Взрывозащита
Взрывозащита
Пример маркировки:
ГОСТ |
1 |
Ex |
d |
IIA |
T3 |
Знак уровня взрывозащиты |
Знак соответствия стандартам |
Знак вида взрывозащиты |
Знак подгруппы
(категория смеси) |
Знак температурного класса
(группа смеси) |
Классификация
взрывоопасных зон
Класс
взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор
электрооборудования, определяется технологами совместно со специалистами
проектной или эксплуатирующей организации.
Согласно
российским нормативным документам выделяют следующие классы взрывоопасных зон:
-
зоны класса В-1 –
расположены в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в
таком количестве и с такими свойствами, что могут образовывать с воздухом
взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы;
-
зоны класса В-1а –
расположены в помещениях, в которых взрывоопасные смеси горючих газов
(независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров
ЛВЖ с воздухом не образуются при нормальной эксплуатации, а только в
результате аварий или неисправностей;
-
зоны класса В-1б –
аналогичны В-1а, но отличаются от них тем, что при авариях горючие газы
обладают высоким нижним пределом воспламенения (15% и выше), а также при
опасных концентрациях резким запахом. В этот класс входят зоны лабораторных
и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в малых
концентрациях, недостаточных для создания взрывоопасной смеси и где работа
производится без применения открытого пламени. Зоны не относятся к
взрывоопасным, если работы с опасными веществами производятся в вытяжных
шкафах или под вытяжными зонтиками;
-
зоны класса В-1г –
пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих
горючие газы или ЛВЖ, открытых нефтеловушек, надземных и подземных
резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеров), эстакад для слива и
налива ЛВЖ, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.
-
зоны класса В-2 –
расположены в помещениях, где выделяются переходящие во взвешенное состояние
горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что могут
создавать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы;
-
зоны класса В-2а –
такие, где опасные условия при нормальной работе не возникают, но могут
возникнуть в результате аварий или неисправностей.
Нормативные
документы содержат определение геометрических размеров каждого класса зон.
|
Зона
0,
в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в
течение длительных периодов времени |
Зона
1,
в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси
в нормальных условиях эксплуатации |
Зона
2,
в которой маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в
нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко, и
существует очень непродолжительное время |
CENELEC/IEC, ЕВРОПА |
Зона
0 |
Зона
1 |
Зона
2 |
ГОСТР
51330.9-99, РОССИЯ |
Зона
0 |
Зона
1 |
Зона
2 |
ПУЭ
(2001), РОССИЯ |
|
В-I |
B-Iа,
B-Iб, B-Iг |
Оборудование,
предназначенное для работы в пределах зоны того или иного класса, должно иметь
соответствующий уровень взрывозащищенности.
Уровень
взрывозащищенности оборудования
Уровни
взрывозащищенности электрооборудования имеют в российской классификации
обозначения 2, 1 и 0:
-
Уровень 2 –
электрооборудование повышенной надежности против взрыва: в нем взрывозащита
обеспечивается только в нормальном режиме работы;
-
Уровень 1 –
взрывобезопасное электрооборудование: взрывозащищенность обеспечивается как
при нормальных режимах работы, так и при вероятных повреждениях, зависящих
от условий эксплуатации, кроме повреждений средств, обеспечивающих
взрывозащищенность;
-
Уровень 0 – особо
взрывобезопасное оборудование, в котором применены специальные меры и
средства защиты от взрыва.
Степень
взрывозащищенности оборудования (2, 1, или 0) ставится в РФ как первая цифра
перед европейской маркировкой взрывозащищенности оборудования.
Методы
обеспечения взрывобезопасности оборудования
Существует
несколько методов обеспечения взрывобезопасности, цель которых - предотвратить
возможность контакта внутренних искрообразующих или тепловыделяющих элементов
аппаратуры с внешней взрывоопасной средой, либо препятствовать выходу наружу
взрыва, возникшего внутри наружной оболочки аппаратуры путем его локализации:
-
локализация, или
сдерживание взрыва - предотвращение распространения взрыва за пределы
оболочки;
-
изоляция, или
герметизация – заливка компаундом, лаком, поддержание высокого давления
внутри оболочки продувкой оборудования сжатым воздухом или инертным газом;
-
заполнение оболочки
кварцевым песком, погружение оборудования в масло, применяемое, например,
для обмоток трансформаторов;
-
предотвращение, или
ограничение электрической и тепловой выделяемой энергии - применение в
методе защиты «искробезопасной электрической цепи».
В европейской
классификации приводится детализация примененного в оборудовании типа
взрывозащиты (она признается в РФ и встречается в сертификатах на
взрывозащищенное оборудование):
Вид
взрывозащиты |
|
Основное применение |
Стандарт |
Защита вида е |
е |
Клеммные и соединительные коробки, светильники, посты управления,
распределительные устройства |
ГОСТ Р 51330.8-99 |
Взрывонепроницаемая оболочка |
d |
Коммутирующие приборы, светильники, посты управления,
распределительные устройства, пускатели электродвигателей, нагревательные
элементы |
ГОСТ Р 51330.1-99 |
Заполнение или продувка |
p |
Сильноточные распредшкафы, анализаторные приборы, двигатели |
ГОСТ
Р 51330.3-99 |
Искробезопасная электрическая цепь |
i |
Измерительная и регулирующая техника, техника сзязи, датчики, приводы |
ГОСТ З 51330.10-99 |
Уровни взрывозащиты Exi-- электрооборудования |
Взрывоопасная зона |
0 |
1 |
2 |
Россия |
ia |
ia,ib |
ia,ib,ic |
Масляное заполнение оболочки |
o |
Трансформаторы, пусковые сопротивления |
ГОСТ З 51330.7-99 |
Кварцевое заполнение оболочки |
q |
Трансформаторы, конденсаторы |
ГОСТ Р 51330.6-99 |
Герметизация компаундом |
m |
Коммутирующие приборы малой мощности, индикаторы, датчики |
ГОСТ Р 51330.17-99 |
Отсутствие искрообразования
|
n |
Зона
2
Этот вид взрывозащиты включает упрощенные варианты различных методов взрывозащиты |
Все
устройства для зоны 2, кроме коммутирующих устройств |
ГОСТ
Р 51330.17-99 |
Специальная защита |
s |
Этот
вид взрывозащиты включает специальные методы взрывозащиты |
Датчики, разрядники |
ГОСТ
Р 51330.17-99 |
Герметическая изоляция |
h |
|
ГОСТ
Р 51330.17-99 |
Действует
следующая российская классификация уровней взрывозащиты оборудования:
Категория взрывоопасности смеси |
Требуемый уровень взрывозащиты |
I (рудничный метан) |
II (все газы) |
Иа |
ia |
Особо взрывобезопасный |
Иb |
ib |
Взрывобезопасный |
Иc |
ic |
Повышенная надежность против взрыва |
Категории
взрывоопасности смеси
В
существующей классификации предусмотрены две категории: I и II.
Категория I
определяет требования к оборудованию, предназначенному для работы в шахтах и
рудниках, где имеется опасность взрыва рудничного метана.
К категории
II относится оборудование, применяемое для работы в условиях возможного
образования промышленных взрывоопасных смесей газов и взвесей.
Существуют
три подкатегирии категории II: IIA, IIB, IIC. Каждая последующая подкатегория
включает (может заменить) предшествующую, то есть, подкатегория С является
высшей и соответствует требованиям всех категорий – А, В и С. Она, таким
образом, является самой «строгой».
Россия, Европа |
Энергия поджига атмосферы(мкдж) |
|
Типичный представитель |
I |
|
Метан
(рудничный) |
II A |
Более 180 |
Возрастание
опасности |
Пропан |
II B |
60-180 |
Этилен |
II C |
менее 60 |
Ацетилен, Водород |
Категории
взрывоопасности смеси детализируются в зависимости от температуры
самовоспламенения взрывоопасных газов и смесей.
Согласно
ГОСТу, действует следующая классификация по температуре самовоспламенения:
Группа смеси |
Температура самовоспламенения, °С |
Т1 |
Более 450 |
Т2 |
От 300 до 450 |
Т3 |
От 200 до 300 |
Т4 |
От 135 до 200 |
Т5 |
От 100 до 135 |
Т6 |
От 85 до 100 |
Объединенные
требования к аппаратуре по категориям взрывоопасности газовых смесей и
температуре самовоспламенения смесей газов.
Категория IIC
взрывоопасности смеси применяется к группам:
-
Т1 – водород, водяной
газ, светильный газ, водород 75% + азот 25%»;
-
Т2 – ацетилен,
метилдихлорсилан;
-
Т3 – трихлорсилан;
-
Т4 – не применяется;
-
Т5 – сероуглерод;
-
Т6 – не применяется.
Категориям А
и В соответствуют взрывоопасные смеси
IIA:
-
Т1 – аммиак, …, ацетон,
…, бензол, 1,2-дихлорпропан, дихлорэтан, диэтиламин, …, доменный газ,
изобутан, …, метан (промышленный, с содержанием водорода в 75 раз большим,
чем в рудничном метане), пропан, …, растворители, сольвент нефтяной, спирт
диацетоновый,…, хлорбензол, …, этан;
-
Т2 – алкилбензол,
амилацетат, …, бензин Б95\130, бутан, …растворители…, спирты, …, этилбензол,
циклогексанол;
-
Т3 – бензины А-66,
А-72, А-76, «галоша», Б-70, экстракционный. Бутилметакрилат, гексан, гептан,
…, керосин, нефть, эфир петролейный, полиэфир, пентан, скипидар, спирты,
топливо Т-1 и ТС-1, уайт-спирит, циклогексан, этилмеркаптан;
-
Т4 – ацетальдегид,
альдегид изомасляный, альдегид масляный, альдегид пропионовый, декан,
тетраметилдиаминометан, 1,1,3 – триэтоксибутан;
-
Т5 и Т6 – не
применяются.
IIB:
-
Т1 – коксовый газ,
синильная кислота;
-
Т2 – дивинил, 4,4 –
диметилдиоксан, диметилдихлорсилан, диоксан, …, нитроциклогексан, окись
пропилена, окись этилена, …, этилен;
-
Т3 – акролеин,
винилтрихлорсилан, сероводород, тетрагидрофуран, тетраэтоксисилан,
триэтоксисилан, топливо дизельное, формальгликоль, этилдихлорсилан,
этилцеллозольв;
-
Т4 – дибутиловый эфир,
диэтиловый эфир, диэтиловый эфир этиленгликоля;
-
Т5 и Т6 – не
применяются.
Как видно из
приведенных данных, категория IIC является избыточной для большинства случаев
применения аппаратуры связи на реальных объектах.
Дополнительная информация.
Категории IIA,
IIB и IIC определяются следующими параметрами: безопасным экспериментальным
максимальным зазором (БЭМЗ – максимальный зазор между фланцами оболочки, через
который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду) и
величиной МТВ (отношением минимального тока воспламенения смеси взрывоопасного
газа и минимального тока воспламенения метана).
Категория взрывоопасной смеси |
БЭМЗ (мм) |
МТВ |
I (рудничный метан) |
более 1,0 |
1,0 |
IIA |
0,9 и более |
0,8 |
IIB |
от 0,5 до 0,9 |
от 0,4 до 0,8 |
IIC |
0,5 и менее |
менее 0,45 |
Температурный
класс.
Температурный
класс электрооборудования определяется предельной температурой в градусах
Цельсия, которую могут иметь при работе поверхности взрывозащищенного
оборудования.
Температурный
класс оборудования устанавливается исходя из минимальной температуры
соответствующего температурного диапазона (его левой границы): оборудование,
которое может применяться в среде газов с температурой самовоспламенения класса
Т4, должно иметь максимальную температуру элементов поверхности ниже 135
градусов; Т5 – ниже 100, а Т6 – ниже 85.
Рассмотрим
пример маркировки (применявшейся в Европе до 1 июля 2003 года)согласно стандарту
“CENELEC”:
ExdIIBT4
Ex – знак
взрывозащищенного оборудования по стандарту CENELEC; d – тип взрывозащиты
(взрывонепроницаемая оболочка); IIB – категория взрывоопасности газовой смеси II
вариант В (см. выше); T4 - группа смеси по температуре
воспламенения (температура не выше 135 С°)
Обозначения
взрывозащищенности по американскому стандарту FM.
Factory
Mutual (FM) по своей сути тождественны европейскому и российскому стандартам, но
отличаются от них по форме записи. В американском стандарте также указываются
условия применения аппаратуры: класс взрывоопасности среды (Class), условия
эксплуатации (Division) и группы смеси по их температуре самовоспламенения
(Group).
Class может
иметь значения I, II, III: Class I – взрывоопасные смеси газов и паров, Class II
– горючая пыль, Class III – горючие волокна.
Division
может иметь значения 1 и 2: Division 1 – это полный аналог зоны В1(В2) -
взрывоопасная смесь присутствует при нормальных условиях работы; Division 2 –
аналог зоны В1А (В2А), в которой взрывоопасная смесь может появиться только в
результате аварии или нарушений технологического процесса.
Для работы в
зоне Div.1 требуется особо взрывобезопасное оборудование (в терминах стандарта -
intrinsically safe), а для работы в зоне Div.2 - взрывобезопасное оборудование
класса Non-Incendive.
Взрывоопасные
воздушные смеси, газы, пары образуют 7 подгрупп, у которых есть прямые аналогии
в российском и европейском стандартах:
-
Group A – смеси,
содержащие ацетилен (IIC T3, T2);
-
Group B – смеси,
содержащие бутадиен, акролеин, водород и окись этилена (IIС T2, T1);
-
Group C – смеси,
содержащие циклопропан, этилен или этиловый эфир (IIB T4, T3, T2);
-
Group D - смеси,
содержащие спирты, аммиак, бензол, бутан, бензин, гексан, лаки, пары
растворителей, керосин, природный газ или пропан (IIA T1, T2, T3, T4);
-
Group E – воздушные
взвеси частиц горючей металлической пыли вне зависимости от ее электрической
проводимости, либо пыль с подобными характеристиками опасности, имеющая
удельную объемную проводимость менее 100 КОм – см.
-
Group F – смеси,
содержащие горючую пыль сажи, древесного угля или кокса с содержанием
горючего вещества более 8% объема, или взвеси, имеющие проводимость от 100
до 100 000 ом-см;
-
Group G – взвеси
горючей пыли, имеющие сопротивление более 100 000 ом-см.
Электрические
аккумуляторы, имеющие сертификацию FM, могут применяться в следующих случаях:
-
Division
1; Classes I, II, III; Groups D, F, G (Intrinsically safe);
-
Division
2; Class I; Groups A, B, C, D (Non-Incendive).
АТЕХ - новый
европейский стандарт взрывозащищенного оборудования.
В
соответствии с директивой Евросоюза 94/9/EC с 01 июля 2003 года вводится новый
стандарт АТЕХ. Новая классификация заменит старую CENELEC и вводится в действие
на территории европейских стран.
АТЕХ –
сокращение от ATmospheres Explosibles (взрывоопасные смеси газов). 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: II 2 G EEx ib IIB T4
Ex в
шестиграннике – маркировка взрывозащищенного оборудования по АТЕХ.
Следующий
элемент маркировки определяет группу оборудования:
-
I – шахтное;
-
II – другое (не
шахтное): химиндустрия, НХЗ, НПЗ и т. п. Третий элемент - арабская цифра -
определяет допустимую зону работы оборудования, она может принимать значения
0,1 или 2:
-
0 – при частом
возникновении взрывоопасных или воспламеняющихся концентраций опасных газов
или смесей (газов, взвесей);
-
1 – то же, что и 0, но
указанные концентрации могут возникать лишь время от времени (например, при
аварийных ситуациях);
-
2 – то же, что и 1, но
при редких случаях возникновения этих ситуаций.
Четвертый
элемент : G – для газов, D – для горючих пылей, волокон и взвесей.
Дальнейшие
символы (после E Е х) были рассмотрены ранее.
|