Vibrometro CA202 144-202-000-105 Accelerometro piezoelettrico

Il CA202 144-202-000-105 è un modello di sicurezza fondamentale all'interno della serie CA200 di accelerometri piezoelettrici antideflagranti Vibro-Meter (Meggitt Group). Questo modello è la versione antideflagrante Ex ia a Sicurezza Intrinseca, dotata di cavo integrale da 3 metri, specificatamente progettata per l'utilizzo in atmosfere con gas potenzialmente esplosivi (aree pericolose) ed è conforme ai più severi standard di sicurezza intrinseca a livello mondiale. Serve come componente di sicurezza fondamentale per il monitoraggio delle vibrazioni di apparecchiature meccaniche critiche in ambienti di produzione industriale come quelli petrolchimici, del gas naturale, dei prodotti farmaceutici e della verniciatura, dove possono essere presenti gas o vapori infiammabili ed esplosivi.

Basandosi su tutte le caratteristiche ad alte prestazioni ereditate dalla serie standard CA202 (come l'elemento sensibile a taglio simmetrico, la guarnizione saldata interamente in acciaio inossidabile e il funzionamento ad un'ampia gamma di temperature), questo sensore incorpora la filosofia di progettazione a prova di esplosione della sicurezza intrinseca (Ex ia). Il suo principio fondamentale consiste nel limitare la scintilla elettrica o l'energia termica che il sensore e il circuito associato potrebbero potenzialmente generare in condizioni normali o di guasto a un livello inferiore a quello sufficiente per accendere una specifica miscela di gas esplosiva, prevenendo così le esplosioni alla fonte.

La designazione del modello '105' indica la combinazione della versione antideflagrante (Ex) e della lunghezza del cavo di 3 metri. La lunghezza del cavo di 3 metri è adatta alla distanza tipica all'interno di un'area pericolosa dal sensore alla scatola di giunzione o barriera sicura più vicina, offrendo sufficiente flessibilità di installazione riducendo al minimo la complessità e i potenziali rischi del passaggio dei cavi all'interno dell'area pericolosa. Non è solo un sensore di vibrazioni ad alte prestazioni ma anche un dispositivo strumentato di sicurezza conforme a numerose certificazioni internazionali come ATEX, IECEx e cCSAus, che lo rendono la scelta primaria per la costruzione di sistemi di manutenzione predittiva degli impianti sicuri e affidabili.

2. Caratteristiche principali della progettazione, vantaggi in termini di sicurezza e certificazioni

1. Protezione contro le esplosioni a sicurezza intrinseca (Ex ia IIC):

• Livello di sicurezza più elevato: conforme al livello Ex ia, adatto per le atmosfere con gas esplosivi più pericolosi come Zona 0, 1, 2 (gas) o Classe I, Divisione 1 e 2. Garantisce l'assenza di accensione del gas circostante anche nel caso in cui si verifichino due guasti indipendenti nel sensore o nel cavo di collegamento.

• Ampia copertura del gruppo di gas: la certificazione copre il Gruppo IIC, il che significa che può essere utilizzato in ambienti contenenti la maggior parte dei gas infiammabili ed esplosivi, inclusi idrogeno e acetilene, offrendo la più ampia gamma di applicazioni.

• Classe ad alta temperatura: la classe di temperatura copre T6 fino a T2, indicando che la sua temperatura superficiale massima è limitata al di sotto dei requisiti della classe corrispondente (ad esempio, T6 corrisponde a una temperatura superficiale massima ≤85°C), garantendo la sicurezza in ambienti ad alta temperatura.

2. Sistema di certificazione autorevole globale:

• Europa (ATEX): Certificato di esame CE del tipo, conforme alla Direttiva 2014/34/UE (ATEX), numero di certificato LCIE 02 ATEX 6179 X.

• Internazionale (IECEx): Certificato di conformità IECEx, standard antideflagrante riconosciuto a livello mondiale.

• Nord America (cCSAus): soddisfa anche la certificazione cCSAus, in conformità con gli standard statunitensi/canadesi per Classe I, Divisione 2, Gruppi A,B,C,D e Zona 2.

• Altre regioni: detiene anche certificazioni antideflagranti rilevanti per regioni come Corea, Russia e Regno Unito (UKEX), garantendo la conformità del prodotto e l'accesso al mercato nei principali mercati globali.

3. Prestazioni principali robuste di livello industriale:

• Tenuta e durata: come la versione standard, caratterizzata da un alloggiamento e un tubo flessibile in acciaio inossidabile austenitico saldato ermeticamente, che fornisce una protezione equivalente IP68 contro gli ambienti industriali difficili.

• Isolamento elettrico: mantiene l'isolamento elettrico completo tra i terminali di segnale interni e l'alloggiamento, prevenendo circuiti di terra e soddisfacendo i requisiti di isolamento per i circuiti antideflagranti.

• Rilevamento ad alte prestazioni: sensibilità di 100 pC/g, ampia risposta in frequenza da 0,5 Hz a 6 kHz, temperatura operativa da -55°C a +260°C: prestazioni senza compromessi.

4. Comodità dell'integrazione sicura:

• Front-end di sicurezza plug-and-play: in quanto 'dispositivo da campo' in un circuito di sicurezza intrinseca, può essere facilmente integrato in DCS o sistemi strumentati di sicurezza (SIS) se abbinato a barriere di sicurezza certificate o relè di sicurezza isolati.

• Parametri di sicurezza chiari: fornisce parametri definitivi di certificazione a prova di esplosione (ad esempio Ui, Ii, Pi, Ci, Li), facilitando gli ingegneri di sistema nell'esecuzione dei calcoli e della convalida del circuito di sicurezza intrinseca.

  
  

3. Aree di applicazione tipiche (aree pericolose)

Il CA202-105 è specificatamente progettato per il monitoraggio di apparecchiature critiche nei seguenti settori con atmosfere contenenti gas esplosivi:

1. Petrolio e gas upstream, midstream e raffinazione:

• Piattaforme di perforazione offshore, FPSO: monitoraggio delle vibrazioni dei principali gruppi di generazione di energia, compressori per il trasferimento di petrolio/gas, gruppi di pompe nelle aree della Zona 1.

• Giacimenti di petrolio e gas onshore: apparecchiature rotanti all'interno di stazioni di compressione del gas, stazioni di rifornimento, impianti di lavorazione.

• Raffinerie e impianti chimici: compressori, ventilatori, pompe in aree di idrocracking, cracking catalitico di fluidi, unità di cracking dell'etilene. Pompe di alimentazione del reattore, compressori del gas di riciclo, ecc.

2. Industrie Chimiche e Farmaceutiche:

• Monitoraggio delle vibrazioni di sistemi di azionamento dell'agitatore del reattore, centrifughe, essiccatori, compressori per il recupero di solventi che coinvolgono solventi infiammabili (ad es. etanolo, acetone, benzene).

• Ventilazione ed aspiratori su linee di verniciatura/rivestimento.

3. Energia e servizi pubblici:

• Gruppi elettrogeni con turbine a gas (soprattutto dove i gas combustibili possono accumularsi all'interno degli involucri o nelle aree dei filtri di aspirazione).

• Stazioni di pompaggio del drenaggio del gas nelle miniere di carbone, stazioni di aumento del gas.

• Attrezzature di pretrattamento e trasporto negli impianti di produzione di biogas.

4. Altri:

• Aree protette contro l'esplosione di polveri nella lavorazione dei cereali e nei mangimifici (Nota: questa certificazione riguarda principalmente i gas; gli ambienti polverosi richiedono una valutazione separata).

• Impianti di prova del carburante aerospaziale.

• Apparecchiature rotanti come motori, pompe, riduttori situati in qualsiasi area classificata come Classe I, Divisione 1 o Zona 1.

  
  

4. Guida all'integrazione del sistema e all'installazione sicura (circuito di sicurezza intrinseca)

Utilizzare il CA202-105 in un'area pericolosa non significa semplicemente sostituire un sensore standard. Deve essere installato come parte di un circuito a sicurezza intrinseca (IS). Qualsiasi errore può invalidare la certificazione antideflagrante, ponendo notevoli rischi per la sicurezza.

1. Catena completa di misurazione della sicurezza intrinseca

[Area pericolosa Zona 1] [Area sicura] CA202-105 (Dispositivo di campo Ex ia) → Cavo IS da 3 m → [Scatola di giunzione antideflagrante] → Cavo IS certificato → **Barriera di sicurezza (barriera IS)** o **Relè di sicurezza isolato** → Amplificatore di carica/Sistema di monitoraggio

Principio fondamentale: La barriera di sicurezza è il 'guardiano' del sistema, limitando l'energia trasmessa dall'area sicura all'area pericolosa.

2. Principali pratiche di installazione e sicurezza

A. Verifica della pianificazione e della certificazione:

1. Conferma della classificazione dell'area: chiedere a un tecnico qualificato di confermare la classificazione dell'area pericolosa (Zona 0/1/2) e il gruppo di gas del punto di installazione del sensore.

2. Certificazione del sistema: garantire che tutte le apparecchiature associate collegate al CA202-105 (barriere di sicurezza, scatole di giunzione e anche i successivi condizionatori di segnale se posizionati nell'area pericolosa) possiedano certificazioni antideflagranti corrispondenti e compatibili. L'intero circuito deve essere certificato o convalidato come sistema.

3. Corrispondenza parametri (fondamentale!): estrae i parametri Ui, Ii, Pi, Ci, Li del CA202-105 dal certificato Ex. I parametri di uscita della barriera di sicurezza selezionata (Uo, Io, Po, Co, Lo) devono soddisfare le seguenti relazioni:

• Uo ≤ Ui

• Io ≤ Ii

• Po ≤ Pi

• Ccable + Ci ≤ Co (Ccable è la capacità distribuita del cavo)

• Lcable + Li ≤ Lo (Lcable è l'induttanza distribuita del cavo)
  È necessario eseguire calcoli scritti e conservare le registrazioni.

B. Installazione all'interno dell'area pericolosa:

1. Montaggio del sensore: Il montaggio meccanico è identico alla versione standard (coppia 15 N·m). Assicurarsi che la superficie di montaggio sia pulita.

2. Cablaggio:

• Tipo di cavo: è necessario utilizzare cavi certificati a sicurezza intrinseca con parametri distribuiti definiti (C, L) o cavi che soddisfino i requisiti di installazione.

• Separazione e identificazione: i cavi IS devono essere instradati separatamente dai cavi di alimentazione e dai cavi di segnale non IS, mantenendo una distanza sufficiente (tipicamente >50 mm) o utilizzando divisori. I cavi devono avere una guaina blu o un'etichetta prominente che li identifichi come circuiti IS.

• Messa a terra: la schermatura del loop IS deve essere messa a terra in un unico punto solo sul lato dell'area sicura, tramite la barriera di sicurezza o un terminale dedicato. All'interno dell'area pericolosa, lo schermo deve rimanere isolato e non essere messo a terra.

3. Cablaggio:

• Esecuzione in scatole di giunzione a prova di esplosione: tutti i collegamenti dei cavi all'interno dell'area pericolosa devono essere effettuati all'interno di scatole di giunzione con classificazione antideflagrante adeguata (ad esempio, Ex d, Ex e).

• Requisiti dei terminali: utilizzare terminali idonei per garantire collegamenti sicuri, evitando collegamenti allentati che potrebbero generare scintille. I conduttori IS con potenziali diversi devono essere separati o isolati.

C. Interfaccia area sicura:

1. Installazione delle barriere di sicurezza: le barriere di sicurezza devono essere installate nell'area sicura o all'interno di armadi situati in aree della Zona 2 con adeguata protezione Ex.

2. Collegamento finale: L'uscita della barriera di sicurezza è collegata a un amplificatore di carica standard (ad esempio, IPC 70x) e al sistema di monitoraggio.

3. Condizioni speciali per l'uso sicuro (contrassegno 'X')

La 'X' che segue il numero del certificato indica che il dispositivo presenta 'condizioni speciali per l'uso sicuro.' Per CA202-105, ciò significa in genere:

• Limitazioni della temperatura ambiente: la relazione tra la classe di temperatura (codice T) e la temperatura ambiente (Ta) deve essere rigorosamente seguita. Ad esempio, se la temperatura ambiente supera gli 85°C, la classe di temperatura potrebbe essere ridotta da T6 a T5, richiedendo una rivalutazione dell'idoneità.

• Limitazioni di connessione: il dispositivo può essere collegato solo ad apparecchi associati certificati e con parametri corrispondenti.

• Installazione e manutenzione: l'installazione, il cablaggio e la manutenzione devono essere eseguiti da personale addestrato e competente.

• Documentazione: l'utente deve possedere e rispettare tutte le disposizioni contenute nel certificato di esame CE del tipo completo e nei suoi allegati.

  
  

5. Manutenzione, ispezione e conformità alla sicurezza

1. Ispezione periodica:

• Ispezionare l'integrità fisica del sensore e del tubo flessibile del cavo.

• Controllare l'integrità di tutti i morsetti dei cavi, dei coperchi delle scatole di giunzione e delle guarnizioni dei pressacavi.

• È severamente vietato aprire scatole di giunzione o scollegare i collegamenti dei sensori all'interno dell'area pericolosa mentre il circuito è sotto tensione, a meno che non siano confermate condizioni di 'lavoro sicuro' (ad esempio, assenza di gas, permesso di lavoro).

2. Risoluzione dei problemi:

• La risoluzione dei problemi deve essere eseguita innanzitutto dall'area sicura, controllando la barriera di sicurezza, l'alimentazione e il sistema di monitoraggio.

• Se è necessaria un'ispezione all'interno dell'area pericolosa, è necessario seguire rigorosamente le procedure di sicurezza per i lavori a caldo e i permessi di lavoro dell'impianto, che potrebbero richiedere test del gas e permessi specifici.

3. Riparazione e sostituzione:

• Qualsiasi lavoro di riparazione deve essere eseguito dal produttore o da un centro di assistenza autorizzato che abbia familiarità con i requisiti antideflagranti.

• Quando si sostituisce un sensore, assicurarsi che il nuovo dispositivo abbia certificazione e parametri antideflagranti identici o compatibili.

• Dopo la sostituzione, una persona qualificata deve riconfermare la conformità dei parametri dell'intero circuito di sicurezza intrinseca.

4. Documentazione e registrazioni:

• Conservare in modo permanente il certificato antideflagrante del dispositivo, i fogli di calcolo del circuito di sistema e i disegni di installazione.

• Documentare tutte le attività di installazione, ispezione e manutenzione.