Взрывозащищенные корпуса это специализированные технические изделия, предназначенные для безопасного размещения электрического, электронного и коммутационного оборудования в средах с потенциальной угрозой взрыва. Эти конструктивные решения применяются в отраслях промышленности, где технологические процессы сопровождаются выделением горючих газов, паров или образованием взрывоопасных пылевых смесей.
Нефтегазодобыча, нефтепереработка, химическое производство, объекты энергетики и перерабатывающей промышленности вот далеко не полный перечень сфер, где такие корпуса являются критическим элементом обеспечения безопасности.
- Конструкция взрывозащищенного корпуса разрабатывается с учетом жестких требований нормативной документации, исключающих возможность воспламенения окружающей взрывоопасной среды. Это достигается за счет герметичного исполнения, использования специальных материалов, способных выдерживать высокое давление, возникающее при внутреннем взрыве, а также благодаря системе уплотнений и взрывозащищенных кабельных вводов.
- Корпуса изготавливаются из литого под давлением алюминиевого сплава с порошковым покрытием, нержавеющей стали или армированного полиэстера каждый материал выбирается исходя из условий эксплуатации и агрессивности внешней среды.
Классификация взрывоопасных зон! Основа для выбора оборудования
Понимание класса взрывоопасной зоны является фундаментом для корректного подбора взрывозащищенного корпуса. Российские и международные нормативные документы устанавливают четкую градацию помещений и наружных установок в зависимости от частоты и длительности присутствия взрывоопасной смеси.
Для газовых сред выделяют три класса зон. Зона класса 0 характеризуется постоянным присутствием взрывоопасной смеси газов или паров с воздухом в течение длительного времени не менее одного часа. Здесь допускается применение только оборудования с высшим уровнем взрывозащиты. Зона класса 1 предполагает возможность образования взрывоопасных смесей при нормальных режимах работы технологического оборудования, например, при загрузке или разгрузке аппаратов, переливе легковоспламеняющихся жидкостей.
Зона класса 2 охватывает пространства, где при штатной работе взрывоопасные смеси не образуются, но их появление вероятно в результате аварии или неисправности оборудования.
Для пылевых сред применяется аналогичная классификация с индексами 20, 21 и 22. Зона 20 это зона постоянного присутствия облака горючей пыли, зона 21 зона, где пылевоздушные смеси могут образовываться при нормальной работе, зона 22 зона потенциального образования пылевых смесей только при аварийных ситуациях.
Выбор корпуса напрямую зависит от класса зоны: оборудование для зон 0 и 20 должно иметь максимальный уровень защиты, в то время как для зон 2 и 22 допустимы менее строгие требования при условии соблюдения всех норм безопасности.
Маркировка Ex: расшифровка кода безопасности
Маркировка взрывозащиты, начинающаяся с символа "Ex", является паспортом безопасности оборудования и содержит всю необходимую информацию о его допустимых условиях применения. Этот код наносится непосредственно на корпус изделия и должен присутствовать в сопроводительной документации.
Расшифровка Ex-маркировки позволяет инженеру-проектировщику и персоналу по эксплуатации точно определить, в каких условиях корпус может быть использован. Структура маркировки включает несколько обязательных элементов: знак "Ex" указывает на соответствие оборудования стандартам взрывозащиты, затем следует обозначение вида взрывозащиты, группа и подгруппа взрывоопасной среды, температурный класс и уровень взрывозащиты.
Например, маркировка Ex db IIB T4 Gb расшифровывается следующим образом: вид взрывозащиты "db" взрывонепроницаемая оболочка; группа IIB оборудование пригодно для работы в средах, содержащих газы подгрупп IIA и IIB, но не допускается для водорода и ацетилена (подгруппа IIC); температурный класс T4 максимальная температура поверхности не превышает 135°C; уровень Gb взрывобезопасное оборудование для зон класса 1 и 2.
Присутствие буквы "X" в конце маркировки сигнализирует о наличии специальных условий применения, которые обязательно должны быть изучены перед монтажом.
Виды взрывозащиты и конструктивные особенности корпусов
Взрывозащищенные корпуса реализуют различные виды взрывозащиты, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности и область применения. Наиболее распространенным и надежным видом является взрывонепроницаемая оболочка, обозначаемая как "d" в маркировке Ex.
Конструкция корпуса с видом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" (Ex d) рассчитана на то, чтобы выдержать давление внутреннего взрыва без разрушения и предотвратить передачу пламени во внешнюю среду.
Это достигается за счет специальных взрывозащищенных соединений длинных и узких зазоров между сопрягаемыми поверхностями, через которые пламя гасится, теряя энергию. Такие корпуса традиционно изготавливаются из алюминиевых сплавов или нержавеющей стали и могут включать смотровые окна из ударопрочного термостойкого стекла для визуального контроля приборов.
Вид взрывозащиты "повышенная защита" (Ex e) не предполагает локализации внутреннего взрыва, а направлен на предотвращение его возникновения. Корпуса с такой защитой обеспечивают высокую степень герметичности IP66 и IP67, предотвращают попадание пыли и влаги, а также исключают образование искр и опасного нагрева. Для пылевых сред применяется вид защиты "оболочка" (Ex t), где уровень защиты IP является определяющим: для уровней ta и tb требуется не ниже IP6X, для уровня tc не ниже IP5X.
Искробезопасность и герметичное исполнение
Искробезопасность (вид взрывозащиты "i") это особый подход к обеспечению взрывозащиты, основанный на ограничении электрической энергии в цепях до уровня, недостаточного для воспламенения взрывоопасной среды. Этот вид защиты часто применяется в комбинации с другими видами, например, когда внутри взрывонепроницаемого корпуса устанавливаются искробезопасные цепи.
Герметичное исполнение корпусов является критическим параметром, определяющим их защитные свойства. Степень защиты IP (Ingress Protection) обозначает уровень защищенности от проникновения твердых частиц и воды.
Для взрывозащищенных корпусов минимальной степенью защиты считается IP54, однако большинство современных изделий имеют классы IP66 и IP67, что гарантирует полную пыленепроницаемость и защиту от водяных струй или кратковременного погружения в воду. Выбор степени защиты IP должен учитывать не только наличие взрывоопасной среды, но и агрессивность внешних факторов, таких как влажность, химическая активность атмосферы, возможность механических воздействий.
Температурный класс. Соответствие условиям эксплуатации
Температурный класс является одной из важнейших характеристик взрывозащищенного оборудования, определяющей максимально допустимую температуру поверхности корпуса. В маркировке Ex температурный класс обозначается буквой T с цифрой от 1 до 6, где T1 соответствует 450°C, а T6 85°C.
- Выбор температурного класса осуществляется на основе температуры самовоспламенения газов, паров или пыли, присутствующих в рабочей зоне. Температура поверхности корпуса ни при каких условиях не должна превышать температуру самовоспламенения окружающей среды как правило, с запасом не менее 20°C. Например, для водорода, температура самовоспламенения которого составляет 500°C, достаточно класса T1, тогда как для сероуглерода с температурой самовоспламенения 95°C необходим класс T6.
- Важно отметить, что производители могут указывать в маркировке конкретное значение максимальной температуры поверхности в градусах Цельсия, если оно не вписывается в стандартные классы. В любом случае, соблюдение соответствия температурного класса условиям эксплуатации является обязательным требованием безопасности, закрепленным в нормативных документах.
Группа взрывоопасности! Классификация газов и паров
Группа взрывоопасности определяет, для работы с какими типами горючих веществ предназначено оборудование. Для газовых сред установлены подгруппы IIA, IIB и IIC, где IIC представляет наиболее опасные и легко воспламеняющиеся газы, такие как водород и ацетилен.
Оборудование, сертифицированное для подгруппы IIC, может применяться в средах, содержащих любые газы подгрупп IIA и IIB, но не наоборот. Это правило необходимо учитывать при проектировании и монтаже. Для пылевых сред установлены группы IIIA (горючие волокна и летучая пыль), IIIB (непроводящая пыль) и IIIC (проводящая пыль), при этом группа IIIC является наиболее требовательной и охватывает все виды горючей пыли.
Выбор корпуса по группе взрывоопасности требует точного знания состава веществ, присутствующих в технологической среде. Неправильный выбор может привести к тому, что взрывозащита окажется неэффективной против конкретного типа горючего вещества.
Сертификация ТР ТС. Обязательный допуск к обращению
Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 012/2011 "О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах" устанавливает обязательные требования ко всем видам оборудования, включая взрывозащищенные корпуса, предназначенные для работы во взрывоопасных средах. Подтверждение соответствия данному регламенту осуществляется исключительно в форме сертификации, декларирование не допускается.
Сертификат ТР ТС 012/2011 выдается аккредитованным органом по сертификации после проведения испытаний и оценки производства. В зависимости от типа поставки предусмотрены различные схемы сертификации. Схема 1с применяется для серийно выпускаемого оборудования и предусматривает анализ состояния производства и инспекционный контроль, срок действия сертификата до 5 лет.
Схема 3с предназначена для ограниченной партии, не требует анализа производства, срок действия не ограничен. Схема 4с используется для единичного уникального оборудования.
Отсутствие сертификата ТР ТС 012/2011 является основанием для запрета выпуска оборудования в обращение на территории Евразийского экономического союза. Маркировка знаком EAC наносится только после успешного прохождения всех процедур подтверждения соответствия.
Советы по выбору и эксплуатации
Выбор взрывозащищенного корпуса должен начинаться с тщательного анализа условий эксплуатации: определение класса взрывоопасной зоны, группы и подгруппы взрывоопасной среды, температурного класса, требуемой степени защиты IP, а также агрессивности внешней среды и механических нагрузок.
Важно помнить, что применение корпуса с более высоким уровнем защиты в зоне с менее строгими требованиями допустимо, но экономически нецелесообразно. Однако применение корпуса с недостаточным уровнем защиты в более опасной зоне категорически запрещено и представляет угрозу жизни и здоровью людей.
При монтаже необходимо строго соблюдать требования завода-изготовителя, особенно в части применения сертифицированных взрывозащищенных кабельных вводов и уплотнительных элементов. Использование несертифицированных комплектующих аннулирует взрывозащиту всего изделия. Наличие знака "X" в маркировке требует особого внимания к специальным условиям применения, изложенным в приложении к сертификату.
Регулярное техническое обслуживание взрывозащищенных корпусов, проверка состояния уплотнений и взрывозащищенных соединений являются обязательным условием поддержания их взрывозащитных свойств в течение всего срока службы.
| Температурный класс | Максимальная температура поверхности, °C | Температура самовоспламенения вещества, °C | Примеры веществ | Допустимый запас, °C |
|---|---|---|---|---|
| T1 | 450 | ≥ 450 | Водород, аммиак, метан | ≥ 20 |
| T2 | 300 | ≥ 300 | Этан, этанол, ацетон | ≥ 20 |
| T3 | 200 | ≥ 200 | Бензин, дизельное топливо, бутан | ≥ 20 |
| T4 | 135 | ≥ 135 | Диэтиловый эфир, ацетальдегид | ≥ 20 |
| T5 | 100 | ≥ 100 | Углеводороды с низкой температурой воспламенения | ≥ 20 |
| T6 | 85 | ≥ 85 | Сероуглерод, некоторые органические соединения | ≥ 20 |
При выборе взрывозащищенного корпуса необходимо учитывать не только его маркировку Ex, но и условия окружающей среды, такие как агрессивные химические факторы, механические воздействия и климатические условия. Только комплексный подход обеспечивает безопасную и надежную эксплуатацию оборудования.
Основные правила выбора взрывозащищенного корпуса
- Определение класса взрывоопасной зоны (0, 1, 2 для газов; 20, 21, 22 для пыли).
- Анализ группы и подгруппы взрывоопасной среды (IIA, IIB, IIC или IIIA, IIIB, IIIC).
- Выбор температурного класса (T1-T6) с запасом к температуре самовоспламенения веществ.
- Требуемая степень защиты IP (минимально IP54, предпочтительно IP66/IP67).
- Проверка наличия сертификата ТР ТС 012/2011 и маркировки EAC.
Критерии проверки корпуса при техническом обслуживании
- Визуальный осмотр на отсутствие механических повреждений и коррозии.
- Проверка состояния уплотнительных элементов и взрывозащищенных соединений.
- Контроль затяжки кабельных вводов и герметичности вводных отверстий.
- Оценка состояния смотровых окон и стекол (при их наличии).
- Проверка маркировки на соответствие проектной документации.
Об авторе
