När ämnet ändras: därför behöver utrustningens ATEX-bedömning ses över

Artikeln i korthet

• Utrustning i explosionsfarlig miljö är märkt för en viss typ av atmosfär och, för gaser och ångor, en viss gasgrupp [1] [6].
• Byter ni ämne i processen kan det påverka vilken utrustning som får användas, även när anläggningen i övrigt är oförändrad.
• Utrustning för en högre gasgrupp kan normalt användas där en lägre räcker, men inte tvärtom [5]. Ett exempel är ett byte från metan (IIA) till vätgas (IIC) [2] [3].
• Utrustning för stoft är märkt D och är inte bedömd för gas, så ett byte mellan gas och stoft kräver en helt ny bedömning [6].
• Explosionsskyddsdokumentet ska uppdateras vid väsentliga ändringar [7].

ATEX är EU:s regelverk för utrustning och arbetsplatser där explosiv atmosfär kan uppstå. Anläggningar förändras över tid: man byter bränsle, ändrar processgas eller tar in en ny råvara. Då behöver också utrustningens ATEX-bedömning ses över, eftersom den är avsedd för ett visst ämne. Ett tydligt exempel är en övergång från metan till vätgas, där utrustningen kan behöva gå från gasgrupp IIA till IIC.

Därför blir frågan vanligare

Omställningen till fossilfri energi för in nya ämnen i industrin, och befintliga ersätts eller blandas. Vätgas som ersätter fossila bränslen och råvaror är ett typfall. Anläggningen är ofta byggd och bedömd för ett annat ämne än det som ska hanteras framöver, och skillnaderna blir tydliga först när ändringen görs.

Vad betyder IIA, IIB och IIC?

Utrustning för explosiv gasatmosfär delas in i gasgrupperna IIA, IIB och IIC efter hur lättantända gaserna är. IIC är den mest krävande gruppen. Gasens egenskaper bestäms enligt standarden IEC 60079-20-1 [1]. Gruppen anges i utrustningens märkning tillsammans med en temperaturklass, som visar den högsta tillåtna yttemperaturen.

Utrustning för IIC kan normalt användas även där en lägre grupp räcker, men det omvända gäller inte [5]. En komponent märkt för IIA får alltså inte automatiskt användas när ett ämne i en högre grupp tillförs processen.

Märkningen visar också vilken typ av atmosfär utrustningen är avsedd för. G står för gas, ånga eller dimma, och D står för stoft [6]. Ångor från brännbara vätskor hör alltså till G och omfattas av gasgrupperna. Utrustning märkt för stoft är inte bedömd för gas, så ett byte mellan gas och stoft kräver en helt ny bedömning och inte bara en annan gasgrupp.

Exempel: från metan till vätgas

Metan, huvudkomponenten i naturgas, tillhör gasgrupp IIA och vätgas tillhör IIC [2] [3]. Minsta antändningsenergi är omkring 0,28 millijoule (mJ) för metan och omkring 0,02 mJ för vätgas, alltså mer än tio gånger lägre [3] [4]. Brännbarhetsområdet är omkring 4 till 17 volymprocent för metan och 4 till 77 volymprocent för vätgas [2] [3].

Båda gaserna tillhör temperaturklass T1, den minst krävande klassen, med en högsta yttemperatur på 450 °C [3] [4]. Utrustning som passar för metan kan därför ha rätt temperaturklass men fel gasgrupp. För andra ämnen kan det vara tvärtom, så temperaturklassen behöver alltid kontrolleras tillsammans med gasgruppen.

Blandningar och mellanlägen

Många anläggningar går inte direkt från ett ämne till ett annat, utan blandar in det nya stegvis. Gasgruppen beror då på sammansättningen. En publicerad studie av metan och vätgas visar att upp till 10 molprocent vätgas knappt påverkar säkerhetsegenskaperna. Blandningen hamnar i IIB över omkring 25 molprocent vätgas och i IIC först över omkring 75 molprocent [2]. Siffrorna är ungefärliga, så gruppen ska fastställas enligt standarden för just den blandning som används [1] [2].

Vad behöver ses över vid ett byte av ämne?

Gasgruppen är en bra startpunkt, men genomgången omfattar fler delar:

• Märkning och certifikat: utrustning i explosionsfarliga områden, till exempel motorer, givare och armaturer, ska ha rätt typ av atmosfär (G eller D), gasgrupp och temperaturklass för det nya ämnet.
• Zonindelning: ett nytt ämne kan bete sig annorlunda vid utsläpp. Vätgas är till exempel mycket lätt, med en densitet på omkring sju procent av luftens [4], och har ett brett brännbarhetsområde. Zonernas utsträckning behöver därför bedömas på nytt.
• Skyddsåtgärder: ventilation, gasdetektering och andra åtgärder som utformats för det tidigare ämnet behöver prövas mot det nya.
• Underhåll: rutiner för underhåll och reservdelar behöver säkerställa att komponenter byts mot utrustning av rätt grupp.

Ett vanligt exempel är en elmotor eller en givare vid en rörledning. Är den märkt för IIA var den rätt vid metan, men vid vätgas behövs ett utförande för IIC.

Så hanteras ändringen

Direktiv 1999/92/EG kräver att arbetsgivaren har ett aktuellt explosionsskyddsdokument och uppdaterar det vid väsentliga ändringar, utvidgningar eller ombyggnader [7]. Ett byte av ämne bör leda till en ny genomgång.

Ett fungerande arbetssätt är att involvera ATEX-bedömningen redan när ändringen planeras. Då finns utrymme att välja lösningar som att byta enstaka komponenter mot ett utförande för högre gasgrupp, justera zonindelningen eller anpassa processen, innan inköp och tidplaner är fastlagda. Ändringen kopplas med fördel till den ordinarie ändringshanteringen och till riskanalyser som HAZID och HAZOP.

Hur ProSa kan hjälpa

ProSa arbetar med ATEX-klassning, explosionsskyddsdokument och riskanalys för anläggningar som byter ämne eller ändrar sin process. Läs mer om våra ATEX-tjänster eller kontakta oss för en första dialog.

Slutsats

Ett nytt ämne ger en ny utgångspunkt för explosionsskyddet. Utrustningen kan behöva en annan gasgrupp, en annan temperaturklass eller en helt annan typ av bedömning, och zonindelning, skyddsåtgärder och explosionsskyddsdokument behöver ses över i samma arbete. Metan som ersätts av vätgas är ett tydligt fall, men principen gäller alla ändringar av vad som hanteras. Den som tar upp frågan tidigt får bäst möjlighet att välja lösningar som är både säkra och praktiskt genomförbara. Hör gärna av er om ni står inför en ändring.

Referenser:
[1] IEC 60079-20-1 (motsvaras av ISO/IEC 80079-20-1), Explosive atmospheres, Part 20-1: Material characteristics for gas and vapour classification, Test methods and data.
[2] Askar, E., Schröder, V., Schütz, S., Seemann, A. (2016). Power-to-Gas: Safety Characteristics of Hydrogen/Natural-Gas Mixtures. Chemical Engineering Transactions, 48, 397 till 402. CET.
[3] Thedens, M., PTB (2024). IEC TC 31 standards for Ex Equipment, standardisation for the hydrogen economy. Presentation, IECEx. IECEx.
[4] Danielsson, J., Gexcon (2021). Fysikaliska risker vid vätgashantering. Presentation vid Gasdagarna, Energigas Sverige, 27 maj 2021. Energigas Sverige.
[5] Thurnherr, P. (2018). Electrical Installations: Design, Selection, Erection and Inspection (avsnitt Selection according to equipment grouping). Presentation, IECEx International Conference, Jakarta. IECEx.
[6] Europaparlamentets och rådets direktiv 2014/34/EU om utrustning och skyddssystem för användning i explosionsfarlig miljö, artikel 2 och 16 samt bilaga I och II. EUR-Lex.
[7] Europaparlamentets och rådets direktiv 1999/92/EG av den 16 december 1999 om minimikrav för förbättring av säkerhet och hälsa för arbetstagare som kan utsättas för fara orsakad av explosiv atmosfär, artikel 8. EUR-Lex.