Kaablipaigaldiste valik potentsiaalselt plahvatusohtliku tolmuõhu jaoks: kuidas valida ATEX-sertifitseeritud tooteid ja vältida katastroofilisi plahvatusi?

Tolmuplahvatused tapavad igal aastal üle 100 töötaja kogu maailmas. Õige kaablipaigaldiste valik plahvatusohtliku tolmuõhu jaoks võib neid tragöödiaid ära hoida ja kaitsta teie rajatist laastavate kahjustuste eest.

Plahvatusohtliku tolmuga keskkondade jaoks mõeldud kaablitihendite valik nõuab ATEX-sertifitseerimine¹ sobivate tsoonide (20, 21, 22), nõuetekohase kaitsevõime (vähemalt IP6X), temperatuuriklassi ühilduvuse, tolmu süttimistemperatuuri kaalutluste ja EN 60079-31 nõuetele vastavuse kohta tolmukindla korpuse puhul.

Eelmisel kuul helistas Hassan mulle kiiresti oma teraviljatöötlemiskohast. Neil juhtus peaaegu õnnetusjuhtum, mille käigus kogunenud tolm ebakorrektselt hinnatud kaablipaigaldiste ümber tekitas potentsiaalse süüteallika. Uurimise käigus selgus, et nende olemasolevad tihendid ei olnud ATEX-sertifitseeritud tolmuga seotud keskkondade jaoks. See juhtum tuletas mulle meelde, miks õige valik on sõna otseses mõttes elu ja surma küsimus.

Sisukord

• Millised on olulised nõuded kaablipaigaldistele tolmurünnakutes?
• Kuidas määrata õige ATEX-kategooria ja tsoonide klassifikatsioon?
• Millised on tolmukindlate kaablipaigaldiste peamised tehnilised näitajad?
• Kuidas valida erinevate põleva tolmu liikide jaoks kaabliotsikuid?

Millised on olulised nõuded kaablipaigaldistele tolmurünnakutes?

Plahvatusohtlikes tolmukeskkondades kasutatavad kaablipaigaldised peavad vastama rangetele ATEXi nõuetele, mis lähevad kaugemale tavapärastest tööstuslikest rakendustest. Nende nõuete mõistmine hoiab ära katastroofilised rikked.

Olulised nõuded hõlmavad ATEX-sertifitseerimist vastavalt direktiivile 2014/34/EL, vastavust EN 60079-31² tolmukindlate korpuste puhul, sobiv seadmekategooria (1D, 2D, 3D), tolmu süttimistemperatuuriga ühilduv temperatuuriklass ja sobiv kaitseaste (vähemalt IP6X) tolmu kogunemise vältimiseks.

ATEX direktiivi nõuded

Tolmuatmosfääri seadmete kategooriad:

• Kategooria 1D: Tsoon 20 - Väga kõrge kaitsetase
• Kategooria 2D: Tsoon 21 - kõrge kaitsetase  
• Kategooria 3D: Tsoon 22 - normaalne kaitsetase

Olulised ohutusnõuded:

• Süüteallikate vältimine
• Pinnatemperatuuri piiramine
• Kaitsmine elektrostaatiline tühjendus³
• Mehaaniline löögikindlus
• Keskkonnakaitse tolmu sissetungi vastu

EN 60079-31 Vastavus

Tolmukindla korpuse nõuded:

• IP6X reiting: Täielik kaitse tolmu sissetungi eest
• Survekatse: 2 kPa ülerõhk 10 sekundi jooksul
• Temperatuuri jälgimine: Pinnatemperatuuri piirangud
• Mehaaniline tugevus: Löögi- ja vibratsioonikindlus

David ütles mulle hiljuti: "Chuck, sinu selgitus EN 60079-31 nõuete kohta aitas meil mõista, miks meie standardsed IP65 tihendid ei olnud meie jahuveski jaoks piisavad."

Temperatuuri liigitussüsteem

Tolmu temperatuuriklassid:

• T1: ≤ 450°C pinnatemperatuur
• T2: ≤ 300°C pinnatemperatuur
• T3: ≤ 200°C pinnatemperatuur
• T4: ≤ 135°C pinnatemperatuur
• T5: ≤ 100°C pinnatemperatuur
• T6: ≤ 85°C pinnatemperatuur

Tolmu süttimistemperatuur Näited:

Sertifitseerimise ja märgistamise nõuded

ATEX-märgistuse vorming:

• CE-märgis koos teavitatud asutuse numbriga
• Ex sümbol ja kaitsekontseptsioon
• Seadmete kategooria ja tsoonide sobivus
• Temperatuuriklassi tähistus
• Sertifikaadi number viide

Näidismärgistus:
CE 0102 ⚡ II 2D Ex tb IIIC T135°C Db IP66

Tõlgendus:

• CE 0102: Teavitatud asutuse sertifitseerimine
• II 2D: 2D-kategooria seadmed tsooni 21 jaoks
• Ex tb IIIC: kaitse põleva tolmu eest kaitsekesta abil
• T135°C: Maksimaalne pinnatemperatuur
• Db: Tolmakaitsetase
• IP66: kaitseklass

Beptol on olemas põhjalikud ATEX-sertifikaadid kõigi tolmuga seotud rakenduste jaoks. Meie tehniline meeskond annab üksikasjalikke rakendusjuhiseid, et tagada õige valik 😉 .

Kuidas määrata õige ATEX-kategooria ja tsoonide klassifikatsioon?

Sobivate kaablipaigaldiste valikul on oluline õige tsoonide liigitus. Vale klassifitseerimine võib põhjustada ebapiisavat kaitset ja võimalikku plahvatusohtu.

Tsoonide klassifitseerimiseks on vaja hinnata tolmu eraldumise tõenäosust, tolmu kogunemise mustreid, ventilatsiooni tõhusust ja tööprotseduure, et määrata kindlaks, kas alad kuuluvad tsooni 20 (pidev esinemine), tsooni 21 (juhuslik esinemine) või tsooni 22 (ainult ebanormaalsed tingimused).

Tolmu plahvatuspiirkonna määratlused

Vöönd 20 - kategooria 1D Nõutav:

• Pidevalt esinev plahvatusohtlik tolmuõhk
• Rohkem kui 1000 tundi aastas
• Seadmete sees, mis käitlevad põlevat tolmu
• Nõuab kõrgeimat kaitsetaset

Tsoon 21 - kategooria 2D Nõutav:

• Tavapärase töö ajal on tõenäoline plahvatusohtlik tolmuõhk
• 10-1000 tundi aastas
• Tolmukäitlusseadmete lähedal
• Nõuab kõrgetasemelist kaitset

Tsoon 22 - kategooria 3D Nõutav:

• Plahvatusohtlik tolmuõhk tavapärastel tööolukordadel on ebatõenäoline.
• Vähem kui 10 tundi aastas
• Hea ventilatsiooniga tolmuallikatest eemal
• Nõuab tavapärast kaitsetaset

Tsoonide klassifitseerimise metoodika

1. samm: tolmu eraldumise hindamine

• Pidev vabastamine: Seadme sisemised osad, ülekandepunktid
• Esmane vabastamine: Tavapärane töötav tolmuheide
• Teisene vabastamine: Ainult ebanormaalsed tingimused

2. samm: ventilatsiooni analüüs

• Loomulik ventilatsioon: Õues või hästi ventileeritud ruumides
• Kunstlik ventilatsioon: Mehhaanilised süsteemid koos järelevalvega
• Kehv ventilatsioon: Piiratud õhuliikumisega suletud ruumid

3. samm: akumulatsiooni hindamine

• Tolmukihi paksus: >5mm tekitab plahvatusohtu
• Puhastussagedus: Regulaarne eemaldamine vähendab riski
• Pinna omadused: Horisontaalsed pinnad koguvad rohkem tolmu

Hassan jagas: "Teie tsoonide klassifitseerimise metoodika aitas meil meie teraviljaelevaatorit õigesti hinnata. Avastasime, et mitmed alad olid valesti klassifitseeritud."

Tavalised klassifitseerimisvead

Liigse klassifitseerimise vead:

• Kõigi tolmu käitlemise läheduses asuvate alade klassifitseerimine tsooniks 21.
• Ventilatsioonisüsteemide tõhususe eiramine
• Ei võta arvesse tegelikku töötavat tolmutaset
• Liiga konservatiivsete ohutustegurite kohaldamine

Alaklassifitseerimisvead:

• Tolmu kogunemise määra alahindamine
• Puhastamisel tekkivate sekundaarsete tolmupilvede eiramine
• Seadmete talitlushäire stsenaariumide arvestamata jätmine
• Ventilatsioonihäirete mõju ebapiisav hindamine

Nõuded dokumentatsioonile

Tsoonide klassifitseerimise dokumentatsioon:

• Ohtude hindamise metoodika
• Tolmu eraldumise allika tuvastamine
• Ventilatsioonisüsteemi analüüs
• Vööndipiiride joonised
• Seadmete valiku põhjendus
• Perioodiline läbivaatamine ja ajakohastamise kord

Nõuded pädevale isikule:

• Kvalifitseeritud plahvatuskaitsespetsialist
• Protsessi ja seadmete mõistmine
• Asjakohaste standardite ja määruste tundmine
• Kogemus sarnaste rakendustega
• Pidev koolitus ja sertifitseerimise säilitamine

Millised on tolmukindlate kaablipaigaldiste peamised tehnilised näitajad?

Tolmukindlad kaablipaigaldised nõuavad spetsiifilisi konstruktsiooniomadusi ja toimivusomadusi, mis erinevad oluliselt standardsetest gaasikindlatest või üldistest tööstuslikest rakendustest.

Peamised spetsifikatsioonid hõlmavad IP6X tolmukindluse klassifikatsiooni vastavalt IEC 60529, vastavust EN 60079-31 survekatse nõuetele, temperatuuri vähendamist tolmukihi kogunemise korral, mehaanilist tugevust tööstuskeskkondades ja nõuetekohaseid tihendussüsteeme, mis säilitavad terviklikkuse soojusringluse korral.

Nõuded sissetungi kaitsele

IP6X testimise nõuded:

• Katsetolm: Talkumipulber või samaväärne
• Negatiivne rõhk: 2 kPa (20 mbar) 8 tunni jooksul
• Puudub tolmu sissetung: Täielik kaitse kontrollitud
• Survekatse: 2 kPa ülerõhk 10 sekundi jooksul

Kriitilised konstruktsiooniomadused:

• Mitmekordsed tihendustõkked: Esmased ja teiseseid tihendeid
• Kinnipeetava tihendi konstruktsioon: Vältib tihendi nihkumist
• Siledad sisepinnad: Minimeerib tolmu kogunemiskohti
• Korralik niidi konstruktsioon: Takistab tolmu sissetungi läbi keermete

Temperatuuriga seotud kaalutlused

Tolmukihi mõju:

• Soojusisolatsioon: Tolmukihid vähendavad soojuse hajutamist
• Temperatuuri tõus: 5-50°C suurenemine sõltuvalt paksusest
• Tuletuslikud tegurid: Rakendada konservatiivseid temperatuurimarginaale
• Järelevalvenõuded: Pinnatemperatuuri kontrollimine

David ütles mulle: Me ei teadnud, et tolmu kogunemine võib tõsta meie kaablitorustiku temperatuuri 30 °C võrra: "Me ei teadnud, et tolmu kogunemine võib suurendada meie kaablitorustiku temperatuuri 30 °C võrra. Teie juhised vähendamiseks takistasid võimalikke süttimisprobleeme."

Tihendussüsteemi projekteerimine

Esmased pitsatinõuded:

• Materjalide ühilduvus: Tolmu- ja puhastuskindel
• Temperatuuristabiilsus: Säilitab omadused kogu tööpiirkonnas
• Survekompressioonikomplekti vastupidavus: Pikaajaline hermeetilisus
• Keemiline vastupidavus: Ühildub protsessimaterjalidega

Sekundaarse tihendi omadused:

• Varukoopia kaitse: Üleliigse tihendamise võime
• Erinevad tihendusmehhanismid: Täiendav esmane pitser
• Lihtne asendamine: Hooldussõbralik disain
• Visuaalne märge: Selge pitsati seisundi hindamine

Mehhaanilise tugevuse nõuded

Löögikindlus:

• IK-reiting⁴: Mehaanilise löögikaitse tase
• Vibratsioonikindlus: Tööstuskeskkonna ühilduvus
• Termiline tsüklilisus: Paisumine/kontraktsioon ilma tõrgeteta
• Paigaldamise pöördemoment: Korralik tihendamine ilma ülepingutamiseta

Materjali valik:

• Korrosioonikindlus: Sobib tolmukeskkonda
• Staatiline hajumine: Hoiab ära elektrostaatilise kuhjumise
• UV-kindlus: Välitingimustes kasutamise võimalus
• Tulekindlus: Tulekahju levikut mittepõhjustav

Kaabli ühilduvus

Kaabli tüübid ja mõõtmed:

• Soomustatud kaablid: Nõuetekohane maandus ja tihendamine
• Mitmejuhtmelised kaablid: Individuaalne juhtmete tihendamine
• Fiiberoptilised kaablid: Mittemetallist kaablite majutus
• Suurusevahemik: Põhjalik katvus rakenduste jaoks

Tüve leevendamise nõuded:

• Tõmbetugevus: Enamiku rakenduste puhul vähemalt 500N
• Painutusraadiuse kaitse: Vältib kaabli kahjustusi
• Keskkonnastress: Tuul, vibratsioon, termiline tsüklilisus
• Pikaajaline usaldusväärsus: Säilitab jõudluse kogu seadme eluea jooksul

Bepto tolmukindlad kaablipaigaldised sisaldavad täiustatud tihendustehnoloogiat ja tugevat konstruktsiooni, et tagada usaldusväärne töö ka kõige karmimates tolmukeskkondades 😉 .

Kuidas valida erinevate põleva tolmu liikide jaoks kaabliotsikuid?

Erinevatel põlevatel tolmudel on ainulaadsed omadused, mis mõjutavad kaablitorustiku valikut. Nende erinevuste mõistmine tagab optimaalse kaitse ja vastavuse.

Tolmu spetsiifiline valik nõuab osakeste suuruse jaotuse, süttimistundlikkuse, elektrijuhtivuse, söövitusomaduste ja hügroskoopiline käitumine⁵ et määrata kindlaks iga rakenduse jaoks sobivad materjalid, tihendussüsteemid, temperatuuriklassid ja hooldusnõuded.

Tolmu klassifikatsioon ja omadused

IIIA rühm - põlevmaterjalid:

• Näited: Puuvillakiud, pabertolm, tekstiilkiud
• Omadused: Kiudne, väikese tihedusega, kergesti õhku lenduv.
• Erilised kaalutlused: Kiudude sissetungi vältimine, staatiline kogunemine

Rühm IIIB - mittejuhtiv tolm:

• Näited: Jahu, tärklis, suhkur, plastipulber.
• Omadused: Isoleeriv, staatiline akumulatsioonipotentsiaal
• Erilised kaalutlused: Elektrostaatilise laengu vältimine

IIIC rühm - juhtiv tolm:

• Näited: Metallipulbrid, tahm, grafiit
• Omadused: Elektrit juhtivad, peened osakesed
• Erilised kaalutlused: Lühisvooluahela vältimine, maandus

Materjali valik tolmu tüübi järgi

Söövitava tolmu rakendused:

• Roostevaba teras: Vähemalt 316L keemilise vastupidavuse tagamiseks
• Spetsiaalsed sulamid: Hastelloy, Inconel raskete tingimuste jaoks
• Kaitsekatted: PTFE, vajaduse korral keraamilised katted
• Tihendusmaterjalid: Keemiakindlad elastomeerid

Abrasiivsed tolmukeskkonnad:

• Karastatud pinnad: Kulumiskindlad materjalid
• Siledad viimistlused: Minimeerida abrasiivseid kulumiskohti
• Vahetatavad komponendid: Lihtne juurdepääs hooldusele
• Vastupidav konstruktsioon: Raske mehaaniline konstruktsioon

Hassan jagas hiljuti: "Meie tsemenditehasele antud materjalivaliku juhised päästsid meid enneaegsetest riketest. Abrasiivne tolm hävitas meie varasemad kaablifiltrid."

Rakendusspetsiifilised kaalutlused

Toiduainete töötlemise rakendused:

• FDA vastavus: Vajaduse korral toiduainekvaliteediga materjalid
• Sanitaartehniline disain: Lihtne puhastamine ja kontroll
• Korrosioonikindlus: Puhastuskemikaalide kokkusobivus
• Temperatuuritõhusus: Protsessi soojuse kaalutlused

Farmaatsiatööstus:

• Piirangutega seotud nõuded: Vältida ristsaastumist
• Puhastamise valideerimine: Dokumenteeritud puhastusprotseduurid
• Materjalide ühilduvus: Toimeaine ja abiaine ühilduvus
• Õigusaktide täitmine: GMP ja valideerimisnõuded

Puidutöötlemise tööstusharud:

• Tulekindlus: Mittekandvad materjalid
• Niiskuskindlus: Niiskus ja kokkupuude veega
• Temperatuuritsüklilisus: Kuivatusahju ja kuivatamine
• Hooldusjuurdepääs: Tolmuse keskkonna hooldatavus

Keskkonnategurid

Niiskus ja niiskus:

• Hügroskoopilised tolmud: Suhkur, sool, mõned kemikaalid
• Plommi lagunemine: Niiskuse mõju elastomeeridele
• Korrosiooni kiirenemine: Kombineeritud tolmu ja niiskuse mõju
• Elektriline jõudlus: Isolatsioonikindluse hooldus

Temperatuurivariatsioonid:

• Protsessi kütmine: Kõrge temperatuuriga kokkupuude
• Termiline tsüklilisus: Paisumise ja kokkutõmbumise mõju
• Hooajalised erinevused: Välitingimustes paigaldamisega seotud kaalutlused
• Soojuse tootmine: Elektrilise koormuse mõju temperatuurile

Hooldus- ja kontrollinõuded

Tolmu spetsiifiline hooldus:

• Puhastussagedus: Põhineb akumulatsioonimääradel
• Kontrollimeetodid: Visuaalne, termiline ja elektriline testimine
• Asenduskriteeriumid: Tulemuslikkuse halvenemise näitajad
• Dokumentatsioon: Hooldusprotokollid ja trendid

Ohutusprotseduurid:

• Kuumtööload: Keevitamine ja lõikamine tolmupiirkondade lähedal
• Puhastusmeetodid: Heakskiidetud tolmuärastusmeetodid
• Isikukaitse: Sobivad isikukaitsevahendid tolmuga kokkupuute korral
• Hädaolukorra menetlused: Tolmuplahvatuse reageerimisplaanid

David ütles mulle: "Teie hooldusjuhised aitasid meil välja töötada tõhusad protseduurid, mis hoiavad meie kaablifiltrid usaldusväärselt töökorras meie keerulises tolmukeskkonnas."

Valiku otsuse maatriks

Esmased valikukriteeriumid:

• Vööndi klassifikatsioon: Määratleb nõutava kaitsetaseme
• Tolmu omadused: Mõjutab materjali ja disaini valikut
• Keskkonnatingimused: Temperatuur, niiskus, korrosioon
• Paigaldusnõuded: Juurdepääs, kaablitüübid, paigaldus

Sekundaarsed kaalutlused:

• Kulude optimeerimine: Tasakaal tulemuslikkuse ja ökonoomsuse vahel
• Hooldusnõuded: Jooksvad tegevuskulud
• Tarnija toetus: Tehniline abi ja varuosad
• Tulevane paindlikkus: Muudatuste kohandamine

Bepto tolmulevi ekspertiis

Pakume igakülgset tuge tolmuga seotud rakenduste jaoks:

• Rakendustehnika: Tolmu spetsiifilised valikujuhised
• ATEX-sertifitseerimine: Täielikud dokumentatsioonipaketid
• Tehniline koolitus: Tolmu plahvatuskaitse põhimõtted
• Hooldustoetus: Inspekteerimise ja asendamise juhised
• Regulatiivsed ajakohastused: Muudatused standardites ja nõuetes

Hassan ütles hiljuti: "Bepto tolmu töötlemise alased teadmised andsid meile kindlustunde, et meie valik on nii ohutu kui ka kulutasuv. Nende pidev toetus on olnud hindamatu väärtusega."

Kokkuvõte

Ohutuse ja nõuetele vastavuse tagamiseks tuleb plahvatusohtliku tolmuga keskkondade jaoks sobivate kaablipaigaldiste õige valikuks süstemaatiliselt analüüsida tsoonide klassifikatsiooni, tolmu omadusi, keskkonnatingimusi ja regulatiivseid nõudeid.

Korduma kippuvad küsimused tolmuplahvatusohtlikes keskkondades kasutatavate kaablipaigaldiste kohta