Взрывозащищенность и искробезопасность: ключевые различия для опасных зон

Предположим, вы выбираете погружной электрический нагреватель для резервуара для отработанного масла на нефтехимическом заводе. Резервуар расположен в секретной зоне, поэтому нагреватель, его распределительная коробка и датчик температуры нуждаются в сертифицированном методе защиты. Поставщик прибора предлагает искробезопасный преобразователь. Производитель отопительного оборудования предлагает взрывозащищенный фланцевый нагреватель. Оба подхода предотвращают возгорание, но действуют на совершенно разных принципах, и эта разница определяет мощность, стоимость установки и правила обслуживания.

Основное отличие: ограничение энергии против сдерживания

Искробезопасное устройство сконструировано таким образом, что оно не может выделить достаточно электрической или тепловой энергии, чтобы воспламенить окружающую атмосферу. Взрывозащищенное устройство предназначено для сдерживания внутреннего взрыва, не допуская выхода пламени или горячих газов. Короче говоря, искробезопасность — это стратегия предотвращения, а взрывозащищенная защита — это стратегия сдерживания.

Это различие объясняет распространенную в этой области загадку: датчик температуры может быть искробезопасным, а нагреватель, потребляющий несколько киловатт, — нет. Мощное оборудование невозможно сделать искробезопасным, поскольку как нормальная работа, так и вероятные неисправности создают уровни энергии, превышающие порог воспламенения типичных топливно-воздушных смесей.

Терминология зависит от региона и стандарта. В североамериканской практике широко используется термин взрывозащищенный, тогда как в международных стандартах ту же технику называют взрывозащищенной, обозначая Ex d. Аналогично, искробезопасность обозначается Ex i. Знание обоих названий помогает сравнивать сертификаты ATEX и IECEx с местными сертификатами.

Как работает искробезопасное оборудование

Искробезопасность ограничивает электрическую энергию в источнике. В цепи Ex i напряжение, ток и запасенная энергия поддерживаются ниже уровней, необходимых для воспламенения конкретного присутствующего газа или пара. Барьеры безопасности, установленные в безопасной зоне, ограничивают цепь с помощью токоограничивающих резисторов и компонентов, ограничивающих напряжение. Даже при коротком замыкании, обрыве провода или случайном заземлении энергия, достигающая опасной зоны, остается ниже порога воспламенения.

Типичными искробезопасными устройствами являются приборы малой мощности: датчики температуры, датчики давления, реле уровня, электромагнитные клапаны и устройства связи. Их преимущества являются как практическими, так и техническими:

• Они могут быть одобрены для зоны 0, где взрывоопасная атмосфера присутствует постоянно или в течение длительного времени.
• Корпуса компактны и легки, поскольку не требуется тяжелый взрывозащищенный корпус.
• При неповрежденных барьерах обученный персонал может открывать и обслуживать устройство, не отключая цепь.
• Обычные методы проводки применяются на стороне безопасной зоны барьера, что снижает стоимость установки.

Ограничивающим фактором является мощность. Искробезопасная цепь обычно выдает мощность всего несколько сотен милливатт, чего достаточно для сигнала, но не для нагревателя, пускателя двигателя или осветительного прибора.

Как работает взрывозащищенное оборудование

Взрывозащищенное оборудование, также называемое взрывозащищенным или Ex d, использует противоположный подход. Вместо ограничения энергии он использует корпус, достаточно прочный, чтобы выдержать внутренний взрыв. Если горючий газ попадает в корпус и воспламеняется, корпус выдерживает давление и гасит пламя, поэтому взрыв не может распространиться за пределы атмосферы.

Сдерживание основано на точно спроектированных траекториях пламени. Обработанные соединения и узкие зазоры охлаждают выходящие газы ниже температуры воспламенения окружающей атмосферы, прежде чем они покинут корпус. Корпус также должен противостоять деформации при пиковом давлении взрыва. Такой подход работает независимо от энергии, запасенной в оборудовании, поэтому подходит устройствам большой мощности. Для более подробного ознакомления с тем, как устроены и обслуживаются эти корпуса, полезной справочной информацией является статья о конструкции, установке и эксплуатации взрывозащищенных электронагревателей.

К распространенным взрывозащищенным изделиям для промышленного отопления относятся:

• Фланцевые погружные нагреватели и нагреватели с резьбовой пробкой для резервуаров-хранилищ
• Воздухонагреватели и технологические нагреватели
• Шкафы управления и пускатели двигателей
• Распределительные коробки, осветительные приборы и панели управления обогревом

Компромиссами являются вес, стоимость и доступ. Взрывозащищенные корпуса тяжелые и изготавливаются с жесткими допусками, что увеличивает затраты на производство и доставку. Обычно перед открытием корпуса необходимо обесточить систему и проверить ее на наличие газа. Однако для оборудования, которому требуется реальная мощность в секретной зоне, взрывозащищенная конструкция часто является единственным сертифицированным вариантом.

Краткий обзор искробезопасности и взрывозащищенности

Самый быстрый способ сравнить два метода — посмотреть на принцип защиты, мощность и корпус. В этой таблице суммированы наиболее важные моменты для покупателя, просматривающего технические характеристики.

Выбор между искробезопасностью и взрывозащищенной конструкцией

Начните с требований к питанию устройства. Если устройство потребляет только миллиамперы и его функция работает на уровне сигнала, искробезопасность обычно является экономичным и практичным выбором. Если устройство должно передавать тепловую или механическую энергию, силовая цепь должна быть взрывозащищенной или использовать другой метод, обеспечивающий высокую мощность, например повышенную безопасность (Ex e) или герметизацию (Ex p).

Оба метода обычно сосуществуют в одной и той же установке. Например, в технологической установке во взрывоопасной зоне может использоваться искробезопасный датчик температуры для сигнала и взрывозащищенный погружной нагреватель для тепловой нагрузки. Каждое устройство имеет свою маркировку, поэтому покупатель должен убедиться, что каждая маркировка соответствует фактической зоне, газовой группе и температурному классу места. Ищите ATEX, IECEx или национальные сертификаты, такие как UL и CSA. В маркировке должен быть указан тип защиты, группа газа (IIA, IIB или IIC) и температурный класс (от T1 до T6). Прежде чем разместить заказ, многие покупатели проверяют сертификаты и награды производителя, чтобы убедиться, что одобрения применимы именно к предлагаемой модели.

Взрывозащищенное отопительное оборудование на практике

В случае систем отопления практический вопрос редко заключается в том, будет ли сам нагреватель искробезопасным. Нагреватель должен обеспечивать непрерывную тепловую мощность, поэтому метод защиты нагревателя – взрывозащищенный. Реальные вопросы заключаются в том, сертифицирован ли обогреватель для данной зоны, является ли его клеммный корпус взрывозащищенным и соответствует ли сторона управления тому же стандарту защиты.

Сертифицированный взрывозащищенный фланцевый погружной нагреватель устанавливается через патрубок резервуара, как и стандартный фланцевый нагреватель, но взрывозащищенная клеммная коробка и сертифицированные элементы позволяют использовать его в опасных зонах. Для небольших и средних резервуаров часто выбирают модель мощностью 6 кВт, сертифицированную ATEX.

Взрывозащищенный погружной фланцевый нагреватель, 380 В, 6 кВт, сертифицированный ATEX. Этот сертифицированный погружной фланцевый нагреватель подходит для небольших и средних резервуаров во взрывоопасных зонах, имеет взрывозащищенную клеммную коробку и одобрение ATEX/IECEx для зон 1 и 2. Посмотреть продукт →

Оборудование управления так же важно, как и нагреватель. Компоненты коммутации, защиты и контроля температуры, расположенные в классифицированной зоне, нуждаются в собственной защите. Взрывозащищенный шкаф управления, построенный по тому же принципу изоляции, является традиционным решением для размещения этих компонентов и обеспечения соответствия требованиям контура отопления.

Взрывозащищенный шкаф управления для систем отопления во взрывоопасных зонах В этом взрывозащищенном корпусе безопасно размещаются компоненты переключения, защиты и контроля температуры для контуров отопления, сдерживающие внутренние взрывы и подходящие для классифицированных зон в различных отраслях. Посмотреть продукт →

Контроль обогрева в опасных зонах

Для трубопроводов и емкостей, которым требуется поддержание температуры вместо мощного обогрева, электрообогрев является распространенным решением, но также создает вопрос о защите. Сам кабель обогрева может использовать технологию постоянной мощности или саморегулирующуюся технологию, но панель управления, питающая его, должна подходить для данной местности. Шкаф управления обогревом, предназначенный для опасных зон, сочетает в себе распределение мощности, защиту и контроль температуры во взрывозащищенном корпусе, поэтому весь контур обогрева соответствует тем же стандартам, что и остальная часть установки.

Шкаф управления обогревом для опасных зон Этот шкаф управления объединяет контроль температуры, обнаружение и управление питанием для электрообогрева, поддерживает до 72 цепей и подходит для обычных или опасных сред. Посмотреть продукт →

Итог: искробезопасность и взрывозащищенность не являются взаимозаменяемыми описаниями одной и той же защиты. Искробезопасность предотвращает возгорание за счет ограничения энергии, что хорошо для приборов, но не для силового оборудования. Взрывозащищенная конструкция содержит воспламенение внутри сертифицированного корпуса, что делает возможным использование мощных нагревателей, шкафов управления и панелей обогрева во взрывоопасных зонах. Сопоставьте метод защиты с функцией устройства, сверьте маркировку с классификацией вашей зоны и купите у производителя, который документирует как свою систему качества, так и сертификаты для опасных зон.