Kratak uvod u opasnu zonu
Aug 11, 2023
ZONE OPASNIH PODRUČJA, DEFINICIJE I ZAŠTITA OD EKSPLOZIJE
Ovaj članak daje sveobuhvatan pregled dizajna i upotrebe opreme namijenjene za upotrebu u područjima koja potencijalno mogu sadržavati eksplozivnu atmosferu uzrokovanu plinovima, parama i zapaljivom prašinom ili vlaknima. Ove oblasti su opšte poznate kao zone opasnosti.
„Opasno područje“ karakterizira se kao lokacija na kojoj atmosfera sadrži ili ima potencijal da sadrži zapaljive ili eksplozivne plinove, prašinu ili pare u značajnim količinama.
OPASNA PODRUČJA
Da bi se instalacije zaštitile od potencijalnih eksplozija, potrebno je primijeniti metodologiju za analizu i klasifikaciju područja koja bi mogla biti opasna. Primarni cilj ovog procesa je garantovanje odgovarajućeg izbora i pravilne instalacije opreme, u krajnjoj liniji sa ciljem sprečavanja eksplozija i osiguranja bezbednosti pojedinaca.
Opis eksplozivne zone i opasnog područja
Električna oprema otporna na eksploziju je klasifikovana i primjenjiva na eksplozivna područja na osnovu njihove konstrukcije, kao što je prikazano u donjoj tabeli
|
Ime & Šifra |
Definicija i karakteristike |
Dijagram |
Prikladna područja |
|
pritisak- otporan dokaz eksplozije （d） |
(1) Kućište je opremljeno električnim komponentama kao što su NFB, MS, itd., koje mogu stvarati varnice tokom normalnog rada. (2) Ako opasni gasovi izlaze i mogu izazvati eksploziju, kućište mora biti u stanju izdržati pritisak eksplozije i spriječiti curenje plamena iz spoja, izazivajući eksplozije vanjskih opasnih plinova. |
 |
ZONA 1
ZONA 2 |
|
poboljšana sigurnost dokaz eksplozije （e） |
(1) Kućište je dizajnirano isključivo za hermetičnost i nema otpornost na pritisak. (2) Unutrašnjost može smjestiti samo komponente koji ne stvaraju iskre ili pretjeranu toplinu tokom normalnog rada, kao što su Eexe terminali i Eexd-moduli (otporni na eksploziju- moduli za dokaz). Električni uređaji otporni na pritisak i eksplozije Komponente proizvedene putem Eex-d kalupa su novi proizvodi koji su apsolutno bez varnica i prekomjerne topline, što ih čini pogodnim za upotrebu u raznim kontrolnim kutijama. |
|
ZONA 1
ZONA 2 Ako postoje električne komponente koje mogu generirati iskre ili pretjeranu toplinu, mogu se koristiti samo u ZONI 2. |
|
interni pritisak eksplozija- dokaz （p） |
Kućište je tipična razvodna kutija, ali je napravljena na potpuno zatvoren način. Unutarnji pritisak stvara nešto veći tlak od atmosferskog kako bi se spriječio ulazak opasnih plinova izvana. Konvekcija cevovoda za naduvavanje pomaže u rasipavanju unutrašnje toplote. Obično se koristi u velikoj opremi ili cijelim kontrolnim sobama |
|
ZONA 1
ZONA 2 |
|
inherentno sigurno dokaz eksplozije （i） |
(1) Dizajniran za elektronska kola ili niskoenergetske električne uređaje kako bi se spriječilo pojavljivanje eksplozija plina oko instrumenata i kola, bez obzira na normalne ili nenormalne operacije. (2) Izlazi ili ulazi električnih komponenti otpornih na eksploziju su dizajnirani da se kontrolišu ispod nivoa energije koji je sposoban da izazove paljenje i eksploziju gasovitog vodonika. |
|
ZONA 0(ia) ZONA 1 (ia,ib) ZONA 2 (ia,ib) |
|
eksplozija uronjena u ulje- dokaz （o） |
(1) Električne komponente unutar kućišta su transformatori, a izolacijsko ulje s visokom tačkom paljenja koristi se za izolaciju kako bi se postigao efekat otporan na eksploziju. (2) Ova vrsta opreme je slabe pouzdanosti i rijetko se koristi u današnje vrijeme. |
|
ZONA 1
ZONA 2 |
|
ispunjen dokaz eksplozije （q） |
(1) Elektronska kola kao što su kondenzatori, otpornici i mali transformatori su instalirani unutar kućišta i izolovani finim peskom kako bi se postigao efekat otporan na eksploziju. (2) Ova vrsta strukture se ne koristi zasebno, već se instalira unutar EExe kućišta za upotrebu. |
|
ZONA 1 ZONA 2 |
|
injekcija oblikovani pritisak -otporan dokaz eksplozije （m） |
(1) Ovo je metoda zaštite od eksplozije gdje su komponente koje mogu stvarati iskre ili pretjeranu toplinu obložene cjelokupnim poliesterskim kalupom, osiguravajući da površina cijelog oblikovanog kućišta neće proizvoditi iskre ili porast temperature koji bi mogli uzrokovati paljenje opasnih plinova . (2) Upravljačke komponente opštih prekidača ispod 630A se obrađuju prelivanjem od poliesterskog materijala u skladu sa zahtjevima specifikacija otpornosti na pritisak protiv eksplozije i odobrene od strane EEx-d. |
|
ZONA 1
ZONA 2 |
|
poseban dokaz eksplozije (s) |
Posebna konstrukcija otporna na eksploziju odnosi se na posebne električne kombinacije ili metode upravljanja, koje se obrađuju prema gore navedenim strukturama. Moraju biti individualno dizajnirani za specifičnu električnu opremu pogodnu za upotrebu na potrebnim opasnim lokacijama i odobreni od strane tijela za certificiranje otporne na eksploziju. |
|
ZONA 0
ZONE1 ZONA 2 |
Tabela poređenja električnih konstrukcija otpornih na eksploziju, definicije i primenljiva opasna područja
Konstrukcija i klasifikacija otporna na pritisak, otporna na eksploziju
Uobičajena greška koju mnogi ljudi prave je korištenje izraza "zona otporna na eksploziju" ili "zona otporna na eksploziju", što je netačno. Treba koristiti ispravnu terminologiju da se opiše klasifikacija zona zaštićenih od eksplozije kao prostorija '0 nivo', '1 nivo' ili '2 nivo'. Izraze "otporan na pritisak" i "povećana sigurnost" treba koristiti za opisivanje konstrukcije električnih uređaja otpornih na eksploziju, umjesto da se odnose na određene zone. Važno je da svi razlikuju ove koncepte.
Svaka od gore navedenih konstrukcija otpornih na eksploziju ima posebne proizvodne propise. U slučaju uređaja otpornih na eksploziju, moraju se ispuniti posebni zahtjevi zbog prisutnosti električnih komponenti koje mogu generirati varnice ili prekomjernu toplinu tokom normalnog rada. Tipično, školjka ovih uređaja mora imati veću debljinu (čvrstoću) i mora izdržati pritisak od najmanje 10 Kg/Cm² iz eksplozivnih plinskih mješavina kao što je H2 bez ikakvih oštećenja nakon ponovljenih ispitivanja (poznatih kao testovi eksplozije). Osim toga, tolerancije i dubine spojeva između komponenti ljuske su strogo regulirane. Uobičajeno, postupak ispitivanja uključuje punjenje vanjskog okruženja školjke zapaljivom mješavinom plina, a ako unutrašnji plamen ljuske ne zapali vanjski plin deset uzastopnih ispitivanja, može se smatrati da je test prošao. Alternativno, usklađenost sa sigurnosnim propisima može se potvrditi i pridržavanjem međunarodnih standarda ispitivanja. Sledeća tabela daje primer zasnovan na kriterijumima JIS (japanski industrijski standardi), sa malim varijacijama u odnosu na vrednosti koje se koriste u Evropi i Sjedinjenim Državama (koje su generalno slične).
|
Explosion Level |
Klirens m/m |
zapremine kutije |
dubina klirensa |
|
1 |
Iznad 0.6 |
(A) 2000CM³ |
Veća ili jednaka 25m/m |
|
2 |
0.4 gore 0.6 ispod |
(B) 2000-100CM³ |
Veća ili jednaka 15m/m |
|
(C) 100-2CM³ |
Veća ili jednaka 10m/m |
||
|
3 |
0.4 ispod |
(D) 2CM³ Ispod |
Veća ili jednaka 5m/m |
Prikaz nivoa eksplozije u evropskim, američkim i japanskim sistemima
|
Tabela 5 （Kodovi međunarodnih sistema i poređenje u odnosu na nivoe eksplozije ）
|
Prema gornjoj tabeli, primjećuje se da je zastupljenost dosljedna između Japana i Evrope, dok Sjedinjene Države slijede drugačiji pristup. Međutim, on predstavlja dvije različite situacije. Prvo, ako je nivo eksplozije predstavljen japanskim stilom 1, 2, 3, ili evropskim stilom IIA, IIB, IIC, ili američkim stilom A, B, C, D, tada je eksplozija otporna na pritisak - zaštitna školjka mora biti proizvedena prema podacima u tabeli. Drugo, osim što predstavlja uslove, on takođe relativno predstavlja opasne gasne (tečne) sredine koje se primenjuju na određenu grupu. U stvari, evropski A, B, C i američki A, B, C, D predstavljaju osetljivost opasnih gasova (tečnosti) na eksplozije varnica i zahtevani nivo konstrukcije otporne na pritisak protiv eksplozije. Uobičajeni opasni gasovi (tečnosti) su odvojeno klasifikovani u Evropi i Sjedinjenim Državama (kao što je prikazano u Tabeli 6). Ova klasifikacija se zasniva na opasnoj prirodi varnica (tj. tačka paljenja) i tački paljenja različitih opasnih gasova (tečnosti), što ukazuje na temperaturu na kojoj će se zapaliti čak i bez varnica. Zbog toga je potrebno odrediti temperaturu paljenja opasnih gasova (tečnosti) u odnosu na temperaturu površine električnih uređaja otpornih na eksploziju (kao što je prikazano u tabeli 7) kako bi se postigla potpuna sigurnosna zaštita.
Konstrukcija i klasifikacija otporna na pritisak, otporna na eksploziju
|
Lgnition Temperatura do /l/in stepena |
EN ILI IEC |
JIS |
NEC |
Lgnition Umjereno ure to /2/u stepenu |
|||
|
Grupa |
Flash Poen stepen |
Tipični plinovi ili Pare |
IGNI- TION CLASS |
Grupa |
Tipični plinovi ili pare |
||
|
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 GAS 11.1
GAS -11.1
28.9
-4 -21.7
GAS 11
12
32.7 -42.8
GAS 11.7 -32.7
32
17.2
-37.8 GAS |
Aceton Athan Atanol Athylacetat Atilnitrit Amonijak Anilin Benzol Butan Butanol
Butanon Butylaacetat Dikloratija Heptan Hexan Heizol Methan Metanol metilacetat Oktan Pentan Pentanol Petroleum-Naphta Petrolum(einschl.Fahtbenzin) Propan Propanol Propilen Pyridin Stirol Toluol Viny lacetat Viny lCHLORID Ksilol
Acetaldehid Kohlenmonoxid |
1 |
D |
aceton athane etanol (etil alkohol) etil acetat amonijak benzen butan 1-butanol 2-butanol metil etil ketona n-butil acetat etilen dihlorid heptani heksani metan (prirodni gas) metanol (metil alkohol)
oktani pentanes 1-pentanol naftna nafta benzin propan 1-propanol 2-propanol propilen piridin styerne toluen vinil acetat Vinil hlorid Ksileni |
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 |
Acetaldehid Ugljen monoksid
Etilen cijanid vodonik ciklopropan dietil eter |
175 610
490
500 160 |
|||||
|
II B |
GAS GAS
GAS |
Athylen Cyanwasserstoff Cylclopropan Diathylather Tetrafluoratilen
Akrilaldehid (akrolein) Atilenoksid Butadien-1,3 |
2 |
||||
|
B |
Akrolein Etilen oksid Butadien |
220
429 420 |
|||||
|
Lgnition Temperatura do /l/in stepena |
EN ILI IEC |
JIS |
NEC |
Lgnition Umjereno ure to /2/u stepenu |
|||
|
Grupa |
Flash Poen stepen |
Tipični plinovi ili Pare |
IGNI- TION CLASS |
Grupa |
Tipični plinovi ili pare |
||
|
560
430
560
305
95 |
IIB |
GAS
-37.2 |
Koksofengas Propy lenoxid |
2 |
B |
proizvedeni gasovi (sadrži više od 30% vodonika (po zapremini) propilen oksid Vodonik |
449
400 |
|
II C |
GAS
GAS
-30 |
Wasserstoff
Acetilen Athylnitrat
Schwefelkoh -Lenstoff |
3a
3 3c
3b |
||||
|
A |
Acetilen |
305 |
|||||
|
Poseban Zaštitne mjere |
Ugljen disulfid |
100 |
|||||
|
Napomena |
U gornjoj tabeli, u okviru japanskog JIS stepena eksplozije 3, zbog višeg nivoa, manje je opasnih gasova (tečnosti) klasifikovanih pod ovaj nivo. Konkretno, gasovi (tečnosti) označeni kao 3a| 3b i 3c direktno predstavljaju ovaj nivo, dok su ostali koji nisu specificirani predstavljeni kao 3N. |
||||||
Uporedno objašnjenje tačaka paljenja i simbola u sistemima otpornim na eksploziju različitih zemalja
|
Nivo |
Temp Range |
Code Jap |
Kod EU |
Code USA |
|||
|
1 |
450 stepeni iznad |
G1 |
T1 ili G1 |
T{0}} stepen |
|||
|
2 |
300-450 stepen |
G2 |
T2 ili G2 |
T2 |
300 stepeni |
T2C |
230 stepeni |
|
T2A |
280 stepeni |
T2D |
215 stepeni |
||||
|
T2B |
260 stepeni |
|
|
||||
|
3 |
200-300 stepen |
G3 |
T3 ili G3 |
T3 |
200 stepeni |
T3B |
165 stepeni |
|
T3A |
180 stepeni |
T3C |
160 stepeni |
||||
|
4 |
135-200 stepen |
G4 |
T4 ili G4 |
T4 |
135 stepeni |
T4A |
120 stepeni |
|
5 |
100-135 stepen |
G5 |
T5 ili G5 |
T{0}} stepen |
|||
|
6 |
85-100 stepen |
G6 |
T6 ili G6 |
T{0}} stepen |
|||
Postoji važan koncept u vezi sa temperaturnim vrijednostima u temperaturnoj klasi, koji je u javnosti često pogrešno shvaćen. U tabeli 7, ako se odnosi na propise za električnu opremu zaštićenu od eksplozije, to znači da površinska temperatura električnog kućišta ne smije prelaziti tu vrijednost. To ne podrazumijeva temperaturnu otpornost električnih komponenti. Tipično, pri odabiru električne opreme, površinska temperatura će biti niža od tačke paljenja opasnog plina (tečnosti) na toj određenoj lokaciji, s ciljem povećanja sigurnosti.
Uzimajući u obzir gore navedene informacije, čini se da prisustvo varnica ili temperatura iznad tačke paljenja opasnog gasa (tečnosti) nije jedina briga. U stvarnosti, tri faktora mogu dovesti do sagorevanja: 1. Prisustvo zapaljivih ili zapaljivih para. 2. Izvor paljenja (kao što su varnice ili temperatura površine koja dostiže tačku paljenja opasnog gasa). 3. Dostupnost oksidacionih sredstava (kao što je vazduh ili čisti kiseonik). Stoga, čak i ako postoje potencijalni izvori paljenja u područjima gdje su prisutni opasni materijali, eksplozije se možda neće dogoditi ako je koncentracija opasne tvari previsoka ili ako nema dovoljno oksidirajućeg zraka. Slično tome, ako je koncentracija opasne tvari preniska, to općenito ne predstavlja značajan rizik. Svaki opasan materijal ima različite nivoe koncentracije, a koncentracije unutar navedenog raspona smatraju se izuzetno opasnim. To znači da se tri elementa sagorijevanja mogu pojaviti samo unutar ovog raspona, što omogućava bolje razumijevanje određenih karakteristika okruženja otpornog na eksploziju.
U budućnosti je također važno razumjeti izraze simbola otpornih na eksploziju koji se koriste u Evropi, Americi i Japanu kako bi se napravio odgovarajući izbor proizvoda. (Kao što je tabela 8).
|
|
Sistemski kod |
Prvi br. Građevinski kod |
Drugi br. Šifra nivoa eksplozije |
Treći br. Temperatura tačke paljenja Nivo |
Napomena |
|
EU |
IEC (EEex) |
d ,e ,i ,q ,s |
IIA ,IIB ,IIC |
T1-T6 G1-G6 |
primjer: EExde IIc T6 |
|
SAD |
NEC (NEMA) |
KLASA 1 DIV 1 KLASA 1 DIV 2 |
A ,B ,C ,D |
T1-T6 |
primjer: KLASA 1 DIV 1 GRUPA C@ D |
|
Jap SK CHN |
NEC (JIS) (CKS) (CNS) |
d ,e ,I ,q ,s |
1 ,2 ,3 3a 3b 3c 3n |
G1-G6 |
Primjer d3nG6 d2G4 eG3 |
