Щоб захистити установки та виробництва від потенційного вибуху, потрібен метод аналізу та класифікації потенційно небезпечної зони. Мета - забезпечення правильного вибору та встановлення обладнання, щоб остаточно запобігти вибуху та забезпечити безпеку життя. Методи, які використовуються для класифікації, можуть відрізнятися залежно від країни, але зазвичай існує два основних типи класифікації.

У країнах, які прийняли філософію IEC (International Electrotechnical Commission, Міжнародна електротехнічна комісія), це називається зонуванням, тоді як у Північній Америці установки класифікуються за класами, підрозділами та групами, щоб визначити необхідний рівень безпеки.

Класифікація небезпечних зон. Стандарти IEC та ATEX

Небезпечна зона визначається трьома основними критеріями, а саме:

• Вид небезпеки (групи);
• Температура самозаймання небезпечного матеріалу (температура або рейтинг «Т»);
• Імовірність наявності небезпеки в легкозаймистих концентраціях (зонах).

Тип небезпеки буде у вигляді газу або пари, пилу або волокна.

Класифікація небезпечних зон насамперед поділяється на дві групи залежно від того, йдеться про гірничодобувну промисловість чи наземний видобуток. Вони визначені нижче:

Група I - електричне обладнання для використання в шахтах і підземних установках, чутливих до газу.

Група II й група III - електричне обладнання для використання в наземних установках. Ці групи ще додатково поділяються залежно від небезпеки. Гази групи II згруповані залежно від кількості енергії, необхідної для займання найбільш вибухонебезпечної суміші газу з повітрям. Пил III групи поділяється за характером вибухонебезпечної атмосфери, для якої він призначений.

Температура автоматичного займання або Т-рейтинг

Рівень небезпеки газів підвищується від групи газу IIA до IIC, причому група IIC є найсуворішою. Речовини цієї групи можуть легко запалюватися, причому водень є найбільш схильним до займання. Температурний клас або Т-рейтинг базується на температурі самозаймання газу, детальна інформація про яку наведена нижче у таблицях.

Групи приладів і температурні класи для звичайних горючих газів і парів – група II

Температурний клас для електричних апаратів групи II

Якщо існує небезпека, обладнання, що використовується в установці, має отримати відповідну класифікацію «T», щоб зберегти цілісність. Якщо цим небезпечним газом є, скажімо, водень, то все обладнання, що використовується, має відповідати рейтингу «T6». Це означає, що температура поверхні всього обладнання для небезпечних зон не повинна перевищувати 85°C. Будь-яке обладнання для небезпечних зон, яке може генерувати температуру поверхні вище 85°C, не можна використовувати, оскільки це збільшить ймовірність вибуху через запалювання водню в атмосфері.

Групи приладів і температурні класи для звичайних горючих пилу та волокон – група III

При розгляді установок, які піддаються потенційному ризику вибуху через займання пилу, використовуване обладнання класифікується майже так само, як і для газів. Жодне обладнання не можна встановлювати там, де температура поверхні обладнання перевищує температуру займання даної горючої речовини. Нижче наведено деякі поширені небезпечні види пилу та їх мінімальну температуру займання.

Ймовірність небезпеки

Імовірність того, що концентрація небезпечної речовини достатньо висока, щоб спричинити займання, буде відрізнятися від місця до місця. Для більшості установок цей ризик залежить від того, як довго існує небезпека (газ, пара, пил або волокно).

Щоб класифікувати цю небезпеку, установку поділяють на зони ризику залежно від часу, протягом якого небезпека присутня. Ці території називаються зонами. Для газів і парів, пилу і волокон є три зони.

Зона 0 (газ) та Зона 20 (пил) - Дуже ймовірна наявність небезпечної атмосфери, яка може існувати протягом тривалого часу (>1000 годин на рік) або навіть постійно.

Зона 1 (газ) та Зона 21 (пил) - Небезпечна атмосфера можлива, але навряд чи буде присутня протягом тривалого часу (>10 <1000 годин на рік).

Зона 2 (газ) та Зона 22 (пил) - Небезпечна атмосфера навряд чи буде присутня при нормальній роботі або ж буде присутня нечасто та протягом коротких періодів часу (<10 годин на рік).

Концепції вибухозахисту

Існують різні типи обладнання, яке можна використовувати в цих небезпечних зонах, щоб усунути або значно зменшити можливість вибуху. Це обладнання має бути розроблене та виготовлене відповідно до конкретних конструктивних параметрів, відомих як концепції захисту.

По суті, ці параметри підпадають під такі класифікації призначення:

• Для запобігання можливому виникненню займання (Ex e, Ex nA).
• Для обмеження енергії займання обладнання (Ex ia, Ex ib, Ex ic, Ex nL).
• Для запобігання контакту вибухонебезпечної атмосфери з джерелом займання (Ex p, Ex px, Ex py, Ex pz, Ex m, Ex ma, Ex mb, Ex o, Ex nR).
• Для запобігання виходу займання за межі обладнання (Ex d, Ex q, Ex nC).
• Особливий (Ex s).

Ex i - Іскробезпека
Ex i — це концепція вибухозахисту, згідно з якою електрична енергія всередині обладнання обмежена до рівня, нижчого за той, який може спричинити займання або обмежити нагрівання поверхні обладнання у небезпечній зоні. Існує два основних підтипи захисту Ex i, це «ia» та «ib». Захист типу «ia» допускає появу двох несправностей під час роботи Захист від вибуху типу «ib» допускає появу однієї несправності під час роботи.

Ex d - Вогнетривкий
Обладнання, що може спричинити вибух, міститься в корпусі, який може витримати силу вибуху та запобігти передачі у зовнішню небезпечну атмосферу. Вибухозахищений метод Ex d також запобігає потраплянню небезпечної атмосфери в корпус і контакту з обладнанням.

Ex m - Інкапсуляція
Ex m — це концепція вибухозахисту, де обладнання, яке потенційно може спричинити займання, інкапсульоване в речовину або смолу, щоб запобігти контакту з вибухонебезпечною атмосферою. Концепція також обмежує температуру поверхні обладнання за нормальних умов експлуатації.

Ex e - Підвищена безпека
Ex e — це концепція вибухозахисту для забезпечення підвищеної безпеки від можливого виникнення надмірних температур та іскор від електричного обладнання небезпечної зони. Обладнання, яке зазвичай викликає іскри, виключається з використання в рамках цього методу захисту.

Ex p - Під тиском
Один процес гарантує, що тиск усередині корпусу Ex p є достатнім, щоб запобігти проникненню легкозаймистих газів, пари, пилу або волокна та запобігти можливому займанню. Інший процес підтримує постійний потік повітря (або інертного газу) для розрідження, щоб видалити будь-яку потенційно вибухонебезпечну атмосферу.

Ex o - Занурення в масло
Усе обладнання, яке може викликати дуговий розряд і потенційно викликати займання, занурюється в захисну рідину або масло. Масло забезпечує ізоляційний метод для запобігання займанню.

Ex q - Порошкове наповнення
Усе обладнання, яке може викликати дуговий розряд, міститься в корпусі, наповненому частинками кварцу або скляного порошку. Порошкова начинка запобігає ймовірності займання.

Ex n - Без іскроутворення
Тип вибухозахисту, при якому вживаються запобіжні заходи, щоб електричне обладнання небезпечної зони, яке має потенціал утворення дуги, не могло запалити навколишнє вибухонебезпечне середовище.

• Ex nA - компоненти, які використовуються в конструкції, не іскрять.
• Ex nC - компоненти, які використовуються в конструкції, є незаймистими.
• Ex nR – використовувані компоненти щільно закриті для обмеження дихання та запобігання займанню.
• Ex nL - компоненти, які використовуються в конструкції, не містять достатньо енергії, щоб викликати займання.

Ex s - Особливий
Цей метод вибухозахисту, як вказує його назва, не має конкретних параметрів або правил конструкції. По суті, це будь-який метод захисту від вибуху, який може забезпечити заздалегідь визначений рівень безпеки, щоб гарантувати відсутність можливості займання. Як такий, він не підпадає під жоден конкретний метод захисту і може бути комбінацією кількох.

Захист від проникнення

Іншим аспектом захисту обладнання в небезпечних зонах є захист від проникнення твердих сторонніх предметів і води. Це називається ступенем захисту від проникнення та зазвичай називається кодом IP. Відповідним стандартом для ступеня захисту є IEC 60529.

Докладно про ступені зовнішнього захисту читайте у нашій публікації "Що являє собою рейтинг IP?"

Північноамериканська систематизація небезпечних зон

Говорячи про вибухонебезпечні зони варто згадати й про стандарти Північної Америки.

Північноамериканська класифікація систематизує небезпечні зони за класами, підрозділами та групами відповідно до рівня безпеки, необхідного для встановленого в цих місцях обладнання.

Класи визначають тип небезпеки з точки зору того, чи є це газом або парою, горючим або струмопровідним пилом, займистим волокном або летючою речовиною. Підрозділи визначають можливість присутності небезпеки в нормальних або ненормальних умовах. Групи ж класифікують точний тип та характер небезпечної речовини.

Класи:
І - Місце, де горючий газ/пара є або може бути присутнім у достатній кількості, щоб спричинити вибухонебезпечну атмосферу.
ІІ - Місце, де електропровідний або горючий пил є або може бути присутнім у достатній кількості, щоб спричинити пожежу або небезпеку вибуху.
ІІІ - Місце, де легкозаймисті волокна або стружка присутні в достатній кількості, щоб створити серйозний ризик пожежі.

Підрозділи:
1 - Визначена небезпека існує під час нормальних умов експлуатації
2 - Визначена небезпека існує лише під час ненормальних умов, таких як несправність обладнання.

Групи:
А - Ацетилен/Acetylene
B - Гідроген/Hydrogen
Етилен/Ethylene
D - Пропан/Propane
E - Металевий пил/Metal Dust
F - Вугільний пил/Coal Dust
G - Зерновий пил/Grain Dust

Північноамериканські стандарти також визначають, яким має бути обладнання, призначене для роботи у вибухонебезпечних зонах. Нижче подано систематизацію типів корпусів обладнання відповідно UL / CSA / NEMA:

Type 3 - Корпус призначений для використання на відкритому повітрі, головним чином, для забезпечення певного ступеня захисту від пилу, що переноситься вітром, дощу, мокрого снігу та пошкоджень, викликаних зовнішнім утворенням льоду.

Type 3R - Корпус призначений для використання на відкритому повітрі, головним чином, для забезпечення певного ступеня захисту від дощу та пошкоджень, викликаних зовнішнім утворенням льоду.

Type 3S - Корпус призначений для використання на відкритому повітрі головним чином для забезпечення певного ступеня захисту від дощу, мокрого снігу, пилу, що розноситься вітром, а також для забезпечення роботи зовнішніх механізмів під час ожеледі.

Type 4 - Корпус призначений для внутрішнього чи зовнішнього використання, головним чином, для забезпечення певного ступеня захисту від дощу та пилу, що розносяться вітром, бризок води, води, спрямованої зі шланга, та пошкоджень від зовнішнього утворення льоду.

Type 4X - Корпус призначений для внутрішнього чи зовнішнього використання, головним чином, для забезпечення певного ступеня захисту від корозії, дощу та пилу, що розносяться вітром, бризок води, води, спрямованої зі шланга, та пошкодження від зовнішнього утворення льоду.

Type 6 - Корпус призначений для внутрішнього чи зовнішнього використання в основному для забезпечення певного ступеня захисту від падучого бруду, води, спрямованої зі шланга, потрапляння води під час випадкового тимчасового занурення на визначену глибину та пошкодження від утворення зовнішнього льоду.

Type 6P - Корпус призначений для внутрішнього чи зовнішнього використання, перш за все, для забезпечення певного ступеня захисту від падучого бруду, води, спрямованої зі шланга, а також потрапляння води під час тривалого занурення на певну глибину та пошкодження від зовнішнього утворення льоду.

А от "Як Північно-Американські кодекси та стандарти впливають на вибір кабелів" дізнавайтеся з нашої попередньої публікації.

Ми в MARDAL CABLES можемо запропонувати великий асортимент кабельних вводів BIMED для небезпечних середовищ:

Гірнича промисловість - Група I (Mining), Ex-d/e I Mb:

• Металеві кабельні вводи (Ex-d/e mining) подвійного стиснення для кабелів SWA-AWA.
• Металеві кабельні вводи (Ex-d/e mining) з бар'єрним ущільненням для неброньованих кабелів.
• Металеві кабельні вводи (Ex-d/e mining) одинарного стиснення для неброньованих кабелів.
• Бар'єрні кабельні вводи для всіх типів броньованих кабелів.

Групи II - III (газ та пил), Ex-d/e:

• Металеві кабельні вводи подвійного стиснення для броньованих кабелів; з бар'єрним ущільненням для неброньованих та всіх типів броньованих кабелів; одинарного стиснення для неброньованих кабелів.
• Фітинги для жорстких трубопроводів; для непроникних/гнучких труб; поворотні прямі металеві фітинги (Ex-d/e Gas & Dust) із зовнішньою різьбою для гнучких трубопроводів.
• Адаптери та перехідники для кабельних вводів.

Групи II - III (газ та пил), Ex-eb:

• Металеві кабельні вводи та фітинги для більш довгих типів різьби, які також відповідають вимогам Ex d (Групи II та III (Gas & Dust) Ex-d/e).
• Вентиляційні та дренажні вироби (Ex-e).
• Пластикові кабельні вводи, адаптери та перехідники для кабельних вводів (Ex-e / Ex-i).
• Шестигранні металеві заглушки (Ex-e).

Маєте потребу у кабельних вводах для небезпечних середовищ - звертайтесь, будемо раді допомогти обрати те, що якнайкраще відповідатиме вашим вимогам!