В отраслях, где всегда присутствуют воспламеняющиеся газы, пыль и пары, защитные головки определенно не просто опция – они необходимы. Взрывозащищенные корпусы являются защитными устройствами, предназначенными для предотвращения последствий пожаров и взрывов. Такие конструкции специально сконфигурированы как сосуды под давлением, поэтому они могут сдерживать внутреннее давление без его распространения.

Чтобы внедрить необходимые меры безопасности в самых опасных зонах, вы должны знать о нескольких типах, стандартах и правилах обслуживания взрывозащищенных распределительных коробок. Продолжайте читать!

Взрывозащищенный корпус

1) Что такое взрывозащищенный корпус?

«Взрывозащищенный корпус – это корпус, который предотвращает проникновение любой искры или пламени, достаточных для воспламенения взрывоопасной атмосферы.»

Он защищает газовые и нефтяные установки, химические подразделения и прессы для древесины, которые являются средами, где пары или пыль (легковоспламеняющаяся) являются обычным явлением.

Фраза “взрывозащищенный” не означает, что корпус выдержит взрыв. Это означает, что конструкция специально разработана для управления взрывом. Основная конструкция этих корпусов выполнена из высокопрочных материалов, стали или алюминия, чтобы выдерживать высокое давление и температуру.

Установка имеет плотные соединения и уплотнения, которые охлаждают выпускаемые газы достаточно, чтобы предотвратить их воспламенение за пределами корпуса. Конструкция взрывозащищенных корпусов соответствует очень высоким требованиям безопасности, установленным Национальным электрическим кодексом (NEC) или Международной электротехнической комиссией (IEC).

Они обычно используются для размещения электрического оборудования, такого как выключатели, двигатели или проводка. Правильная установка и своевременное техническое обслуживание являются очень важными для обеспечения эффективности этих корпусов в соответствии с политиками безопасности.

2) Виды взрывозащищенных корпусов

В зависимости от материала, уровня защиты и применения, ниже представлен подробный обзор различных типов взрывозащищенных коробок, таких как:

i) По материалу

ii) По уровню защиты

iii) По применению

i) По материалу

Прочность этих взрывозащищенных корпусов, их термостойкость и условия эксплуатации определяются используемыми материалами. Типичные материалы включают:

(a) Сталь

Она обладает высокой прочностью на растяжение, варьирующейся от 250 МПа до 2000 МПа, поэтому имеет очень хорошую ударную вязкость. Благодаря хорошей ковкости её можно легко формировать в сложную геометрию.

Недостатком является то, что она относительно тяжёлая, с плотностью 7,85 г/см³; кроме того, она может корродировать, если используется без обработки, особенно в агрессивных условиях. Электрические устройства также могут быть подвержены влиянию магнитных свойств стали.

(b) Алюминий

Если вы ищете лёгкий, высокопрочный материал, который также обладает высокой устойчивостью к коррозии, то алюминий является отличным выбором. Его плотность около 2,7 грамма на кубический сантиметр составляет примерно треть от плотности стали, что делает алюминий идеальным металлом для конструкционных применений. Алюминий также не имеет магнитной проницаемости.

Однако, алюминий имеет меньшую прочность на растяжение по сравнению со сталью, которая составляет от 90 МПа до 600 МПа. Он не выдерживает высоких температур, как сталь, у которой температура плавления составляет 1370°C, тогда как у алюминия – около 660°C.

(c) Нержавеющая сталь

Если вы ищете коррозионную стойкость, ударопрочность и высокую температурную производительность, то нержавеющая сталь вам подходит. Она имеет прочность на растяжение, варьирующуюся от 520 МПа до 1 200 МПа, и может выдерживать температуры до 870°C; поэтому возможны применения в таких областях, как химическая обработка или морская промышленность, где используются высокоагрессивные среды. Недостатком является то, что нержавеющая сталь может быть дорогой.

(d) Поликарбонат или стеклопластик

Как поликарбонат, так и стеклопластик являются прочными, лёгкими и экономичными материалами, которые могут сопротивляться химической коррозии. Прочность на растяжение поликарбоната колеблется около 60 МПа, в то время как у стеклопластика она варьируется от 200 до 500 МПа.

Эти материалы находят применение в различных продуктах, в компонентах автомобилей и кровельных материалах, где высокая прочность или термостойкость не имеют решающего значения. Однако они не столь эффективны в суровых условиях, как некоторые металлы, такие как нержавеющая сталь.

ii) По уровню защиты

Существующие формы корпусов энергетических систем также можно классифицировать по стандартам уровня защиты. Стоит отметить, что эти параметры характеризуют защиту от неблагоприятных внешних воздействий и предотвращение внутренних взрывов:

(a) Классификация Ex

Помимо ранее упомянутого, оборудование имеет устойчивые конструкции с классификацией Ex, которые позволяют им работать во взрывоопасной среде. IECEx и ATEX – это такие системы, которые предусматривают наличие корпусов для защиты внешних факторов от внутренних искр, пламени и взрывов. Некоторые из этих категорий включают:

	Ex d	Ex e	Ex i	Ex p	Ex n
Использование	Выдерживают внутренние взрывы, не выпуская пламени.	Повышенная безопасность	Взрывозащищённое исполнение	Прессуризация	Искробезопасное исполнение
Подходит для опасных зон	Зона 1 и Зона 2	Зона 2	Зона 0, Зона 1 и Зона 2	Зона 1 и Зона 2	Зона 2
Стоимость	самая высокая	средняя	низкая	высокая	самая низкая
Обслуживание	Простое	Средняя сложность	Наиболее сложное	Наиболее сложное	Простое
Надежность	самая высокая	средняя	самая низкая	Очень высокая	средняя
Применения	Панели управления, автоматы, двигатели и трансформаторы.	Распределительные коробки, светильники и клеммные корпуса.	Датчики, малые электрические устройства и приборные корпуса.	Аналоговые домики, большие управляющие корпуса.	Базовые клеммные коробки.

• Ex d (взрывозащищённое исполнение) корпус изолирует электрические компоненты от взрывоопасных газов с помощью прочного корпуса, который может выдерживать внутренние взрывы, не выпуская пламени. Предназначен для использования в опасных зонах, таких как Зона 0 (постоянное присутствие газа) и Зона 1 (периодическое присутствие газа). Эти корпуса широко используются в таких отраслях, как нефтегазовая и нефтехимическая промышленности, обеспечивая безопасность в высоко рисковых средах.

• Ex e (повышенная безопасность) корпус разработан для предотвращения внутренних искр или источников тепла, которые могли бы воспламенить взрывоопасные газы. Это достигается за счет тщательного подбора материалов и компонентов. Эти корпуса часто имеют щели или вентиляционные отверстия, которые позволяют газам безопасно входить и выходить. Корпуса типа Ex e подходят для Зоны 2, где взрывоопасные газы маловероятны, но могут появиться при аномальных условиях.

• Ex i (взрывобезопасное исполнение) системы предназначены для простоты и безопасности. Они работают путем ограничения электрической энергии и параметров цепи, чтобы исключить возможность возникновения искр или тепла, которые могли бы воспламенить взрывоопасные газы. Благодаря низкому току и напряжению, эти системы идеально подходят даже для самых опасных зон, таких как Зона 0, 1 и 2, где концентрация газа может быть высокой. Эта технология часто используется в датчиках и маломощных устройствах в таких отраслях, как нефтегазовая и химическая промышленности.

• Ex p (Прессуризация) корпуса работают путем поддержания положительного давления внутри корпуса, предотвращая попадание взрывоопасных газов. Контролируемый поток инертного газа или чистого воздуха обеспечивает безопасную атмосферу внутри, даже в опасных зонах, таких как Зона 1 и Зона 2. Этот тип корпусов широко используется в аналитических домах, системах управления и крупном промышленном оборудовании в таких отраслях, как нефтеперерабатывающие заводы и химические предприятия, где требуется точный контроль и высокая надежность.

• Ex n (искробезопасное исполнение) корпуса предназначены для низкорисковых сред, таких как Зона 2, где взрывоопасные газы встречаются редко. Эти корпуса полагаются на использование компонентов и цепей, которые не генерируют искры при нормальных условиях работы. Они являются экономичным вариантом для менее опасных применений, часто используемых в клеммных коробках, осветительных системах и простых щитках управления в отраслях с минимальным риском воздействия газа.

 

(b) IP Рейтинги

IP рейтинги классифицируют способность корпуса выдерживать проникновение твёрдых и жидких веществ. Система оценки состоит из двух цифр:

• Первая цифра: указывает на физический барьер от пыли и других твёрдых частиц (в данном случае «6» указывает на благоприятные условия, корпус является пыленепроницаемым).

• Вторая цифра: измеряет защиту от жидкостей, таких как вода.

Следует отметить, что корпус с рейтингом IP66 будет удовлетворительно функционировать, так как пыль не может проникнуть внутрь, и он может выдерживать силу водяных струй до 80-100 МПа. Это делает его применимым в сложных экологических условиях.

(c) NEMA Рейтинги

NEMA рейтинги касаются производительности корпусов в различных условиях:

• NEMA 4X: устойчив к воде, пыли и коррозии, что делает его подходящим для использования на открытом воздухе.
• NEMA 7: предназначен для использования в чрезвычайно опасных зонах, где присутствуют взрывоопасные газы.

Каждый NEMA рейтинг указывает на требования к корпусу в конкретной среде и при определённых эксплуатационных условиях.

ii) По применению

В зависимости от типа оборудования или функциональности, поддерживаемой корпусом, он может служить для различных целей. Обычные области применения следующие:

a. Взрывозащищённые распределительные коробки: назначение этих корпусов — обеспечение электрических соединений, которые предотвращают возникновение коротких замыканий или искр. Они предотвращают возможность взрыва окружающей среды вокруг коробки. Эти коробки крайне важны в областях, склонных к опасностям, таких как нефтеперерабатывающие заводы или химическая промышленность.

b. Взрывозащищённые станции управления: эти корпуса защищают переключатели управления, кнопки и индикаторы. Часто используются на заводах или морских установках, когда операторам необходимо контролируемый доступ к оборудованию в опасных условиях.

c. Взрывозащищённые светильники: эти светильники являются огнестойкими источниками света. Они не выделяют тепла или искр, которые могли бы воспламенить горючие газы. Подходят для мест, требующих надёжного и безопасного освещения.

d. Взрывозащищённые электрические корпуса: включают в себя электрические панели, автоматические выключатели и проводку. Они предотвращают появление воспламеняющихся искр от внутренних электрических компонентов.

e. Взрывозащищённые изоляторы: обеспечивают безопасное отключение питания от определённого оборудования. Они необходимы в опасных зонах, где требуется проведение работ по техническому обслуживанию или аварийным отключениям.

f. Взрывозащищённые распределительные шкафы: содержат распределительный щит и другие крупные электрические системы. Их цель в промышленной эксплуатации — безопасное и эффективное распределение электроэнергии.

g. Взрывозащищённые распределительные коробки: эти меньшие по размеру компоненты структурно похожи на распределительные шкафы. Они используются для распределения электричества на небольшие цепи или оборудование в потенциально опасных местах.

h. Взрывозащищённые вентиляционные системы: эти системы обеспечивают поддержание достаточного потока воздуха и минимизируют возможность воспламенения горючих материалов в атмосфере. Используются в зонах, где присутствует большое количество горючего газа в воздухе или в замкнутых пространствах.

i. Взрывозащищённые трубные фитинги: фитинги обеспечивают надёжное уплотнение, предотвращая утечки и искры. Особенно важны в отраслях, где работают с горючими жидкостями или газами.

 

j. Взрывозащищённые кабельные соединители: используются для безопасного подключения электрических кабелей. Они специально сконструированы так, чтобы искры или тепло не выходили из соединений.

k. Взрывозащищённые вилки и розетки: при использовании в особенно опасных условиях эти устройства обеспечивают безопасное поддержание электрических соединений.

3)  Области применения взрывозащищённых корпусов

Хотя это и корпуса, уместнее думать о них как о взрывозащищённых кейсах, используемых в различных отраслях. Ознакомьтесь с приведёнными ниже пунктами;

• Организации нефтегазового сектора: такие корпуса могут защищать панели управления, распределительные коробки и светильники, расположенные в опасных зонах эксплуатации.

• Химические заводы: на химических заводах используются такие корпуса, чтобы предотвратить возгорание или контакт чувствительных электрических систем с активными легковоспламеняющимися веществами.

• Горнодобывающие предприятия: взрывозащищённые электрические коробки ценны для горнодобывающих работ, чтобы избежать эксплуатации машин в местах с взрывоопасной пылью.

• Фармацевтические предприятия: они полезны на фармацевтических предприятиях. Эти корпуса могут защищать оборудование от пыли или химических веществ, находящихся в условиях, способных вызвать взрывы.

4) Стандарты проектирования взрывозащищённых корпусов

Очень важно тщательно проектировать взрывозащищённые корпуса, так как они предназначены для использования в потенциально опасных условиях. Два самых важных стандарта — это IECEx и ATEX.

i) IECEx

IECEx (Международная электротехническая комиссия по системам сертификации стандартов для взрывоопасных атмосфер) предоставляет всемирные установленные правила и критерии на использование оборудования во взрывоопасных атмосферах. Это связано с унификацией требований безопасности, что позволяет разрабатывать корпуса. Они гарантируют предотвращение внутренних нарушений и тепловых или искровых источников возгорания, которые могут создать внешние условия для пожара.

ii) ATEX

ATEX — это директива, принятая в Европейском Союзе, которая регулирует требования к производителям оборудования для взрывоопасных атмосфер. Она устанавливает условия для безопасного проектирования корпусов, их тестирования и сертификации. ATEX распределяет различные районы риска по зонам в зависимости от вероятности и продолжительности наличия взрывоопасных рисков.

Оба стандарта требуют использования материалов с высокой прочностью, герметичными уплотнениями и тщательных испытаний. Взрывозащищённые корпуса, соответствующие стандартам IECEx или ATEX, считаются безопасными, надёжными и могут использоваться в любых опасных зонах по всему миру.

5)  Соображения при выборе взрывозащищённых корпусов

Безопасность и эффективность на рабочих местах, где работают с взрывоопасными газами или агрессивной пылью, сильно зависят от выбора используемых корпусов. Соображения, которые следует учитывать, включают:

! Классификация опасной зоны: Уровень риска должен быть определён (Зона 0, 1 или 2 для газов, Зона 20, 21 или 22 для пыли), чтобы выбрать правильный корпус с соответствующей сертификацией, будь то IECEx или ATEX.

! Материал: Среда должна диктовать материал, например, нержавеющая сталь может использоваться в коррозионной среде. А алюминий может использоваться там, где требуется лёгкий, но прочный защитный корпус.

! Техническое обслуживание: Визуализируйте и выберите наиболее подходящий дизайн с съёмными панелями или модульными конструкциями для облегчения сервисного и ремонтного обслуживания.

! Соответствие: Убедитесь, что корпус одобрен для установки в опасных зонах в соответствии с местными и международными требованиями.

Для более детального рассмотрения того, как выбрать взрывозащищённый электрический корпус, пожалуйста, ознакомьтесь с нашим другим блогом,  Выбор правильных электрических корпусов для опасных зон

6)  Установка и техническое обслуживание взрывозащищённых корпусов

• Установка взрывозащищённых корпусов

Шаг 1) Выберите подходящее место, вдали от чрезмерного тепла, влаги или вибрации.

Шаг 2) Корпус должен быть установлен надёжно и согласно рекомендациям производителя.

Шаг 3) Чтобы сохранить целостность, используйте сертифицированные взрывозащищённые кабельные вводы, соединители и фитинги.

Шаг 4) Все электрические соединения должны быть герметично закрыты, чтобы предотвратить протечки или воздействие внешних факторов.

Шаг 5) Следуйте требованиям заземления, чтобы избежать накопления статического электричества.

• Техническое обслуживание взрывозащищённых корпусов

• Проводите регулярные проверки корпуса на наличие повреждений, ржавчины или ослабленных компонентов.
• Проверяйте уплотнения и прокладки на предмет износа и заменяйте их при необходимости.
• Очистите внешнюю поверхность корпуса, чтобы предотвратить накопление пыли и мусора.
• Если установлены вентиляционные компоненты, убедитесь, что они работают.
• Периодически проверяйте электрические соединения, чтобы убедиться, что они по-прежнему надёжные и плотные.
• Никогда не проводите техническое обслуживание или ремонт без отключения оборудования.

7)  Заключение

Итак, взрывозащищённые корпуса критически важны для обеспечения безопасности в опасных условиях. Основываясь на регулятивных стандартах IECEx, ATEX, а также с использованием правильных материалов и уровня защиты корпусов, они обеспечивают уровень гарантии защиты как персонала, так и оборудования.

Также очевидно, что правильный акцент на качестве и соответствии требованиям может гарантировать безопасность и эффективность работы в отраслях, где существует риск взрыва.