En kort introduktion til farligt område
Aug 11, 2023
FARLIGT OMRÅDE ZONER, DEFINITIONER OG EKSPLOSIONSBESKYTTELSE
Denne artikel giver et omfattende overblik over design og anvendelse af udstyr beregnet til brug i områder, der potentielt kan indeholde eksplosive atmosfærer forårsaget af gasser, dampe og brændbart støv eller fibre. Disse områder er almindeligvis kendt som farlige områder.
Et "farligt område" er karakteriseret som et sted, hvor atmosfæren indeholder, eller har potentiale til at indeholde, brændbare eller eksplosive gasser, støv eller dampe i mængder, der er betydelige.
FARLIGE OMRÅDER
For at sikre installationer mod potentielle eksplosioner er det nødvendigt at anvende en metode til at analysere og klassificere områder, der kan være farlige. Det primære formål med denne proces er at garantere det passende valg og korrekt installation af udstyr, i sidste ende med det formål at forhindre eksplosioner og sikre enkeltpersoners sikkerhed.
Beskrivelse af eksplosiv zone og farligt område
Eksplosionssikkert elektrisk udstyr er klassificeret og anvendeligt til eksplosive områder baseret på deres konstruktion, som vist i tabellen nedenfor
|
Navn & Kode |
Definition og egenskaber |
Diagram |
Egnede områder |
|
tryk- modstandsdygtig eksplosionssikker （d） |
(1) Indkapslingen er udstyret med elektriske komponenter såsom NFB, MS osv., som kan generere gnister under normal drift. (2) Hvis farlige gasser slipper ud og potentielt forårsager en eksplosion, skal indkapslingen kunne modstå eksplosionstrykket og forhindre flammelækage fra krydset, hvilket antænder eksplosioner af eksterne farlige gasser. |
 |
ZONE 1
ZONE 2 |
|
øget sikkerhed eksplosionssikker （e） |
(1) Indkapslingen er udelukkende designet til lufttæthed og mangler trykmodstandsevne. (2) Interiøret kan kun rumme komponenter der ikke genererer gnister eller overdreven varme under normal drift, såsom Eexe-terminaler og Eexd-moduler (tryksikker eksplosion- prøvemoduler). Den trykbestandige eksplosionssikre elektriske komponenter produceret gennem Eex-d støbning er nye produkter, der er absolut fri for gnister og overdreven varme, hvilket gør dem velegnede til brug i forskellige kontrolbokse. |
|
ZONE 1
ZONE 2 Hvis der er elektriske komponenter, der kan generere gnister eller overdreven varme, kan de kun bruges i ZONE 2. |
|
indre tryk eksplosion- bevis （p） |
Kabinettet er en typisk distributionsboks, men lavet på en fuldstændig forseglet måde. Den interne tryksætning genererer et lidt højere tryk end atmosfærisk tryk for at forhindre indtrængen af farlige gasser udefra. Konvektionen af oppustningsrørledningen hjælper med at sprede intern varme. Det er almindeligt anvendt i stort udstyr eller hele kontrolrum |
|
ZONE 1
ZONE 2 |
|
iboende sikker eksplosionssikker （i） |
(1) Designet til elektroniske kredsløb eller lavenergielektriske apparater for at forhindre forekomsten af gaseksplosioner omkring instrumenter og kredsløb, uanset normal eller unormal drift. (2) Kredsløbsudgangene eller -indgangene på de iboende eksplosionssikre elektriske komponenter er designet til at blive styret under det energiniveau, der er i stand til at forårsage brintgasantændelse og -eksplosion. |
|
ZONE 0（ia） ZONE 1（ia,ib） ZONE 2（ia,ib） |
|
olie-nedsænket eksplosion- bevis （o） |
(1) De elektriske komponenter inde i kabinettet er transformere, og isolerende olie med højt flammepunkt bruges til isolering for at opnå eksplosionssikker effekt. (2) Denne type udstyr har dårlig pålidelighed og bruges sjældent i dag. |
|
ZONE 1
ZONE 2 |
|
fyldt op eksplosionssikker （q） |
(1) Elektroniske kredsløb såsom kondensatorer, modstande og små transformere er installeret inde i kabinettet og isoleret med fint sandfyldning for at opnå eksplosionssikker effekt. (2) Denne type struktur bruges ikke separat, men installeres snarere inde i et EExe-kabinet til brug. |
|
ZONE 1 ZONE 2 |
|
indsprøjtning støbt tryk - modstandsdygtig eksplosionssikker （m） |
(1) Dette er en eksplosionsbeskyttelsesmetode, hvor komponenter, der kan generere gnister eller overdreven varme, er indkapslet med en samlet polyesterstøbning, hvilket sikrer, at overfladen af hele det støbte kabinet ikke vil producere gnister eller temperaturstigning, der kan forårsage antændelse af farlige gasser . (2) Kontrolkomponenter af generelle kontakter under 630A behandles ved støbning ved hjælp af polyestermateriale i overensstemmelse med kravene til trykmodstandseksplosionssikre specifikationer og godkendt af EEx-d. |
|
ZONE 1
ZONE 2 |
|
særlig eksplosionssikker (s) |
Den særlige eksplosionssikre struktur refererer til specielle elektriske kombinationer eller kontrolmetoder, som behandles i henhold til de førnævnte strukturer. De skal være individuelt designet til det specifikke elektriske udstyr, der er egnet til brug på de påkrævede farlige steder og godkendt af eksplosionssikker certificeringsmyndighed. |
|
ZONE 0
ZONE1 ZONE 2 |
Sammenligningstabel over eksplosionssikre elektriske konstruktioner, definitioner og relevante farlige områder
Tryksikker eksplosionssikker konstruktion og klassificering
En almindelig fejl, som mange mennesker begår, er at bruge udtrykkene "tryksikker eksplosionssikker zone" eller "sikkerhedsforøget eksplosionssikker zone", hvilket er forkert. Den korrekte terminologi skal bruges til at beskrive klassificeringen af eksplosionssikre områder som '0 niveau', '1 niveau' eller '2 niveau' lokaler. Udtrykkene "tryksikker" og "sikkerhedsforøget" bør bruges til at beskrive konstruktionen af eksplosionssikre elektriske enheder i stedet for at henvise til specifikke zoner. Det er vigtigt for alle at skelne mellem disse begreber.
Hver af de førnævnte eksplosionssikre konstruktioner har specifikke fremstillingsregler. I tilfælde af trykbestandige eksplosionssikre anordninger skal særlige krav opfyldes på grund af tilstedeværelsen af elektriske komponenter, der kan generere gnister eller overdreven varme under normal drift. Typisk skal skallen på disse enheder have en større tykkelse (styrke) og skal modstå et tryk på mindst 10 kg/cm² fra eksplosive gasblandinger såsom H2 uden at opleve nogen skade efter gentagne tests (almindeligvis kendt som eksplosionstest). Derudover er tolerancerne og dybderne af samlingerne mellem skalkomponenterne strengt reguleret. Typisk går testproceduren ud på at fylde det ydre miljø af skallen med en brændbar gasblanding, og hvis den indre flamme i skallen ikke antænder den eksterne gas i ti på hinanden følgende test, kan det anses for at bestå testen. Alternativt kan overholdelse af sikkerhedsbestemmelser også bekræftes ved at overholde internationale teststandarder. Følgende tabel giver et eksempel baseret på JIS-kriterierne (Japanese Industrial Standards) med små variationer i forhold til de værdier, der bruges i Europa og USA (som generelt er ens).
|
Eksplosionsniveau |
Frihøjde m/m |
kassens volumen |
dybden af frigangen |
|
1 |
Over 0.6 |
(A) 2000CM³ |
Større end eller lig med 25m/m |
|
2 |
0.4 ovenfor 0.6 nedenfor |
(B) 2000-100CM³ |
Større end eller lig med 15m/m |
|
(C) 100-2CM³ |
Større end eller lig med 10m/m |
||
|
3 |
0.4 nedenfor |
(D) 2CM³under |
Større end eller lig med 5m/m |
Repræsentationen af eksplosionsniveauer i de europæiske, amerikanske og japanske systemer
|
Tabel 5 （De internationale systemer' koder og sammenligning i forhold til eksplosionsniveauer ）
|
Ifølge tabellen ovenfor bemærkes, at repræsentationen er konsistent mellem Japan og Europa, mens USA følger en anden tilgang. Det repræsenterer dog to forskellige situationer. For det første, hvis eksplosionsniveauet er repræsenteret af den japanske stil 1, 2, 3 eller den europæiske stil IIA, IIB, IIC eller den amerikanske stil A, B, C, D, så er den trykbestandige eksplosion- proof shell skal fremstilles i henhold til dataene i tabellen. For det andet repræsenterer det, udover at repræsentere betingelserne, også relativt de farlige gas (flydende) miljøer, der gælder for en specifik gruppe. Faktisk repræsenterer europæiske A, B, C og amerikanske A, B, C, D følsomheden af farlige gasser (væsker) over for gnisteksplosioner og det nødvendige niveau af trykbestandig eksplosionssikker konstruktion. Almindelige farlige gasser (væsker) er klassificeret separat af Europa og USA (som vist i tabel seks). Denne klassificering er baseret på den farlige natur af gnister (dvs. flammepunkt) og antændelsespunktet for forskellige farlige gasser (væsker), hvilket angiver den temperatur, ved hvilken de vil antænde selv uden gnister. Derfor er det nødvendigt at specificere antændelsestemperaturen for farlige gasser (væsker) i forhold til overfladetemperaturen af eksplosionssikre elektriske enheder (som vist i tabel syv) for at opnå fuldstændig sikkerhedsbeskyttelse.
Tryksikker eksplosionssikker konstruktion og klassificering
|
Lgnition Temperatur til /l/i grad |
EN ELLER IEC |
JIS |
NEC |
Lgnition Temperat ure til /2/i grad |
|||
|
Gruppe |
Blitz Punktgrad |
Typiske gasser el Dampe |
IGNI- TION KLASSE |
Gruppe |
Typiske gasser eller dampe |
||
|
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 Athanol Athylacetat Athylnitrit Ammoniak Anilin Benzol Butan Butanol
Butanon Butylacetat Diklorati Heptan Hexan Heizol Methan methanol Methylacetat Oktan Pentan Pentanol Petroleum-Naphta Petrolum(einschl.Fahtbenzin) Propan Propanol Propylen Pyridin Styrol Toluol Viny acetat Viny lCHLORID Xylol
Acetaldehyd Kohlenmonoxid |
1 |
D |
aceton athane ethanol (ethylalkohol) ethylacetat ammoniak benzen butan 1-butanol 2-butanol methylethylketon n-butylacetat ethylendichlorid heptaner hexaner metan (naturgas) methanol (methylalkohol)
oktaner pentaner 1-pentanol petroleumsnafta benzin propan 1-propanol 2-propanol propylen pyridin styerne toluen vinylacetat Vinylchlorid Xylener |
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 |
Acetaldehyd Carbonmonoxid
Ethylen hydrogencyanid cyclopropan diethylether |
175 610
490
500 160 |
|||||
|
II B |
GAS GAS
GAS |
Athylen Cyanwasserstoff Cyclopropan Diathylather Tetrafluorethylen
Acrylaldehyd (Acroleiin) Athylenoxid Butadien-1,3 |
2 |
||||
|
B |
Acrolein Ethylenoxid Butadien |
220
429 420 |
|||||
|
Lgnition Temperatur til /l/i grad |
EN ELLER IEC |
JIS |
NEC |
Lgnition Temperat ure til /2/i grad |
|||
|
Gruppe |
Blitz Punktgrad |
Typiske gasser el Dampe |
IGNI- TION KLASSE |
Gruppe |
Typiske gasser eller dampe |
||
|
560
430
560
305
95 |
IIB |
GAS
-37.2 |
Koksofengas Propylenoxid |
2 |
B |
fremstillede gasser (indeholder mere end 30% brint (i volumen) propylenoxid Brint |
449
400 |
|
II C |
GAS
GAS
-30 |
Wasserstoff
Acetylen Athylnitrat
Schwefelkoh -Lenstoff |
3a
3 3c
3b |
||||
|
A |
Acetylen |
305 |
|||||
|
Særlig Sikkerhedsforanstaltninger |
Kulstofdisulfid |
100 |
|||||
|
Bemærkning |
I ovenstående tabel er der inden for det japanske JIS-eksplosionsniveau 3, på grund af dets højere niveau, færre farlige gasser (væsker) klassificeret under dette niveau. Specifikt gasser (væsker) betegnet som 3a| 3b og 3c repræsenterer direkte dette niveau, mens resten, der er uspecificeret, er repræsenteret som 3N. |
||||||
Sammenlignende forklaring af tændpunkter og symboler i forskellige landes eksplosionssikre systemer
|
Niveau |
Temperaturområde |
Kode jap |
Kode EU |
Kode USA |
|||
|
1 |
450 grader over |
G1 |
T1 eller G1 |
T1 450 grad |
|||
|
2 |
300-450 grad |
G2 |
T2 eller G2 |
T2 |
300 grader |
T2C |
230 grader |
|
T2A |
280 grader |
T2D |
215 grader |
||||
|
T2B |
260 grader |
|
|
||||
|
3 |
200-300 grad |
G3 |
T3 eller G3 |
T3 |
200 grader |
T3B |
165 grader |
|
T3A |
180 grader |
T3C |
160 grader |
||||
|
4 |
135-200 grad |
G4 |
T4 eller G4 |
T4 |
135 grader |
T4A |
120 grader |
|
5 |
100-135 grad |
G5 |
T5 eller G5 |
T5 100 grad |
|||
|
6 |
85-100 grad |
G6 |
T6 eller G6 |
T6 85 grad |
|||
Der er et vigtigt koncept med hensyn til temperaturværdierne i temperaturklassen, som almindeligvis misforstås af offentligheden. Hvis der i tabel 7 henvises til reglerne for eksplosionssikkert elektrisk udstyr, betyder det, at overfladetemperaturen på det elektriske kabinet ikke må overstige denne værdi. Det antyder ikke temperaturmodstanden af de elektriske komponenter. Ved valg af elektrisk udstyr vil overfladetemperaturen typisk være lavere end antændelsespunktet for den farlige gas (væske) på det pågældende sted, med det formål at øge sikkerheden.
I betragtning af ovenstående oplysninger ser det ud til, at tilstedeværelsen af gnister eller temperaturer over antændelsespunktet for den farlige gas (væske) ikke er den eneste bekymring. I virkeligheden er der tre faktorer, der kan føre til forbrænding: 1. Tilstedeværelse af brændbare eller brændbare dampe. 2. Antændelseskilde (såsom gnister eller overfladetemperatur, der når antændelsespunktet for den farlige gas). 3. Tilgængelighed af oxidationsmidler (såsom luft eller ren oxygen). Selv om der er potentielle antændelseskilder i områder, hvor der er farlige materialer, kan eksplosioner derfor ikke forekomme, hvis koncentrationen af det farlige stof er for høj, eller hvis der er utilstrækkelig oxiderende luft. Tilsvarende, hvis koncentrationen af det farlige stof er for lav, udgør det generelt ikke en væsentlig risiko. Hvert farligt materiale har forskellige koncentrationsniveauer, og koncentrationer inden for det specificerede område anses for at være ekstremt farlige. Det betyder, at de tre forbrændingselementer kun kan forekomme inden for dette område, hvilket giver en bedre forståelse af visse karakteristika ved eksplosionssikre miljøer.
I fremtiden er det også vigtigt at forstå udtrykket af eksplosionssikre symboler, der bruges i Europa, Amerika og Japan, for at kunne træffe passende produktvalg. (såsom tabel 8).
|
|
Systemkode |
Første nr. Byggeloven |
Andet nr. Eksplosionsniveaukode |
Tredje nr. Flammepunkt temperatur Niveau |
Bemærkning |
|
EU |
IEC (EEx) |
d ,e ,i ,q ,s |
IIA,IIB,IIC |
T1-T6 G1-G6 |
Eksempel: EExde IIc T6 |
|
USA |
NEC (NEMA) |
KLASSE 1 DIV 1 KLASSE 1 DIV 2 |
A ,B ,C ,D |
T1-T6 |
Eksempel: KLASSE 1 DIV 1 GRUPPE C@ D |
|
Jap SK CHN |
NEC （JIS） （CKS） (CNS) |
d ,e ,I ,q ,s |
1 ,2 ,3 3a 3b 3c 3n |
G1-G6 |
Eksempel d3nG6 d2G4 eG3 |
