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

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L’article suivant a été rédigé avant la publication des deuxième et troisième éditions de l’IEC 61340-4-4 en janvier 2012 et 2018. La description des procédures d’essai et de certification pour le type D FIBC contenue dans l’article est toujours valide parce que la deuxième édition de la norme n’a pas modifié ces exigences.

Les principaux changements dans IEC 61340-4-4 Ed. 2.0 en ce qui concerne la première édition sont:

  1. Adoption d’un système de classification de type pour fibc basé sur quatre types : A, B, C et D.
  2. Des directives pour l’utilisation sécuritaire de la FIBC en ce qui concerne les zones dangereuses et les zones dangereuses définies dans l’IEC 60079-10-1 et l’IEC 60079-10-2 sont ajoutées (semblables aux directives données dans le CTC/TR 50404).
  3. La résistance à la limite de points groudables pour le type C FIBC est réduite de10 8 ohm à 107 ohm.
  4. La résistance aux points au sol et les mesures de tension de panne électrique sur fibc ne doivent être mesurées qu’à faible humidité.
  5. Les exigences relatives à l’étiquetage de la FIBC sont modifiées afin d’améliorer la clarté et la facilité de reconnaissance par les utilisateurs finaux.
    • Seule la classification officielle, c’est-à-dire le type A, le type B, le type C ou le type D, peut être utilisée sur les étiquettes FIBC.
    • L’étiquetage comme D+, Dplus, CD, etc. n’est pas autorisé.
  6. Des exigences de classification, de performance et des conseils pour une utilisation sécuritaire des revêtements intérieurs en combinaison avec FIBC sont ajoutés.
  7. Une annexe informative donnant des indications sur les méthodes d’essai pour le contrôle de la qualité et les tests d’inspection est ajoutée.

Les principaux changements dans IEC 61340-4-4 Ed. 3.0 en ce qui concerne les première et deuxième éditions sont les suivantes:

  1. À la lumière de nouvelles preuves expérimentales, la résistance à la limite de sol pour le type C FIBC revient à 108 ohm, comme dans la première édition.
  2. La classification des revêtements intérieurs de type L1 a été révisée et étendue pour inclure les revêtements intérieurs de type L1C fabriqués à partir de matériaux multicouques avec une couche interne conductrice.
  3. L’étiquetage des sacs en vrac de type B, type C et type D doit inclure une référence à l’IEC TS 60079-32-1 pour obtenir des conseils sur la mise à la terre (mise à la terre).

L’industrie connaît maintenant les différents types de FIBC de protection statique connus sous le nom de type C et de type D. Peut-être moins bien savoir est la façon dont les différents types sont testés et certifiés pour une utilisation sûre dans les environnements dangereux inflammables. Le type C FIBC, qui s’appuie sur un chemin conducteur vers le sol pour dissiper en toute sécurité la charge électrostatique, peut être testé en mesurant la résistance électrique. Cependant, jusqu’à récemment, les fabricants avaient leurs propres façons de le faire, dont certains n’étaient pas tout à fait appropriés. Par exemple, une méthode couramment utilisée consistait à placer la FIBC à plat sur une table et à mesurer la résistance de la surface du tissu à l’aide d’une électrode cylindrique entourée d’une électrode à anneau. Bien qu’il s’agisse d’un arrangement standard pour de nombreuses applications textiles, il est d’une utilité limitée pour les mesures sur FIBC. L’arrangement d’électrode ne mesure que sur une petite surface de tissu, et il ne peut donc être utilisé que pour confirmer que de petites surfaces de tissu sont suffisamment conductrices. Un tel arrangement ne peut pas déterminer l’intégrité des connexions au sol dans l’ensemble de la FIBC. Même si les mesures sont effectuées avec des électrodes largement espacées, c’est-à-dire des mesures de résistance point à point, le fait que la FIBC est couchée à plat sur une table peut causer des connexions qui ne seraient pas là lorsque la FIBC est ouverte et remplie de produit.

Les tests de type D FIBC étaient encore plus irréguliers. Contrairement au type C FIBC, où le mécanisme de dissipation de charge est directement lié à une quantité physique unique et mesurable, c’est-à-dire la résistance, aucune relation de ce type n’existe pour le type D FIBC. La dissipation de charge dans le type D FIBC est le résultat d’un processus qui dépend des paramètres géométriques et électriques. Par conséquent, divers éléments de mesure ont été utilisés par les laboratoires d’essai pour tenter de déterminer les performances en matière de sécurité. Des mesures telles que le potentiel de surface, le temps de décomposition des charges, le transfert de charge, etc. ont toutes été utilisées. Le problème était qu’aucune de ces mesures ne pouvait vraiment répondre à la question fondamentale de savoir si la FIBC non fondée pouvait être utilisée dans des environnements inflammables sans produire de rejets incendiaires. Il était donc presque impossible pour les utilisateurs finaux de prendre une décision significative sur la sécurité de type D FIBC, ou même comment un FIBC par rapport à d’autres.

L’essai d’allumage est devenu la procédure d’essai préférée pour le type D FIBC. Le principe derrière les tests d’allumage est de charger un FIBC, de présenter une atmosphère inflammable et d’essayer de provoquer une décharge électrostatique. Plusieurs laboratoires d’essai offrent des tests d’allumage, mais il y a des variations dans leurs paramètres et conditions d’essai. Un FIBC qui est passé dans un laboratoire peut avoir échoué dans un autre.

IEC 61340-4-4 – La norme pour tester la FIBC de protection statique
En 1999, le Comité technique de la Commission électrotechnique internationale (CEI) sur l’électrostatique (TC 101) a lancé un projet visant à standardiser les procédures d’essai pour la FIBC de protection statique. Le projet a abouti à la publication en 2005 de la norme internationale IEC 61340-4-4:2005 Électrostatiques – Partie 4-4: Méthodes d’essai standard pour des applications spécifiques – Classification électrostatique des conteneurs en vrac intermédiaires flexibles (FIBC). Cette norme internationale importante précise les procédures d’essai de la FIBC qui doivent être C) et ceux pour lesquels la connexion au sol n’est pas nécessaire (Type D). La procédure d’essai spécifiée pour le type C FIBC est basée sur des mesures de résistance, et les essais d’allumage sont spécifiés pour le type D FIBC. En outre, à ces essais, le tissu utilisé dans la construction de type C et de type D FIBC doit être testé pour déterminer la tension de panne. La tension de panne inférieure à 6 kV garantit que la FIBC ne peut pas générer de décharges de brosses de propagation très énergiques.

Test pour le type C
La procédure de mesure de la résistance pour le type C FIBC exige que la FIBC soit suspendue de ses boucles de levage, car elle serait en fonctionnement normal. Des mesures sont effectuées entre les fils conducteurs et chacun des points de liaison au sol désignés. Les essais de cette façon assurent non seulement que le tissu est suffisamment conducteur, mais aussi qu’il y a une continuité électrique dans l’ensemble de la FIBC. Les mesures sont effectuées à la fois à faible humidité (20 ± 5 % RH) et à une humidité élevée (60 ± 10 % RH). Le type C FIBC ne peut être qualifié qu’en vertu de l’IEC 61340-4-4:2005 si toutes les valeurs de résistance mesurées sont inférieures à 108Ω et que la tension de panne est inférieure à 6 kV.

Test pour le type D
Les deux principaux paramètres qui définissent le défi de l’essai d’allumage sont le courant de charge, c’est-à-dire le montant de charge livrée à la FIBC en cours d’essai, et l’énergie d’allumage minimale (MIE) du gaz de défi, c’est-à-dire la facilité d’allumage. Avant l’introduction de l’IEC 61340-4-4:2005, les courants de charge utilisés par certains laboratoires d’essai étaient assez faibles, souvent inférieurs à 1 μA (microamp). La raison derrière ce choix de courant de charge était qu’il était suffisant pour provoquer l’allumage à partir d’un FIBC protecteur non statique (c.-à-d. type A). Toutefois, les tests avec des courants de charge aussi faibles ne peuvent que montrer qu’un FIBC est un peu meilleur qu’un FIBC de type A. Pour être qualifié de sûr, la FIBC doit être remise en question avec un courant de charge représentatif du pire des cas susceptibles d’être trouvés dans la pratique. Les données des utilisateurs finaux confirment que 3 μA est une meilleure représentation du courant de charge le plus élevé que l’on trouve dans les opérations de manutention FIBC. Un argument similaire a été utilisé pour définir le MIE du gaz de défi. La vapeur de solvant la plus facilement inflammable susceptible d’être utilisée dans les opérations de manutention fibc est le méthanol chauffé au-dessus de la température ambiante, qui a un MIE d’environ 0,14 mJ. Il s’agit de la valeur spécifiée pour les essais d’allumage dans iec 61340-4-4:2005, bien qu’il soit atteint en utilisant un mélange de 5,4% d’éthylène dans l’air. Le mélange de gaz, le débit et les moyens de contrôle sont tous spécifiés dans la norme IEC afin d’assurer la précision, la reproductibilité des résultats des essais et la simulation de la gamme d’environnements auxquels la FIBC est exposée.
La procédure d’essai d’allumage consiste à remplir le FIBC en cours d’essai avec des granulés de polypropylène d’une plage de taille spécifiée dans laquelle la charge est injectée à un taux de -3 μA. La polarité négative est utilisée parce que les données de recherche prédisent que les rejets électrostatiques provenant de matériaux chargés négativement sont plus susceptibles de provoquer l’inflammation que ceux des surfaces chargées positivement. Pour le type D FIBC, les essais sont effectués avec le FIBC complètement isolé du sol. Le chargement de cette façon est une bonne simulation des opérations de manutention FIBC réelles. Comme la FIBC est remplie de granulés chargés, une sonde de gaz est portée sur le côté de la FIBC. La sonde à gaz contient une électrode sphérique à la terre entourée d’un linceul qui dirige un flux de gaz inflammable devant l’électrode. Toute décharge électrostatique générée à l’approche de la sonde passera par l’atmosphère inflammable localisée et si elle contient suffisamment d’énergie, elle provoquera l’allumage. Si le FIBC en cours d’essai est un type D correctement conçu, alors aucun allumage ne se produira. Toutefois, pour le prouver, la sonde à gaz doit être amenée à différentes zones couvrant toutes les parties de la FIBC dans de multiples approches. IEC 61340-4-4:2005 précise qu’au moins 50 approches doivent être effectuées de chaque côté de la FIBC, et au moins 10 approches supplémentaires à tous les autres panneaux, becs et autres accessoires sur la FIBC. Comme pour les mesures de résistance, les essais d’allumage doivent être effectués à faible et à forte humidité. Il est également exigé de la norme IEC pour que les essais d’allumage soient effectués sur la plus grande et la plus petite taille de FIBC d’une conception particulière. Sur un FIBC typique, environ 400 à 500 approches de sonde de gaz doivent être faites. Si l’une de ces approches entraîne un allumage, la FIBC est considérée comme ayant échoué. Le type D FIBC ne peut être qualifié qu’en vertu de l’IEC 61340-4-4:2005 si aucun allumage ne se produit pendant les essais d’allumage, et si la tension de panne est inférieure à 6 kV.

Étiquetage
En plus de préciser les procédures d’essai et les exigences en matière de performance, iEC 61340-4-4:2005 précise également comment la FIBC qui a été qualifiée conformément à la norme doit être étiquetée.

Qualification
Seule la FIBC qui a été qualifiée exactement conformément aux procédures spécifiées dans iEC 61340-4-4:2005 peut légitimement être étiquetée comme telle. Fibc qui n’ont pas été testés dans le strict respect de la norme IEC ne peut pas être étiqueté de cette façon. La qualification pour l’IEC 61340-4-4:2005 doit être étayée par des rapports d’essai qui répondent à toutes les exigences de la norme. Les anciens rapports d’essai, même si les procédures d’essai sont semblables à celles spécifiées dans la norme, ne peuvent pas être utilisés légitimement pour appuyer la qualification à l’IEC 61340-4-4:2005. Cela s’explique par le fait que les anciennes procédures d’essai peuvent ne pas comporter les exigences rigoureuses en matière de contrôle et d’étalonnage spécifiées dans la norme IEC et ne pas produire de résultats équivalents. Il est donc important, lors de la vérification des rapports d’essai, de s’assurer que toutes les informations sont communiquées conformément à la norme de la CEI. Cela comprend des détails précis sur les paramètres et les conditions d’essai, qui, pour les essais d’allumage, devraient inclure, la température et l’humidité relative, le taux de remplissage, le courant de charge, la composition du gaz, le débit de gaz, le MIE et le nombre et l’emplacement des approches de la sonde à gaz. Un résumé des paramètres et conditions d’essai spécifiés dans iec 61340-4-4:2005 est indiqué ci-dessous :

Température / Humidité: a) 23 ± 2 °C et 20 ± 5 % RH; b) 23 ± 2 °C et 60 ± 10 %RH
Taux de remplissage : 1,1 ± 0,1 kg/s
Courant de charge : 3,0 ± 0,1 μA (polarité négative)
Composition du gaz : 5,4 ± 0,1 % d’éthylène (air de balance)
Débit de gaz : 0,21 ± 0,04 l/s
Énergie d’allumage minimale : 0,14 ± 0,01 mJ
Nombre d’approches de sonde de gaz : au moins 200 à chaque niveau d’humidité

FIBC non standard
Il existe sur le marché aujourd’hui FIBC qui sont vendus comme type D FIBC, mais ne sont pas conformes aux exigences de l’IEC 61340-4-4:2005. Certains de ces FIBC existaient avant la publication de la norme et leurs fabricants n’ont pas amélioré leurs conceptions afin de répondre à la norme. D’autres ont été conçus pour tenter de contourner la norme. Le but de toute norme est d’établir des niveaux minimaux de rendement acceptables sans imposer un fardeau indu aux fabricants. Dans le cas de l’IEC 61340-4-4:2005, l’objectif est d’établir un niveau minimal de sécurité pour s’assurer que la FIBC testée en utilisant les méthodes spécifiées et répondant aux exigences de rendement spécifiées sont qualifiées de sûres pour une utilisation dans un large éventail d’industries. Les méthodes d’essai et les valeurs limites associées ont été établies par un comité international d’experts comprenant des fabricants de FIBC, des laboratoires d’essai, des ingénieurs en sécurité des procédés et des utilisateurs finaux de la FIBC. Il est juste de dire que l’IEC 61340-4-4:2005 représente l’état actuel des connaissances quant à ce qui constitue un FIBC de protection statique sécuritaire. Il faut donc faire preuve d’une grande prudence lorsqu’on considère que la FIBC n’est pas conforme à la norme de la CEI.

Certains fabricants de FIBC ont essayé d’inventer leur propre classification et d’étiqueter leur FIBC comme D+, Dplus, CD, etc. Ils prétendent que leur FIBC est de type C qui n’a pas besoin d’être mis à la terre ou qui sont de type D à terre. Pour commencer, aucune de ces désignations n’est reconnue dans aucune norme nationale ou internationale. Les exigences relatives au type C FIBC sont très clairement définies dans l’IEC 61340-4-4:2005. Pour qu’un FIBC de type C réponde aux normes de sécurité requises, la résistance au sol doit être inférieure à 108Ω et la FIBC doit être mise à la terre pendant les opérations normales. Si la résistance au sol est supérieure à10 8Ω, la FIBC ne peut pas être légitimement décrite comme type C. Si un FIBC de type C est utilisé sans connexion au sol appropriée, des étincelles incendiaires seront produites. Les exigences relatives au TYPE D FIBC sont également clairement définies dans le CEI; ils doivent passer l’essai d’allumage spécifié sans être mis à la terre. Si un FIBC doit être mis à la terre pour réussir le test d’allumage standard de l’IEC, alors il ne peut pas être légitimement décrit comme type D. Logiquement, si un FIBC ne peut pas répondre aux exigences de sécurité de base du type D, il est absurde de le décrire comme D+. L’utilisation d’une classification non standard sur FIBC est un gadget marketing transparent pour FIBC qui ne sont pas conformes aux normes de sécurité reconnues.

Comment identifier fibc qualifié à iec 61340-4-4:2005
Il y a trois éléments pour déterminer si un FIBC a été qualifié conformément à l’IEC 61340-4-4:2005:-
1) Une étiquette sur la FIBC contenant au moins les informations spécifiées dans iEC 61340-4-4:2005;
2) Un rapport d’essai montrant les résultats des mesures de tension de panne (type C et type D) et les mesures de résistance (Type C) ou des essais d’allumage (Type D);
3) Un certificat d’essai confirmant que la FIBC répond à toutes les exigences de l’IEC 61340-4-4:2005. Il peut s’agir d’un certificat distinct ou incorporé dans le rapport d’essai.
Un rapport d’essai valide doit contenir des détails sur tous les paramètres et conditions d’essai pertinents spécifiés dans l’IEC 61340-4-4:2005 et une description complète de la FIBC en cours d’essai. Si un certificat d’essai distinct est fourni, le rapport d’essai sur lequel il est fondé doit être disponible pour inspection. Il existe des exemples de certificats d’essai qui impliquent que des tests ont été effectués conformément à l’IEC 61340-4-4:2005, mais lorsque les rapports d’essai sont inspectés, il est clair qu’il y a des écarts importants par rapport aux procédures spécifiées qui rendent le rapport d’essai invalide comme moyen de soutien à la qualification à l’IEC 61340-4-4:2005.

Test et certification CROHMIQ® Type de protection statique D FIBC
Texene LLC est la seule société de l’industrie FIBC à posséder et à exploiter sa propre installation d’essai FIBC à la fine pointe de la technologie qui est conçue et construite pour répondre aux exigences exactes de l’IEC 61340-4-4:2005. L’installation d’essai est utilisée pour qualifier fibc fabriqué à partir de CROHMIQ® de tissus FIBC de protection statique, pour des tests de contrôle de la qualité et pour soutenir le Programme de certification de sécurité continue de Texene™ (CSC). Le Programme CSC est un service unique et gratuit offert par Texene aux utilisateurs de CROHMIQ® Dentic Protective Type D FIBC. La première étape du SCC est la qualification initiale en matière de sécurité. Chaque conception de CROHMIQ® FIBC est testée conformément à l’IEC 61340-4-4:2005 avant l’expédition de la première expédition au client. La qualification initiale est obtenue en testant 3 échantillons de chaque conception FIBC; chacun doit passer. Le client reçoit un rapport d’essai complet et un certificat de test sommaire. La deuxième étape du SCC est la requalification continue du CROHMIQ® FIBC. À intervalles réguliers convenus avec le client, par exemple tous les six mois, ou tous les 10 000 FIBC livrés, le client envoie un échantillon de chaque CROHMIQ® conception FIBC à Texene pour requalification. Les tests sont à nouveau effectués selon iEC 61340-4-4:2005 et le client reçoit un certificat récapitulative et un rapport d’essai complet pour chaque test de requalification.

CROHMIQ® FIBC sont utilisés dans le monde entier par les grandes entreprises comme un élément essentiel de leur réglementation des risques électrostatiques. Grâce à leur dossier de sécurité exceptionnel, croHMiq® FIBC sont largement reconnues comme la solution la plus sûre et la plus rentable pour contrôler l’électricité statique dans les opérations de manutention FIBC.
Pour plus d’informations sur les tissus CROHMIQ® FIBC, visitez www.crohmiq.com.