TESTING & CERTIFYING THE SAFETY OF STATIC PROTECTIVE FIBC del Dr. Paul Holdstock, Texene LLC.

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Il seguente articolo è stato scritto prima della pubblicazione della seconda e della terza edizione della IEC 61340-4-4 nel gennaio 2012 e 2018. La descrizione delle procedure di test e certificazione per il tipo D FIBC contenute nell’articolo è ancora valida perché la seconda edizione dello standard non ha modificato questi requisiti.

I principali cambiamenti in IEC 61340-4-4 Ed. 2.0 rispetto alla prima edizione sono:

  1. Adozione di un sistema di classificazione dei tipi per FIBC basato su quattro tipi: A, B, C e D.
  2. Vengono aggiunte linee guida per un uso sicuro della FIBC in relazione alle aree pericolose e alle zone pericolose definite in IEC 60079-10-1 e IEC 60079-10-2 (simile alle indicazioni fornite in CLC/TR 50404).
  3. La resistenza al limite di punti grosollo per il tipo C FIBC è ridotta da 108 ohm a 107 ohm.
  4. La resistenza ai punti a terra e le misurazioni della tensione a guasto elettrico su FIBC deve essere misurata solo a bassa umidità.
  5. I requisiti per l’etichettatura FIBC sono cambiati per migliorare la chiarezza e la facilità di riconoscimento da parte degli utenti finali.
    • Solo la classificazione ufficiale, ovvero tipo A, tipo B, tipo C o tipo D, può essere utilizzata sulle etichette FIBC.
    • L’etichettatura come D , Dplus, CD, ecc. non è consentita.
  6. Sono stati aggiunti la classificazione, i requisiti di prestazioni e la guida per un uso sicuro dei rivestimenti interni in combinazione con FIBC.
  7. Viene aggiunto un allegato informativo che fornisce indicazioni sui metodi di prova per il controllo della qualità e i test di ispezione.

I principali cambiamenti in IEC 61340-4-4 Ed. 3.0 rispetto alla prima e alla seconda edizione sono:

  1. Alla luce di nuove prove sperimentali, la resistenza al limite di terra per il tipo C FIBC torna a 108 ohm, come nella prima edizione.
  2. La classificazione delle fodere interne di tipo L1 è stata rivista ed estesa per includere fodere interne di tipo L1C realizzate con materiali multistrato con uno strato interno conduttivo.
  3. L’etichettatura per le sralline di tipo B, tipo C e tipo D deve includere un riferimento a IEC TS 60079-32-1 per la guida sulla messa a terra (terra).

L’industria ha ora familiarità con i diversi tipi di FIBC protettivi statici noti come tipo C e tipo D. Forse meno ben sapere è come i diversi tipi sono testati e certificati per un uso sicuro in ambienti infiammabili pericolosi. Tipo C FIBC, che si basano su un percorso conduttivo per terra per dissipare in modo sicuro la carica elettrostatica può essere testato misurando la resistenza elettrica. Tuttavia, fino a poco tempo fa i produttori avevano i loro modi di farlo, alcuni dei quali non erano del tutto adatti. Ad esempio, un metodo comunemente usato prevedeva il posizionamento piatto della FIBC su un tavolo e la misurazione della resistenza della superficie del tessuto utilizzando una disposizione degli elettrodi di un elettrodo cilindrico circondato da un elettrodo ad anello. Sebbene si tratti di una disposizione standard per molte applicazioni tessili, è di uso limitato per le misurazioni su FIBC. La disposizione degli elettrodi misura solo su una piccola area di tessuto, e quindi può essere utilizzato solo per confermare che piccole aree di tessuto sono sufficientemente conduttive. Tale disposizione non può determinare l’integrità dei collegamenti a terra in tutta la FIBC. Anche se le misurazioni sono fatte con elettrodi ampiamente distanziati, cioè misurazioni di resistenza point-to-point, il fatto che la FIBC sia sdraiata su un tavolo può causare connessioni che non sarebbero lì quando il FIBC viene aperto e riempito di prodotto.

I test di tipo D FIBC sono stati ancora più irregolari. A differenza della FIBC di tipo C, dove il meccanismo di dissipazione della carica è direttamente correlato a una singola quantità fisica misurabile, cioè resistenza, tale relazione non esiste per la FIBC di tipo D. La dissipazione della carica nel tipo D FIBC è il risultato di un processo che dipende da parametri geometrici ed elettrici. Di conseguenza, una varietà di misurazioni è stata utilizzata dai laboratori di prova nel tentativo di determinare le prestazioni di sicurezza. Sono state utilizzate tutte misurazioni come il potenziale superficiale, il tempo di decadimento della carica, il trasferimento di carica, ecc. Il problema era che nessuna di queste misurazioni poteva realmente rispondere alla domanda fondamentale se la FIBC non radicata potesse essere utilizzata o meno in ambienti infiammabili senza produrre scarichi incendiari. Pertanto, era quasi impossibile per gli utenti finali prendere una decisione significativa sulla sicurezza di tipo D FIBC, o su come una FIBC rispetto ad altre.

Il test di accensione è diventato la procedura di test preferita per la FIBC di tipo D. Il principio alla base dei test di accensione è quello di caricare un FIBC, presentare un’atmosfera infiammabile e cercare di provocare una scarica elettrostatica. Diversi laboratori di prova offrono test di accensione, ma ci sono variazioni nei loro parametri e condizioni di prova. Un FIBC passato in un laboratorio potrebbe aver fallito in un altro.

IEC 61340-4-4 – Lo standard per il test della FIBC con protezione statica
Nel 1999, il Comitato Tecnico per l’Elettrostatica della Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) ha lanciato un progetto per standardizzare le procedure di prova per la protezione statica FIBC. Il progetto è culminato nella pubblicazione nel 2005 dell’International Standard IEC 61340-4-4:2005 Electrostatics – Parte 4-4: Metodi di test standard per applicazioni specifiche – Classificazione elettrostatica di contenitori di massa intermedi flessibili (FIBC). Questa importante norma internazionale specifica le procedure di prova per la FIBC che devono essere C) e quelli per i quali la connessione a terra non è necessaria (Tipo D). La procedura di test specificata per FIBC di tipo C si basa sulle misurazioni della resistenza e il test di accensione viene specificato per il FIBC di tipo D. Inoltre, a questi test, il tessuto utilizzato nella costruzione di entrambi di tipo C e tipo D FIBC deve essere testato per determinare la tensione di guasto. La tensione di rottura inferiore a 6 kV assicura che FIBC non possa generare scariche di pennello altamente energetiche.

Test per il tipo C
La procedura di misurazione della resistenza per il tipo C FIBC richiede che il FIBC sia sospeso dai suoi loop di sollevamento come sarebbe in funzione normale. Vengono effettuate misurazioni tra i filati conduttori e ciascuno dei punti di incollaggio a terra designati. Il test in questo modo assicura non solo che il tessuto sia sufficientemente conducibile, ma anche che vi sia continuità elettrica in tutta la FIBC. Le misurazioni sono effettuate sia a bassa umidità (20 – 5 % RH) che ad un’elevata umidità (60 x 10 % RH). Tipo C FIBC può essere qualificato solo sotto IEC 61340-4-4:2005 se tutti i valori di resistenza misurati sono inferiori a 108gradi, e la tensione di scomposizione è inferiore a 6 kV.

Test per il tipo D
I due parametri principali che definiscono la sfida dei test di accensione sono la corrente di ricarica, ovvero la quantità di carica consegnata alla FIBC in fase di test, e l’energia minima di accensione (MIE) del gas di sfida, vale a dire quanto sia facile da accendere. Prima dell’introduzione della IEC 61340-4-4-2005, le correnti di ricarica utilizzate da alcuni laboratori di prova erano piuttosto basse, spesso meno di 1 a (microamplificatore). La ragione di questa scelta di corrente di ricarica era che era sufficiente per causare l’accensione da una semplice FIBC protettiva non statica (cioè di tipo A). Tuttavia, il test con tali correnti di ricarica basse può solo dimostrare che un FIBC è un po ‘meglio di un FIBC di tipo A. Per essere qualificata come sicura, la FIBC deve essere contestata con una corrente di ricarica rappresentativa del caso peggiore che si possa trovare nella pratica. I dati degli utenti finali confermano che 3 A è una migliore rappresentazione della corrente di carica più alta trovata nelle operazioni di gestione FIBC. Un argomento simile è stato utilizzato per definire il MIE del gas sfida. Il vapore solvente più facilmente igniabile che può essere utilizzato nelle operazioni di movimentazione FIBC è il metanolo riscaldato al di sopra della temperatura ambiente, che ha un MIE di circa 0,14 mJ. Questo è il valore specificato per i test di accensione in IEC 61340-4-4:2005, anche se si ottiene utilizzando una miscela del 5,4% di etilene in aria. La miscela di gas, la portata e i mezzi di controllo sono tutti specificati nello standard IEC per garantire l’accuratezza, la riproducibilità dei risultati dei test e la simulazione della gamma di ambienti a cui è esposto il FIBC.
La procedura per i test di accensione consiste nel riempire il FIBC in fase di test con pellet in polipropilene di un intervallo di dimensioni specificato in cui la carica viene iniettata ad una velocità di -3 . La polarità negativa viene utilizzata perché i dati di ricerca prevedono che le scariche elettrostatiche da materiali caricati negativamente hanno maggiori probabilità di causare l’accensione rispetto a quelle provenienti da superfici caricate positivamente. Per il tipo D FIBC, il test viene effettuato con il FIBC completamente isolato da terra. La ricarica in questo modo è una buona simulazione delle operazioni di movimentazione FIBC effettive. Poiché la FIBC viene riempita con pellet caricati, una sonda a gas viene portata sul lato della FIBC. La sonda di gas contiene un elettrodo sferico a terra circondato da un sudario che dirige un flusso di gas infiammabile di fronte all’elettrodo. Qualsiasi scarica elettrostatica generata quando la sonda si avvicina alla FIBC passerà attraverso l’atmosfera infiammabile localizzata e se contiene energia sufficiente causerà l’accensione. Se il FIBC sottoposto a test è un tipo D progettato correttamente, non si verificherà alcuna accensione. Tuttavia, per dimostrare questo la sonda del gas deve essere portata in diverse aree che coprono tutte le parti della FIBC in più approcci. IEC 61340-4-4:2005 specifica che è necessario eseguire almeno 50 approcci a ciascun lato della FIBC e almeno 10 ulteriori approcci a tutti gli altri pannelli, beccucci e altri accessori sulla FIBC. Come per le misurazioni di resistenza, i test di accensione devono essere eseguiti sia a bassa che ad alta umidità. È anche un requisito dello standard IEC per i test di accensione da eseguire sulla dimensione più grande e minima della FIBC di un particolare disegno. Su un tipico FIBC, devono essere fatti circa 400-500 approcci di sonda a gas. Se uno di questi approcci comporta un’accensione, si ritiene che la FIBC abbia avuto esito negativo. Type D FIBC può essere qualificato solo sotto IEC 61340-4-4:2005 se non si verifica alcuna accensione durante i test di accensione e la tensione di scomposizione è inferiore a 6 kV.

Etichettatura
Oltre a specificare le procedure di test e i requisiti di prestazioni, IEC 61340-4-4:2005 specifica anche come deve essere etichettato fiBC che sono stati qualificati in conformità con lo standard.

Qualificazione
Solo la FIBC qualificata esattamente secondo le procedure specificate in IEC 61340-4-4:2005 può essere legittimamente etichettata come tale. FIBC che non sono stati testati in stretta conformità con lo standard IEC non può essere etichettato in questo modo. La qualificazione a IEC 61340-4-4:2005 deve essere supportata da rapporti di prova che soddisfino tutti i requisiti dello standard. I rapporti di prova meno recenti, anche se le procedure di prova sono simili a quelle specificate nello standard, non possono essere legittimamente utilizzate per sostenere la qualificazione a IEC 61340-4-4:2005. Ciò è dovuto al fatto che le procedure di prova meno recenti potrebbero non comportare requisiti rigorosi di controllo e calibrazione specificati nello standard IEC e potrebbero non produrre risultati equivalenti. È quindi importante, quando si controllano le relazioni di prova, è importante garantire che tutte le informazioni siano riportate in conformità con lo standard IEC. Ciò include dettagli specifici dei parametri e delle condizioni di prova, che per i test di accensione dovrebbero includere, temperatura e umidità relativa, velocità di riempimento, corrente di ricarica, composizione del gas, velocità di flusso del gas, MIE e numero e posizione degli approcci alla sonda del gas. Di seguito è riportato un riepilogo dei parametri e delle condizioni di test specificati in IEC 61340-4-4:2005:

Temperatura / Umidità: a) 23 , 2 gradi centigradi e 20 x 5 %RH; b) 23 : 2 , C e 60 – 10 %RH
Velocità di riempimento: 1,1 x 0,1 kg/s
Corrente di ricarica: 3,0 x 0,1 A (polarità negativa)
Composizione del gas: 5,4 x 0,1 % di etilene (aria di equilibrio)
Velocità di flusso del gas: 0,21 x 0,04 l/s
Energia minima di accensione: 0,14 x 0,01 mJ
Numero di approcci alla sonda del gas: almeno 200 a ogni livello di umidità

FIBC non standard
Esiste oggi sul mercato FIBC che vengono venduti come tipo D FIBC ma non rispettano i requisiti di IEC 61340-4-4:2005. Alcuni di questi FIBC esistevano prima che lo standard è stato pubblicato e i loro produttori non hanno migliorato i loro disegni al fine di soddisfare lo standard. Altri sono stati progettati nel tentativo di aggirare lo standard. Lo scopo di qualsiasi norma è quello di fissare livelli minimi accettabili di prestazioni senza gravare indebitamente sui produttori. Nel caso di IEC 61340-4-4:2005, lo scopo è quello di stabilire un livello minimo di sicurezza per garantire che la FIBC testata utilizzando i metodi specificati e soddisfi i requisiti di prestazioni specificati siano qualificati come sicuri per l’uso in un’ampia gamma di settori. I metodi di prova e i valori limite associati sono stati stabiliti da un comitato internazionale di esperti che comprende produttori FIBC, laboratori di prova, ingegneri della sicurezza dei processi e utenti finali FIBC. È giusto dire che IEC 61340-4-4-4:2005 rappresenta lo stato attuale della conoscenza su ciò che costituisce una FIBC statica sicura. Occorre quindi esercitare molta cautela quando si considera la FIBC che non è conforme allo standard IEC.

Alcuni produttori di FIBC hanno cercato di inventare la propria classificazione ed etichettare il loro FIBC come D , Dplus, CD, ecc. Essi sostengono che la loro FIBC sono di tipo C che non hanno bisogno di essere messo a terra, o sono di tipo a terra D. Per cominciare, nessuna di queste denominazioni è riconosciuta in alcuna norma nazionale o internazionale. I requisiti per il FIBC di tipo C sono molto chiaramente definiti in IEC 61340-4-4:2005. Affinché un FIBC di tipo C soddisfi gli standard di sicurezza richiesti, la resistenza al suolo deve essere inferiore a 108gradi e la FIBC deve essere messa a terra durante le normali operazioni. Se la resistenza al suolo è superiore a 108gradi, la FIBC non può essere legittimamente descritta come di tipo C. Se viene utilizzato un FIBC di tipo C senza un adeguato collegamento a terra, verranno prodotte scintille incendiarie. I requisiti per il tipo D FIBC sono chiaramente definiti anche nella IEC; devono superare la prova di accensione specificata senza essere messa a terra. Se un FIBC deve essere messo a terra per superare il test di accensione standard IEC, allora non può essere legittimamente descritto come Tipo D. Logicamente, se una FIBC non è in grado di soddisfare i requisiti di sicurezza di base del tipo D, è una sciocchezza descriverlo come D. L’uso di classificazione non standard su FIBC è un espediente di marketing trasparente per FIBC che non è conforme agli standard di sicurezza riconosciuti.

Come identificare FIBC qualificato per IEC 61340-4-4:2005
Ci sono tre componenti per stabilire se un FIBC è stato qualificato o meno secondo IEC 61340-4-4:2005:-
1) Un’etichetta sulla FIBC contenente almeno le informazioni specificate nella IEC 61340-4-4:2005;
2) Un rapporto di prova che mostra i risultati delle misurazioni della tensione di scomposizione (Tipo C & Tipo D) e le misurazioni della resistenza (Tipo C) o test di accensione (Tipo D);
3) Un certificato di prova che conferma che la FIBC soddisfa tutti i requisiti della FiEC 61340-4-4:2005. Può trattarsi di un certificato separato o incorporato come parte del report di prova.
Un rapporto di prova valido deve contenere i dettagli di tutti i parametri e le condizioni di test pertinenti specificati in IEC 61340-4-4:2005 e una descrizione completa della FIBC sottoposta a test. Se viene fornito un certificato di prova separato, il rapporto di prova su cui si basa deve essere disponibile per l’ispezione. Esistono esempi di certificati di prova che implicano che il test è stato eseguito secondo IEC 61340-4-4:2005, ma quando i rapporti di prova vengono controllati è chiaro che ci sono deviazioni significative da procedure specificate che rendono il rapporto di prova non valido come mezzo per sostenere la qualificazione a IEC 61340-4-4:2005.

Test e certificazione CROHMIQ® statica protezione di tipo D FIBC
Texene LLC è l’unica azienda del settore FIBC a possedere e gestire un proprio impianto di testing FIBC all’avanguardia, progettato e costruito per soddisfare i requisiti esatti di IEC 61340-4-4-4:2005. L’impianto di test viene utilizzato per qualificare FIBC realizzati con CROHMIQ® static Impativi FIBC, per i test di controllo qualità e per supportare il Texene Continuous Safety Certification Programme™ (CSC). Il programma CSC è un servizio unico e gratuito fornito da Texene agli utenti di CROHMIQ® Static Protective Type D FIBC. La prima fase del CSC è la qualifica di sicurezza iniziale. Ogni progetto di CROHMIQ® FIBC viene testato secondo IEC 61340-4-4:2005 prima della spedizione della prima spedizione al cliente. La qualifica iniziale si ottiene testando 3 campioni di ogni progetto FIBC; ognuno deve passare. Al cliente viene fornito un report di prova completo e un certificato di test riepilogativo. La seconda fase del CSC è la continua riqualificazione di CROHMIQ® FIBC. A intervalli regolari concordati con il cliente, ad esempio ogni sei mesi, o ogni 10.000 FIBC consegnati, il cliente invia un campione di ogni PROGETTO CROHMIQ® progettazione FIBC a Texene per la riqualificazione. I test vengono nuovamente eseguiti secondo IEC 61340-4-4:2005 e al cliente viene fornito un certificato riepilogativo e un rapporto di prova completo per ogni test di riqualificazione.

CROHMIQ® FIBC sono utilizzati in tutto il mondo dalle principali aziende come parte essenziale della loro regolamentazione dei rischi elettrostatici. Grazie al loro eccezionale record di sicurezza, CROHMIQ® FIBC sono ampiamente riconosciuti come la soluzione più sicura ed economica per il controllo dell’elettricità statica nelle operazioni di movimentazione FIBC.
Per ulteriori informazioni sui tessuti CROHMIQ® FIBC, visitare www.crohmiq.com.