Lyhyt esittely vaara-alueelle
Aug 11, 2023
VAARALLISTEN ALUEIDEN VYÖHYKKEET, MÄÄRITELMÄT JA RÄJÄHDYSSUOJAUS
Tämä artikkeli tarjoaa kattavan yleiskatsauksen sellaisten laitteiden suunnittelusta ja käytöstä, jotka on tarkoitettu käytettäviksi alueilla, jotka voivat sisältää kaasujen, höyryjen ja palavien pölyjen tai kuitujen aiheuttamia räjähdyskelpoisia ilmaseoksia. Näitä alueita kutsutaan yleisesti vaarallisiksi alueiksi.
"Vaarallinen alue" luonnehtii paikkaa, jossa ilmakehä sisältää tai voi sisältää syttyviä tai räjähtäviä kaasuja, pölyjä tai höyryjä merkittäviä määriä.
VAARALLISET ALUEET
Asennuksien suojaamiseksi mahdollisilta räjähdyksiltä on välttämätöntä käyttää menetelmää vaarallisten alueiden analysoimiseksi ja luokittelemiseksi. Tämän prosessin ensisijaisena tavoitteena on taata laitteiden oikea valinta ja oikea asennus, ja viime kädessä pyritään estämään räjähdykset ja varmistamaan henkilöiden turvallisuus.
Räjähdysvaarallisen alueen ja vaara-alueen kuvaus
Räjähdyssuojatut sähkölaitteet luokitellaan ja soveltuvat räjähdysvaarallisille alueille rakenteensa perusteella alla olevan taulukon mukaisesti
|
Nimi & Koodi |
Määritelmä ja ominaisuudet |
Kaavio |
Sopivat alueet |
|
paine- vastustuskykyinen räjähdyssuojattu （d） |
(1) Kotelo on varustettu sähkökomponenteilla, kuten NFB, MS jne., jotka voivat synnyttää kipinöitä normaalin käytön aikana. (2) Jos vaarallisia kaasuja pääsee ulos ja ne voivat aiheuttaa räjähdyksen, kotelon on kestettävä räjähdyspaine ja estettävä liekkien vuotaminen liitoskohdasta, joka sytyttää ulkoisten vaarallisten kaasujen räjähdyksen. |
 |
VYÖHYKE 1
VYÖHYKE 2 |
|
turvallisuutta parannettu räjähdyssuojattu （e） |
(1) Kotelo on suunniteltu yksinomaan ilmatiiviiksi, ja sillä ei ole paineenkestokykyä. (2) Sisätilaan mahtuu vain komponentteja jotka eivät tuota kipinöitä tai liiallista lämpöä normaalin toiminnan aikana, kuten Eexe-päätteet ja Eexd-moduulit (paineenkestävät räjähdys- todistusmoduulit). Paineenkestävä räjähdyssuojattu sähkö Eex-d-valulla valmistetut komponentit ovat uusia tuotteita, jotka ovat täysin kipinöimättömiä ja liiallisesta kuumuudesta, joten ne soveltuvat käytettäväksi erilaisissa ohjauslaatikoissa. |
|
VYÖHYKE 1
VYÖHYKE 2 Jos on sähkökomponentteja, jotka voivat synnyttää kipinöitä tai liiallista lämpöä, niitä voidaan käyttää vain ZONE 2:ssa. |
|
sisäinen paine räjähdys- todiste （p） |
Kotelo on tyypillinen jakelulaatikko, mutta valmistettu täysin tiiviisti. Sisäinen paineistus tuottaa hieman korkeamman paineen kuin ilmakehän paine estääkseen vaarallisten kaasujen pääsyn ulkopuolelta. Täyttöputken konvektio auttaa haihduttamaan sisäistä lämpöä. Sitä käytetään yleisesti suurissa laitteissa tai kokonaisissa valvomoissa |
|
VYÖHYKE 1
VYÖHYKE 2 |
|
luonnostaan turvallinen räjähdyssuojattu （i） |
(1) Suunniteltu elektronisille piireille tai matalan energian sähkölaitteille estämään kaasuräjähdysten esiintyminen instrumenttien ja piirien ympärillä normaalista tai epänormaalista toiminnasta riippumatta. (2) Sisäisten räjähdyssuojattujen sähkökomponenttien piirilähdöt tai -tulot on suunniteltu ohjattaviksi sen energiatason alapuolelle, joka voi aiheuttaa vetykaasun syttymisen ja räjähdyksen. |
|
VYÖHYKE 0(ia) VYÖHYKE 1 (ia, ib) VYÖHYKE 2 (ia, ib) |
|
öljyllä upotettu räjähdys todiste （o） |
(1) Kotelon sisällä olevat sähkökomponentit ovat muuntajia, ja eristämiseen käytetään korkean leimahduspisteen eristävää öljyä räjähdyssuojatun vaikutuksen saavuttamiseksi. (2) Tämäntyyppisten laitteiden luotettavuus on heikko, ja sitä käytetään nykyään harvoin. |
|
VYÖHYKE 1
VYÖHYKE 2 |
|
täytetty räjähdyssuojattu （q） |
(1) Elektroniset piirit, kuten kondensaattorit, vastukset ja pienet muuntajat, on asennettu kotelon sisään ja eristetty hienojakoisella hiekkatäytteellä räjähdyssuojatun vaikutuksen saavuttamiseksi. (2) Tämän tyyppistä rakennetta ei käytetä erikseen, vaan se asennetaan EExe-kotelon sisään käyttöä varten. |
|
VYÖHYKE 1 VYÖHYKE 2 |
|
injektio muovattu paine -kestävä räjähdyssuojattu （m） |
(1) Tämä on räjähdyssuojausmenetelmä, jossa komponentit, jotka voivat synnyttää kipinöitä tai liiallista lämpöä, on koteloitu yleisellä polyesterimuovauksella varmistaen, että koko valetun kotelon pinta ei tuota kipinöitä tai lämpötilan nousua, joka voisi aiheuttaa vaarallisten kaasujen syttymisen. . (2) Alle 630A:n yleisten kytkinten ohjauskomponentit on käsitelty puristamalla polyesterimateriaalista paineenkestävyyden räjähdyssuojattujen vaatimusten mukaisesti ja EEx-d:n hyväksymä. |
|
VYÖHYKE 1
VYÖHYKE 2 |
|
erityistä räjähdyssuojattu (s) |
Erityinen räjähdyssuojattu rakenne tarkoittaa erityisiä sähköyhdistelmiä tai ohjausmenetelmiä, jotka käsitellään edellä mainittujen rakenteiden mukaisesti. Ne on suunniteltava yksilöllisesti tietyille sähkölaitteille, jotka soveltuvat käytettäväksi vaadituissa vaarallisissa paikoissa, ja räjähdysturvallisuusviranomaisen hyväksymiä. |
|
VYÖHYKE 0
VYÖHYKE1 VYÖHYKE 2 |
Räjähdyssuojattujen sähkörakenteiden, määritelmien ja sovellettavien vaarallisten alueiden vertailutaulukko
Paineenkestävä räjähdyssuojattu rakenne ja luokitus
Yleinen virhe, jonka monet ihmiset tekevät, on käyttää termejä "paineenkestävä räjähdyssuojattu vyöhyke" tai "turvallisuudella varustettu räjähdyssuojattu vyöhyke", mikä on väärin. Oikeaa terminologiaa tulee käyttää kuvaamaan räjähdyssuojattujen alueiden luokittelua "0 taso", "1 taso" tai "2 taso". Termejä "paineenkestävä" ja "turvallisuutta lisäävä" tulisi käyttää kuvaamaan räjähdyssuojattujen sähkölaitteiden rakennetta sen sijaan, että viitattaisiin tiettyihin vyöhykkeisiin. Kaikkien on tärkeää erottaa nämä käsitteet toisistaan.
Jokaisella edellä mainitulla räjähdyssuojatulla rakenteella on erityiset valmistusmääräykset. Painetta kestävien räjähdyssuojattujen laitteiden osalta on noudatettava erityisvaatimuksia, koska niissä on sähkökomponentteja, jotka voivat synnyttää kipinöitä tai liiallista lämpöä normaalin käytön aikana. Tyypillisesti näiden laitteiden vaipan on oltava paksumpi (lujuus) ja sen on kestettävä vähintään 10 kg/Cm²:n paine räjähtävistä kaasuseoksista, kuten H2, ilman vaurioita toistuvien testausten jälkeen (tunnetaan yleisesti räjähdystesteinä). Lisäksi kuorikomponenttien välisten liitosten toleranssit ja syvyydet ovat tiukasti säänneltyjä. Tyypillisesti testausmenettelyyn kuuluu vaipan ulkoympäristön täyttäminen syttyvällä kaasuseoksella, ja jos vaipan sisäliekki ei sytytä ulkoista kaasua kymmeneen peräkkäiseen testiin, sen voidaan katsoa läpäisevän testin. Vaihtoehtoisesti turvallisuusmääräysten noudattaminen voidaan varmistaa myös kansainvälisiä testausstandardeja noudattamalla. Seuraavassa taulukossa on esimerkki, joka perustuu JIS-kriteeriin (Japanese Industrial Standards), jossa on pieniä eroja Euroopassa ja Yhdysvalloissa käytettyihin arvoihin (jotka ovat yleensä samanlaisia).
|
Räjähdystaso |
Välys m/m |
laatikon tilavuus |
välyksen syvyys |
|
1 |
Yllä 0.6 |
(A) 2000cm³ |
Suurempi tai yhtä suuri kuin 25 m/m |
|
2 |
0.4 yllä 0.6 alla |
(B) 2000-100CM³ |
Suurempi tai yhtä suuri kuin 15 m/m |
|
(C) 100-2CM³ |
Suurempi tai yhtä suuri kuin 10 m/m |
||
|
3 |
0.4 alla |
(D) 2cm³ Alla |
Suurempi tai yhtä suuri kuin 5 m/m |
Esitys räjähdystasoista Euroopan, Amerikan ja Japanin järjestelmissä
|
Taulukko 5 (Kansainvälisten järjestelmien koodit ja vertailu räjähdystasoihin)
|
Yllä olevan taulukon mukaan on huomattava, että edustus on johdonmukainen Japanin ja Euroopan välillä, kun taas Yhdysvallat noudattaa erilaista lähestymistapaa. Se edustaa kuitenkin kahta eri tilannetta. Ensinnäkin, jos räjähdystasoa edustaa japanilainen tyyli 1, 2, 3 tai eurooppalainen tyyli IIA, IIB, IIC tai amerikkalainen tyyli A, B, C, D, niin paineenkestävä räjähdys- suojakuori on valmistettava taulukon tietojen mukaan. Toiseksi, sen lisäksi, että se edustaa olosuhteita, se edustaa suhteellisesti myös tiettyyn ryhmään soveltuvia vaarallisia kaasu- (neste)ympäristöjä. Itse asiassa eurooppalaiset A, B, C ja amerikkalaiset A, B, C, D edustavat vaarallisten kaasujen (nesteiden) herkkyyttä kipinäräjähdyksille ja vaadittua paineenkestävää räjähdyssuojattua rakennetta. Yleiset vaaralliset kaasut (nesteet) luokitellaan erikseen Euroopassa ja Yhdysvalloissa (kuten taulukosta 6 näkyy). Tämä luokitus perustuu kipinöiden vaarallisuuteen (eli leimahduspisteeseen) ja erilaisten vaarallisten kaasujen (nesteiden) syttymispisteeseen, mikä osoittaa lämpötilan, jossa ne syttyvät myös ilman kipinöitä. Siksi on tarpeen määrittää vaarallisten kaasujen (nesteiden) syttymislämpötila suhteessa räjähdyssuojattujen sähkölaitteiden pintalämpötilaan (kuten taulukosta 7 esitetään), jotta saavutetaan täydellinen turvallisuussuoja.
Paineenkestävä räjähdyssuojattu rakenne ja luokitus
|
Lgnition Lämpötila /l/asteina |
EN TAI IEC |
JIS |
NEC |
Lgnition Lämpöä varmasti /2/asteessa |
|||
|
Ryhmä |
Salama Pisteen tutkinto |
Tyypillisiä kaasuja tai Höyryt |
IGNI- TION LUOKKA |
Ryhmä |
Tyypillisetl Kaasut tai höyryt |
||
|
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 A |
-19 KAASU 11.1
KAASU -11.1
28.9
-4 -21.7
KAASU 11
12
32.7 -42.8
KAASU 11.7 -32.7
32
17.2
-37.8 KAASU |
Asetoni Athan Athanoli Atyyliasetaatti Atyylinitriitti ammoniakki Anilin Bentseeni Butaani Butanoli
Butanon Butyyliasetaatti Diklorathy Heptaani Heksaani Heizol Methan Metanoli Metyyliasetaatti oktaani Pentan Pentanoli Maaöljy-Naphta Öljy (einschl. Fahtbenzin ) Propaani Propanoli Propyleeni Pyridiini Styroli Toluol Viny laketaatti Viny lCHLORID Ksyloli
Asetaldehydi Kohlenmonoksidi |
1 |
D |
asetoni Ataani etanoli (etyylialkoholi) etyyliasetaatti ammoniakkia bentseeni butaani 1-butanoli 2-butanoli metyylietyyliketoni n-butyyliasetaatti etyleenidikloridi heptaaneja heksaanit metaani (maakaasu) metanoli (metyylialkoholi)
oktaaneja pentaaneja 1-pentanoli öljybensiini bensiini propaani 1-propanoli 2-propanoli propeeni pyridiini Styerne tolueeni vinyyliasetaatti Vinyylikloridi Ksyleenit |
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 |
Asetaldehydi Hiilimonoksidi
Etyleeni Vetysyanidi syklopropaani dietyylieetteri |
175 610
490
500 160 |
|||||
|
II B |
KAASU KAASU
KAASU |
Athylen Cyanwasserstoff syklopropaani Diatyyliesteri Tetrafluoratyleeni
Akryylialdehydi (Akroleiin) Atyleenioksidi Butadien-1,3 |
2 |
||||
|
B |
Akroleiini Etyleenioksidi Butadieeni |
220
429 420 |
|||||
|
Lgnition Lämpötila /l/asteina |
EN TAI IEC |
JIS |
NEC |
Lgnition Lämpöä varmasti /2/asteessa |
|||
|
Ryhmä |
Salama Pisteen tutkinto |
Tyypillisiä kaasuja tai Höyryt |
IGNI- TION LUOKKA |
Ryhmä |
Tyypillisetl Kaasut tai höyryt |
||
|
560
430
560
305
95 |
IIB |
KAASU
-37.2 |
Koksofengas Propy lenoksidi |
2 |
B |
valmistettuja kaasuja (sisältää yli 30 % vetyä (tilavuudesta) propyleenioksidi Vety |
449
400 |
|
II C |
KAASU
KAASU
-30 |
Wasserstoff
Asetyleeni Atyylinitraatti
Schwefelkoh -Lenstoff |
3a
3 3c
3b |
||||
|
A |
Asetyleeni |
305 |
|||||
|
Erityinen Suojat |
Hiilidisulfidi |
100 |
|||||
|
Huomautus |
Yllä olevassa taulukossa japanilaisen JIS-räjähdystason 3 sisällä on sen korkeamman tason vuoksi vähemmän vaarallisia kaasuja (nesteitä), jotka on luokiteltu tälle tasolle. Erityisesti kaasut (nesteet), jotka on merkitty 3a| Kuvat 3b ja 3c edustavat suoraan tätä tasoa, kun taas muut määrittelemättömät ovat 3N. |
||||||
Vertaileva selitys sytytyspisteistä ja symboleista eri maiden räjähdyssuojatuissa järjestelmissä
|
Taso |
Lämpötila-alue |
Koodi Jap |
Koodi EU |
Koodi USA |
|||
|
1 |
450 astetta yläpuolella |
G1 |
T1 tai G1 |
T1 450 astetta |
|||
|
2 |
300-450 astetta |
G2 |
T2 tai G2 |
T2 |
300 astetta |
T2C |
230 astetta |
|
T2A |
280 astetta |
T2D |
215 astetta |
||||
|
T2B |
260 astetta |
|
|
||||
|
3 |
200-300 astetta |
G3 |
T3 tai G3 |
T3 |
200 astetta |
T3B |
165 astetta |
|
T3A |
180 astetta |
T3C |
160 astetta |
||||
|
4 |
135-200 astetta |
G4 |
T4 tai G4 |
T4 |
135 astetta |
T4A |
120 astetta |
|
5 |
100-135 astetta |
G5 |
T5 tai G5 |
T5 100 astetta |
|||
|
6 |
85-100 astetta |
G6 |
T6 tai G6 |
T6 85 astetta |
|||
Lämpötilaluokan lämpötila-arvoihin liittyy tärkeä käsite, jonka suuri yleisö ymmärtää yleisesti väärin. Jos taulukossa 7 viitataan räjähdyssuojattujen sähkölaitteiden määräyksiin, se tarkoittaa, että sähkökotelon pintalämpötila ei saa ylittää tätä arvoa. Se ei tarkoita sähkökomponenttien lämpötilankestoa. Tyypillisesti sähkölaitteita valittaessa pintalämpötila on alhaisempi kuin vaarallisen kaasun (nesteen) syttymispiste kyseisessä paikassa turvallisuuden lisäämiseksi.
Yllä olevat tiedot huomioon ottaen näyttää siltä, että kipinät tai vaarallisen kaasun (nesteen) syttymispisteen yläpuolella olevat lämpötilat eivät ole ainoa huolenaihe. Todellisuudessa on kolme tekijää, jotka voivat johtaa palamiseen: 1. Syttyvien tai palavien höyryjen läsnäolo. 2. Sytytyslähde (kuten kipinät tai pintalämpötila, joka saavuttaa vaarallisen kaasun syttymispisteen). 3. Hapettavien aineiden (kuten ilma tai puhdas happi) saatavuus. Näin ollen vaikka alueilla, joissa on vaarallisia aineita, olisi mahdollisia syttymislähteitä, räjähdyksiä ei välttämättä tapahdu, jos vaarallisen aineen pitoisuus on liian korkea tai jos hapettavaa ilmaa ei ole riittävästi. Samoin jos vaarallisen aineen pitoisuus on liian alhainen, se ei yleensä aiheuta merkittävää riskiä. Jokaisella vaarallisella aineella on erilaiset pitoisuustasot, ja määritellyllä alueella olevia pitoisuuksia pidetään erittäin vaarallisina. Tämä tarkoittaa, että palamisen kolme elementtiä voivat esiintyä vain tällä alueella, mikä antaa paremman käsityksen tietyistä räjähdyssuojattujen ympäristöjen ominaisuuksista.
Tulevaisuudessa on myös tärkeää ymmärtää Euroopassa, Amerikassa ja Japanissa käytettyjen räjähdyssuojattujen symbolien ilmaisu, jotta voidaan tehdä asianmukaisia tuotevalintoja. (Kuten taulukko 8).
|
|
Järjestelmäkoodi |
Ensimmäinen nro. Rakennuskoodi |
Toinen nro Räjähdystason koodi |
Kolmas nro. Leimahduspisteen lämpötila Taso |
Huomautus |
|
EU |
IEC (Eex) |
d ,e ,i ,q ,s |
IIA, IIB, IIC |
T1-T6 G1-G6 |
Esimerkki: EExde IIc T6 |
|
YHDYSVALLAT |
NEC (NEMA) |
LUOKKA 1 DIV 1 LUOKKA 1 DIV 2 |
A ,B ,C ,D |
T1-T6 |
Esimerkki: LUOKKA 1 DIV 1 RYHMÄ C@ D |
|
Japsi SK CHN |
NEC (JIS) (CKS) (CNS) |
d ,e ,I ,q ,s |
1 ,2 ,3 3a 3b 3c 3n |
G1-G6 |
Esimerkki d3nG6 d2G4 eG3 |
