Короткий вступ до небезпечної зони
Aug 11, 2023
НЕБЕЗПЕЧНІ ЗОНИ, ВИЗНАЧЕННЯ ТА ЗАХИСТ ОТ ВИБУХУ
Ця стаття містить вичерпний огляд конструкції та використання обладнання, призначеного для використання в зонах, які потенційно можуть містити вибухонебезпечну атмосферу, спричинену газами, парами та горючим пилом або волокнами. Ці зони широко відомі як небезпечні зони.
«Небезпечна зона» характеризується як місце, де атмосфера містить або може містити легкозаймисті або вибухонебезпечні гази, пил або пари у значних кількостях.
НЕБЕЗПЕЧНІ ЗОНИ
Щоб захистити установки від потенційних вибухів, необхідно використовувати методологію для аналізу та класифікації зон, які можуть бути небезпечними. Основна мета цього процесу полягає в тому, щоб гарантувати правильний вибір і правильну установку обладнання, зрештою спрямованих на запобігання вибухів і забезпечення безпеки людей.
Опис вибухонебезпечної та небезпечної зони
Вибухозахищене електрообладнання класифікується та застосовується до вибухонебезпечних зон на основі їх конструкції, як показано в таблиці нижче
|
Назва та код |
Визначення та характеристики |
Діаграма |
Відповідні території |
|
тиск- стійкий противибуховий （d） |
(1) Корпус оснащено електричними компонентами, такими як NFB, MS тощо, які можуть генерувати іскри під час нормальної роботи. (2) У разі витоку небезпечних газів, що потенційно може спричинити вибух, корпус повинен витримувати тиск вибуху та запобігати витоку полум’я з місця з’єднання, викликаючи вибухи зовнішніх небезпечних газів. |
 |
ЗОНА 1
ЗОНА 2 |
|
підвищеної безпеки противибуховий （e） |
(1) Корпус призначений виключно для герметичності та не має стійкості до тиску. (2) Всередині можна розмістити лише компоненти які не створюють іскор або надмірного тепла під час звичайної роботи, як-от термінали Eexe і Eexd-модулі (стійкі до тиску вибухо- модулі перевірки). Стійкий до тиску вибухозахищений електрик Компоненти, виготовлені за допомогою формування Eex-d, є новими продуктами, які абсолютно не містять іскор і надмірного тепла, що робить їх придатними для використання в різних блоках керування. |
|
ЗОНА 1
ЗОНА 2 Якщо є електричні компоненти, які можуть генерувати іскри або надмірне нагрівання, їх можна використовувати лише в ЗОНІ 2. |
|
внутрішній тиск вибух- доказ （p） |
Корпус є типовою розподільною коробкою, але повністю герметичною. Внутрішній тиск створює трохи вищий тиск, ніж атмосферний, щоб запобігти проникненню небезпечних газів ззовні. Конвекція надувального трубопроводу сприяє розсіюванню внутрішнього тепла. Він зазвичай використовується у великому обладнанні або цілих кімнатах управління |
|
ЗОНА 1
ЗОНА 2 |
|
за своєю суттю безпечний противибуховий （i） |
(1) Призначений для електронних схем або електричних пристроїв із низьким енергоспоживанням, щоб запобігти виникненню вибухів газу навколо приладів і схем, незалежно від нормальної чи ненормальної роботи. (2) Виходи або входи власних вибухозахищених електричних компонентів розроблені таким чином, щоб контролювати рівень енергії нижче рівня, який може спричинити займання та вибух газоподібного водню. |
|
ЗОНА 0（ia） ЗОНА 1（ia,ib） ЗОНА 2（ia,ib） |
|
масляний вибух- доказ （o） |
(1) Електричні компоненти всередині корпусу є трансформаторами, а ізоляційне масло з високою температурою спалаху використовується для ізоляції для досягнення вибухозахищеного ефекту. (2) Цей тип обладнання має низьку надійність і рідко використовується в наш час. |
|
ЗОНА 1
ЗОНА 2 |
|
заповнений противибуховий （q） |
(1) Електронні схеми, такі як конденсатори, резистори та малі трансформатори, встановлені всередині корпусу та ізольовані дрібним піском для досягнення вибухозахищеного ефекту. (2) Цей тип конструкції не використовується окремо, а встановлюється всередині корпусу EExe для використання. |
|
ЗОНА 1 ЗОНА 2 |
|
ін'єкція формований тиск - стійкий противибуховий （m） |
(1) Це метод захисту від вибуху, коли компоненти, які можуть генерувати іскри або надмірне нагрівання, інкапсульовані загальним поліефірним литтям, гарантуючи, що поверхня всього литого корпусу не створюватиме іскор або підвищення температури, яке може спричинити займання небезпечних газів . (2) Компоненти керування загальними вимикачами нижче 630 A обробляються шляхом формування з використанням поліефірного матеріалу відповідно до вимог щодо вибухозахищеності від тиску та схвалено EEx-d. |
|
ЗОНА 1
ЗОНА 2 |
|
спеціальні противибуховий (s) |
Спеціальна вибухозахищена структура відноситься до спеціальних електричних комбінацій або методів керування, які обробляються відповідно до вищезгаданих структур. Вони повинні бути індивідуально розроблені для конкретного електричного обладнання, придатного для використання в необхідних небезпечних зонах, і схвалені органом з сертифікації вибухозахисту. |
|
ЗОНА 0
ЗОНА1 ЗОНА 2 |
Порівняльна таблиця вибухозахищених електричних конструкцій, визначення та застосовні небезпечні зони
Стійкі до тиску вибухозахищені конструкції та класифікація
Поширеною помилкою багатьох людей є використання термінів «стійка до тиску вибухозахищена зона» або «вибухобезпечна зона підвищеної безпеки», що є неправильним. Слід використовувати правильну термінологію для опису класифікації вибухозахищених зон як приміщень рівня «0», «1 рівня» або «2 рівня». Терміни «стійкий до тиску» та «підвищений рівень безпеки» слід використовувати для опису конструкції вибухозахищених електричних пристроїв, а не для посилань на конкретні зони. Кожному важливо розрізняти ці поняття.
Кожна з перерахованих вище вибухозахищених конструкцій має свої правила виготовлення. У випадку стійких до тиску вибухозахищених пристроїв необхідно дотримуватися особливих вимог через наявність електричних компонентів, які можуть генерувати іскри або надмірне нагрівання під час нормальної роботи. Як правило, оболонка цих пристроїв повинна мати більшу товщину (міцність) і повинна витримувати тиск принаймні 10 кг/см² від вибухонебезпечних газових сумішей, таких як H2, без будь-яких пошкоджень після повторних випробувань (широко відомих як випробування на вибух). Крім того, допуски та глибина стиків між компонентами оболонки суворо регламентовані. Як правило, процедура випробування передбачає заповнення зовнішнього середовища оболонки горючою газовою сумішшю, і якщо внутрішнє полум'я оболонки не запалює зовнішній газ протягом десяти послідовних випробувань, це можна вважати успішним. Крім того, відповідність нормам безпеки також можна підтвердити дотриманням міжнародних стандартів тестування. У наведеній нижче таблиці наведено приклад на основі критеріїв JIS (японських промислових стандартів) із незначними відмінностями від значень, що використовуються в Європі та Сполучених Штатах (які загалом схожі).
|
Рівень вибуху |
Кліренс м/м |
обсяг ящика |
глибина кліренсу |
|
1 |
Над 0.6 |
(A) 2000 см³ |
Більше або дорівнює 25 м/м |
|
2 |
0.4 вище 0.6 нижче |
(B) 2000-100CM³ |
Більше або дорівнює 15 м/м |
|
(C) 100-2CM³ |
Більше або дорівнює 10 м/м |
||
|
3 |
0.4 нижче |
(D) 2CM³ нижче |
Більше або дорівнює 5 м/м |
Представлення рівнів вибуху в європейській, американській та японській системах
|
Таблиця 5 （Коди міжнародних систем і порівняння щодо рівнів вибуху ）
|
Згідно з наведеною вище таблицею, зазначається, що представлення Японії та Європи однакове, тоді як Сполучені Штати дотримуються іншого підходу. Однак він представляє дві різні ситуації. По-перше, якщо рівень вибухонебезпечності представлений японським типом 1, 2, 3 або європейським стилем IIA, IIB, IIC або американським стилем A, B, C, D, то стійкий до тиску вибух- proof shell повинен бути виготовлений відповідно до даних у таблиці. По-друге, крім представлення умов, він також відносно представляє небезпечні газові (рідкі) середовища, що застосовуються до певної групи. Насправді європейські A, B, C та американські A, B, C, D представляють чутливість небезпечних газів (рідин) до іскрових вибухів і необхідний рівень стійкої до тиску вибухозахищеної конструкції. Звичайні небезпечні гази (рідини) класифікуються окремо в Європі та Сполучених Штатах (як показано в таблиці 6). Ця класифікація базується на небезпечній природі іскор (тобто температурі спалаху) і температурі займання різних небезпечних газів (рідин), що вказує на температуру, при якій вони спалахнуть навіть без іскор. Тому необхідно вказати температуру займання небезпечних газів (рідин) відносно температури поверхні вибухозахищених електричних пристроїв (як показано в таблиці 7), щоб досягти повного захисту безпеки.
Стійкі до тиску вибухозахищені конструкції та класифікація
|
Запалювання температура до /l/in градус |
EN АБО IEC |
ДЖІС |
ЦНЄ |
Запалювання Температ точно /2/у ступені |
|||
|
Група |
Спалах Бальний ступінь |
Типові гази або Пари |
ІГНІ- ТІОН КЛАС |
Група |
Типові гази або пари |
||
|
540 515 425 460
630 630 555 365 340
505 370 530 215 240 220 595 455 475 210 285 360
220-300 470 405 455 550 490 535 385 415
140 605
425 535 495 180
440 415 |
II А |
-19 ГАЗ 11.1
ГАЗ -11.1
28.9
-4 -21.7
ГАЗ 11
12
32.7 -42.8
ГАЗ 11.7 -32.7
32
17.2
-37.8 ГАЗ |
Ацетон Атан Атанол Атилацетат Атилнітрит Амоніак Анілін Бензол Бутан Бутанол
Бутанон бутилацетат дихлоратия Гептан Гексан Хейзол Метан метанол Метилацетат Октан Пентан Пентанол Петролеум-Нафта Нафта (einschl.Fahtbenzin) Пропан Пропанол пропілен піридин Стирол Толуол Віні ацетат Віни ХЛОРИД Ксилол
Оцтовий альдегід Коленмоноксід |
1 |
D |
ацетон атан етанол (етиловий спирт) етилацетат аміак бензол бутан 1-бутанол 2-бутанол метилетилкетон н-бутилацетат дихлорид етилену гептани гексани метан (природний газ) метанол (метиловий спирт)
октанове число пентани 1-пентанол нафта нафта бензин пропан 1-пропанол 2-пропанол пропілен піридин стиєрн толуол вінілацетат Вінілхлорид Ксилоли |
465 515 356 427
651
560 405 365/405
516 425 413 280 225
539 385 220 260 300 288 280-456
450 440/399 460 482 490 480 427 472 530 |
|
C |
Оцтовий альдегід Окис вуглецю
Етилен ціаністий водень циклопропан діетиловий ефір |
175 610
490
500 160 |
|||||
|
II Б |
ГАЗ ГАЗ
ГАЗ |
Атілен Cyanwasserstoff Циклопропан Діатилова піна тетрафторатилен
Акриловий альдегід (Акролеїн) Атиленоксид Бутадієн-1,3 |
2 |
||||
|
B |
Акролеїн Етиленоксид Бутадієн |
220
429 420 |
|||||
|
Запалювання температура до /l/in градус |
EN АБО IEC |
ДЖІС |
ЦНЄ |
Запалювання Температ точно /2/у ступені |
|||
|
Група |
Спалах Бальний ступінь |
Типові гази або Пари |
ІГНІ- TION КЛАС |
Група |
Типові гази або пари |
||
|
560
430
560
305
95 |
ІІБ |
ГАЗ
-37.2 |
Коксофенгас Пропи леноксид |
2 |
B |
промислові гази (містять понад 30% водню (за об'ємом) пропілен оксид водень |
449
400 |
|
ІІ С |
ГАЗ
ГАЗ
-30 |
Вассерстофф
Ацетилен Атилнітрат
Швефелькох -Ленстофф |
3a
3 3c
3b |
||||
|
A |
Ацетилен |
305 |
|||||
|
Особливий Запобіжні заходи |
Сірковуглець |
100 |
|||||
|
Зауваження |
У наведеній вище таблиці в рамках японського стандарту JIS рівня вибухонебезпечності 3 через його вищий рівень менше небезпечних газів (рідин), класифікованих під цим рівнем. Зокрема, гази (рідини), позначені як 3a| 3b і 3c безпосередньо представляють цей рівень, тоді як решта, які не визначені, представлені як 3N. |
||||||
Порівняльне пояснення місць займання та символів у вибухозахищених системах різних країн
|
Рівень |
Температурний діапазон |
Код Япон |
Код ЄС |
Код США |
|||
|
1 |
450 градусів вище |
G1 |
T1 або G1 |
T1 450 ступінь |
|||
|
2 |
300-450 ступінь |
G2 |
Т2 або G2 |
T2 |
300 градусів |
T2C |
230 градусів |
|
T2A |
280 градусів |
T2D |
215 градусів |
||||
|
T2B |
260 градусів |
|
|
||||
|
3 |
200-300 ступінь |
G3 |
Т3 або G3 |
T3 |
200 градусів |
T3B |
165 градусів |
|
T3A |
180 градусів |
T3C |
160 градусів |
||||
|
4 |
135-200 ступінь |
G4 |
Т4 або G4 |
T4 |
135 градусів |
T4A |
120 градусів |
|
5 |
100-135 ступінь |
G5 |
Т5 або G5 |
T5 100 ступінь |
|||
|
6 |
85-100 ступінь |
G6 |
T6 або G6 |
T6 85 ступінь |
|||
Існує важливе поняття щодо значень температури в температурному класі, яке зазвичай неправильно розуміється широким загалом. У таблиці 7, якщо йдеться про нормативи для вибухозахищеного електрообладнання, це означає, що температура поверхні електричного корпусу не повинна перевищувати це значення. Це не означає термостійкість електричних компонентів. Як правило, під час вибору електричного обладнання температура поверхні буде нижчою, ніж температура займання небезпечного газу (рідини) у цьому конкретному місці, з метою підвищення безпеки.
Беручи до уваги наведену вище інформацію, здається, що наявність іскор або температура вище температури займання небезпечного газу (рідини) є не єдиною проблемою. Насправді існує три фактори, які можуть призвести до займання: 1. Наявність легкозаймистих або горючих парів. 2. Джерело займання (наприклад, іскри або температура поверхні, що досягає точки займання небезпечного газу). 3. Наявність окислювачів (наприклад, повітря або чистий кисень). Отже, навіть якщо в зонах, де присутні небезпечні матеріали, є потенційні джерела займання, вибухи можуть не відбутися, якщо концентрація небезпечної речовини занадто висока або якщо немає достатнього окислюючого повітря. Так само, якщо концентрація небезпечної речовини надто низька, вона, як правило, не становить значного ризику. Кожен небезпечний матеріал має різні рівні концентрації, і концентрації в межах зазначеного діапазону вважаються надзвичайно небезпечними. Це означає, що три елементи горіння можуть відбуватися лише в межах цього діапазону, забезпечуючи краще розуміння певних характеристик вибухозахищеного середовища.
У майбутньому також важливо розуміти вираження вибухозахищених символів, які використовуються в Європі, Америці та Японії, щоб зробити правильний вибір продукту. (Наприклад таблиця 8).
|
|
Код системи |
перший номер Будівельний кодекс |
Другий номер Код рівня вибухонебезпечності |
третій номер Температура спалаху Рівень |
Зауваження |
|
ЄС |
МВЦ （EEx） |
d ,e ,i ,q ,s |
IIA, IIB, IIC |
T1-T6 G1-G6 |
приклад: EExde IIc T6 |
|
США |
ЦНЄ （NEMA） |
КЛАС 1 РОЗДІЛ 1 КЛАС 1 РОЗДІЛ 2 |
A ,B ,C ,D |
T1-T6 |
приклад: КЛАС 1 РОЗДІЛ 1 ГРУПА C@ D |
|
японець СК ЧН |
ЦНЄ （JIS） （CKS） (ЦНС) |
d ,e ,I ,q ,s |
1 ,2 ,3 3a 3b 3c 3n |
G1-G6 |
приклад d3nG6 d2G4 eG3 |
