ゾーン20

定義

ゾーン20は、欧州のATEX指令2014/34/EUおよび1999/92/EGに基づく、粉塵爆発の危険がある区域における最も高い危険度レベルである。これは、可燃性粉塵の雲という形態をとる危険な爆発性雰囲気が存在する区域を指す。絶えず、長期間にわたり、または頻繁に が存在する。

粉末処理において、ゾーン20は通常、 粉塵を扱う装置の内部: ミキサーの混合室、サイロ、サイクロン、フィルターハウジング、ロータリーバルブ、スクリューコンベヤ、および空気輸送装置の内部。おおまかな時間的区分として、ゾーン20は年間約1,000時間以上の発生と関連付けられている。

ゾーン21およびゾーン22との位置付け

ゾーン区分により、電気機器および非電気機器に対して、どの機器カテゴリーおよびどの機器保護レベル（EPL – Equipment Protection Level）が許容されるかが決定されます。ゾーン20では、カテゴリー1DでEPL Daの機器が必要とされます。これらの機器は、2つの独立した故障が同時に発生した場合でも、安全性を維持できなければなりません。

粉塵の種類と爆発グループ

可燃性粉塵は、爆発防止対策の観点から、機器の選定や保護措置に影響を与えるグループに分類されます：

• IIIA：可燃性の綿くず
• IIIB：非導電性粉塵
• IIIC：導電性粉塵（金属粉塵など）

IIICグループの導電性粉塵の場合、堆積物や粉塵の雲が電気伝導性や火花の発生を併発する可能性があるため、筐体の設計や気密性に対する要件、例えばより高いIP保護等級などが求められます。

混合技術における重要性

充填、混合、排出の際、構造上の理由により混合室内に粉塵の雲が発生します。混合物の上方には自由なガス空間があり、この雲はその空間内に広がります。したがって、処理対象の製品が可燃性である場合、装置周辺の粉塵濃度がどれほど低く設計されていても、混合室は原則としてゾーン20とみなさなければなりません。

ゾーン20に分類される代表的な製品：

• 有機粉類：小麦粉、砂糖、でんぷん、スパイスパウダー、粉ミルク、ココア
• 化学・医薬品用粉末：顔料、有効成分、添加剤
• 金属粉末：アルミニウム、マグネシウム、鉄、グラファイト

• プラスチック：PE、PP、PVCの粉末および微細な顆粒

   

ゾーン20における機器の要件

発火源を避ける

• 製品と接触する、および隣接するすべての部品の表面温度を、粉塵の最低着火温度を大幅に下回る値に制限すること
• 静電気対策および、タンク、撹拌器具、配管、扉を含むすべての導電性設備部品の電位均等化• 
• 回転部品と筐体との間に所定の隙間を設けることで、機械的な着火源を構造的に回避する
• ベアリング、シャフト貫通部、駆動装置の温度および状態の監視
• ほこりが堆積して燻り火となる恐れのあるデッドスペースの発生を防ぐ

影響を最小限に抑える

ゾーン20では爆発性雰囲気が恒常的に存在するとみなされるため、点火源の回避だけではリスクを管理することはほとんど不可能です。通常、これに加え、設計上の防爆対策が講じられます：

• 装置の耐圧力設計は、低減された爆発過圧に基づいて算定されている
• 破裂板、爆発弁、または無火花式圧力逃がしシステムによる爆発圧力の逃がし
• 急速消火システムによる爆発抑制
• 上流および下流の設備部分に対する爆発隔離
• 窒素などを用いた不活性化と、酸素濃度の監視を組み合わせた処理

設計の基礎となるのは、製品の安全技術上の特性値、すなわちKst値、最大爆発過圧pmax、最小着火エネルギー、および最小着火温度である。粉末に可燃性液体や溶剤が添加される場合は、さらにその混合物についても評価を行う必要がある。

防水とゾーンの区切り

本装置の防塵仕様により、ゾーン20は内部空間に限定されます。高品質なシャフトシールおよび筐体シール、デッドスペースの少ない排出バルブ、密閉性の高い点検口により、粉塵が周囲へ漏れ出すのを防ぎます。これにより、隣接するエリアは多くの場合、ゾーン22、あるいは非爆発危険区域として分類することが可能となり、周辺設備に対する要件も大幅に緩和されます。

運営者の責任

区域分けは、法的および技術的な観点から、事業者の責務である。これは、具体的なプロセス条件、物質データ、および保護コンセプトに基づき、危険性評価の一環として行われ、爆発防止文書においてその根拠が明確に示されなければならない。定期的な清掃、従業員の教育訓練、および配合や原材料の変更に伴う特性値の更新は、組織的な義務に含まれる。