Gas Groups and Dust Groups

Kaasu- ja pölyryhmät

Syttyvät kaasut, höyryt ja pölyt luokitellaan ryhmiin niiden syttymisominaisuuksien perusteella. Laitteiden on oltava sertifioituja tietylle kaasu- tai pölyryhmälle vaarallinen alue.

Laiteryhmät

Ryhmä I – Kaivostoiminta (Firedamp)

Laitteet maanalaisiin kaivoksiin ja pinta-asennuksiin, joissa saattaa esiintyä palokosteutta (hiilisaumoista peräisin olevaa metaania) ja/tai palavaa pölyä.

Ryhmä II – Pintateollisuus (kaasu/höyry)

Laitteet kaikkiin muihin paikkoihin, joissa on räjähdysherkkä kaasu/höyryilmakehä. Jaettu IIA, IIB ja IIC.

Ryhmä III – Pintateollisuus (pöly)

Laitteet paikkoihin, joissa on räjähdysherkkää pölyä. Jaettu osiin IIIA, IIIB ja IIIC.

Kaasuryhmät (ryhmä II)

Kaasut luokitellaan kahden mitattavissa olevan ominaisuuden perusteella:

  • MESG (Maximum Experimental Safe Gap). raon suurin leveys, jonka läpi sisäinen räjähdys ei leviä ulkoiseen räjähdysvaaralliseen ilmakehään. Testattu standardoidussa 25 ml:n pallomaisessa kammiossa, jossa on 25 mm pitkä rako. Pienempi MESG = vaarallisempi kaasu.
  • MIC-suhde (Minimum Igniting Current Ratio) – kaasun pienimmän sytytysvirran ja metaanin sytytysvirran suhde mitattuna tavanomaisella sisäisen turvallisuuden testauslaitteella. Pienempi MIC-suhde = vaarallisempi kaasu.
Kaasuryhmä MESG (mm) MIC-suhde Tyypilliset kaasut Vaarataso
IIA >0.90 >0.80 Metaani, propaani, butaani, asetoni, etanoli, bentseeni, diesel, ammoniakki Vähiten vaarallinen
IIB 0.50–0.90 0.45–0.80 Eteeni, rikkivety, dietyylieetteri, etyleenioksidi, kaupunkikaasu Keskitaso
IIC <0.50 <0.45 Vety, asetyleeni, hiilidisulfidi Kaikkein vaarallisin

Tärkeitä huomautuksia

  • Laitteet sertifioitu IIC voidaan käyttää IIA ja IIB ilmakehässä (IIC on tiukin)
  • Laitteet sertifioitu IIB voidaan käyttää IIA tunnelmat
  • Laitteet sertifioitu IIA voidaan käyttää vain IIA tunnelmat
  • Hierarkia on: IIC > IIB > IIA (IIC kattaa kaikki)

Erikoistapaus: IIB + H₂

Jotkut laitteet on sertifioitu "IIB + H₂" -sertifioinnille – tämä tarkoittaa, että ne on testattu kaikille IIB-kaasuille ja erityisesti vedylle, mutta ei asetyleenille tai hiilidisulfidille. Tämä on yleinen ja kustannustehokas lähestymistapa, kun vetyä on läsnä, mutta asetyleenia/CS2:ta ei ole.

Ex d (tulenkestävien) laitteiden, joissa on merkintä IIB + H₂, asennusetäisyyksien on noudatettava IIC-vaatimuksia (40 mm), ei IIB (30 mm).

Edustavat kaasut ryhmittäin

Ryhmä IIA:

  • Metaani (CH₄). maakaasu, biokaasu
  • Propaani (C3H₈) – nestekaasu
  • Butaani (C₄H₁0) – nestekaasu
  • Asetoni - liuottimet
  • Etanoli – lääkkeet, ruoka/juoma
  • Bentseeni, tolueeni, ksyleeni. petrokemian
  • Ammoniakki (NH₃) – jäähdytys, maatalous
  • n-heksaani – uuttoprosessit

Ryhmä IIB:

  • Eteeni (C2H4) – petrokemian raaka-aine
  • Rikkivety (H₂S) – öljy ja kaasu, jätevesi
  • Dietyylieetteri. farmaseuttinen
  • Etyleenioksidi. sterilointi
  • Kaupunkikaasu / valmistettu kaasu

Ryhmä IIC:

  • Vety (H₂). jalostamot, elektrolyysilaitokset, polttokennot
  • Asetyleeni (C2H₂) – hitsaus, kemiallinen synteesi
  • Hiilidisulfidi (CS₂). viskoositeollisuus

Vety: erityinen haaste

Vety kuuluu vaarallisimpiin kaasuryhmiin (IIC) äärimmäisen pienen MESG:n (0,29 mm) ja erittäin alhaisen minimisytytysenergian (0,017 mJ – noin 10 × metaaniin verrattuna) vuoksi. Sen itsesyttymislämpötila on kuitenkin suhteellisen korkea (560 °C), joten se sijoitetaan vain lämpötilaluokka T1.

Tämä tarkoittaa, että vety vaatii tiukimman suojan kipinöiltä/kaareilta (IIC), mutta on suhteellisen anteeksiantavainen pintalämpötilassa (T1). Tämä on joidenkin IIA-kaasujen vastakohta.

Pölyryhmät (ryhmä III)

Pölyryhmä Tyyppi Esimerkkejä Vaarataso
IIIA Palavat lennot Tekstiilikuidut, puuvillanukka, viskoosi, juutti Vähiten vaarallinen
IIIB Sähköä johtamaton pöly Viljajauhot, sokeri, puupöly, kivihiili, muovijauhe, lääkejauheet Keskitaso
IIIC Johtava pöly Alumiinijauhe, magnesium, titaani, rauta, hiilimusta Vaarallisin

Johtava vs johtamaton pöly

Erotuksella on merkitystä, koska johtavat pölyhiukkaset voivat muodostaa sillalla eristysrakoja ja luoda oikosulkuja, mikä tarjoaa sytytyslähteen jopa Ex e -suojan (lisätty turvallisuus) ansiosta. Sähköä johtavat pölyt vaativat tiukempaa suojausta.

Pölyä pidetään johtavana, jos sen ominaisvastus on ≤10³ Ω·m.

Pölyn syttymisominaisuudet

Pölylle on olemassa kaksi erillistä sytytysmekanismia:

  1. Pölypilven syttyminen. ilmassa oleva pöly sen räjähdysalueella
  2. Pölykerroksen sytytys. laskeutunut pöly, jonka kuuma pinta sytyttää paljon pilven lämpötilaa alhaisemmassa lämpötilassa

The lämpötilaluokka pölylaitteiden osalta on otettava huomioon sekä pölypilven syttymislämpötila (T_CL) että pölykerroksen syttymislämpötila (T_5 mm).

Laitteen enimmäispintalämpötila ei saa ylittää:

  • ⅔ × T_CL (pölypilvi) – mitattuna kelvineinä
  • T_5mm − 75°C (5 mm kerrospaksuudelle)

Se kumpi antaa alemman arvon, määrittää suurimman sallitun pintalämpötilan.

NEC/CEC Gas Groups (Pohjois-Amerikka)

NEC/CEC-ryhmä Vastaava IEC-ryhmä Tyypilliset kaasut
Ryhmä A IIC Asetyleeni
Ryhmä B IIC Vety, butadieeni
Ryhmä C IIB Eteeni, rikkivety
Ryhmä D IIA Metaani, propaani, etanoli
Ryhmä E IIIC Metallipölyt (alumiini, magnesium)
Ryhmä F IIIB/IIIC Hiilimusta, hiilipöly, koksipöly
Ryhmä G IIIB Viljapöly, jauhot, sokeri, puupöly

Huomautus: NEC/CEC-järjestelmä käyttää kirjaimia (A–G) roomalaisten numeroiden sijaan, ja järjestys on suunnilleen päinvastainen (A = vaarallisin kaasu).

Laitteen valinta kaasu-/pölyryhmän mukaan

Varusteita valittaessa:

  1. Tunnista kaikki syttyvät aineet, joita alueella voi olla
  2. Määritä kunkin aineen kaasu/pölyryhmä
  3. Valitse laitteet, jotka on sertifioitu vaarallisin ryhmä läsnä
  4. Tarkista lämpötilaluokka sopii myös

Jos läsnä on useita kaasuja (esim. metaani IIA + vety IIC), laitteen on oltava mitoitettu IIC.

Lähteet ja viitteet

  1. Electrical Equipment in Hazardous Areas - Wikipedia
  2. Standards Used by IECEx - IECEx
  3. IEC 60079-0: General Requirements - IEC