Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
Перейти:  
 


 

Основы АСУ ТП и КИП - в статьях Ua.Automation.com

Оборудование для взрывоопасных зон


Хайкки Лорила, Beamex Oy Ab, для InTech

Что такое взрывоопасная зона? Это зона, наружная или внутренняя, в которой содержатся легковоспламеняющиеся вещества – жидкости, газы, пары или пыль. Зона может содержать эти вещества все время, большую часть времени или при особых условиях – например, при остановке производства или инцидентах. В таких взрывоопасных зонах возможны взрывы или пожары, при совпадении трех условий «треугольника взрыва» (от англ.: explosion triangle): горючее вещество, источник огня (или высокая температура) и кислород (воздух).

Как предотвратить взрыв?

Если принять во внимание «треугольник взрыва», и подумать о том, как можно предотвратить взрыв, мы придем к выводу о том, что самый эффективный способ – устранить один или все из трех элементов «треугольника». В большинстве случае невозможно устранить воспламеняющиеся вещества, а значит – можно устранить воздух или источник огня. С устранением воздуха также могут быть проблемы, поэтому самым практичным решением будет устранить источник огня или высокой температуры.

В случае с электрическим оборудованием, оно может быть специально разработано для использования в опасных зонах. Есть много способов для разработки такого оборудования, и эту тему мы обсудим позже. Одним из них, кстати, является разработка таким образом, что оборудование просто не использует столько энергии, сколько будет достаточно для зажигания, искры или высокой температуры.

Исторически, одни из первых взрывоопасных зон были обнаружены в угольных шахтах. Угольная пыль и метан создавали взрывоопасные зоны, будучи легковоспламеняющимися веществами. Так как освещение в шахтах обеспечивалось с помощью свечей и факелов, то источники открытого огня, разумеется, присутствовали. Это приводило к множеству несчастных случаев. Позднее, когда начали использовать электрическое оборудование (освещение, инструменты), аварии стали происходить из-за искр и сильного нагрева оборудования. В конечном итоге были разработаны определенные требования для разработки оборудования, которое не искрит и не нагревается сверх определенного предела. Это были первые образцы «взрывобезопасного» оборудования, которые легли в основу разработки реальных стандартов для оборудования, используемого в взрывоопасных зонах сегодня.

Типичные отрасли с опасными зонами

Есть много промышленных отраслей с взрывоопасными зонами. На некоторых предприятиях они обширны, а на других – невелики. Как правило, это химические или нефтехимические предприятия; предприятия по добыче нефти и газа, в т.ч. оффшорные; фармацевтические; пищевые; энергетические; лакокрасочные; горнодобывающие и т.д.

Помните, что легковоспламеняющиеся вещества могут быть жидкостями, газами, парами, пылью, поэтому количество отраслей, в которых они могут встречаться при нормальном течении производственных процессов или при их остановках, удивительно велико. Даже на безопасных, на первый взгляд, производствах могут встречаться опасные зоны. На предприятиях они обозначены знаком Ex.

Что такое легковоспламеняющиеся и что такое горючие жидкости? В целом, это жидкости, которые могут гореть. Многие из них присутствуют на различных рабочих местах: бензин, дизельное топливо, многие растворители, очистители и т.д.

Температура воспламенения и самовозгорания – важные параметры. Температура воспламенения – это самая низкая температура жидкости, при которой образуется достаточно паров для создания горючей смеси с воздухом. При наличии искры, или достаточно высокой температуре, она возгорится. Температура самовозгорания – это самая низкая температура, при которой жидкость может загореться даже без внешнего источника огня. У большинства легковоспламеняющихся и горючих жидкостей температура самовозгорания колеблется между 300°C и 550°C. Однако есть жидкости с температурой самовозгорания даже ниже 200°C.

В зависимости от температуры воспламенения, жидкости классифицируются как легковоспламеняющиеся и горючие. Легковоспламеняющиеся жидкости могут загореться при обычных температурах, в то время как горючие – при более высоких. Точкой раздела между этими областями, обычно, считается показатель 100°F или 37,8°C. У легковоспламеняющихся жидкостей температура воспламенения ниже этого показателя, у горючих – выше. 

Уточним: сами по себе, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости не горят. Горят их пары. Еще точнее: горят не пары, а смесь паров с воздухом. Есть, также, некоторые пределы концентрации, в рамках которой смесь может гореть. Если в смеси концентрация слишком мала (бедная смесь), она не будет гореть. Если концентрация будет слишком большой (богатая смесь), она также не будет гореть. Эти пределы известны как нижний и верхний пределы взрываемости.

Очень полезно помнить, что у некоторых жидкостей весьма низкая температура воспламенения. К примеру, у бензина, который является легковоспламеняющейся жидкостью, она составляет всего лишь -40°C. При нормальных условиях окружающей среды создается достаточно паров для организации горючей воздушной смеси. У горючих жидкостей температура воспламенения намного выше, и их надо нагревать, перед тем как они смогут загореться.

Окружающая среда

Необходимо убедиться в том, что оборудование подходит для использования в условиях производства. Нормальная рабочая температура устройства должна совпадать с таковой на предприятии. Во влажных или пыльных условиях необходимо учитывать класс защиты корпуса: IP или NEМA. Различные техники защиты могут требовать различных классификаций корпусов.

Важно помнить, что корпуса Ех-сертифицированного оборудования могут изготавливаться из антистатических полупроводящих материалов для предотвращения накопления зарядов статического электричества. В зависимости от классификации, есть пределы для размеров информационных табличек, которые можно наносить на приборы. К примеру, оборудование с областью применения I для зоны 0, для наземного применения по классу IIC, может использовать пластиковую табличку площадью не более 4 см2. Это нужно учесть при любой маркировкой оборудования.

Тестовое оборудование

Есть различные виды опасных зон и областей. Использование оборудования без сертификации Ех в опасной зоне возможно, однако требует особого разрешения специалистов по безопасности на предприятии. Кроме того, может потребоваться использование устройств безопасности, таких как персональные портативные газодетекторы, при полевой работе. Использование Ех-оборудования существенно упрощает все эти процессы, избавляя от ненужных сложностей.

В качестве примера Ex-сертифицированного оборудования приведем взрывобезопасный калибратор процессов Beamex MC5-IS. Это – многофункциональный калибратор процессов, который можно использовать во взрывоопасных зонах. На продукте нанесена следующая маркировка: Ex II 1 G, Ex ia IIC T4 Ga (Ta = от -20°С до 50°С).

Вот как расшифровывается эта надпись:

Ex знаксертификации Ех
II – наземная область применения
1 – частое присутствие взрывоопасных веществ
G – газ
Ex– оборудование с сертификацией Ех
ia – опасная ситуация не может возникнуть при нормальной эксплуатации при помехах на линии и любой комбинации 2 возможных неисправностей
IIC – подгруппа наземного применения
T4 – температура воспламенения 135...200°С
Ga – уровень защиты оборудования
Ta – безопасная температура эксплуатации
 
Об авторе:
 
Хайкки Лорила (Heikki Laurila) – менеджер по аппаратным продуктам компании Beamex Oy Ab, Финляндия.
 
Справка от Ua.Automation.com
 
АТЕХ – сокращение от ATmospheres EХplosibles (взрывоопасные смеси газов) – новый европейский стандарт взрывозащищенного оборудования. Требования АТЕХ распространяются на механическое, электрическое оборудование и защитные средства, которые предполагается использовать в потенциально взрывоопасной атмосфере, как под землей, так и на поверхности земли.
 
В стандарте АТЕХ ужесточены требования стандартов EN50020/EN50014 в части IS (Intrinsically Safe) оборудования. Эти ужесточения предусматривают ограничение емкостных параметров схемы; использование других классов защиты; новые требования к электростатике; использование защитного кожаного чехла.
 
Классификационную маркировку взрывозащищенного оборудования по АТЕХ рассмотрим на следующем примере: 
 
Ex, II, 2, D, EEx, ia, IIB, T3
 
1. Знак Ex в шестиугольнике означает сертификацию взрывозащищенного оборудования по АТЕХ.
 
2. Область применения:
I — подземная
II — наземная
 
3. Категория зоны:
0 — постоянное присутствие взрывоопасных веществ (>1000 часов в год).
1 — частое 10...1000 часов в год.
2 — краткосрочные <10 часов в год. Используется при редких случаях возникновения этих ситуаций
 
4. Окружающая атмосфера:
G — газ 
D — горючие пыли, взвеси, волокна
 
5. Е — согласно евронормам (требования CENELEC); Ex — взрывозащищенное оборудование.
 
6. Классификация видов защиты
d — взрывонепроницаемая оболочка
e — защита вида «е» (повышенная)
о — масляное заполнение
q — кварцевое заполнение
m — заполнение компаундом
i — искробезопасная электроцепь
ia — опасная ситуация не может возникнуть при нормальной эксплуатации при помехах на линии и при любой комбинации двух возможных неисправностей
ib — опасная ситуация не может возникнуть при нормальной эксплуатации, при помехах на линии и одной неисправности. После главного вида защиты может указываться дополнительный.
 
7. Область применения:
I — подземные работы
II — наземное применение
Для видов защиты «d» и «i» в случае наземного применения вводятся подгруппы IIA, IIB и IIC.
 
8. Температура воспламенения:
T1 > 450°С
T2 = 300...450°С
T3 = 200...300°С 
T4 = 135...200°С
T5 = 100...135°С
T6 = 85...100°С