières en raison de la charge plus élevée en solvants de l’air évacué.
La composition complexe et souvent variable des mélanges de solvants utilisés nécessite un appareil de mesure capable de détecter toutes les substances simultanément et avec la même sensibilité. Les analyseurs PrevEx FTA réagissent de manière très homogène aux différents solvants. Cela permet une mesure précise, indépendamment de la composition exacte du mélange et sans recalibrage.
Les installations de revêtement doivent souvent fonctionner en continu, jour et nuit, et un arrêt de l’installation dû à une défaillance du système de détection de gaz peut s’avérer coûteux. Une disponibilité élevée des détecteurs de gaz est donc indispensable, même dans les conditions les plus difficiles. Les analyseurs FTA ont été spécialement développés pour une utilisation dans des environnements industriels et sont utilisés depuis 30 ans. Il ne s’agit pas d’appareils de laboratoire qui ont été adaptés de manière sommaire. Le chauffage de l’ensemble du capteur (jusqu’à 270 °C) et des caractéristiques de conception spéciales empêchent la condensation des composants du gaz mesuré dans le circuit de mesure.
L’air évacué par divers processus industriels est souvent acheminé par des conduits d’évacuation. La concentration en gaz et vapeurs inflammables dans l’air évacué doit être surveillée en permanence. Nos détecteurs de gaz FTA sont parfaitement adaptés à cette tâche, notamment parce que la composition de l’air évacué n’est souvent pas connue avec précision et que les FTA peuvent détecter simultanément tous les gaz et vapeurs inflammables (y compris le CS2, le monoxyde de carbone (CO), l’ammoniac (NH3) et l’hydrogène (H2), par exemple).
Il s’agit là d’une différence significative et importante en termes de sécurité par rapport aux détecteurs à ionisation de flamme, qui, de par leur principe, ne peuvent mesurer que les hydrocarbures. Dans l’industrie chimique et pharmaceutique en particulier, l’air évacué contient souvent des substances inorganiques mais néanmoins inflammables.
Conformément aux dispositions de la TA Luft (directive allemande sur la qualité de l’air) et de la directive européenne sur les COV, l’air vicié contenant des hydrocarbures doit être purifié avant d’être rejeté dans l’atmosphère. Cette opération est réalisée à l’aide d’installations de post-combustion thermiques ou catalytiques ou d’installations de récupération des solvants.
Ces installations d’épuration de l’air évacué constituent des sources d’inflammation pour les mélanges gazeux explosifs. La concentration en gaz et vapeurs inflammables dans le gaz brut doit donc être limitée. En règle générale, les exigences de sécurité de la norme EN 12753 sont appliquées et il faut ensuite s’assurer que la concentration de 25 % LIE (ou 20 % LIE en cas de présence non négligeable d’aromatiques) dans le gaz brut n’est pas dépassée.
Un détecteur de gaz mesure la concentration de gaz et de vapeurs inflammables dans le gaz brut et déclenche une alarme lorsque les valeurs limites sont dépassées. Un clapet situé devant le système de purification thermique de l’air évacué peut alors être fermé et le gaz brut peut être rejeté dans l’atmosphère sans être purifié ou être acheminé vers un lit de charbon actif, par exemple.
Deux caractéristiques du détecteur de gaz ont ici un impact important sur les coûts d’installation et d’exploitation du système de purification de l’air évacué :
- Si la sensibilité du détecteur de gaz varie fortement en fonction des substances contenues dans le gaz brut, il doit être calibré de manière conservatrice et fournira alors des valeurs de mesure fortement exagérées, qui entraîneront à leur tour des alarmes prématurées. Le gaz brut ne peut alors pas évacuer des charges aussi élevées qu’il le pourrait en réalité, simplement parce que le détecteur de gaz doit être réglé de manière trop sensible. Cela entraîne des débits d’air évacué plus élevés et donc un surdimensionnement de l’ensemble du système de purification de l’air évacué. Une autre conséquence possible est qu’après la mise en service de l’installation, il s’avère rapidement que le système d’épuration de l’air évacué ne peut pas évacuer les quantités prévues, car le détecteur de gaz empêche le fonctionnement prévu. Dans le pire des cas, il peut même être nécessaire de brûler un gaz d’appoint supplémentaire pour maintenir la température de fonctionnement du système de purification de l’air évacué : ces coûts énergétiques peuvent être considérables et rendre le fonctionnement du système totalement non rentable. Il est donc important de veiller à ce que la sensibilité de mesure (exprimée en « facteur de réponse ») du détecteur de gaz varie le moins possible par rapport aux substances éventuellement contenues dans le gaz brut.
- Le temps de séjour du gaz brut entre le point de mesure et le clapet doit être supérieur à la somme du temps de réponse (T90) du détecteur de gaz, du temps de traitement de l’alarme et du temps de fermeture du clapet. La conduite doit être dimensionnée en diamètre et en longueur de manière à respecter cette exigence. Plus le temps de réponse du détecteur de gaz est long, plus le conduit d’évacuation doit être long.
Parmi tous les principes de mesure utilisés pour la surveillance des LIE, les analyseurs FTA présentent les variations les plus faibles dans leurs facteurs de réponse et sont donc les mieux adaptés pour fournir des valeurs de mesure précises, même dans des mélanges complexes et variables. De plus, les analyseurs FTA peuvent mesurer tous les gaz et vapeurs inflammables, et pas seulement les hydrocarbures.
Une condition préalable nécessaire à la surveillance de la LIE en amont des systèmes de purification de l’air évacué thermiques est la présence d’un certificat d’examen de type ATEX, qui inclut le contrôle du fonctionnement métrologique selon la norme harmonisée EN 60079-29-1. Les analyseurs FTA de PrevEx disposent d’un tel certificat conforme aux normes les plus récentes.
Un autre aspect important de la surveillance des gaz bruts en amont des installations d’épuration de l’air évacué est la sécurité fonctionnelle des détecteurs de gaz. Les analyseurs PrevEx FTA peuvent être utilisés dans des systèmes de sécurité compatibles SIL1/SIL2 (HFT=0) et SIL3 (HFT=1) et sont également adaptés, en version redondante, à la surveillance LIE avec un niveau de performance d selon la norme EN ISO 13849-1 avec des taux d’exigence continus.
Dans les fours de séchage, des gaz et des vapeurs inflammables sont souvent libérés à des températures élevées, qu’il s’agisse d’huiles de laminage ou de solvants. Ces fours peuvent être des fours continus ou fonctionner par lots. Une surveillance continue de la concentration LIE dans l’atmosphère du four augmente la sécurité de fonctionnement de l’installation (référence EN 1539) et contribue à réduire le volume d’air utilisé pour la ventilation et donc les coûts énergétiques.
Grâce aux différentes températures de fonctionnement des différents modèles FTA de la série 700, la conception de l’analyseur peut être adaptée à une grande variété d’applications et de températures de four. Avec des sondes céramiques spéciales, les analyseurs FTA sont également utilisés avec succès dans des fours de frittage pour céramiques à des températures pouvant atteindre 1 300 °C.