Pretpostavimo da specificirate električni uronjeni grijač za spremnik otpadnog ulja u petrokemijskom postrojenju. Spremnik se nalazi u klasificiranom području, tako da grijač, njegova razvodna kutija i temperaturni transmiter trebaju certificiranu metodu zaštite. Prodavač instrumenata nudi svojstveno siguran odašiljač. Proizvođač opreme za grijanje nudi grijač prirubnice otporan na eksploziju. Oba pristupa sprječavaju paljenje, ali djeluju na potpuno različitim principima, a ta razlika utječe na sposobnost napajanja, troškove instalacije i pravila održavanja.
Temeljna razlika: Ograničenje energije nasuprot ograničenju
Samosigurni uređaj dizajniran je tako da ne može osloboditi dovoljno električne ili toplinske energije da zapali okolnu atmosferu. Uređaj otporan na eksploziju dizajniran je da spriječi unutarnju eksploziju bez dopuštanja plamena ili vrućih plinova. Ukratko, intrinzična sigurnost je strategija prevencije, dok je zaštita od eksplozije strategija zadržavanja.
Ta razlika objašnjava uobičajenu zagonetku na terenu: transmiter temperature može biti intrinzično siguran, ali grijač koji troši nekoliko kilovata ne može. Oprema velike snage ne može se učiniti svojstveno sigurnom, jer i normalan rad i vjerodostojna stanja kvara proizvode razine energije iznad praga paljenja tipičnih mješavina goriva i zraka.
Terminologija se razlikuje ovisno o regiji i standardu. U sjevernoameričkoj praksi naširoko se koristi izraz otporan na eksploziju, dok međunarodni standardi istu tehniku nazivaju otpornom na plamen, označenu kao Ex d. Slično, intrinzična sigurnost označena je kao Ex i. Poznavanje oba imena pomaže pri usporedbi ATEX i IECEx certifikata s lokalnim odobrenjima.
Kako radi svojstvena sigurna oprema
Unutarnja sigurnost ograničava električnu energiju na izvoru. U Ex i krugu, napon, struja i pohranjena energija održavaju se ispod razina potrebnih za paljenje specifičnog prisutnog plina ili pare. Sigurnosne barijere postavljene u sigurnom području ograničavaju strujni krug pomoću otpornika za ograničavanje struje i komponenti za stezanje napona. Čak i kod kratkog spoja, puknute žice ili slučajnog uzemljenja, energija koja dopire do opasnog područja ostaje ispod praga paljenja.
Tipični samosigurni uređaji su instrumenti male snage: transmiteri temperature, transmiteri tlaka, sklopke razine, solenoidni ventili i komunikacijski uređaji. Njihove prednosti su praktične i tehničke:
- Mogu se odobriti za Zonu 0, gdje je eksplozivna atmosfera prisutna kontinuirano ili dulje vrijeme.
- Kućišta su kompaktna i lagana jer nije potrebno teško vatrootporno kućište.
- Uz netaknute barijere, obučeno osoblje može otvoriti i servisirati uređaj bez isključivanja strujnog kruga.
- Uobičajene metode ožičenja primjenjuju se na strani sigurnog područja barijere, čime se smanjuju troškovi instalacije.
Ograničavajući faktor je snaga. Samosigurni strujni krug obično isporučuje samo nekoliko stotina milivata, što je dovoljno za signal, ali ne i za grijač, pokretač motora ili rasvjetno tijelo.
Kako radi oprema zaštićena od eksplozije
Oprema otporna na eksploziju, koja se naziva i vatrootporna ili Ex d, ima suprotan pristup. Umjesto ograničavanja energije, koristi kućište dovoljno čvrsto da izdrži unutarnju eksploziju. Ako zapaljivi plin uđe u kućište i zapali se, kućište zadržava tlak i gasi plamen, tako da se eksplozija ne može proširiti u vanjsku atmosferu.
Zadržavanje se oslanja na precizno projektirane staze plamena. Strojno obrađeni spojevi i uski raspori hlade plinove koji izlaze ispod temperature paljenja okolne atmosfere prije nego napuste kućište. Kućište također mora biti otporno na deformacije pod vršnim tlakom eksplozije. Ovaj pristup funkcionira bez obzira na energiju pohranjenu u opremi, zbog čega odgovara uređajima velike snage. Za detaljniji uvid u to kako su ova kućišta dizajnirana i održavana, članak o strukturi, instalaciji i radu električnih grijača otpornih na eksploziju je korisna referenca.
Uobičajeni proizvodi otporni na eksploziju u industrijskom grijanju uključuju:
- Prirubnički uronjeni grijači i grijači s navojnim čepom za spremnike
- Grijači zračnih kanala i procesni grijači
- Upravljački ormari i pokretači motora
- Razvodne kutije, rasvjetna tijela i upravljačke ploče za grijanje
Kompromisi su težina, cijena i pristup. Kućišta otporna na eksploziju teška su i izrađena prema uskim tolerancijama, što povećava troškove proizvodnje i dostave. Prije otvaranja kućišta sustav se obično mora isključiti iz napona i provjeriti ima li u prostoru plina. Međutim, za opremu kojoj je potrebna stvarna snaga u klasificiranom području, konstrukcija otporna na eksploziju često je jedina certificirana opcija.
Ukratko o samosigurnosti i zaštiti od eksplozije
Najbrži način da usporedite dvije metode je da pogledate princip zaštite, kapacitet snage i kućište. Ova tablica sažima najrelevantnije točke za kupca koji pregledava specifikacije.
Praktična usporedba svojstveno sigurnih (Ex i) i metoda otpornih na eksploziju (Ex d) za opremu u opasnim područjima. | Kriterij | Istinski siguran (Ex i) | Otporno na eksploziju (Ex d) |
| Princip zaštite | Ograničava energiju kako bi se spriječilo paljenje | Sadrži unutarnju eksploziju |
| Tipični kapacitet snage | Milivati, samo razina signala | Kilovati i više |
| Kućište | Lagano, standardno industrijsko kućište | Teško, obrađeno vatrootporno kućište |
| Održavanje uživo | Dopušteno uz stručni nadzor | Zahtijeva isključivanje struje i provjeru plina |
| Uobičajene aplikacije | Transmiteri, senzori, solenoidi, displeji | Grijači, motori, upravljački ormari, rasvjeta |
| Relativni trošak sustava | Niži trošak uređaja plus trošak barijere | Veći trošak kućišta i instalacije |
Odabir između unutarnje sigurnosti i konstrukcije zaštićene od eksplozije
Počnite s potrebom za napajanjem uređaja. Ako uređaj troši samo miliampere i njegova je funkcija na razini signala, intrinzična sigurnost obično je ekonomičan i praktičan izbor. Ako uređaj mora isporučivati toplinu ili mehaničku snagu, strujni krug će trebati konstrukciju otpornu na eksploziju ili drugu metodu visoke snage kao što je povećana sigurnost (Ex e) ili prešanje (Ex p).
Dvije metode rutinski koegzistiraju u istoj instalaciji. Procesni sklop u opasnom području, na primjer, može koristiti svojstveno siguran temperaturni transmiter za signal i uranjajući grijač otporan na eksploziju za grijaće opterećenje. Svaki uređaj ima svoju oznaku, tako da kupac mora provjeriti odgovara li svaka oznaka stvarnoj zoni, plinskoj skupini i temperaturnom razredu lokacije. Potražite ATEX, IECEx ili nacionalna odobrenja kao što su UL i CSA. Na oznaci treba navesti vrstu zaštite, skupinu plina (IIA, IIB ili IIC) i temperaturni razred (T1 do T6). Prije naručivanja, mnogi kupci pregledavaju certifikate i priznanja proizvođača kako bi potvrdili da se odobrenja odnose na točan ponuđeni model.
Oprema za grijanje zaštićena od eksplozije u praksi
Za primjene grijanja rijetko se postavlja praktično pitanje hoće li sam grijač biti svojstveno siguran. Grijač mora isporučivati kontinuiranu toplinsku snagu, tako da je metoda zaštite grijača otporna na eksploziju. Prava su pitanja je li grijač certificiran za tu zonu, je li njegovo kućište terminala vatrootporno i odgovara li upravljačka strana istom standardu zaštite.
Certificirani uronjeni grijač s prirubnicom otporan na eksploziju ugrađuje se kroz mlaznicu spremnika baš kao i standardni grijač s prirubnicom, ali njegova nezapaljiva priključna kutija i certificirani elementi kvalificiraju ga za opasna mjesta. Za male i srednje spremnike, model od 6 kW s ATEX certifikatom često je specificiran izbor.
380V 6kW ATEX-certificirani uranjajući grijač s prirubnicom otporan na eksploziju Ovaj certificirani uronjeni grijač s prirubnicom odgovara malim do srednjim spremnicima u opasnim područjima, s nezapaljivom priključnom kutijom i ATEX/IECEx odobrenjem za lokacije Zone 1 i 2. Pogledajte proizvod → Kontrolna oprema je jednako važna kao i grijač. Preklopne, zaštitne i komponente za kontrolu temperature koje se nalaze u klasificiranom području trebaju vlastitu zaštitu. Vatrootporni upravljački ormarić, izgrađen prema istom principu zadržavanja, konvencionalno je rješenje za smještaj ovih komponenti i održavanje usklađenosti grijaće petlje.
Vatrootporan upravljački ormarić za sustave grijanja u opasnim područjima U ovom vatrootpornom kućištu sigurno se nalaze sklopne, zaštitne i komponente za kontrolu temperature za grijaće petlje, koje sadrže unutarnje eksplozije i odgovaraju klasificiranim područjima u raznim industrijama. Pogledajte proizvod → Kontrola topline na opasnim lokacijama
Za cjevovode i posude kojima je potrebno održavanje temperature umjesto grijanja velike snage, električno grijanje je uobičajeno rješenje, a također stvara pitanje zaštite. Sam kabel za praćenje topline može koristiti tehnologiju konstantne snage ili samoograničavajuću, ali upravljačka ploča koja ga napaja mora biti prikladna za to područje. Upravljački ormar za grijanje dizajniran za opasna mjesta kombinira distribuciju energije, zaštitu i kontrolu temperature u kućištu otpornom na vatru, tako da cijela petlja za praćenje zadovoljava isti standard kao i ostatak instalacije.
Kontrolni ormar za grijanje za opasne lokacije Ovaj upravljački ormar integrira kontrolu temperature, detekciju i upravljanje napajanjem za električno praćenje grijanja, podržava do 72 kruga i prikladan je za opća ili opasna okruženja. Pogledajte proizvod → Zaključak: svojstvena sigurnost i zaštita od eksplozije nisu međusobno zamjenjivi opisi iste zaštite. Unutarnja sigurnost sprječava paljenje ograničavanjem energije, što dobro funkcionira za instrumente, ali ne i za energetsku opremu. Konstrukcija otporna na eksploziju sadrži paljenje unutar certificiranog kućišta, što čini grijače velike snage, upravljačke ormare i ploče za praćenje izvedivim u opasnim područjima. Uskladite metodu zaštite s funkcijom uređaja, provjerite oznaku prema svojoj klasifikaciji zona i kupujte od proizvođača koji dokumentira i svoj sustav kvalitete i svoja odobrenja za opasna područja.