فرض کنید یک بخاری غوطه وری الکتریکی برای مخزن نفت زباله در یک کارخانه پتروشیمی مشخص می کنید. مخزن در یک منطقه طبقه بندی شده قرار دارد، بنابراین بخاری، جعبه اتصال آن و فرستنده دمای آن همگی به یک روش حفاظتی تایید شده نیاز دارند. فروشنده ابزار یک فرستنده ذاتا ایمن را ارائه می دهد. سازنده تجهیزات گرمایشی بخاری فلنجی ضد انفجار را ارائه می دهد. هر دو روش از احتراق جلوگیری می کنند، اما آنها بر اساس اصول کاملا متفاوت عمل می کنند، و این تفاوت باعث ایجاد توان، هزینه نصب و قوانین تعمیر و نگهداری می شود.
یک دستگاه ذاتا ایمن به گونه ای طراحی شده است که نمی تواند انرژی الکتریکی یا حرارتی کافی برای مشتعل کردن جو اطراف آزاد کند. یک دستگاه ضد انفجار به گونه ای طراحی شده است که انفجار داخلی را بدون اجازه خروج شعله یا گازهای داغ مهار کند. به طور خلاصه، ایمنی ذاتی یک استراتژی پیشگیری است، در حالی که حفاظت ضد انفجار یک استراتژی مهار است.
این تمایز یک معمای رایج در این زمینه را توضیح می دهد: فرستنده دما می تواند ذاتاً ایمن باشد، اما بخاری که چندین کیلووات می کشد نمی تواند. تجهیزات پرقدرت را نمی توان ذاتاً ایمن ساخت، زیرا هم عملکرد عادی و هم شرایط خطای معتبر سطوح انرژی بالاتر از آستانه احتراق مخلوط های معمولی سوخت و هوا تولید می کنند.
اصطلاحات بر اساس منطقه و استاندارد متفاوت است. در عمل در آمریکای شمالی، اصطلاح ضد انفجار به طور گسترده ای استفاده می شود، در حالی که استانداردهای بین المللی همان تکنیک را ضد شعله می نامند که Ex d نامیده می شود. به طور مشابه، ایمنی ذاتی به عنوان Ex i تعیین می شود. دانستن هر دو نام در مقایسه گواهینامه های ATEX و IECEx با تاییدیه های محلی کمک می کند.
ایمنی ذاتی انرژی الکتریکی را در منبع محدود می کند. در مدار Ex i، ولتاژ، جریان و انرژی ذخیره شده کمتر از سطوح مورد نیاز برای احتراق گاز یا بخار خاص موجود نگه داشته می شود. موانع ایمنی نصب شده در ناحیه امن مدار را با مقاومت های محدود کننده جریان و اجزای گیره ولتاژ محدود می کند. حتی تحت یک اتصال کوتاه، یک سیم شکسته یا زمین تصادفی، انرژی وارد شده به منطقه خطرناک زیر آستانه احتراق باقی می ماند.
دستگاه های ذاتا ایمن معمولی ابزارهای کم مصرف هستند: فرستنده های دما، فرستنده های فشار، سوئیچ های سطح، دریچه های برقی و دستگاه های ارتباطی. مزایای آنها عملی و فنی است:
عامل محدود کننده قدرت است. یک مدار ذاتا ایمن معمولاً تنها چند صد میلی وات را ارائه می دهد که برای یک سیگنال کافی است اما برای بخاری، استارت موتور یا وسایل روشنایی کافی نیست.
تجهیزات ضد انفجار که ضد شعله یا Ex d نیز نامیده می شوند، رویکرد مخالف را اتخاذ می کنند. به جای محدود کردن انرژی، از یک محفظه به اندازه کافی قوی برای مقاومت در برابر انفجار داخلی استفاده می کند. اگر گاز قابل اشتعال وارد محفظه شود و مشتعل شود، محفظه حاوی فشار است و شعله را خاموش می کند، بنابراین انفجار نمی تواند به اتمسفر بیرون منتشر شود.
مهار بر مسیرهای شعله با مهندسی دقیق متکی است. اتصالات ماشینکاری شده و شکاف های باریک، گازهای خروجی را قبل از خروج از محفظه، زیر دمای احتراق جو اطراف خنک می کنند. محفظه همچنین باید در برابر تغییر شکل تحت فشار اوج انفجار مقاومت کند. این رویکرد بدون توجه به انرژی ذخیره شده در تجهیزات کار می کند، به همین دلیل است که مناسب دستگاه های پرقدرت است. برای نگاهی دقیق تر به نحوه طراحی و نگهداری این محفظه ها، مقاله ساختار، نصب و عملکرد بخاری های برقی ضد انفجار مرجع مفیدی است.
محصولات ضد انفجار رایج در گرمایش صنعتی عبارتند از:
معاوضه ها وزن، هزینه و دسترسی است. محفظه‌های ضد انفجار سنگین هستند و با تحمل‌های محکم ساخته شده‌اند که هزینه‌های تولید و حمل و نقل را افزایش می‌دهد. قبل از باز شدن محفظه باید به طور معمول برق سیستم را قطع کرد و منطقه را برای گاز بررسی کرد. با این حال، برای تجهیزاتی که نیاز به قدرت واقعی در یک منطقه طبقه بندی شده دارند، ساخت و ساز ضد انفجار اغلب تنها گزینه تایید شده است.
سریعترین راه برای مقایسه این دو روش، نگاه به اصل حفاظت، ظرفیت توان و محفظه است. این جدول مرتبط ترین نکات را برای خریدار در حال بررسی مشخصات خلاصه می کند.
| معیار | ذاتا ایمن (Ex i) | ضد انفجار (Ex d) |
|---|---|---|
| اصل حفاظت | انرژی را برای جلوگیری از اشتعال محدود می کند | حاوی یک انفجار داخلی است |
| ظرفیت برق معمولی | میلی وات، فقط در سطح سیگنال | کیلووات و بالاتر |
| محوطه | مسکن صنعتی سبک و استاندارد | محفظه ضد شعله سنگین و ماشین کاری شده |
| نگهداری زنده | با نظارت آموزش دیده مجاز است | نیاز به قطع برق و بررسی گاز دارد |
| برنامه های کاربردی رایج | فرستنده، سنسور، شیر برقی، نمایشگر | بخاری، موتور، کابینت کنترل، روشنایی |
| هزینه سیستم نسبی | هزینه دستگاه کمتر به اضافه هزینه مانع | هزینه محفظه و نصب بالاتر |
با برق مورد نیاز دستگاه شروع کنید. اگر دستگاه فقط میلی آمپر مصرف کند و عملکرد آن در سطح سیگنال باشد، ایمنی ذاتی معمولاً انتخاب اقتصادی و عملی است. اگر دستگاه باید گرما یا نیروی مکانیکی ارائه دهد، مدار قدرت به ساختار ضد انفجار یا روش های پرقدرت دیگری مانند افزایش ایمنی (Ex e) یا فشار (Ex p) نیاز دارد.
این دو روش به طور معمول در یک نصب وجود دارند. برای مثال، لغزش فرآیند در ناحیه خطرناک ممکن است از یک فرستنده دمای ذاتاً ایمن برای سیگنال و یک گرم کننده غوطه ور ضد انفجار برای بار گرمایش استفاده کند. هر دستگاه دارای علامت گذاری خاص خود است، بنابراین خریدار باید بررسی کند که هر علامت گذاری با منطقه واقعی، گروه گاز و کلاس دمایی مکان مطابقت دارد. به دنبال ATEX، IECEx یا تاییدیه های ملی مانند UL و CSA باشید. علامت گذاری باید نوع حفاظت، گروه گاز (IIA، IIB، یا IIC) و کلاس دما (T1 تا T6) را ذکر کند. قبل از ثبت سفارش، بسیاری از خریداران گواهینامه‌ها و افتخارات سازنده را بررسی می‌کنند تا تأیید کنند که تأییدیه‌ها برای مدل دقیق ارائه شده اعمال می‌شوند.
برای کاربردهای گرمایشی، سؤال عملی به ندرت این است که آیا خود بخاری ذاتاً ایمن خواهد بود یا خیر. یک بخاری باید توان حرارتی مداوم را ارائه دهد، بنابراین روش حفاظتی برای بخاری ضد انفجار است. سؤالات واقعی این است که آیا بخاری برای منطقه تأیید شده است، آیا محفظه ترمینال آن ضد شعله است و آیا سمت کنترل با استاندارد حفاظتی مشابهی مطابقت دارد یا خیر.
یک بخاری غوطه ور فلنجی ضد انفجار تأیید شده درست مانند بخاری فلنجی استاندارد از طریق نازل مخزن نصب می شود، اما جعبه ترمینال ضد شعله و عناصر تأیید شده آن را برای مکان های خطرناک واجد شرایط می کند. برای مخازن کوچک و متوسط، یک مدل 6 کیلوواتی دارای گواهینامه ATEX یک انتخاب اغلب مشخص است.
بخاری غوطه وری فلنجی ضد انفجار 380 ولت 6 کیلو وات دارای گواهینامه ATEX این بخاری غوطه ور فلنجی تایید شده برای مخازن کوچک تا متوسط در مناطق خطرناک، با جعبه ترمینال ضد شعله و تاییدیه ATEX/IECEx برای مناطق منطقه 1 و 2 مناسب است. مشاهده محصول → تجهیزات کنترلی به اندازه بخاری مهم هستند. سوئیچینگ، حفاظت، و اجزای کنترل دما واقع در منطقه طبقه بندی شده نیاز به حفاظت خاص خود دارند. یک کابینت کنترل ضد شعله، که بر اساس همان اصل مهار ساخته شده است، راه حل معمولی برای قرار دادن این قطعات و سازگار نگه داشتن حلقه گرمایش است.
کابینت کنترل ضد شعله برای سیستم های گرمایش مناطق خطرناک این محفظه ضد شعله به طور ایمن اجزای سوئیچینگ، حفاظتی و کنترل دما را برای حلقه های گرمایشی، حاوی انفجارهای داخلی و متناسب با مناطق طبقه بندی شده در صنایع قرار می دهد. مشاهده محصول → برای خطوط لوله و کشتی‌هایی که به جای گرمایش با توان بالا به نگهداری دمایی نیاز دارند، ردیابی حرارت الکتریکی یک راه‌حل رایج است و همچنین یک سوال حفاظتی ایجاد می‌کند. خود کابل ردیابی گرما ممکن است از فناوری با وات ثابت یا خود محدود شونده استفاده کند، اما پانل کنترلی که آن را تغذیه می کند باید برای منطقه مناسب باشد. یک کابینت کنترل ردیابی گرمایشی که برای مکان‌های خطرناک طراحی شده است، توزیع نیرو، حفاظت و کنترل دما را در یک محفظه ضد شعله ترکیب می‌کند، بنابراین کل حلقه ردیابی استانداردی مشابه بقیه نصب دارد.
کابینت کنترل ردیابی گرما برای مکان های خطرناک این کابینت کنترل، کنترل دما، تشخیص و مدیریت توان را برای ردیابی حرارت الکتریکی، پشتیبانی از 72 مدار و مناسب برای محیط های عمومی یا خطرناک یکپارچه می کند. مشاهده محصول → نکته پایانی: ذاتاً ایمن و ضد انفجار توصیف‌های قابل تعویض از یک محافظ نیستند. ایمنی ذاتی با محدود کردن انرژی از اشتعال جلوگیری می‌کند، که برای ابزارها خوب عمل می‌کند اما برای تجهیزات قدرت نه. ساختار ضد انفجار حاوی یک اشتعال در داخل یک محفظه تایید شده است، که باعث می‌شود بخاری‌های پرقدرت، کابینت‌های کنترل و پانل‌های ردیابی در مناطق خطرناک قابل اجرا باشند. روش حفاظت را با عملکرد دستگاه مطابقت دهید، علامت گذاری را در برابر طبقه بندی منطقه خود تأیید کنید، و از سازنده ای خریداری کنید که هم سیستم کیفیت و هم تأییدیه های مناطق خطرناک آن را مستند می کند.
