Guide complet des types de protection antidéflagrante : Ex d, Ex e, Ex i, Ex p, Ex m expliqués
- WEIMIAO MFG
- 12 déc.
- 25 min de lecture
Introduction
La conception antidéflagrante est essentielle dans les environnements industriels et dangereux où peuvent être présents des gaz, des vapeurs ou des poussières inflammables. Un équipement électrique mal conçu peut enflammer ces atmosphères explosives, provoquant des incendies ou des explosions catastrophiques qui mettent en danger le personnel, les équipements et l'ensemble des installations. La compréhension des principes de la protection antidéflagrante constitue non seulement une exigence réglementaire selon les normes IECEx, ATEX ou NEC, mais aussi une pratique d'ingénierie fondamentale garantissant la sécurité et la fiabilité d'exploitation.
L'importance de la conception antidéflagrante
Les équipements électriques installés en zones dangereuses doivent empêcher toute inflammation, aussi bien en conditions normales de fonctionnement qu'en cas de défaillance prévisible. La conception antidéflagrante permet de répondre à deux principaux risques :
Allumage direct : étincelles électriques, arcs électriques ou surfaces à haute température susceptibles d’enflammer des atmosphères combustibles.
Allumage indirect : défaillances mécaniques, surchauffe ou autres anomalies susceptibles de propager un incendie ou une explosion de l’intérieur de l’équipement vers l’environnement extérieur.
En mettant en œuvre une protection antidéflagrante, les ingénieurs peuvent faire fonctionner en toute sécurité les moteurs, les panneaux de commande, les boîtes de jonction, l'instrumentation et les capteurs même dans les zones les plus dangereuses, de la zone 0 / zone 20 (risque le plus élevé) à la zone 2 / zone 22 (risque le plus faible).
Rôle des normes IECEx, ATEX et des normes internationales
Les normes internationales fournissent le cadre pour la conception, les essais et la certification des équipements antidéflagrants :
IECEx (Système de certification de la Commission électrotechnique internationale pour les équipements destinés à être utilisés en atmosphères explosives)
Assure la reconnaissance internationale de la conformité aux normes CEI 60079.
Elle se concentre à la fois sur la conception des équipements et sur les processus d'inspection en usine.
ATEX (Directive UE 2014/34/UE)
Obligatoire pour les équipements utilisés en atmosphères explosives au sein de l'Union européenne.
Nécessite le marquage CE et des procédures d'évaluation de la conformité.
NEC / UL (États-Unis)
Le Code national de l'électricité définit les classes, les divisions et les emplacements dangereux en Amérique du Nord.
La norme UL 1203 et d'autres normes fournissent des lignes directrices en matière de tests et de certification.
Ces normes garantissent que les équipements fonctionnent en toute sécurité et répondent aux exigences réglementaires et d'assurance internationales. Pour les ingénieurs et les concepteurs, leur conformité est essentielle à la fois pour l'homologation et la sécurité d'exploitation à long terme.
Pourquoi les ingénieurs doivent comprendre les types de protection
La protection antidéflagrante n'est pas une solution unique. Le choix du type approprié dépend de plusieurs facteurs :
Classification des zones dangereuses (0, 1, 2 pour les gaz ; 20, 21, 22 pour les poussières).
Type de substance dangereuse (gaz du groupe IIA/IIB/IIC ou poussières du groupe IIIA/IIIB/IIIC).
Niveau de puissance électrique et type d'appareil (circuit de commande, moteur ou instrumentation).
Considérations environnementales, telles que la température, l'humidité et la corrosion.
Sans une compréhension approfondie des types de protection — antidéflagrant (Ex d), sécurité accrue (Ex e), sécurité intrinsèque (Ex i), pressurisation (Ex p) et encapsulation (Ex m) — les ingénieurs risquent de sélectionner un équipement trop conservateur, inutilement coûteux ou dangereux.
Chez Weimiao, nos ingénieurs conjuguent expérience pratique et expertise en matière de conformité réglementaire pour concevoir, fabriquer et certifier des panneaux et des armoires de commande destinés aux environnements dangereux du monde entier. Des petits panneaux de signalisation de sécurité intrinsèque aux grandes armoires de commande de moteurs antidéflagrantes, Weimiao garantit que chaque produit répond aux normes internationales tout en restant facile à installer, à entretenir et entièrement conforme.
✅ Cette section prépare le terrain pour l'étape suivante : le tableau de référence rapide des types de protection, qui donnera aux lecteurs une comparaison claire et rapide des types Ex d, Ex e, Ex i, Ex p et Ex m, y compris les principes, les zones, les groupes de gaz, les applications, les avantages/inconvénients et les notes d'inspection.
Tableau de référence rapide des types de protection antidéflagrante
Ce tableau présente une vue d'ensemble des cinq types de protection antidéflagrante les plus courants utilisés dans les armoires et coffrets de commande industriels. Il met en évidence leur principe, leurs zones d'application, les groupes de gaz concernés, leurs applications typiques, leurs avantages et inconvénients, ainsi que les principales recommandations de conception et d'inspection, offrant ainsi aux ingénieurs un outil de référence rapide et détaillé.
Type de protection | Marquage / Abréviation | Principe de fonctionnement | Zones concernées | Groupe Gaz/Poussières | Applications typiques | Avantages / Inconvénients | Notes importantes concernant la conception et l'inspection |
ignifugé | Ex d | Contient un dispositif anti-explosion interne ; le boîtier résiste à la pression et refroidit la flamme pour éviter toute inflammation externe. | Zone 1 (également Zone 2 pour certains appareils) | Gaz : IIA / IIB / IIC | Moteurs, bornes de moteurs, boîtes de jonction, grands panneaux de commande | Avantages : Permet l'utilisation d'appareils à forte puissance ; technologie éprouvée ; réparable. Inconvénients : Lourd, coûteux, nécessite une grande précision d'usinage . | Le matériau du boîtier doit être solide (fonte, aluminium, acier). Les joints antidéflagrants doivent respecter les tolérances géométriques. Toutes les ouvertures (câbles, puits) doivent rester intactes. Vérifier la présence de corrosion, d'usure des joints et de revêtement de surface. |
Sécurité accrue | Exe | Prévient les étincelles ou la chaleur excessive grâce à une conception améliorée : espaces plus larges, isolation renforcée, montage stable. | Zone 1 / 2 | Gaz : IIA / IIB / IIC (selon la conception) | Borniers, boîtes de jonction, relais, petits instruments de mesure | Avantages : Coût et poids inférieurs à ceux de l'Ex d ; permet une certaine complexité. Inconvénients : Ne supporte pas les pannes internes graves ; dépend de la conception et du contrôle des composants. | Éviter tout arc électrique ou étincelle ; isolation renforcée ; maintenir les distances de fuite et de dégagement. Inspectez les fixations, les bornes et l'intégrité des composants. |
sécurité intrinsèque | Ex i ( ia / ib / ic ) | Limite l'énergie dans le circuit afin qu'elle ne puisse pas enflammer le gaz, même en cas de défaut ; utilise des barrières ou des isolateurs. | Zone 0 / 1 / 2 ( ia pour Zone 0/20, ib pour Zone 1, ic pour Zone 2) | Gaz : IIA / IIB / IIC | Capteurs, transmetteurs, circuits d'instrumentation, signalisation basse consommation | Avantages : Sûr dans les zones à haut risque (zone 0/20) ; faibles besoins en énergie ; convient aux circuits de signalisation. Inconvénients : Ne peut pas alimenter les appareils à forte consommation ; câblage et maintenance rigoureux ; conception de haute précision requise. | Utiliser des barrières de sécurité intrinsèques ; limiter la tension, le courant, la puissance, la capacité, l’inductance. Vérifiez la conception du câble, du terminal et du circuit. Inspectez les barrières, étiquetez les circuits, évitez les composants non homologués. |
pressurisation | Ex p ( px , py , pz ) | Maintient une pression interne supérieure à la pression externe ; empêche la pénétration de gaz dangereux ; permet l'insertion de dispositifs non intrinsèquement sûrs. | Zone 1 / 2 | Gaz : tous les groupes (en fonction du contrôle interne et du débit d'air) | Panneaux de commande, armoires d'instrumentation avec composants non Ex | Avantages : Peut accueillir des équipements standard ou des appareils haute puissance ; conception flexible. Inconvénients : Nécessite une alimentation en air continue, une surveillance et des systèmes de sécurité intégrés ; coût d'exploitation plus élevé. | Une pressurisation continue est requise ; inclure des alarmes de pression et des dispositifs de sécurité ; le flux d'air doit empêcher toute entrée de gaz. Inspectez les régulateurs, les filtres, les alarmes et les systèmes d'intervention d'urgence. |
Encapsulation | Ex m (ma / mb) | Enrobe les composants électriques dans une résine ou un matériau incombustible ; empêche les étincelles ou les surfaces chaudes d'enflammer les gaz externes. | Zone 1 / 2 | Gaz : IIB / IIC ( dépend du matériau) | Relais, bornes, petits transformateurs, modules de capteurs | Avantages : Construction simple, efficace pour les petits appareils ; empêche la pénétration de poussière. Inconvénients : Réparation difficile voire impossible ; mauvaise dissipation de la chaleur ; ne convient pas aux équipements de forte puissance. | Le matériau doit être ignifugé, non fissurable et thermiquement stable ; tenir compte de la dissipation thermique. Vérifier l'absence de fissures, de délamination ou de vieillissement. |
Points clés pour les ingénieurs
Les solutions hybrides sont courantes :
Un seul boîtier peut combiner Ex d, Ex i et Ex p pour différents circuits : par exemple, circuits d'alimentation antidéflagrants, circuits de signal à sécurité intrinsèque et boîtier incluant la pressurisation.
Exemple : Ex db ec ic nC IIC T4 Gc — plusieurs concepts de protection dans une seule étiquette.
La zone détermine la sélection :
Zone 0 / 20: sécurité intrinsèque (ia/ib) presque toujours
Zone 1 / 21: ignifuge, sécurité accrue, pressurisation ou encapsulation
Zone 2 / 22: une protection de niveau inférieur est possible, notamment Ex ic ou Ex e
La conception doit correspondre aux capacités des composants :
Appareils haute puissance → antidéflagrants ou pressurisés
Circuits de signalisation → sécurité intrinsèque
Petits modules → encapsulation
Inspection et entretien :
S'assurer que tous les principes de protection sont respectés après l'installation
Inspecter la corrosion, les dommages mécaniques et la dégradation thermique.
Vérifier l'intégrité des joints, des garnitures d'étanchéité, des barrières et des systèmes de pressurisation.
✅ Ce tableau sert de fiche récapitulative complète aux ingénieurs et techniciens pour identifier et comparer rapidement les types de protection Ex d, e, i, p et m dans les panneaux de contrôle des zones dangereuses.
Protection antidéflagrante (Ex d / db)
Principe de fonctionnement
La protection antidéflagrante, marquée Ex d (ou db pour EPL gaz), est l'une des méthodes antidéflagrantes les plus répandues pour les enceintes de zones dangereuses. Le principe est simple mais robuste :
Toute explosion survenant à l'intérieur de l'enceinte doit être contenue.
L'enceinte doit résister à la pression interne générée par l'explosion.
Les joints de précision entre le corps et le couvercle de l'enceinte, appelés chemins de flamme, refroidissent et éteignent les flammes avant qu'elles ne s'échappent.
Ainsi, même en cas d'inflammation de gaz ou de vapeurs combustibles à l'intérieur, l'atmosphère extérieure reste sûre.
Les boîtiers antidéflagrants sont idéaux pour la zone 1, parfois la zone 2, et conviennent aux équipements à haute énergie ou à haute puissance qui ne peuvent pas être protégés par la seule sécurité intrinsèque.
Considérations clés en matière de conception et de fabrication
Matériau de l'enveloppe
Généralement en fonte, en alliage d'aluminium ou en plaques d'acier épaisses.
Le matériau doit présenter une résistance à la traction élevée pour résister à la pression interne d'une explosion.
Joints ignifugés
Comprend des modèles à rainure et languette, à gradins ou dentelés.
Les tolérances d'écartement sont strictement définies par la norme IEC 60079-1.
L'état de surface et la protection contre la corrosion sont essentiels : la rouille ou l'usure peuvent compromettre le passage de la flamme.
Ouvertures et pénétrations
Les entrées de câbles, les puits, les fenêtres et les orifices de ventilation doivent être conçus comme étant ignifugés ou utiliser des accessoires certifiés Ex d.
Les entrées filetées nécessitent souvent des presse-étoupes Ex d pour maintenir leur intégrité.
Composants internes
Les entrées filetées nécessitent souvent des presse-étoupes Ex d pour maintenir leur intégrité.
Températures de surface maximales inférieures à la limite de classe T
Aucune étincelle ni arc électrique dépassant les limites d'énergie
Une disposition et une séparation adéquates des composants minimisent le risque de propagation interne du flash.
Traitement de surface et protection contre la corrosion
La corrosion ou les dommages de surface peuvent modifier les tolérances d'écartement.
Il est recommandé d'appliquer un revêtement en poudre, une peinture ou une passivation chimique.
Un contrôle régulier garantit la pérennité de la protection.
Zones et groupes de gaz concernés
Zones : Zone 1 (primaire), Zone 2 (secondaire)
Groupes de gaz : IIA, IIB, IIC
Le composé IIC comprend l'hydrogène et l'acétylène, les gaz les plus inflammables.
Convient aux équipements électriques de moyenne et haute puissance tels que les moteurs, les contacteurs, les appareillages de commutation et les grands panneaux de commande.
Avantages et inconvénients
Avantages | Inconvénients |
Permet l'utilisation de composants industriels standard | Enceinte lourde et encombrante |
Mûr, largement utilisé et compris | Coût de fabrication élevé |
Peut gérer des circuits de haute puissance | Exige une grande précision d'usinage et d'assemblage |
Relativement facile à entretenir et à inspecter | L'inspection est plus complexe que l'Ex e ou l'Ex i |
Directives d'inspection et d'entretien
Inspection mécanique
Vérifier la géométrie et les tolérances du chemin de flamme.
Inspectez les boulons, les joints et les surfaces d'étanchéité du couvercle.
Contrôles de corrosion et de surface
Vérifiez que la peinture ou le revêtement est intact.
Vérifiez qu'aucune trace de rouille ou d'usure ne compromette le boîtier.
Essais de pression et d'explosion
Réalisé en usine ou en laboratoire certifié.
Comprend des tests de pression interne pour simuler une explosion interne.
Maintenance régulière sur site
Vérifiez que les fixations ne sont pas desserrées et que les presse-étoupes ne sont pas endommagés.
Vérifier la présence d'impacts ou de déformations susceptibles d'affecter la trajectoire de la flamme.
Applications typiques
Moteurs et boîtes à bornes de moteurs
Boîtes de jonction et tableaux de distribution
Grandes armoires de commande contenant des contacteurs ou disjoncteurs de forte puissance
Armoires d'instrumentation dans les zones 1 des usines pétrolières et gazières, chimiques et pétrochimiques
Chez Weimiao, nos ingénieurs sont spécialisés dans la conception d'armoires Ex d pour les panneaux de commande complexes, garantissant :
Conception correcte du chemin de flamme et tolérances d'assemblage
Agencement interne optimisé
Conformité aux normes IEC 60079-1 et ATEX
Installation et maintenance simplifiées pour les clients internationaux
L’expérience de Weimiao garantit que chaque enceinte antidéflagrante répond aux exigences de sécurité et d’exploitation, même dans les environnements dangereux les plus exigeants.
Protection accrue en matière de sécurité (Ex e / eb)
Principe de fonctionnement
La sécurité accrue, indiquée par la mention Ex e (ou eb sur certains anciens étiquetages), est conçue pour éliminer ou réduire les risques d'étincelles ou de chaleur excessive susceptibles d'enflammer des atmosphères explosives. Contrairement aux matériaux antidéflagrants (Ex d) qui contiennent l'explosion, les matériaux Ex e empêchent l'inflammation avant qu'elle ne se produise grâce à une conception optimisée des composants électriques et des boîtiers.
Aucun arc électrique, aucune étincelle, ni aucune surface chaude dépassant la température maximale admissible ne sont autorisés.
Les mesures de protection comprennent :
Isolation améliorée
Distances de fuite et d'isolement accrues
Fixation rigide des composants
Éviter les pièces conductrices non fixées et l'accumulation de poussière métallique
Ex e est idéal pour la zone 1, où des risques d'inflammation sont présents mais où le confinement interne des explosions peut ne pas être nécessaire.
Considérations clés en matière de conception et de fabrication
Sélection des composants
Seuls les appareils certifiés ou adaptés à la norme Ex e peuvent être utilisés.
De nombreux interrupteurs, relais et contacteurs standard nécessitent un traitement spécial ou un renforcement.
L'utilisation de matériaux stables à haute résistance est privilégiée afin de réduire les risques d'étincelles.
Isolation et fuite
Épaisseur et matériaux d'isolation améliorés.
La ligne de fuite (distance de fuite le long du matériau isolant) et l'isolement (distance dans l'air) doivent être supérieurs aux exigences minimales de la norme IEC 60079-7.
Ceci empêche le cheminement de courant en surface ou le contournement qui pourraient enflammer le gaz.
Stabilité de montage et mécanique
Les composants doivent être solidement fixés afin d'éviter tout mouvement, vibration ou desserrage susceptible de générer des étincelles.
Les vis, les bornes et les connecteurs nécessitent des mesures anti-vibrations et un contrôle du couple.
Contrôle de la température
La conception garantit que les températures de surface restent inférieures à la classe T assignée (T1–T6).
L’échauffement des composants dû au flux de courant, aux conditions ambiantes et à l’accumulation thermique est soigneusement évalué.
Câblage et terminaison
Des dispositifs anti-traction et des connexions de bornes appropriés empêchent les étincelles provenant de fils desserrés.
Les câbles entrant dans l'enceinte doivent maintenir l'intégrité Ex e avec des presse-étoupes ou des méthodes d'étanchéité appropriées.
Zones et groupes de gaz concernés
Zones : Zone 1 (primaire), Zone 2 (secondaire)
Groupes de gaz : IIA, IIB, IIC (selon la conception et la puissance nominale des composants)
Convient aux applications où les dispositifs à haute puissance ou générateurs d'étincelles sont peu nombreux, mais où la sécurité doit empêcher l'inflammation.
Avantages et inconvénients
Avantages | Inconvénients |
Plus léger et moins cher que l'ignifugé (Ex d) | Ne peut contenir une explosion interne ; repose sur une conception et un assemblage corrects. |
Convient aux zones à risque modéré (zone 1/2) | La vérification dépend de la qualité des composants et de la construction. |
Installation et maintenance simplifiées | Limité aux dispositifs de faible à moyenne puissance par rapport à Ex d |
Réduit les risques de surfaces chaudes et d'étincelles | Ne convient pas aux circuits à très haute énergie |
Directives d'inspection et d'entretien
Inspection visuelle
Vérifiez qu'aucune pièce détachée ou modification non approuvée n'est présente.
Assurez-vous que les bornes, les vis et les composants sont bien fixés.
Vérification électrique
Vérifier la résistance d'isolement et les distances de fuite.
Mesurer les températures de fonctionnement pour confirmer qu'elles sont inférieures aux limites de la classe T.
Intégrité des composants
Vérifiez que les relais, contacteurs ou autres dispositifs de type Ex e fonctionnent et ne sont pas endommagés.
Remplacer les composants arrivant en fin de vie afin de maintenir une marge de sécurité.
Câblage
Vérifiez que les presse-étoupes, les points d'entrée et les bornes des câbles sont correctement connectés et que le dispositif anti-traction est bien en place.
Évitez les épissures non approuvées ou les conducteurs non protégés à l'intérieur de l'enceinte.
Applications typiques
Boîtes de jonction et terminaux dans les usines de gaz ou de produits chimiques industriels
Supports de relais, petits panneaux de commande et coffrets d'instruments
Tableaux de distribution où le confinement antidéflagrant n'est ni possible ni nécessaire
Coffrets secondaires pour circuits de signalisation ou de faible puissance
Chez Weimiao, nos ingénieurs appliquent les principes de l'Ex e pour concevoir des boîtiers qui :
Éliminer les points d'inflammation potentiels
Optimisation de l'agencement des composants pour une meilleure dissipation thermique
Conformité à la norme IEC 60079-7
Fourniture de solutions fiables et faciles à entretenir pour une clientèle internationale
Cela garantit la sécurité sans le poids ni le coût supplémentaires des enceintes Ex d, tout en respectant les exigences strictes des zones dangereuses.
Protection intrinsèque (Ex i / ia / ib / ic)
Principe de fonctionnement
La sécurité intrinsèque (SI), marquée Ex i (avec les sous-catégories ia, ib, ic), est une méthode de protection qui limite l'énergie électrique dans un circuit de sorte que même en cas de défaut, elle ne puisse pas enflammer une atmosphère explosive.
Les limites énergétiques s'appliquent à la tension, au courant, à la puissance et à l'énergie stockée dans les condensateurs ou les inductances.
L'idée principale : au lieu de contenir ou d'empêcher le gaz explosif de s'enflammer, le circuit lui-même est intrinsèquement ininflammable.
Nécessite l'installation de barrières ou d'isolateurs dans les zones sûres afin d'empêcher l'énergie dangereuse d'atteindre les dispositifs de la zone 0/1.
La sécurité intrinsèque est le seul type de protection adapté à une exposition continue en zone 0 (risque le plus élevé).
Types de sécurité intrinsèque
Type | Applicabilité de la zone | Caractéristiques clés |
ia | Zone 0, 1, 2 | Niveau le plus élevé ; conception à triple tolérance aux pannes ; sûr même en cas de pannes simultanées |
ib | Zone 1, 2 | Niveau intermédiaire ; protège contre les défauts simples |
ic | Zone 2 | Niveau le plus bas ; convient uniquement aux zones les moins dangereuses |
Considérations clés en matière de conception et de fabrication
Limite énergétique
La tension maximale (Vmax), le courant (Imax) et la puissance (Pmax) sont calculés avec précision pour chaque circuit.
L'énergie stockée dans les condensateurs (C) et les inducteurs (L) est limitée pour éviter les étincelles.
Utilisation de barrières et d'isolateurs
Des barrières ou isolateurs de sécurité intrinsèque sont installés dans les zones non dangereuses afin de limiter l'énergie pénétrant dans les zones dangereuses.
Les barrières peuvent être des diodes Zener, des résistances ou des convertisseurs isolants, selon la conception du circuit.
Séparation des circuits
Les circuits IS doivent être physiquement séparés des circuits non-IS afin d'éviter tout transfert d'énergie accidentel.
Toute interconnexion entre les composants IS et non-IS est strictement interdite.
Considérations relatives au câblage
Seuls les câbles certifiés IS peuvent être utilisés dans les zones 0/1.
Les terminaisons et les épissures doivent préserver l'intégrité de la conception à énergie limitée.
Sélection des composants
Les capteurs, transmetteurs et actionneurs doivent être certifiés IS.
Aucun composant situé dans la zone dangereuse ne doit stocker d'énergie au-delà de la limite autorisée.
Calculs et vérification
Les ingénieurs effectuent des calculs énergétiques pour tous les modes de défaillance : court-circuit, circuit ouvert ou panne de composant.
Les paramètres vérifiés sont les suivants :
Imax – Courant maximale
Vmax – Tension maximale
Pmax – Puissance maximale
C – Capacité maximale
L – Inductance maximale
Zones et groupes de gaz concernés
Zones:
Zone 0: présence continue d'atmosphère explosive
Zone 1: présence occasionnelle
Zone 2: présence rare ou de courte durée
Groupes de gaz : IIA, IIB, IIC (selon la puissance nominale du composant)
Particulièrement adapté aux instruments de faible puissance, aux capteurs et aux circuits de signaux dans les zones à très haut risque.
Avantages et inconvénients
Avantages | Inconvénients |
Peut être utilisé en zone 0, la zone à risque le plus élevé. | Ne peut pas gérer directement des charges de forte puissance |
Niveau de sécurité élevé même en cas de défauts | Nécessite une conception soignée et une installation professionnelle |
Autorise l'utilisation d'équipements industriels standard dans des zones sécurisées | Les erreurs de maintenance (mélange de circuits non IS) peuvent compromettre la sécurité |
Les circuits à basse énergie réduisent le risque d'explosion | Des calculs complexes et une sélection de barrières sont nécessaires. |
Directives d'inspection et d'entretien
Vérification des barrières et des isolateurs
Vérifiez les caractéristiques techniques et effectuez une installation correcte dans les zones non dangereuses.
Assurez-vous que les paramètres de la barrière correspondent à la conception du circuit (Vmax, Imax, Pmax).
Intégrité du circuit
Inspectez les câbles, les terminaisons et les connecteurs pour détecter tout dommage.
Vérifiez qu'aucun circuit non IS ne pénètre dans les zones dangereuses.
Conformité des composants
Seuls les capteurs et appareils certifiés IS sont autorisés dans la zone 0/1.
Remplacez tout composant présentant des signes d'usure ou dépassant les limites d'énergie.
Étiquetage et documentation
Indiquez clairement les circuits SI et les zones dangereuses.
Conserver à jour les schémas de câblage et les certifications pour inspection.
Applications typiques
Détecteurs de gaz et capteurs chimiques dans les zones 0
Instruments de terrain et transmetteurs dans les usines pétrochimiques
Circuits de signalisation et de commande basse consommation dans les industries pétrolière et gazière, chimique et pharmaceutique
Dispositifs de mesure et de surveillance à distance avec connexion aux équipements de zone sécurisée
Chez Weimiao, nos ingénieurs conçoivent des systèmes Ex i pour :
Limiter précisément l'énergie du circuit pour les applications de zone 0/1
Choisir et agencer correctement les barrières
Intégrer la signalisation SI aux systèmes de contrôle des zones non dangereuses
Garantir la pleine conformité à la norme CEI 60079-11 pour les clients internationaux
Cela permet aux ingénieurs de déployer en toute sécurité des instruments de haute précision dans les zones les plus dangereuses tout en maintenant la flexibilité opérationnelle et la conformité.
Protection contre la pressurisation (Ex p / px / py / pz)
Principe de fonctionnement
La protection par pressurisation, marquée Ex p, fonctionne en maintenant l'intérieur d'une enceinte à une pression supérieure à celle de l'atmosphère explosive environnante. Ceci crée un flux d'air pur vers l'extérieur, empêchant ainsi les gaz explosifs ou les poussières de pénétrer dans l'enceinte.
L'enceinte elle-même n'a pas besoin d'être intrinsèquement antidéflagrante, car l'atmosphère explosive est physiquement empêchée d'y pénétrer.
Des variantes telles que px, py, pz spécifient des exigences supplémentaires en matière de fiabilité, de redondance et de conception à sécurité intégrée de l'alimentation en air.
Principe clé : « pression positive = barrière protectrice ». Le système repose sur une surveillance continue de la pression interne et du débit d’air.
Sous-types de pressurisation
Type | Description | Utilisation typique |
p | pressurisation de base | Petits panneaux de commande avec flux d'air continu |
px | Haute sécurité, protégée contre les défauts uniques | Grands boîtiers ou instruments critiques |
py | Maintient la protection lors de certaines défaillances | Systèmes à risque moyen nécessitant une redondance |
pz | Protection maximale, tolérance aux pannes multiples | Installations complexes ou de grande valeur |
Considérations clés en matière de conception et de fabrication
Système d'alimentation en air
Il faut fournir de l'air filtré et propre ou un gaz inerte pour maintenir une pression positive.
Le débit et la pression d'air doivent être conformes à la norme IEC 60079-2.
Comprend des pressostats ou des capteurs pour détecter les pertes de pression.
Mécanismes de sécurité intégrés
Une perte de pression déclenche un arrêt automatique, des alarmes ou un passage en mode sans échec.
Une alimentation en air redondante peut être nécessaire pour les systèmes px, py ou pz.
Conception de l'enceinte
Même si les composants internes ne sont pas antidéflagrants, le boîtier doit :
Prévenir les fuites
Résiste à une légère surpression interne.
Permet une circulation d'air adéquate sans recirculation des gaz dangereux.
Qualité et filtration de l'air
Les filtres empêchent la pénétration de poussière ou de contaminants susceptibles de compromettre la pression positive.
Le gaz ou l'air doivent rester secs pour éviter la condensation sur les appareils électroniques.
Contrôle de la température
La pressurisation peut affecter le refroidissement interne ; les concepteurs doivent assurer une dissipation thermique adéquate pour les composants électriques.
Surveillance et maintenance
Les capteurs de pression, les alarmes et les débitmètres doivent être vérifiés régulièrement.
Un étalonnage et une inspection périodiques du système d'alimentation en air sont essentiels.
Zones et groupes de gaz concernés
Zones: Zone 1 (primaire) et Zone 2 (secondaire)
Groupes de gaz : Tous les groupes de gaz industriels (IIA, IIB, IIC) selon la conception du système
Particulièrement utile lorsque des appareils de forte puissance ou sensibles ne peuvent pas être placés dans des boîtiers Ex d.
Avantages et inconvénients
Avantages | Inconvénients |
Autorise l'utilisation de composants non antidéflagrants dans les zones dangereuses | Nécessite une alimentation en air et une surveillance continues. |
Peut gérer de grands panneaux de commande ou des instruments de mesure sensibles. | Coûts d'exploitation plus élevés dus à l'approvisionnement en gaz/air |
Maintenance plus facile comparée aux versions Ex d ou Ex m | En cas de perte de pression, la sécurité repose sur l'arrêt automatique. |
Réduit la complexité de conception des composants internes | Nécessite une installation soignée, une conception optimisée du flux d'air et un boîtier étanche. |
Directives d'inspection et d'entretien
Système d'alimentation en air
Vérifiez la source d'air/de gaz, les filtres, les vannes et les régulateurs de pression.
Vérifiez que les alarmes et les déclencheurs d'arrêt fonctionnent correctement.
Intégrité de l'enceinte
Inspectez les joints, les garnitures et les raccords de panneaux pour éviter les fuites.
Test de pression positive soutenue en conditions opérationnelles.
Dispositifs de surveillance
Calibrer périodiquement les capteurs de pression et les débitmètres.
Vérifiez le bon fonctionnement des circuits d'alarme, des indicateurs et des interverrouillages du système.
Vérification opérationnelle
Simuler une interruption du flux d'air pour garantir une réponse à toute épreuve.
Inspection et contrôle des documents dans le cadre des audits de conformité.
Applications typiques
Armoires et panneaux de commande d'automates programmables contenant des équipements non classés Ex dans les zones 1
Armoires d'instrumentation dans les usines chimiques, les raffineries de pétrole et de gaz ou les plateformes offshore
Équipements de surveillance critiques nécessitant un fonctionnement continu sans enceinte Ex d complète
Grands écrans, appareils de mesure ou serveurs en zones dangereuses
Chez Weimiao, nos ingénieurs conçoivent des enceintes pressurisées Ex p en :
Sélection de l'alimentation en air et du contrôle de pression appropriés
Intégration de systèmes d'alarme et de secours à sécurité intégrée
Garantie de conformité à la norme IEC 60079-2 et aux normes internationales
Permettre aux clients d'utiliser en toute sécurité des appareils sensibles ou de forte puissance en zones 1 et 2
Cela garantit à la fois la sécurité et la flexibilité opérationnelle, notamment pour les panneaux de commande grands ou complexes où d'autres types de protection peuvent s'avérer impraticables.
Protection par encapsulation/moulage (Ex m / ma / mb)
Principe de fonctionnement
L'encapsulation, désignée par Ex m, protège les composants électriques en les intégrant complètement dans un matériau solide et incombustible, généralement de la résine époxy, du polyuréthane ou du silicone.
L'encapsulant empêche les étincelles, les arcs électriques ou les éléments à haute température d'entrer en contact avec des gaz ou des poussières explosives.
L'énergie est contenue dans la résine et l'inflammation ne peut se propager hors du module encapsulé.
Contrairement aux normes Ex d ou Ex p, l'enveloppe elle-même n'a pas besoin de résister à la pression ; la protection est assurée directement sur le composant.
Les variantes incluent :
Taper | Applicabilité de la zone | Description |
ma | Zone 0/20 | Niveau le plus élevé ; triple encapsulation tolérante aux pannes pour une exposition continue |
mb | Zone 1/21 | Niveau intermédiaire ; convient à une exposition occasionnelle |
Considérations clés en matière de conception et de fabrication
Matériau d'encapsulation
Doit être incombustible, résistant à la chaleur et mécaniquement stable.
Résister à la fissuration, au retrait et au vieillissement en conditions d'utilisation.
La conductivité thermique doit permettre une dissipation thermique adéquate des composants intégrés.
Préparation des composants
Tous les composants doivent être propres, secs et correctement fixés avant le moulage.
Évitez les vides ou les poches d'air à l'intérieur de la résine afin de maintenir une protection uniforme.
Gestion thermique
Calculer l'élévation de température des dispositifs encapsulés ; la résine peut piéger la chaleur.
Utilisez des matériaux de remplissage conducteurs de chaleur ou concevez pour un refroidissement passif si nécessaire.
Considérations mécaniques
Les modules encapsulés ne peuvent pas être facilement réparés ; toute panne nécessite généralement un remplacement complet.
Le montage doit tenir compte des vibrations et de la dilatation thermique.
Exigences spécifiques à la zone
L'encapsulation ma pour la zone 0 nécessite une triple tolérance aux pannes, assurant une protection même dans les pires conditions.
Le mb pour la zone 1 permet un encapsulage plus simple, tout en empêchant l'inflammation en cas de défauts uniques.
Zones et groupes de gaz concernés
Zones:
Zone 0/20: danger continu → ma
Zone 1/21: danger occasionnel → mb
Groupes gaz/poussières :
IIB/IIC pour les gaz, IIIC pour les poussières conductrices (en fonction des propriétés de la résine)
L'encapsulation est particulièrement efficace pour les petits modules électroniques ou les modules sensibles qui ne peuvent pas être logés dans des boîtiers Ex d lourds.
Avantages et inconvénients
Avantages | Inconvénients |
Solution simple et compacte pour les petits composants | Ne convient pas aux équipements de grande taille ou de forte puissance. |
Rentable pour les appareils modulaires | Les composants encapsulés ne peuvent pas être réparés facilement. |
Empêche les étincelles, les arcs électriques et la propagation de la chaleur | La gestion thermique peut s'avérer complexe. |
Efficace pour la protection contre la pénétration de poussière | Ajoute du poids et du volume en fonction de la résine |
Peut être combiné avec d'autres types de protection (solutions hybrides) | Nécessite une fabrication précise pour éviter les vides ou les défauts |
Directives d'inspection et d'entretien
Inspection visuelle
Vérifiez la présence de fissures, de délamination ou de décoloration dans la résine.
Inspectez les points de fixation pour détecter toute contrainte mécanique ou dommage dû aux vibrations.
Surveillance thermique
Mesurer la température de fonctionnement des modules en service pour s'assurer qu'elle reste inférieure aux limites de la résine ou des composants.
Tests électriques
Vérifier l'intégrité et la continuité de l'isolation après encapsulation.
Pour les modules critiques, effectuez des tests de rigidité diélectrique et de courant de fuite.
Stratégie de remplacement
Préparez-vous à un remplacement du module plutôt qu'à une réparation ; les modules encapsulés ne sont généralement pas réparables.
Applications typiques
Petits relais, borniers, transformateurs et capteurs électroniques en zones dangereuses
Modules dans les armoires électriques, notamment lorsque des composants non antidéflagrants doivent être utilisés en toute sécurité.
Circuits de surveillance des batteries au lithium, modules de conditionnement du signal et interfaces de communication.
Chez Weimiao, notre équipe propose des solutions d'encapsulation Ex m qui :
Sélectionner une résine et des procédés de durcissement de haute qualité pour une stabilité thermique et mécanique
Garantir la conformité à la norme IEC 60079-18 et aux normes internationales.
Intégrer les modules encapsulés dans des panneaux hybrides Ex combinant Ex d, Ex i et Ex p.
Optimiser la gestion thermique et l'encombrement pour une conception d'armoire compacte.
Cela permet aux clients d'utiliser en toute sécurité des composants sensibles ou non classés Ex dans des zones dangereuses sans compromettre la conformité ni la sécurité.
Comment évaluer si le marquage EX d'un client est correct
Lors de la manipulation d'équipements antidéflagrants, les ingénieurs doivent s'assurer que tous les marquages Ex sont exacts et conformes. Des marquages incorrects peuvent entraîner des installations non sécuritaires, des infractions réglementaires ou des défaillances d'équipement en zones dangereuses.
Étape 1 : Vérifier chaque segment du marquage Ex
Un marquage Ex typique peut ressembler à ceci : Ex db ec ic nC IIC T4 Gc
Pour vérifier l'exactitude :
Ex – Doit toujours être présent ; indique la conformité aux normes de la série IEC 60079.
Types de protection – Assurez-vous que chaque lettre/code correspond à la méthode de protection utilisée (d, e, i, p, m, nC, etc.) et est classé par ordre alphabétique conformément à la norme IEC 60079-0.
Groupe d'équipement – Indiquez clairement s'il s'agit du groupe I (mines), II (gaz industriels) ou III (poussières).
Groupe de gaz/poussières – Doit correspondre à l'équipement et au risque attendu. Par exemple : IIC pour l'hydrogène/acétylène ; IIIC pour les poussières conductrices.
Classe de température – Vérifiez que la température maximale de surface est compatible avec les substances inflammables présentes dans l'environnement (T1 à T6 ou valeurs en °C).
Niveau de protection de l'équipement (EPL) – Assurez-vous que l'EPL (Ga, Gb, Gc, Da, Db, Dc) correspond à la classification de zone prévue.
Étape 2 : Identifier les pièces manquantes ou incohérentes
Les erreurs courantes comprennent :
Groupe de gaz manquant : par exemple, mention « Ex db T4 Gc » uniquement, sans précision IIA/IIB/IIC
Classe de température manquante : risque d'exposition dangereuse des équipements.
Concepts de protection contradictoires : par exemple, marquage Ex d et Ex i sur le même circuit sans séparation adéquate.
Incompatibilité entre EPL et zone : EPL Gb (zone 1) utilisé pour une zone 0.
Étape 3 : Vérification par rapport à la zone et à l’application
Classification des zones de correspondance : Assurez-vous que le marquage correspond à la zone dangereuse prévue (0/1/2 ou 20/21/22).
Vérification des composants : Confirmez que les composants et circuits internes correspondent aux types de protection répertoriés.
Circuits Ex i : tous les câblages et dispositifs doivent être intrinsèquement sûrs
Armoires Ex p : système de pression positive opérationnel
Modules Ex m : encapsulation correctement appliquée
Étape 4 : Normes de référence et certification
Vérifiez le marquage par rapport aux normes IEC 60079 :
CEI 60079-0 (Exigences générales)
CEI 60079-1 (Antidéflagrant)
CEI 60079-7 (Sécurité accrue)
CEI 60079-11 (Sécurité intrinsèque)
CEI 60079-2 (Pressurisation)
CEI 60079-18 (Encapsulation)
Assurez-vous que l'organisme de certification (par exemple, un laboratoire accrédité CNAS) valide le marquage.
Vérifiez que le marquage correspond exactement au certificat ; toute divergence constitue un problème de conformité.
Étape 5 : Conseils pratiques de vérification
Utilisez une liste de contrôle pour chaque segment de notation.
Comparer avec les schémas de la zone dangereuse pour confirmer la conformité EPL et la zone.
Vérifier l'étiquetage interne : chaque composant Ex i ou Ex d doit porter sa propre marque de certification, le cas échéant.
Documenter les constatations : inclure les photos, les certificats et les notes d'inspection pour les audits.
Avantages d'une évaluation appropriée
Prévient les installations dangereuses susceptibles de provoquer des incendies ou des explosions.
Garantit la conformité aux normes internationales (IECEx, ATEX, NEC)
Minimise les risques de dommages matériels et d'arrêts de production
Renforce la confiance des clients et témoigne de l'engagement de Weimiao en matière de sécurité et de qualité
Erreurs courantes en ingénierie
Même les ingénieurs expérimentés peuvent commettre des erreurs lors de la conception, de la spécification ou de l'installation d'équipements antidéflagrants. Ces erreurs proviennent souvent d'une mauvaise interprétation des marquages, des types de protection ou des limites d'application. Les identifier au plus tôt permet de prévenir les risques pour la sécurité, les problèmes de conformité réglementaire et les reprises coûteuses.
1. Confusion entre la classification IP et la classification Ex
Indice de protection (IP) : indique la protection contre la pénétration de poussière et d’eau. Par exemple, IP65 signifie « étanche à la poussière et protégé contre les jets d’eau ».
Ex (Antidéflagrant) : Indique une protection contre l'inflammation dans des atmosphères dangereuses (gaz/poussière) grâce à des méthodes de protection spécifiques (d, e, i, p, m).
Erreur : supposer qu’un indice de protection IP élevé signifie automatiquement que l’équipement est sûr pour les zones explosives.
Solution : Toujours vérifier les indices de protection IP et Ex. Le marquage Ex indique l’aptitude à être utilisé en zones dangereuses ; l’indice IP assure la protection de l’environnement, mais ne garantit pas la sécurité contre les explosions.
2. Confusion entre la classe de température (classe T) et la température ambiante
Classe T (T1–T6) : Température de surface maximale que l'équipement peut atteindre sans enflammer les gaz ou la poussière environnants.
Température ambiante : La température ambiante dans laquelle l'équipement fonctionne.
Erreur : Choisir un équipement de classe T6 en raison d'une température ambiante élevée, sans vérifier si les composants internes génèrent une chaleur susceptible de dépasser les limites de la classe T.
Solution : Prendre en compte à la fois les limites de la classe T et l'élévation de température réelle du composant. Par exemple, la classe T6 (85 °C max.) exige une conception rigoureuse des circuits internes afin de garantir que la température de surface ne dépasse pas 85 °C.
3. Oublier les traces de poussière
Les risques liés aux poussières nécessitent un marquage distinct (Ex t / IIIC / Txx°C) différent de celui des risques liés aux gaz.
Les poussières conductrices (IIIC) ou les poussières combustibles (IIIA, IIIB) ont des exigences de protection différentes.
Erreur : Installation d’équipements marqués uniquement pour les zones gaz (Ex d / Ex e) dans des zones contenant des poussières combustibles.
Solution : Contrôler les zones gaz et poussières. Utiliser un marquage combiné si nécessaire (par exemple, Ex tb ib mb IIIC T130°C Db) et vérifier la conformité aux normes EPL pour les poussières (Da/Db/Dc).
4. Utilisation d'équipements du groupe gazier de puissance inférieure dans des zones à risque plus élevé
Groupes de gaz : IIA < IIB < IIC (IIC = risque le plus élevé, par exemple, l'hydrogène, l'acétylène).
Erreur : Installer un équipement classé IIB dans une zone dangereuse IIC.
Conséquence : L'équipement peut enflammer le gaz, ce qui peut provoquer une explosion.
Solution : Choisissez toujours un équipement adapté au groupe de gaz le plus élevé présent dans la zone. Vérifiez le marquage et la certification.
5. Mélange incorrect des types de protection
La protection hybride est courante (par exemple, Ex db + Ex i + Ex p dans une seule armoire).
Erreur : Combiner les types de protection sans séparation adéquate ni vérification de la conception.
Solution : s’assurer que chaque méthode de protection est correctement appliquée à son circuit ou module spécifique. Par exemple :
Circuits de puissance → Ex d (antidéflagrant)
Circuits de signalisation → Ex i (sécurité intrinsèque)
Équipements non Ex à l'intérieur → Ex p (enceinte pressurisée)
6. Négliger la vérification EPL par rapport à la vérification de zone
Le niveau de protection des équipements (EPL) doit correspondre à la zone prévue :
Ga → Zone 0
Gb → Zone 1
Gc → Zone 2
Erreur : Utiliser un équipement de classe Gb en zone 0 ou Gc en zone 1.
Solution : Toujours faire correspondre l'EPL avec le schéma et la classification de la zone dangereuse.
7. Négliger les exigences en matière d'entretien et d'inspection
Même un équipement correctement dimensionné peut tomber en panne s'il n'est pas entretenu.
Erreurs courantes : corrosion des joints Ex d, connexions desserrées dans les boîtes Ex e, vieillissement de la résine dans les modules Ex m.
Solution : Mettre en place des inspections planifiées et une maintenance préventive, en documentant la conformité aux normes IEC 60079.
✅ Résumé : La plupart des erreurs d’ingénierie proviennent d’une mauvaise interprétation des marquages Ex, des groupes de gaz/poussières, de la classe T et de la liste des équipements de protection individuelle (EPL), ou du non-respect des règles de protection hybride. Chez Weimiao, nos ingénieurs vérifient systématiquement tous les marquages Ex, les affectations de zones et les méthodes de protection afin de garantir une conformité totale et une exploitation sûre en zones dangereuses.
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