Sistemi pressurizzati Ex p
Sovrapressione ATEX per zone 1, 2, 21, 22 – Distribuzione ufficiale produttore specializzato
Sovrapressione ATEX per zone 1, 2, 21, 22 – Distribuzione ufficiale produttore specializzato
I sistemi pressurizzati Ex p sono una delle soluzioni tecniche più avanzate per la realizzazione di quadri elettrici e apparecchiature in zone ATEX 1, 2, 21, 22. Il principio è semplice ma potente: la custodia viene mantenuta a sovrapressione (tipicamente 0,8-10 mbar) rispetto all'atmosfera esterna, con aria compressa o gas inerte (azoto). La sovrapressione impedisce l'ingresso dell'atmosfera esplosiva all'interno, permettendo di alloggiare componenti elettrici standard non-Ex: PC industriali, HMI touch screen, PLC commerciali, drive di frequenza, UPS, server di rete, stampanti, persino postazioni operatore complete.
M.C.A. è distributore ufficiale per l'Italia di un produttore tedesco specializzato in sistemi di pressurizzazione Ex p, riconosciuto a livello internazionale per le proprie soluzioni avanzate. Forniamo l'intera gamma di componenti del sistema: unità di controllo certificate BVS 06 ATEX E 088, valvole solenoidi digitali e proporzionali, pannelli operativi intelligenti con display testuale, sensori di sicurezza intrinsecamente sicuri, custodie Ex p custom in acciaio inox.
Il posizionamento differenziante della nostra offerta è la combinazione di tre fattori: tecnologia con valvola proporzionale PID che riduce drasticamente il consumo di gas di spurgo (fino al 90% in meno rispetto a sistemi tradizionali con valvola digitale), sistema brevettato per applicazioni speciali come stampanti in zona 1/21 con slot carta variabile, tre livelli di fornitura (componenti, sistema completo custom, soluzione chiavi-in-mano con EC type certificate DMT 02 ATEX E 086).
I sistemi pressurizzati Ex p mantengono custodie elettriche a sovrapressione (0,8-10 mbar) tramite aria o gas inerte per impedire l'ingresso dell'atmosfera esplosiva, permettendo di alloggiare componenti standard non-Ex in zone ATEX 1, 2, 21, 22. Conforme a EN 60079. Componenti chiave: unità di controllo con elettronica intrinsecamente sicura (certificata BVS 06 ATEX E 088), valvole digitali (SVD) o proporzionali (SVP), pannelli operativi intelligenti con display testuale, sensori di sicurezza. 3 modi operativi: spurgo iniziale (purge), compensazione perdite (leakage compensation), flusso continuo (continuous flow per analizzatori). Applicazioni: workstation operatore Ex p, container e-house, quadri di automazione complessi, stampanti ATEX zone 1/21. Tre livelli di fornitura: solo componenti, sistema custom, soluzione chiavi-in-mano con EC type certificate. M.C.A. distributore ufficiale per l'Italia di un produttore tedesco specializzato.
Il sistema Ex p si basa su tre componenti fondamentali e una sequenza operativa precisa, regolata dalla norma EN 60079-2. Il principio fisico è elementare: una custodia tenuta in sovrapressione rispetto all'atmosfera circostante non può essere penetrata da gas o polveri esterne. Ma la realizzazione pratica richiede componenti certificati, logica di controllo affidabile e procedure documentate.
Ogni sistema Ex p è composto da almeno tre elementi, certificati come sistema integrato:
Il sistema gestisce automaticamente tre fasi operative distinte, con logiche e funzioni diverse:
Fase iniziale obbligatoria in zone 1 e 21. Prima di alimentare i componenti interni, la custodia viene insufflata con un volume di gas pari a circa 5 volte il volume libero (per rimuovere eventuali atmosfere esplosive). Solo a spurgo completato i componenti interni ricevono alimentazione. La fase non si applica in zone 2 e 22.
Modo operativo standard dopo lo spurgo. Il sistema mantiene una sovrapressione costante (tipicamente 0,8-2 mbar) compensando le perdite naturali della custodia (passacavi, guarnizioni, finestre) con piccole iniezioni di gas. È il funzionamento "normale" della maggior parte delle applicazioni Ex p.
Modo operativo speciale per applicazioni che possono generare atmosfere esplosive internamente. Tipico esempio: contenimenti di analizzatori di gas combustibili, dove un guasto al sistema di analisi potrebbe rilasciare gas all'interno della custodia. Un flusso continuo di gas pulito diluisce eventuali concentrazioni pericolose.
La scelta della tecnologia di valvola è una delle decisioni più importanti nella progettazione di un sistema Ex p, e impatta su consumo gas, costi operativi nel lungo periodo, affidabilità del sistema. È una decisione tecnica spesso sottovalutata in fase di acquisto ma con impatto significativo nei 10-15 anni di vita dell'impianto.
La valvola digitale ha solo due stati: aperta (durante lo spurgo) o chiusa (dopo lo spurgo). Le perdite naturali della custodia vengono compensate da una strozzatura bypass meccanica regolabile integrata nella valvola, che lascia passare un flusso costante di gas. Il flusso costante deve essere maggiore del tasso di perdita massimo della custodia, per garantire sicurezza.
Vantaggio: costo iniziale inferiore, semplicità costruttiva, robustezza meccanica. Svantaggio: spreco continuo di gas in eccesso rispetto al necessario, soprattutto se la custodia ha tenuta migliore del previsto. Il flusso costante non si adatta alle perdite reali.
La valvola proporzionale è l'attuatore di un regolatore PID: misura la pressione interna in tempo reale e modula continuamente il flusso per compensare esattamente le perdite, senza spreco. Quando la custodia è ben tenuta, la valvola è quasi chiusa. Quando le perdite aumentano (per invecchiamento delle guarnizioni, per esempio), la valvola si apre proporzionalmente.
Vantaggi: riduzione drastica del consumo di gas (fino al 90% in meno rispetto al digitale), affidabilità maggiore (la pressione resta costante anche al variare delle perdite, evitando guasti improvvisi causati da invecchiamento), silenziosità (poco rumore di flusso), controllo della pressione anche durante lo spurgo (proteggendo finestre e parti sensibili da sovrappressioni). Svantaggio: costo iniziale maggiore, ma ammortizzato rapidamente dal risparmio di gas, soprattutto se si usa azoto (più costoso dell'aria).
Il sistema con valvola proporzionale è la scelta tecnicamente migliore in questi scenari:
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Certificazione ATEX | BVS 06 ATEX E 088 |
| Marcatura zona 1 (gas) | II 2G Ex e mb [ib] IIC T6 |
| Marcatura zona 21 (polveri) | II 2D Ex tD [ibD] [pD] A21 IP65 T 70°C |
| Sicurezza funzionale | EN 954-1 categoria 3 |
| Tensione di alimentazione | 24 VDC, 110/120 VAC, 220/230 VAC, 48-62 Hz |
| Consumo | ~ 2,5 VA (senza periferiche) |
| Range di pressione | 0 - 18 mbar |
| Portata gas (orifizi disponibili) | 0,5 - 15 m³/h (orifizi 4, 6, 10, 14, 18 mm) |
| Temperatura ambiente | -10°C / +45°C (T6), -10°C / +60°C (T4) |
| Grado di protezione | IP65 |
| Materiale alloggiamento | Alluminio laccato RAL 7035 |
| Dimensioni (H × L × P) | 220 × 120 × 90 mm |
| Lingue display | Tedesco, Inglese, Francese, Spagnolo, Olandese |
L'unità di controllo è montabile sia all'interno della custodia Ex p sia all'esterno in area pericolosa (con propria certificazione Ex e mb [ib] IIC T6). Questo offre flessibilità progettuale per ottimizzare l'integrazione meccanica nel sistema completo.
M.C.A. fornisce sistemi Ex p in tre configurazioni distinte, in funzione del livello di integrazione richiesto dal cliente. La scelta dipende dalle capacità interne del cliente di progettare e certificare custodie ATEX, dai tempi di progetto, e dalla preferenza per fornitura turnkey vs assemblaggio interno.
Fornitura dell'unità di controllo, valvola, pannello operativo, eventuali sensori di sicurezza. Il cliente (tipicamente un costruttore di quadri o un integratore di sistema) progetta e realizza la custodia Ex p in autonomia, integra i componenti, gestisce certificazione del sistema completo.
Fornitura dell'intero sistema Ex p più la custodia Ex p personalizzata secondo specifiche cliente: dimensioni, materiale (alluminio o acciaio inox), finestre di ispezione, pressacavi certificati, predisposizioni meccaniche per i componenti interni del cliente. Il cliente integra i propri componenti e completa la certificazione.
Fornitura della soluzione completa con sistema Ex p, custodia, integrazione dei componenti del cliente, test funzionale del sistema, e certificato EC type certificate DMT 02 ATEX E 086 valido. Soluzione preferita per progetti dove il cliente vuole ricevere un'apparecchiatura già certificata e pronta all'installazione, senza gestire la complessità della certificazione di sistema.
Postazioni di lavoro complete (PC industriale, monitor touch, tastiera, mouse, eventuali periferiche) installate direttamente in zona 1 o 2 per operatori di processo. Permettono operatività decentralizzata in raffinerie, impianti chimici, terminali offshore, evitando il transito continuo verso sale controllo remote.
Quadri elettrici contenenti PLC commerciali, drive di frequenza, schede I/O, switch di rete, UPS. Per applicazioni di automazione di processo dove la versione Ex dei singoli componenti non esiste o è economicamente proibitiva.
Container industriali (e-house) completamente pressurizzati con apparecchiature di automazione, distribuzione, controllo, telemetria. Soluzione tipica per impianti remoti, raffinerie, piattaforme offshore, dove un container clima-tizzato e Ex p ospita l'intera elettronica di campo.
Soluzione brevettata per stampanti in area pericolosa (etichette, report di processo, scontrini, tracciabilità). Custodia in acciaio inox con slot carta regolabile, sistema di compensazione delle perdite variabili dovute allo spessore variabile della carta. Certificato EC DMT 02 ATEX E 086. Vedi sotto per dettagli specifici.
Shelter analitici contenenti gascromatografi, spettrometri, analizzatori di gas. Modalità "flusso continuo" per gestire la possibile generazione di atmosfere esplosive interne dovuta a guasti del sistema di analisi. Tipica applicazione in oil & gas e petrolchimico.
Postazioni HMI single-screen o multi-screen installate vicino agli impianti di processo, per visualizzazione e controllo locale. Soluzione moderna per impianti smart factory che richiedono interfacce operatore distribuite.
Rack 19" pressurizzati per server, switch di rete, sistemi di storage in impianti industriali con zone classificate ATEX. Permettono installazioni IT industriali distribuite senza necessità di sale server remote climatizzate.
Quadri elettrici per applicazioni di laboratorio e ricerca con manipolazione di solventi infiammabili. Permettono di installare strumentazione standard in laboratorio senza ridisegnare l'intero impianto secondo norma Ex.
La stampa diretta in zona pericolosa è un'esigenza tipica di molti settori industriali: stampa etichette in linee di produzione farmaceutica e alimentare, stampa di report di processo in raffinerie, scontrini di tracciabilità in impianti chimici. Il problema tecnico è che le stampanti commerciali non esistono in versione Ex, e installarle in armadi Ex d sarebbe meccanicamente impossibile (servirebbe accesso fisico per cambio carta, manutenzione, gestione inceppamenti).
Disponiamo di una soluzione specifica per questa applicazione: il sistema F850 SYST con certificato EC type certificate DMT 02 ATEX E 086, sviluppato come applicazione Ex p brevettata per stampanti commerciali. Le caratteristiche distintive sono:
Per dettagli tecnici e approfondimenti sulla soluzione stampanti ATEX consulta il datasheet del sistema F850 SYST per stampanti.
Raffinerie, piattaforme offshore, terminali di stoccaggio. Workstation operatore in shelter pressurizzati, container e-house, sistemi di automazione di processo, analizzatori in linea, stampanti per report di produzione e tracciabilità.
Impianti di sintesi, stoccaggio solventi, laboratori industriali. Quadri di automazione complessi, postazioni operatore HMI, rack server in zona, stampanti per documentazione di lotto.
Sintesi principi attivi, manipolazione solventi infiammabili. Workstation in zona, stampanti per etichettatura prodotti farmaceutici, sistemi di controllo qualità in linea, analizzatori di processo.
Industria alimentare con solventi (oli essenziali, aromi, preparazioni alcoliche) o polveri organiche combustibili. Sistemi di automazione, stampanti per etichettatura e tracciabilità, postazioni operatore decentralizzate.
Cabine di verniciatura industriale con vapori di solventi infiammabili. Quadri di controllo cabina, postazioni operatore, sistemi di gestione ricette in zona pericolosa.
Digestori biogas (zona 1 metano), impianti di trattamento. Quadri di automazione, sistemi di telemetria, analizzatori di gas combustibili in shelter pressurizzato (modo flusso continuo).
Calcolare il tempo di spurgo solo sul volume libero della custodia ignora le sacche d'aria nei componenti interni (cassetti, schede, scaffali). Il volume reale di spurgo richiesto è spesso superiore al teorico. Meglio sovradimensionare leggermente che rischiare uno spurgo insufficiente.
Per custodie sopra i 100 litri, la valvola digitale spreca quantità significative di gas. Il calcolo del costo nel ciclo di vita (15+ anni) dimostra che la valvola proporzionale è quasi sempre la scelta economicamente migliore, anche con maggior costo iniziale.
I sistemi Ex p richiedono accesso periodico per manutenzione: verifica guarnizioni, pulizia interna, sostituzione componenti, eventuali reset della logica. Non prevedere finestre di ispezione, microswitch su porte, o procedure di bypass certificate (tramite interruttore a chiave) crea problemi operativi nel tempo.
Il gas di spurgo deve essere pulito, secco, senza tracce di olio. Aria compressa industriale standard (con filtri minimi) può creare problemi: condense interne, contaminazione di componenti, deposito di particolato sulle schede. Specificare filtri di qualità adeguata (1 µm, deumidificazione, demineralizzazione).
Per applicazioni mission-critical (sistemi di controllo di processo critico, analizzatori di sicurezza), prevedere ridondanze nel sistema Ex p: doppio compressore, gruppo di continuità per la logica, sistema di allarme remoto. La perdita di pressurizzazione causa shutdown obbligatorio dei componenti interni.
Non tutti i componenti commerciali sono compatibili con installazione in Ex p: alcuni dispositivi possono essere essi stessi sorgenti di accensione (motori con spazzole, contatti di potenza non incapsulati, riscaldatori non controllati). Richiedono valutazione caso per caso e misure aggiuntive.
Un sistema pressurizzato Ex p (in inglese purge & pressurization system) è un sistema di protezione ATEX basato sul principio della sovrapressione: la custodia elettrica è mantenuta a pressione leggermente superiore (0,8-10 mbar) rispetto all'atmosfera esterna, tramite aria compressa o gas inerte (tipicamente azoto). La sovrapressione impedisce l'ingresso dell'atmosfera esplosiva all'interno, permettendo di alloggiare componenti elettrici standard non-Ex. È normato dalla EN 60079-2 e applicabile per zone 1, 2, 21, 22.
L'Ex p conviene in tre scenari principali. Primo: quadri con componenti standard non-Ex (PC industriali, HMI touch screen, PLC commerciali, drive di frequenza, UPS, server di rete) per cui non esiste versione Ex o sarebbe estremamente costosa. Secondo: quadri di medie e grandi dimensioni dove l'Ex p costa meno della somma delle versioni Ex dei singoli componenti interni. Terzo: necessità di accesso frequente per manutenzione, dove l'Ex p permette apertura controllata con depressurizzazione/ripressurizzazione, evitando la bonifica manuale richiesta da Ex d.
La fase di spurgo (purge process) è il processo automatico iniziale obbligatorio nei sistemi Ex p installati in zone 1 (gas) e 21 (polveri): prima dell'alimentazione dei componenti interni, la custodia viene insufflata con aria pulita o gas inerte per un volume tipicamente pari a 5 volte il volume libero della custodia. Questo rimuove eventuali atmosfere esplosive che potrebbero essersi accumulate. Solo al completamento dello spurgo i componenti interni vengono alimentati. Lo spurgo non è applicabile in zone 2 e 22 perché l'atmosfera esplosiva è presente solo raramente.
La valvola solenoide digitale (SVD) ha solo due stati (aperta/chiusa): durante lo spurgo è aperta, dopo lo spurgo si chiude e una strozzatura bypass meccanica regolabile compensa le perdite. Richiede un flusso costante di gas di sicurezza maggiore della perdita massima della custodia, sprecando gas in eccesso. La valvola proporzionale (SVP) modula continuamente la portata in funzione della pressione misurata (controllo PID): compensa esattamente le perdite, riducendo drasticamente il consumo di gas. Nel tempo il maggior costo iniziale della valvola proporzionale viene ammortizzato dal risparmio di gas, soprattutto se si usa azoto (più costoso dell'aria).
Sì. Disponiamo di una soluzione brevettata per stampanti in zone ATEX 1 e 21, basata sul sistema F850 SYST con certificato EC type certificate DMT 02 ATEX E 086. Permette di installare stampanti standard (per etichette, report di processo, scontrini) direttamente in area pericolosa, con custodia in acciaio inox e slot carta regolabile in uscita. Il sistema gestisce le variazioni di perdita causate dallo spessore variabile della carta in transito, garantendo affidabilità di funzionamento e consumo minimo di gas di spurgo. Applicazioni tipiche: stampa etichette in linee di produzione farmaceutiche, alimentari, chimiche; stampa report e tracciabilità in raffinerie e impianti petrolchimici.
Il consumo dipende dal volume della custodia, dal tasso di perdita, dal modo operativo e dalla tecnologia di valvola. Per la fase di spurgo iniziale serve un volume pari a circa 5 volte il volume libero della custodia (es. una custodia da 200 litri richiede 1000 litri di aria per lo spurgo, completato tipicamente in 10-30 minuti). Per il funzionamento continuo, sistemi con valvola proporzionale possono mantenere il consumo a pochi litri/minuto, mentre sistemi con valvola digitale richiedono portate costanti maggiori (5-30 litri/minuto). La scelta di valvola proporzionale è spesso giustificata dal risparmio nel lungo periodo.
L'unità di controllo del sistema è certificata BVS 06 ATEX E 088, conforme a EN 60079 (parti applicabili: 0, 2, 7, 11, 26 secondo configurazione) e EN 954-1 categoria 3 per la sicurezza funzionale. Le applicazioni complete (sistema + custodia + componenti interni) possono essere certificate come sistema completo con EC type certificate DMT 02 ATEX E 086. La marcatura tipica del sistema è II 2G Ex e mb [ib] IIC T6 (zona 1 gas) e II 2D Ex tD [ibD] [pD] A21 IP65 T 70°C (zona 21 polveri). Per il mercato extra-UE è disponibile certificazione IECEx con i corrispondenti certificati internazionali.
Sono disponibili tre livelli di fornitura. Primo: solo i componenti del sistema (unità di controllo FS850S, valvole, pannelli operativi), per costruttori di quadri o integratori di sistema che progettano e certificano la custodia in autonomia. Secondo: sistema completo con custodia Ex p custom realizzata secondo specifiche cliente (dimensioni, materiale, finestre di ispezione, pressacavi). Terzo: soluzione chiavi-in-mano completa con test del sistema e certificato EC type certificate valido, per progetti dove il cliente preferisce ricevere un'apparecchiatura già certificata e pronta all'installazione.
Questa pagina è una specializzazione tecnica della nostra offerta per ambienti ATEX. Per panoramica completa dei prodotti per zone pericolose:
Documentazione tecnica disponibile: datasheet sistema F850S (unità di controllo, valvole, pannelli operativi, specifiche tecniche complete), datasheet stampanti ATEX zone 1/21 (sistema F850 SYST con EC type certificate DMT 02 ATEX E 086).
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