Справочная информация

Взрывозащита

Взрывозащита

Пример маркировки:

1ExdIIAT3

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.