Chỉ thị ATEX là hai chỉ thị của Liên minh châu Âu về môi trường có nguy cơ nổ: 2014/34/EU quy định yêu cầu với thiết bị do nhà sản xuất làm ra, còn 1999/92/EC quy định trách nhiệm của đơn vị sử dụng lao động tại nơi làm việc. ATEX viết tắt từ cụm tiếng Pháp ATmosphères EXplosibles, nghĩa là môi trường có khả năng nổ. Với van công nghiệp, chỉ thị ATEX chủ yếu áp vào phần điện hoặc khí nén đi kèm van. Thân van chỉ thuộc phạm vi khi bản thân nó có nguồn đánh lửa tiềm ẩn.
Môi trường có nguy cơ nổ và khi nào cần ATEX
Vụ nổ cần đủ ba điều kiện: chất cháy dạng khí, hơi, sương hoặc đám mây bụi, nồng độ nằm giữa giới hạn nổ dưới (LEL) và trên (UEL); oxy trong không khí; và một nguồn đánh lửa như tia lửa điện, bề mặt nóng hoặc tĩnh điện.
Chỉ thị 2014/34/EU nhắm vào điều kiện thứ ba: thiết bị không được trở thành nguồn đánh lửa. Vì vậy cuộn van điện từ, bộ truyền động điện, công tắc hành trình, bộ định vị phải đánh giá theo ATEX. Van tay thân kim loại thông thường không có nguồn đánh lửa riêng nên thường nằm ngoài phạm vi, nhưng kết luận này thuộc về nhà sản xuất. Bộ truyền động khí nén không dùng điện, song vẫn có thể sinh nhiệt do ma sát hoặc tích tĩnh điện, nên được đánh giá như thiết bị phi điện.
Hai chỉ thị ATEX hiện hành
Nhà sản xuất chịu trách nhiệm theo chỉ thị thứ nhất, chủ nhà máy theo chỉ thị thứ hai. Bản tóm tắt tiếng Anh có tại trang ATEX directives (Wikipedia); văn bản gốc đăng trên cổng EUR-Lex.
Chỉ thị ATEX 2014/34/EU: yêu cầu với thiết bị
Chỉ thị 2014/34/EU quy định yêu cầu an toàn và sức khỏe thiết yếu, cùng quy trình đánh giá sự phù hợp, đối với thiết bị và hệ thống bảo vệ dùng trong môi trường nổ. Chỉ thị này thay thế 94/9/EC và áp dụng bắt buộc từ ngày 20/4/2016. Catalogue hoặc giấy tờ chỉ dẫn 94/9/EC là bản cũ, cần hỏi hãng bản cập nhật.
Thiết bị đạt yêu cầu được gắn dấu CE kèm ký hiệu Ex và có tuyên bố phù hợp EU của nhà sản xuất. Tùy category và loại thiết bị (điện hay phi điện) mà việc đánh giá có tổ chức được thông báo (notified body) tham gia hoặc do nhà sản xuất tự thực hiện. Nhà sản xuất phải xét mọi nguồn đánh lửa, gồm tia lửa, ngọn lửa, bề mặt nóng, sóng điện từ, tĩnh điện và ma sát.
Chỉ thị ATEX 1999/92/EC: yêu cầu với nơi làm việc
Chỉ thị 1999/92/EC đặt ra yêu cầu tối thiểu về an toàn và sức khỏe cho người lao động ở nơi có thể xuất hiện môi trường nổ. Người sử dụng lao động phải đánh giá nguy cơ nổ, chia khu vực thành các vùng, lập tài liệu bảo vệ chống nổ và đặt biển cảnh báo tam giác vàng chữ EX ở lối vào vùng nguy hiểm. Các vùng này quyết định category thiết bị được phép lắp.
Phân vùng nguy hiểm theo chỉ thị ATEX
Chỉ thị ATEX 1999/92/EC yêu cầu chia khu vực thành các vùng (zone) theo mức độ thường xuyên và thời gian có mặt môi trường nổ. Vùng 0, 1, 2 dùng cho khí, hơi, sương. Vùng 20, 21, 22 dùng cho bụi.
| Vùng khí | Vùng bụi | Mô tả | Category | EPL |
|---|---|---|---|---|
| Vùng 0 | Vùng 20 | Môi trường nổ có mặt liên tục, trong thời gian dài hoặc thường xuyên | Category 1 | Ga / Da |
| Vùng 1 | Vùng 21 | Môi trường nổ thỉnh thoảng xuất hiện khi vận hành bình thường | Category 2 (hoặc 1) | Gb / Db |
| Vùng 2 | Vùng 22 | Môi trường nổ không có khả năng xuất hiện khi vận hành bình thường, nếu có thì chỉ tồn tại trong thời gian ngắn | Category 3 (hoặc 1, 2) | Gc / Dc |
Phân vùng do chủ cơ sở thực hiện, dựa trên nguồn rò chất cháy, mức thông gió và quy trình vận hành (IEC 60079-10-1 cho khí, IEC 60079-10-2 cho bụi). Vùng quyết định category phải mua, nên không tự áng chừng.
Vùng khí, hơi, sương: nhà máy hóa chất và hóa dầu
Vùng 0, 1, 2 gặp ở nhà máy hóa chất, hóa dầu, kho chứa dung môi, trạm nạp khí. Phía trên mặt thoáng trong bồn dung môi thường là vùng 0; quanh miệng thở, bơm, mặt bích dễ rò là vùng 1 hoặc 2. Danh mục van dùng ở các cơ sở này xem tại bài van ngành hóa chất và bài van dùng trong ngành dầu khí.
Vùng bụi: thực phẩm, gỗ, bột
Vùng 20, 21, 22 gặp ở nơi có bụi cháy được lơ lửng hoặc tích tụ, như bột mì, đường, sữa bột, cà phê, tinh bột, mùn cưa. Nhà máy bia có bụi malt ở khu vực nhập và nghiền liệu, các loại van đi kèm xem tại bài nhà máy bia.
Nhóm thiết bị và category
- Nhóm I: thiết bị cho hầm mỏ có nguy cơ khí mêtan hoặc bụi than, category M1 và M2.
- Nhóm II: thiết bị cho các ngành còn lại, như hóa chất, dầu khí, thực phẩm. Van và phụ kiện trong bài này thuộc nhóm II, category 1 (bảo vệ rất cao), 2 (cao) hoặc 3 (thông thường).
Số category càng nhỏ thì mức bảo vệ càng cao; thiết bị category 1 vẫn dùng được ở vùng có nguy cơ thấp hơn. Chữ G (gas) hoặc D (dust) sau số category cho biết thiết bị dùng cho khí hay bụi. Song song, IEC 60079-0 dùng mức bảo vệ thiết bị EPL (Ga, Gb, Gc cho khí; Da, Db, Dc cho bụi), như cột cuối bảng vùng. Nhãn hiện nay ghi cả hai.
Nhóm khí và cấp nhiệt độ
Nhóm khí IIA, IIB, IIC
Nhóm khí chia theo khả năng truyền lửa qua khe hẹp, đo bằng khe hở thí nghiệm an toàn lớn nhất (MESG). MESG càng nhỏ thì lửa càng dễ lọt qua khe hẹp. IIA (khí đại diện là propane) có MESG từ 0,9 mm trở lên. IIB (ethylene) trên 0,5 đến dưới 0,9 mm. IIC (hydro, acetylene) từ 0,5 mm trở xuống. Vì vậy vỏ chịu nổ cho IIC phải có khe dập lửa hẹp hơn vỏ cho IIA.
Thiết bị đạt IIC dùng được cho IIA và IIB, chiều ngược lại không đúng. Với bụi, nhóm khí được thay bằng IIIA (bụi sợi, xơ bay), IIIB (bụi không dẫn điện) và IIIC (bụi dẫn điện).
Cấp nhiệt độ T1 đến T6
Cấp nhiệt độ giới hạn nhiệt độ bề mặt cao nhất của thiết bị, để bề mặt đó không làm chất cháy tự bốc cháy. Chất cháy được xếp T-class theo nhiệt độ tự cháy, và thiết bị phải có cấp bằng hoặc cao hơn số của chất đó. Ví dụ diethyl ether thuộc T4 nên cần thiết bị T4, T5 hoặc T6. Carbon disulfide tự cháy ở khoảng 90 °C, dưới mức 100 °C của T5, nên chỉ thiết bị T6 mới dùng được.
| Cấp | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nhiệt độ bề mặt tối đa | 450 °C | 300 °C | 200 °C | 135 °C | 100 °C | 85 °C |
Với bụi, nhiệt độ bề mặt ghi trực tiếp bằng số, ví dụ T135 °C. Theo IEC 60079-14, giá trị này không được vượt 2/3 nhiệt độ bắt cháy của đám mây bụi và phải thấp hơn nhiệt độ bắt cháy của lớp bụi dày 5 mm ít nhất 75 K. Lớp bụi dày hơn cần giảm thêm.
Các kiểu bảo vệ Ex trên van và phụ kiện
Chữ Ex đi kèm một hoặc hai chữ cái cho biết thiết bị tránh gây nổ bằng cách nào. Chữ cái thứ hai (a, b, c) cho biết EPL: a ứng với Ga hoặc Da, b ứng với Gb hoặc Db, c ứng với Gc hoặc Dc.
| Ký hiệu | Kiểu bảo vệ | Nguyên lý | Hay gặp ở |
|---|---|---|---|
| db | Vỏ chịu nổ | Vỏ chịu áp suất nổ bên trong và dập lửa qua khe, không để vụ nổ lan ra ngoài | Cuộn van điện từ, bộ truyền động điện |
| eb | Tăng cường an toàn | Loại bỏ tia lửa và nhiệt cao khi vận hành bình thường | Hộp đấu dây |
| ec | Không phát tia lửa | Thay Ex nA cũ (nay trong IEC 60079-7), dùng cho vùng 2 | Thiết bị điện vùng 2 |
| ia, ib | An toàn nội tại | Giới hạn năng lượng điện để không đủ đánh lửa, cần rào an toàn | Bộ định vị, cảm biến vị trí |
| mb | Bọc kín bằng nhựa | Đổ nhựa kín phần có thể phát tia lửa | Cuộn hút van điện từ |
| pxb | Thổi áp | Giữ khí bảo vệ trong vỏ ở áp suất cao hơn bên ngoài | Tủ điều khiển |
| tb | Bảo vệ bụi bằng vỏ | Vỏ kín bụi, giới hạn nhiệt độ bề mặt | Thiết bị vùng bụi |
| h | Thiết bị phi điện | Kiểm soát nguồn đánh lửa cơ học | Van tay, bộ truyền động khí nén |
Thiết bị phi điện từng áp dụng bộ EN 13463, bộ này không còn là căn cứ giả định phù hợp ATEX từ ngày 31/10/2019. Thay vào đó là EN ISO 80079-36 (phương pháp và yêu cầu cơ bản) và EN ISO 80079-37 (các biện pháp bảo vệ như kết cấu, kiểm soát nguồn đánh lửa, ngâm chất lỏng). Nhãn loại này ghi chung một ký hiệu Ex h, không ghi riêng c, b, k như nhãn EN 13463 cũ.
Cách đọc nhãn ATEX trên van và phụ kiện
Nhãn ATEX gồm dấu CE, ký hiệu Ex trong hình lục giác, nhóm, category và các thông số chống nổ. Ví dụ một dòng nhãn đầy đủ cho cuộn van điện từ: CE 0102 Ex II 2G Ex db IIB T4 Gb. Bảng dưới tách từng phần.
| Phần ký hiệu | Ý nghĩa |
|---|---|
| CE | Dấu phù hợp, nhà sản xuất tự chịu trách nhiệm |
| 0102 | Số nhận dạng tổ chức được thông báo giám sát sản xuất (0102 là PTB của Đức) |
| Ex trong lục giác | Dấu đặc trưng của thiết bị phòng nổ theo chỉ thị |
| II | Nhóm II, thiết bị dùng trên mặt đất, không phải hầm mỏ |
| 2G | Category 2, dùng cho khí, hơi, sương (G), phù hợp vùng 1 |
| Ex db | Phòng nổ, kiểu bảo vệ vỏ chịu nổ (flameproof) |
| IIB | Nhóm khí IIB (chất tham chiếu là ethylene); IIC khắt khe hơn, có hydro và acetylene |
| T4 | Nhiệt độ bề mặt tối đa 135 °C |
| Gb | Mức bảo vệ thiết bị EPL cho khí, ứng với category 2, vùng 1 |
Số sau dấu CE chỉ xuất hiện khi tổ chức được thông báo tham gia khâu kiểm soát sản xuất: thiết bị category 1 và thiết bị điện category 2. Thiết bị category 3 và thiết bị phi điện category 2 do nhà sản xuất tự đánh giá nên không có số này (riêng phi điện category 2 phải gửi lưu hồ sơ kỹ thuật tại một tổ chức được thông báo). Tra số trong cơ sở dữ liệu NANDO của Ủy ban châu Âu.
Dòng nhãn cho bụi có dạng II 2D Ex tb IIIC T135 °C Db; cho bộ truyền động khí nén có dạng II 2G Ex h IIB T4 Gb. Nhãn còn ghi số chứng nhận (chữ X cuối số báo điều kiện sử dụng đặc biệt, chữ U báo chứng nhận linh kiện) và dải nhiệt độ môi trường Ta, vì cấp nhiệt độ chỉ đúng trong dải đó.
Nhãn thường kèm cấp bảo vệ vỏ như IP66 hoặc IP67. Đây là thông số độc lập với nhãn Ex; cách đọc xem bài chỉ số IP.
ATEX và tiêu chuẩn IEC 60079
Các kiểu bảo vệ sau chữ Ex được mô tả trong bộ IEC 60079, ở châu Âu là EN 60079: phần 0 (yêu cầu chung), 1 (vỏ chịu nổ), 7 (tăng cường an toàn), 11 (an toàn nội tại), 18 (bọc kín), 31 (bảo vệ bụi). Thiết bị phi điện theo bộ ISO 80079. Các tiêu chuẩn van công nghiệp về thiết kế, thử áp, kích thước là nhóm riêng, không thay cho bộ tiêu chuẩn phòng nổ.
Hệ chứng nhận quốc tế IECEx dùng chung bộ IEC 60079 nên nhãn IECEx và nhãn ATEX có thông số tương tự. Khác biệt nằm ở khung pháp lý: ATEX gắn với dấu CE và thị trường châu Âu, IECEx là hệ chứng nhận tự nguyện, có cơ sở dữ liệu tra cứu công khai.
Ở Việt Nam, chỉ thị ATEX không phải văn bản pháp luật, nhưng nhiều dự án dầu khí, hóa chất yêu cầu thiết bị có chứng nhận ATEX hoặc IECEx. Yêu cầu phòng nổ và kiểm định trong nước tùy ngành và dự án, nên cần xác nhận trước với chủ đầu tư hoặc đơn vị thiết kế.
Chọn van và phụ kiện theo yêu cầu ATEX
Trình tự: lấy vùng và chất cháy từ hồ sơ phân vùng; suy ra category (EPL), nhóm khí hoặc bụi và cấp nhiệt độ tối thiểu; rồi đối chiếu nhãn và chứng nhận của từng bộ phận.
| Bộ phận | Cần nhãn Ex? | Ghi chú |
|---|---|---|
| Cuộn van điện từ | Có | Thường db hoặc mb; loại ia dùng với rào an toàn |
| Bộ truyền động điện | Có | Thường db; kiểm tra cả đầu nối cáp |
| Công tắc hành trình, bộ định vị | Có | Loại ia hoặc db tùy mạch điện |
| Bộ truyền động khí nén | Tùy hãng đánh giá | Nhãn Ex h nếu dùng ở vùng nguy hiểm |
| Van tay, thân van | Thường không | Do nhà sản xuất đánh giá; vùng 0 hoặc 20 nên hỏi hãng |
- Nhóm van điện từ chống cháy nổ có cuộn và vỏ đã được chứng nhận cho vùng nguy hiểm.
- Nhãn Ex chỉ nói thiết bị không trở thành nguồn đánh lửa. Van chịu lửa (giữ kín khi bị cháy) và van cách ly nổ (chặn nổ lan theo ống) là nhóm khác, xem bài van chống cháy nổ.
- Hồ sơ đi cùng lô hàng: chứng nhận ATEX hoặc IECEx của đúng model, tuyên bố phù hợp, hướng dẫn an toàn. Chứng nhận Ex không thay chứng từ chất lượng, nên vẫn cần giấy chứng nhận hợp chuẩn CoC, CO và CQ của lô hàng.
Khi hỏi giá thiết bị cho vùng nguy hiểm tại Viva, nên gửi kèm vùng, chất cháy, nhóm khí hoặc bụi, cấp nhiệt độ, điện áp và dải nhiệt độ môi trường. Viva hỗ trợ đối chiếu bản vẽ, datasheet với model van và nhãn Ex. Văn phòng tại Hà Nội: Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội.
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp về chỉ thị ATEX
ATEX là gì?
ATEX là cách gọi hai chỉ thị của Liên minh châu Âu về môi trường có nguy cơ nổ: 2014/34/EU cho thiết bị và 1999/92/EC cho nơi làm việc. Tên lấy từ cụm tiếng Pháp ATmosphères EXplosibles.
Van tay có cần chứng nhận ATEX không?
Thường không, vì van tay thông thường không có nguồn đánh lửa riêng. Kết luận này do nhà sản xuất đánh giá, nên với vùng 0 hoặc 20 hay môi chất đặc biệt, nên hỏi hãng. Cuộn van điện từ, bộ truyền động điện và bộ định vị thường cần nhãn Ex.
Nhãn II 2G Ex db IIB T4 Gb có nghĩa là gì?
Nhóm II, category 2 cho khí, vỏ chịu nổ db, nhóm khí IIB, nhiệt độ bề mặt tối đa 135 °C (T4), mức bảo vệ Gb phù hợp vùng 1. Thiết bị này không dùng được ở khu vực có hydro hoặc acetylene, vì khi đó cần nhóm IIC.
ATEX và IECEx khác nhau thế nào?
Cả hai dùng chung bộ tiêu chuẩn IEC 60079 nên thông số trên nhãn tương tự. ATEX là yêu cầu pháp lý gắn với dấu CE ở châu Âu; IECEx là hệ chứng nhận quốc tế tự nguyện. Dự án thường chấp nhận một trong hai, tùy chủ đầu tư.
IP67 có thay được chứng nhận ATEX không?
Không. IP chỉ nói thiết bị chống bụi và nước đến mức nào, còn nhãn Ex nói thiết bị có gây nổ hay không. Thiết bị ở vùng nguy hiểm cần cả nhãn Ex phù hợp và cấp IP đáp ứng điều kiện lắp.
