طرق الحماية من الانفجار
كل نوع Ex في مكان واحد. تتخذ كل طريقة أسلوبًا مختلفًا تجاه مثلث الانفجار، ولكل منهما مقايضات في التكلفة والوزن والصيانة والتي مناطق يغطي.
خمسة مبادئ أساسية
تعتمد كافة أساليب الحماية على واحد أو أكثر من هذه المبادئ:
| المبدأ | كيف يعمل | الطرق |
|---|---|---|
| الحد من الطاقة | تقليل الطاقة الكهربائية إلى ما دون عتبة الإشعال | السابق أنا |
| استبعاد | إبعاد الجو المتفجر عن مصادر الاشتعال | Ex m، Ex o، Ex p، Ex t، Ex nR |
| الاجتناب | تأكد من عدم وجود مصدر إشعال فعال | على سبيل المثال، على سبيل المثال لا |
| التخفيف | تمييع الجو المتفجر تحت LEL | السابق ع |
| احتواء | احتواء الانفجار داخل المعدات | السابق د، السابق ف |
طرق الحماية. الغاز/البخار
المثال د. غلاف مضاد للاشتعال (IEC 60079-1)
المبدأ: الاحتواء. العلبة قوية بما يكفي لتحمل انفجار داخلي. تعمل الفجوات المُشكَّلة بدقة ("مسارات اللهب") على تبريد الغازات الساخنة المتسربة إلى ما دون درجة حرارة الاشتعال في الغلاف الجوي المحيط.
كيف يعمل:
- المعدات محاطة بغلاف قوي (الحديد الزهر، الألومنيوم، الفولاذ المقاوم للصدأ)
- يمكن أن يحدث انفجار داخلي ولكن يتم احتواؤه
- تعمل مسارات اللهب (المفاصل ذات الحواف والمداخل الملولبة) على تبريد الغازات المتسربة إلى درجة حرارة أقل من الاشتعال
- يمكن أن تتجاوز درجة حرارة الغازات المتسربة 1000 درجة مئوية ولكن وقت التلامس قصير جدًا بحيث لا يسمح بنقل طاقة كافية
المستويات الفرعية:
- السابق ديسيبل. لـ الدوري الانجليزي جيجا بايت (المنطقة 1)
- العاصمة السابقة - لـ EPL Gc (المنطقة 2)
معلمات التصميم الرئيسية:
- سمك الجدار: يعتمد على الحجم (3-6 مم كحد أدنى للحديد الزهر)
- فجوة مسار اللهب: 0.1-0.5 ملم حسب مجموعة الغاز
- طول مسار اللهب: 9.5 ملم (IIA) إلى 25 ملم (IIC)
- معدل الضغط الداخلي: حتى 10 بار
- مسافات الخلوص حول العلبة: 10 مم (IIA)، 30 مم (IIB)، 40 مم (IIC)
المتطلبات الحاسمة:
- يجب أن تكون غدد الكابلات معتمدة من Ex d (لا تستخدم أبدًا غدد Ex e في حاويات Ex d)
- يجب أن تكون أسطح مسار اللهب نظيفة ومدهونة قليلاً، ولا يتم دهانها أبدًا
- لا يجب تعديل المحتويات دون إعادة الاعتماد
- يمكن استخدام المرفقات المعتمدة بالكامل فقط (وليس شهادات المكونات "U" وحدها)
التطبيقات النموذجية: المحركات، المفاتيح الكهربائية، صناديق التوصيل، تجهيزات الإضاءة، توزيع الطاقة، المحولات
---
المثال - زيادة السلامة (IEC 60079-7)
المبدأ: تجنب. لا يمكن للجهاز أن ينتج شرارة أو أقواس أو أسطح ساخنة أثناء التشغيل العادي أو حدوث عطل متوقع. تضمن هوامش التصميم المحسنة عدم تطور مصدر الإشعال.
كيف يعمل:
- لا يسمح بمكونات منتجة للشرارة
- تعزيز الخلوصات ومسافات الزحف
- الحد الأدنى لحماية العلبة IP54
- زيادة هوامش العزل
- محطات ووصلات محمية حرارياً
المستويات الفرعية:
- السابق إب - لـ EPL Gb (المنطقة 1)
- السابقين - لـ EPL Gc (المنطقة 2)
معلمات التصميم الرئيسية:
- مسافات الزحف والفسح تتجاوز المعايير العادية
- تم تصنيف الاتصالات الطرفية لمجموعات محددة من التيار/الوقت
- IP54 أو حماية دخول أفضل
- المراقبة الحرارية للمحركات والمحولات
المتطلبات الحاسمة:
- يجب ربط جميع التوصيلات الكهربائية بشكل صحيح (التوصيلات السائبة = الشرر)
- يجب أن تحافظ الأختام على تصنيف IP
- يجب أن تكون غدد الكابلات معتمدة من Ex e (مقبولة أيضًا من غدد Ex d)
- غير مناسب للمعدات ذات وصلات الإشعال العادية
التطبيقات النموذجية: صناديق الأطراف/الوصلات، المحركات (نوع غير مشعل)، لوحات التحكم، تجهيزات الإضاءة، وصلات الكابلات، قضبان التوصيل
---
المثال الأول - السلامة الجوهرية (IEC 60079-11)
المبدأ: الحد من الطاقة. الطاقة الكهربائية في الدائرة محدودة بمستوى لا يمكن إشعال الجو المتفجر فيه – لا بالشرارة ولا بتسخين السطح.
كيف يعمل:
- التيار والجهد محدودان بحواجز أمان أو عوازل كلفانية
- يبقى إجمالي طاقة الدائرة (بما في ذلك الطاقة المخزنة في السعة والمحاثة) أقل من الحد الأدنى لطاقة الإشعال (MIE) للغاز
- حتى في ظل ظروف الخطأ، لا توجد طاقة كافية للتسبب في الاشتعال
المستويات الفرعية:
- على سبيل المثال - لـ EPL Ga (المنطقة 0) - آمن مع وجود خطأين متزامنين + 1.5× عامل الأمان
- السابقين - لـ EPL Gb (المنطقة 1) - آمن مع خطأ واحد + 1.5× عامل أمان
- على سبيل المثال - لـ EPL Gc (المنطقة 2) - آمن في ظل التشغيل العادي
معلمات التصميم الرئيسية:
- الحد الأقصى للجهد والتيار والطاقة المحددة لكل مجموعة غاز
- حدود السعة والمحاثة للكابلات والمعدات
- حواجز الأمان: حواجز زينر (مرجعية أرضية) أو عوازل كلفانية
- يجب تضمين معلمات الكابل (السعة لكل متر، الحث لكل متر) في التقييم
الحد الأدنى من طاقات الاشتعال:
- IIA (الميثان): ~280 ميكروجول
- بنك الاستثمار الدولي (الإيثيلين): ~60 ميكروجول
- IIC (الهيدروجين): ~17 ميكروجول
المتطلبات الحاسمة:
- يجب فصل الدوائر الآمنة بشكل جوهري عن الدوائر غير التابعة لـ IS
- كابلات/أسلاك زرقاء اللون لتحديد الهوية
- يجب التحقق من وثائق النظام (معلمات الكيان)
- توجيه الكابلات منفصل عن كابلات الطاقة
- يجب أن يكون الاتصال الأرضي لحواجز الزينر موثوقًا به (<1Ω)
التطبيقات النموذجية: أجهزة الاستشعار، وأجهزة الإرسال، والمزدوجات الحرارية، ومفاتيح المستوى، وكاشفات الغاز المحمولة، وأجهزة الاتصالات، وأدوات HART
---
Ex p - الضغط (IEC 60079-2)
المبدأ: الاستبعاد + التخفيف. يتم ضغط العلبة بهواء نظيف أو غاز خامل لمنع دخول الغلاف الجوي المتفجر. وبدلاً من ذلك، يتم تخفيف الغلاف الجوي الداخلي أقل من LEL
. Ex px
- . - لـ EPL Gb - يقلل المنطقة 1 داخل العلبة إلى. for EPL Gb. reduces Zone 1 inside enclosure to non-hazardous
- Ex py - لـ EPL Gb - يقلل المنطقة 1 بالداخل إلى المنطقة 2
- السابقين pz - لـ EPL Gc - يقلل المنطقة 2 بالداخل إلى منطقة غير خطرة
كيف يعمل:
- التطهير المسبق: حجم العلبة مملوء بالهواء/الغاز النظيف (عادةً 5 × الحجم)
- الحفاظ على الضغط الإيجابي أثناء التشغيل (عادةً > 50 باسكال فوق المحيط)
- مراقبة الضغط/التدفق مع التنبيه والفصل التلقائي عند الخسارة
التطبيقات النموذجية: محركات كبيرة، غرف تحكم، غرف تحليل، VFDs (محركات التردد المتغير)، غرف MCC، لوحات توزيع كبيرة
---
Ex n. النوع "n" / غير مشعل (IEC 60079-15)
المبدأ: التجنب (في المقام الأول). لا تنتج المعدات أقواسًا أو شرارات قادرة على الاشتعال أثناء التشغيل العادي. أقل صرامة من Ex e. مصممة للمنطقة 2 فقط.
الأنواع الفرعية:
- على سبيل المثال لا. أجهزة غير قابلة للشرارة
- السابق nC. جهاز إشعال مزود بملامسات في حاوية محكمة الغلق أو محكمة الغلق
- السابقين nR. حاجز تنفس مقيد (يحد من دخول الغاز)
- على سبيل المثال nL. جهاز محدود الطاقة (مشابه لـ Ex ic)
الدوري الإنجليزي: جي سي فقط (المنطقة 2)
التطبيقات النموذجية: أدوات الأغراض العامة، وصمامات الملف اللولبي، وصناديق التتابع، وأضواء المؤشر في مناطق المنطقة 2
---
مثال م - التغليف / القولبة (IEC 60079-18)
المبدأ: الاستبعاد. يتم تغليف المكونات بالكامل بمركب (الراتنج والإيبوكسي) يمنع ملامستها للجو المتفجر.
المستويات الفرعية:
- السابق أماه. لـ EPL Ga (المنطقة 0)
- السابق ميغابايت - لـ EPL Gb (المنطقة 1)
- السابق مولودية - لـ EPL Gc (المنطقة 2)
التطبيقات النموذجية: ملفات لولبية، وحدات LED، PCBs إلكترونية، حساسات، مشغلات صغيرة
---
مثال o. الغمر بالزيت (IEC 60079-6)
المبدأ: الاستبعاد. يتم غمر نقاط الاتصال الكهربائية ومكونات الانحناء في الزيت الواقي.
الدوري الإنجليزي: جيجا بايت (المنطقة 1)
التطبيقات النموذجية: المحولات والمفاتيح الكهربائية (التركيبات القديمة بشكل أساسي)
---
مثال ف. حشوة المسحوق/الكوارتز (IEC 60079-5)
المبدأ: الاحتواء. المعدات محاطة برمل الكوارتز الناعم الذي يطفئ انتشار اللهب ويمتص الحرارة.
الدوري الإنجليزي: جيجا بايت (المنطقة 1)
التطبيقات النموذجية: مكثفات، فيوزات، وحدات الكترونية صغيرة
---
Ex Op. الإشعاع البصري (IEC 60079-28)
الأنواع الفرعية:
- العملية السابقة هي. الإشعاع البصري الآمن بطبيعته
- السابق المرجع العلاقات العامة. الإشعاع البصري المحمي (إيقاف التعشيق)
- السابق Op sh. الإشعاع البصري مع غلاف محمي
التطبيقات النموذجية: أنظمة الألياف الضوئية، أجهزة الاستشعار الضوئية، أجهزة الليزر
طرق الحماية. الغبار
تحويلة - الحماية عن طريق الضميمة (IEC 60079-31)
المبدأ: الاستبعاد. يمنع الغلاف المحكم للغبار الغبار من الوصول إلى مصادر الإشعال ويحد من درجة حرارة السطح.
المستويات الفرعية:
- السابق. لـ EPL Da (المنطقة 20). IP6X مطلوب
- السابق السل. لـ EPL Db (المنطقة 21). IP6X مطلوب
- السابق ح - لـ EPL Dc (المنطقة 22) - الحد الأدنى IP5X
يجب أن تأخذ درجة الحرارة القصوى للسطح في الاعتبار درجات حرارة اشتعال سحابة الغبار وطبقة الغبار - راجع درجات الحرارة.
---
مصفوفة أسلوب المنطقة إلى الحماية
| الحماية | المنطقة 0 | المنطقة 1 | المنطقة 2 | المنطقة 20 | المنطقة 21 | المنطقة 22 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| على سبيل المثال | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| السابقين | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ||
| على سبيل المثال | ✅ | ✅ | ||||
| السابق أماه | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| السابق ميغابايت | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ||
| السابق مولودية | ✅ | ✅ | ||||
| السابق ديسيبل | ✅ | ✅ | ||||
| العاصمة السابقة | ✅ | |||||
| السابق إب | ✅ | ✅ | ||||
| السابقين | ✅ | |||||
| السابق بكسل | ✅ | ✅ | ||||
| السابق الحمر | ✅ | ✅ | ||||
| السابقين pz | ✅ | |||||
| على سبيل المثال غير متوفر/nC/nR | ✅ | |||||
| السابق س | ✅ | ✅ | ||||
| مثال ف | ✅ | ✅ | ||||
| السابق | ✅ | ✅ | ✅ | |||
| السل السابقين | ✅ | ✅ | ||||
| السابق ح | ✅ |
الحماية المشتركة
تستخدم المعدات غالبًا طرق حماية متعددة. المجموعات المشتركة:
- السابق ديسيبل إب - حاوية مقاومة للاشتعال مع مقصورة طرفية آمنة متزايدة
- على سبيل المثال. تدوين أقدم لنفس
- السابق ديسيبل [ib] - حاوية مقاومة للاشتعال تحتوي على دوائر آمنة بشكل جوهري
- السابق إب [IA] - مبيت أمان متزايد مع دوائر IS
- السابق السل [يب] - حاوية محمية من الغبار مع دوائر IS
تدوين القوس [يب] يشير إلى طريقة الحماية المستخدمة للأجهزة المرتبطة (وليس العلبة الرئيسية).
اختيار طريقة الحماية المناسبة
اعتبر:
- المنطقة - تحديد الحد الأدنى الدوري الانجليزي مطلوب
- مجموعة الغاز/الغبار. بعض الطرق لها قيود على مجموعة الغاز
- مستوى الطاقة. Ex i يعمل فقط مع الدوائر منخفضة الطاقة؛ يتعامل Ex d مع الطاقة العالية
- وصول الصيانة - صيانة Ex e و Ex n أسهل من صيانة Ex d
- التكلفة. Ex n (المنطقة 2) هي الأرخص؛ Ex ia (المنطقة 0) وEx d (المنطقة 1) هما الأكثر تكلفة
- الحجم/الوزن. العبوات السابقة ثقيلة; أجهزة Ex i خفيفة الوزن
- البيئة. التآكل والاهتزاز ودرجات الحرارة القصوى تؤثر على اختيار الطريقة
ملفات ذات صلة
- أساسيات. مثلث الانفجار ومبادئ الحماية
- الدوري الانجليزي. مستويات حماية المعدات ورسم خرائط المنطقة
- مجموعات الغاز. مجموعة الغاز تحدد مدى صرامة الحماية
- درجات الحرارة. حدود درجة الحرارة لكل طريقة
- العلامات السابقة. كيف تظهر طريقة الحماية على الملصق
- المعايير. أرقام الأجزاء وفقًا للمعيار IEC 60079 لكل طريقة حماية
- شهادة. كيف يتم اعتماد المعدات
- التثبيت والتفتيش. الحفاظ على سلامة الحماية