ATEX voor drones & robots
Pieter van Breugel, Kiwa ExVision
[email protected] Paul van Norden, Kiwa Technology
[email protected]
Wie zijn wij? Pieter van Breugel, Directeur Kiwa ExVision, sinds juni 2014 NoBo voor ATEX 95 Paul van Norden, Sr. consultant safety, Kiwa Technology
Diensten Kiwa Technology Engineering
People
Organization
Safety studies
Safety studies
Safety studies
-
- Behavior - Skills - Culture
- Safety scan - Gap analysis - Audits
Gas installations (GMS Sii & Sbi)
Training
Improvement
-
-
- Management awareness - Asset & safety management systems - Procedures & practices
Process safety HazOp / SIL Bow-Tie / Lopa Incident Tripod-B ATEX
FAT / SAT Scios Design validation Inspections Advice
Awareness ATEX Gas installations Scios
Diensten Kiwa ExVision • ATEX Notified Body (94/9/EC) • IECEx Certification Body & Test Laboratorium • Partner met QPS: direct toegang tot Noord Amerika Wij werken aan een wereld zonder technische handelsbelemmeringen Wij faciliteren u met een klantvriendelijk en onafhankelijk expertise centrum Wij leveren wereldwijde markttoegang met korte doorlooptijden ONTZORGEN, DAT IS ONZE MISSIE
Inhoud • • • • • • • • •
Inleiding Regels rond drones Commerciële toepassing drones Ex zones bij robots en drones Voorbeelden gebruik in de industrie Mogelijke ontstekingsbronnen & beschermingswijzen Niet Ex drones en robots in Ex-zones? Certificatie proces Conclusies / Vragen / Discussie
Amateur / hobbyist YouTube DRONE filmpje: Domtoren Utrecht.
Wetgeving
Recreatief gebruik (NL) Vliegen met drones is toegestaan, • Mits goed zicht op drone, vliegtuig en luchtruim eromheen. • Mogelijk extra regels per gemeente / provincie • Maximaal gewicht 25 kilogram. Per 2 juli 2013 mag je niet: • vliegen boven bebouwing; • vliegen boven mensenmenigten; • vliegen boven auto(snel)weg en spoorlijnen; • vliegen binnen straal van 3 km van luchthavens; • hoger dan 300 meter; • ‘s nachts vliegen.
Zakelijk gebruik (NL) Drone wordt gebruikt voor het uitoefenen van beroep of functie. • Drone heeft een totale startmassa van maximaal 150 kg. • Drone heeft maximumsnelheid van 129,6 km/u (70 knopen). Vliegen met drones is niet toegestaan tenzij: • het bedrijf over een ontheffing beschikt. • Aanvullende eisen (bevoegdheid) •
Ontheffing kan worden aangevraagd bij de Inspectie Leefomgeving en Transport. Aan ontheffing zijn voorschriften en beperkingen verbonden. Meer informatie hierover: http://www.drones.nl/hoe-vraag-ik-een-zakelijke-vergunning-aan-voor-hetvliegen-met-een-drone/
Veranderingen in 2015
Commerciële toepassingen
Commerciële toepassingen
Commerciële toepassingen
EX-zones bij robots en drones Gebruikelijke zones bij chemie, oil & gas: • Zone 1 • Zone 2 Wat is technisch haalbaar voor robots & drones? • Robots: zone 2, 1? • Drones: zone 2, misschien zone 1?
Voorbeeld locatie voor robots Uitdagingen: • Trappen • Obstakels • Deuren • Gladde vloeren • Aflezen meters • ATEX zones
Testlocatie Total Argos Challenge 2014
Voorbeelden inspectiedrone
2009: Camclone T21 Unmanned Autonomous Vehicle UAV fitted with CSIRO guidance system (© CSIRO)
Voorbeelden inspectierobot
© www.robogasinspector.de
Welke ontstekingsbronnen? 1. Ontstekingsbronnen van ingekochte componenten 2. Typische ontstekingsbronnen bij • •
Robots Drones
Korte theorie voorwaarden aan ontstekingsbronnen Ex categorie apparaat
Toepasbaar in zone
Apparaat ontworpen volgens
Good Engineering Practice
Geen effectieve ontstekingsbronnen tijdens :
3 2
2 / 22
NORMAAL gebruik
1 / 21 2 / 22
Idem + TE VERWACHTEN STORINGEN
1
0 / 20 1 / 21 2 / 22
Idem + ZELDZAME STORINGEN Uit: NEN-EN 13463-1
Gevolg: beschermingswijzen Aanduiding
Norm
Bescherming bij mechanische apparaten
d
EN 13463-3
Drukvaste behuizing
c
EN 13463-5
Constructieve veiligheid
b
EN 13463-6
Bewaking van ontstekingsbronnen
k
EN 13463-8
Vloeistofvulling
Noot: geen uitputtende lijst
Twee essentiële begrippen beschermingswijze ‘b’ IPS (ignition prevention system) •
arrangement that converts signals from one or more sensors into an action, or indication, to prevent a potential ignition source becoming an effective ignition source
IPL (ignition prevention level) •
level assigned to the ignition prevention system characterized by its reliability Uit: NEN-EN 13463-6
Ontstekingsbronnen van enkele componenten • Motoren (hete oppervlakken, hete uitlaatgassen) • Elektronica (vonkvorming, hete opp.) • Lagers (hete oppervlakken) • •
Kogellager Glijlager
⇒ standaard aanpak bij de EX risicobeoordeling ⇒ toepassen juiste EX-categorie In principe mogelijk om deze componenten aan de eisen voor zone 1 of 2 te laten voldoen!
Typische ontstekingsbronnen bij robots • Mechanische vonken: • • •
Vonkvorming bij stoten Vonkvorming bij omvallen Vonkvorming bij naar beneden vallen
• Elektrische vonken: •
Kortsluiting bij naar beneden vallen
• Statische elektriciteit: •
Oplading door bewegende/schurende delen, waarna ontlading bij contact met geleidende delen
Welk beveiligingsniveau bij beschermingswijze ‘b’? Aanwezigheid van ontstekingsbronnen
Categorie 3 (zone 2)
Categorie 2 (zone 1)
Bij normaal bedrijf aanwezig
IPL 1
IPL 2
Alleen bij te verwachten storing
Niet relevant bij cat.3
IPL 1
Alleen bij zeldzame storing
Niet relevant bij cat.3
Niet relevant bij cat.2
IPL 1: detecteert een kritische parameter en schakelt ontstekingsbron uit of geeft een waarschuwing. IPL 2: detecteert een kritische parameter en schakelt ontstekingsbron uit. Eén enkele fout in het IPS mag niet leiden tot verlies van veiligheidsfunctie
Vonkvorming bij stoten Aanwezigheid van ontstekingsbronnen
Categorie 3 (zone 2)
Categorie 2 (zone 1)
Stel bij normaal bedrijf aanwezig
Ja → IPL 1
Ja → IPL 2
IPL 1: bijv. een snelheidsbegrenzingssysteem. IPL 2: bijv. een snelheidsbegrenzingssysteem. Met de eis dat één enkele fout in het IPS mag niet leiden tot verlies van veiligheidsfunctie. Is ‘gladde weg door olie’ één enkele fout? Welke extra maatregel?
Vonkvorming bij omvallen / naar beneden vallen Aanwezigheid van ontstekingsbronnen
Categorie 3 (zone 2)
Categorie 2 (zone 1)
Stel alleen bij te verwachten storing (bijv. ook bedieningsfout)
Ja → geen extra maatregelen
Ja → IPL 1
IPL 1: bijv. extra stabilisatie systeem*. bijv. niet-vonkende beschermende kooi.* * Noot: Formeel zijn dit geen ‘IPS’ maar maatregelen om ontstekingsbron ineffectief te maken (zie NEN-EN 13463-1). Echter vergelijkbare denkwijze.
Kortsluiting bij vallen Aanwezigheid van ontstekingsbronnen
Categorie 3 (zone 2)
Categorie 2 (zone 1)
Stel alleen bij te verwachten storing (bijv. bij bedieningsfout of PLC fout of glad oppervlak)
Ja → geen extra maatregelen
Ja → IPL 1
IPL 1: bijv. elektrisch systeem dat tegen vallen bestand is*. Of extra goed besturingssysteem met sensoren zodat vallen zeldzaam wordt.
Vonkvorming door statische elektriciteit Aanwezigheid van ontstekingsbronnen
Categorie 3 (zone 2)
Categorie 2 (zone 1)
Stel bij normaal bedrijf aanwezig
Ja → IPL 1
Ja → IPL 2
IPL 1: Bijv. anti-statische (rups)banden*, potentiaal vereffening* (inw., uitw.), sensor die oplading meet en actie neemt. IPL 2: Zie IPL1 i.c.m. regelmatige (check op) ontlading buiten de zone.
Typische ontstekingsbronnen bij drones • Mechanische vonken: • •
Vonkvorming bij stoten Vonkvorming bij naar beneden vallen
• Elektrische vonken: •
Kortsluiting bij naar beneden vallen
• Statische elektriciteit: •
Oplading door bewegende delen, waarna ontlading bij contact met geleidende delen
Mechanische vonken bij drones Mechanische vonken: • •
Vonkvorming bij stoten Vonkvorming bij naar beneden vallen
• Normaal gebruik of te verwachten storing? Vonkvorming bij:
Cat. 3 (zone 2)
Cat. 2 (zone 1)
Normaal bedrijf
IPL 1
IPL 2
Te verwachten storing
Geen IPS
IPL 1
IPS tegen stoten bij drones 1. IPL1 tegen stoten: • •
Bijv. kooi* rondom de rotor + snelheidsbegrenzing drone (< 1 m/s)
2. IPL2 tegen stoten • •
Zie boven Met de eis dat één enkele fout in het IPS mag niet leiden tot verlies van veiligheidsfunctie.
•
Is verlies van verbinding één enkele fout? Is autonoom redundant snelheidsbewakingssysteem nodig?
IPS tegen vallen bij drones 1. IPL1 tegen vallen: • •
Extra onafhankelijk vliegsysteem (dus 2x het aantal rotors) Of luchtkussen* o.i.d. die val opvangt?
2. IPL2 tegen vallen •
Zie boven, combinatie van beiden
WE DOEN HET ZONDER EX-MARKERING!
Als lassen kan in zone 1, dan drone ook!
Zie bijv.: • ATEX 137 guide (par. 4.6) • NPR 7910-1:2010 (par.14.4.2)
Klinkt leuk, maar …. opgeven is geen optie De maatregelen die bij lassen genomen moeten worden, zijn waarschijnlijk niet te hanteren voor de hele installatie.
ATEX 95 richtlijn • Voertuigen zijn niet van de werkingssfeer uitgesloten (Artikel 1.4) • Robots en drones zien wij als een op afstand bediend voertuig, en valt onder de richtlijn. • Certificatie proces afhankelijk van zone / categorie? • •
Categorie 3 (voor Zone 2 of 22) Formeel geen Notified Body bij betrokken. Categorie 1 en 2 (voor Zone 1 of 21) Route via Notified Body is verplicht
Ex-Certificatie proces Europa / wereldwijd • IECEx + national differences • Noord Amerika • … Product certificatie / production QA CoC = ExTR + QAR
EU
ATEX 94/9/EG
Cat 2 / zone 1 Cat 1 / zone 0
Cat 3 / zone 2
EG Type onderzoek (Annex II)
Interne fabricage controle (Annex VIII)
Product(ie) QA controle (VII of IV)
Acknowledgement of receipt of technical construction file
Technical Construction File
Annex VIII Richtlijn (Internal control of production)
1. General 1.1 Product information 1.2 Technical Data 1.3 Declaration of Conformity 2. Safety Check list & Test Report 2.1 Applied standards 3. Instruction Manual 4. Drawings 5. List of Critical Components 6. Reference Data 7. Production Process
Product certificatie Certification System (indicate ATEX, IECEx or both) ATEX Group, category, Markering op product (hangt met name af van toepassing) Ex II 2 G Ex d IIC T6 Gb protection type codes, EPL IECEx protection type codes, EPL ATEX IECEx Standards List of standards for EN 60079-series (electrical) IEC 60079-series certification: (electrical) EN 13463-series (mechanical) For IECEx certification, list countries or areas where the products are intended to be sold Countries or areas: documentation that describes the product and the product properties, including enclosure details, enclosure materials, schematic diagrams, component lists, etc.
Application Application form that, on acceptation, needs to be filled out as detailed as possible, but at least including: the position of the applicant (manufacturer, representative, importer, distributor); the kind of product (e.g. transmitter, safety barrier, terminal box); the type designation of all products to be included the certification system (ATEX and/or IECEx); for IECEx a list of countries and areas where the product is intended to be sold (see notes) the group and category (Gas or Dust) of the product; the type(s) of protection, group and temperature class or max surface temperature; the standards to be applied (including edition or year of issue).
Productie proces Het Ex-productieproces moet voor elektrische producten: • in Zone 0 en 1 door een ATEX Notified Body gecertificeerd zijn volgens de norm EN 80079-34 • in Zone 0, 1 en 2 door een IECEx Certification Body gecertificeerd zijn volgens de norm IEC 80079-34 • Voor ISO 9001 gecertificeerde bedrijven vinden de Exaudits elke 1,5 jaar plaats. De ISO 9001-audits vinden jaarlijks plaats.
ATEX 95 richtlijn – CE • Wanneer een product van het CE-teken voorzien wordt, betekent dit dat het product voldoet aan alle van toepassing zijnde Europese Richtlijnen. • Dit wordt vastgelegd in de EG-verklaring van overeenstemming, die met het product wordt meegeleverd.
Verplichte documenten bij Ex-producten • Gebruiksaanwijzing: voor veilig gebruik van het product • Binnen Europa: EG-verklaring van overeenstemming voor vrij handelsverkeer binnen de EER (EU + EVA landen) Niet meegeleverd hoeft te worden: • Het ATEX EC-Type Examination Certificate • Het IECEx Certificate of Conformity (IECEx website)
Conclusie 1. EX voor robots • •
is mogelijk in zone 2 en 1 wel aandachtspunten!
2. EX voor drones • • •
is mogelijk in zone 2 wel aandachtspunten zone 1 geeft extra uitdaging!
Die gaat Kiwa graag met u aan!
