爆発の可能性のある粉塵雰囲気でのケーブルグランド選定：ATEX認定製品を選択し、大惨事の爆発を防ぐには？

粉塵爆発では、世界中で毎年100人以上の作業員が死亡しています。爆発性粉塵雰囲気用の適切なケーブルグランド選定は、これらの悲劇を防ぎ、壊滅的なダメージから施設を守ることができます。

爆発性粉塵雰囲気用のケーブルグランドの選定には ATEX認証¹ 適切なゾーン（20、21、22）、適切な防塵保護等級（最小IP6X）、温度クラスの適合性、発火温度への配慮、およびEN 60079-31に準拠した防塵エンクロージャの要件について。

先月、ハッサンは彼の穀物加工工場から私に緊急電話をかけてきた。不適切な定格のケーブルグランド周辺に堆積した粉塵が発火源となるヒヤリハット事故が発生したとのことでした。調査の結果、既存のグランドが粉塵雰囲気用のATEX認証を受けていなかったことが判明しました。この事件は、適切な選定が文字通り生死に関わる問題であることを思い知らされました。

目次

• 粉塵爆発ゾーンにおけるケーブルグランドの必須要件とは？
• 正しいATEXカテゴリーとゾーン分類を決定するには？
• 防塵ケーブルグランドの主な技術仕様とは？
• さまざまなタイプの可燃性粉塵に対応するケーブル・グランドの選び方とは？

粉塵爆発ゾーンにおけるケーブルグランドの必須要件とは？

爆発の可能性のある粉塵雰囲気でのケーブルグランドは、標準的な産業用途を超える厳しいATEX要件を満たす必要があります。これらの要件を理解することで、致命的な故障を防ぐことができます。

必須要件には、指令2014/34/EUに基づくATEX認証、以下への準拠が含まれます。 EN 60079-31² 防塵エンクロージャー、適切な機器カテゴリー（1D、2D、3D）、粉塵発火温度に適合する温度クラス、粉塵の蓄積を防ぐ適切な保護等級（最低IP6X）。

ATEX指令要件

粉塵雰囲気の設備カテゴリー：

• カテゴリー1D:ゾーン20 - 非常に高い保護レベル
• カテゴリー 2D:ゾーン21 - 高い保護レベル  
• カテゴリー3D:ゾーン22 - 通常の保護レベル

必須安全要件：

• 発火源の防止
• 表面温度の制限
• 保護 静電気放電³
• 機械的衝撃耐性
• 粉塵の侵入に対する環境保護

EN 60079-31 準拠

防塵エンクロージャの要件：

• IP6X等級:粉塵の侵入に対する完全な保護
• 圧力テスト2kPaの過圧、10秒間
• 温度モニタリング:表面温度の制限
• 機械的強度:耐衝撃性と耐振動性

デビッドは最近私に言いました：「チャック、あなたのEN 60079-31要求事項の説明のおかげで、私たちの標準IP65グランドがなぜ製粉工場アプリケーションに十分でなかったのか理解できました。

温度分類システム

粉塵の温度クラス：

• T1表面温度
• T2表面温度
• T3表面温度
• T4表面温度
• T5表面温度
• T6: ≤ 85°C 表面温度

粉塵発火温度の例：

認証およびマーキング要件

ATEXマーキング形式：

• ノーティファイドボディ番号付きCEマーキング
• 元シンボルと保護コンセプト
• 機器のカテゴリーとゾーン適合性
• 温度クラス指定
• 証明書番号参照

マーキングの例
CE 0102 ⚡ II 2D Ex tb IIIC T135°C Db IP66

解釈だ：

• CE 0102：ノーティファイドボディ認証
• II 2D: ゾーン21用カテゴリー2D機器
• Ex tb IIIC：可燃性粉塵に対する密閉による保護
• T135℃：最高表面温度
• Db：防塵レベル
• IP66：防塵保護等級

Beptoでは、あらゆる粉塵雰囲気アプリケーションのための包括的なATEX認証を維持しています。当社の技術チームは、適切な選択を確実にするため、詳細なアプリケーションガイダンスを提供します。

正しいATEXカテゴリーとゾーン分類を決定するには？

適切なゾーン分類は、適切なケーブルグランドを選択するための基本です。誤った分類は、不十分な保護と潜在的な爆発リスクにつながる可能性があります。

ゾーン分類では、粉塵放出の可能性、粉塵の蓄積パターン、換気の有効性、作業手順などの危険性評価を行い、ゾーン20（継続的な存在）、ゾーン21（時折の存在）、ゾーン22（異常状態のみ）のいずれに該当するかを決定する必要がある。

粉塵爆発地帯の定義

ゾーン20 - カテゴリー1Dが必要：

• 爆発性の粉塵雰囲気が継続的に存在する
• 年間1000時間以上
• 可燃性粉塵を取り扱う機器の内部
• 最高レベルの保護が必要

ゾーン21 - カテゴリー2Dが必要：

• 通常の運転中、爆発性の粉塵が発生する可能性がある。
• 年間10～1000時間
• 粉塵処理装置の近く
• 高度な保護が必要

ゾーン22 - カテゴリー3Dが必要：

• 通常の運転では、爆発性の粉塵が発生する可能性は低い
• 年間10時間未満
• 粉塵発生源から遠く、換気が良い
• 通常レベルの保護が必要

ゾーン分類の方法

ステップ1：粉塵放出評価

• 連続リリース:機器内部、トランスファー・ポイント
• 一次リリース:通常の運転時の粉塵排出
• 二次リリース:異常な状態のみ

ステップ2：換気分析

• 自然換気:屋外または換気の良い場所
• 人工換気:監視付き機械システム
• 換気不良:空気の動きが制限された密閉された空間

ステップ3：蓄積の評価

• ダスト層の厚さ:>5mmを超えると爆発の危険がある
• 洗浄頻度:定期的な除去がリスクを軽減
• 表面特性:水平面はほこりがたまりやすい

ハッサンはこう話している：「貴社のゾーン分類手法のおかげで、私たちの穀物エレベーターを適切に評価することができました。いくつかの区域が誤って分類されていることがわかりました。

よくある分類の間違い

過剰分類エラー：

• 粉塵処理に近いすべてのエリアをゾーン21に分類
• 換気システムの有効性を無視
• 実際の操業時の粉塵レベルを考慮していない
• 過度に保守的な安全係数の適用

分類の誤り：

• ダスト蓄積率の過小評価
• 清掃による二次的な粉塵雲の無視
• 機器の故障シナリオを考慮しない
• 換気不全の影響に関する不十分な評価

必要書類

ゾーン分類の文書：

• ハザード評価方法
• 粉塵放出源の特定
• 換気システム分析
• ゾーン境界図
• 機器選定の正当性
• 定期的な見直しと更新手続き

コンピテント・パーソンの要件

• 防爆スペシャリスト
• プロセスと設備の理解
• 関連規格および規制に関する知識
• 類似アプリケーションの使用経験
• 継続的なトレーニングと認証維持

防塵ケーブルグランドの主な技術仕様とは？

ダストタイトケーブルグランドは、標準的なガスタイトや一般産業用途とは大きく異なる特殊な設計機能と性能特性を必要とします。

主な仕様には、IEC 60529によるIP6X防塵等級、EN 60079-31圧力試験要件への準拠、ダスト層蓄積に対する温度ディレーティング、産業環境に対する機械的強度、熱サイクル下でも完全性を維持する適切なシーリングシステムなどがあります。

進入保護要件

IP6X試験要件：

• テスト・ダスト:タルカムパウダーまたは同等品
• 負圧2 kPa (20 mbar)、8時間
• 粉塵の侵入がない:完全な保護が確認されている
• 圧力テスト2kPaの過圧、10秒間

重要な設計上の特徴：

• 複数のシーリングバリア:一次および二次シール
• キャプチャーシールデザイン:シールズレ防止
• 滑らかな内面:粉塵の堆積箇所を最小限に抑える
• 適切なスレッド設計:ネジ山からのホコリの侵入を防ぐ

温度性能に関する考察

ダストレイヤーの効果：

• 断熱:ダスト層が放熱性を低下させる
• 温度上昇:厚さにより5～50℃上昇
• ディレーティング係数:保守的な温度マージンを適用する
• モニタリング要件:表面温度の検証

デビッドは私にこう言った：「ダストの堆積がケーブルグランド温度を30℃も上昇させるとは思いませんでした。あなたのディレーティング・ガイダンスのおかげで、潜在的な発火問題を防ぐことができました。

シーリング・システム設計

プライマリーシールの要件：

• 素材の互換性:ホコリやクリーニングに強い
• 温度安定性:動作範囲全体で特性を維持
• 圧縮永久歪み抵抗:長期的な密閉性
• 耐薬品性:プロセス材料に適合

セカンダリー・シールの特徴

• バックアップ保護:冗長シール能力
• 異なるシール機構:プライマリーシールの補完
• 簡単な交換:メンテナンスに配慮した設計
• 視覚表示:クリアシールの状態評価

機械的強度の要件

耐衝撃性：

• IKレーティング⁴:機械的衝撃保護レベル
• 耐振動性:産業環境適合性
• サーマルサイクリング:故障のない伸縮
• 取り付けトルク:オーバーストレスのない適切なシーリング

素材の選択：

• 耐食性:粉塵環境に適する
• 静電散逸:静電気の蓄積を防ぐ
• 耐紫外線性:屋外使用可能
• 耐火性:延焼に寄与しない

ケーブルの互換性

ケーブルの種類とサイズ

• 装甲ケーブル:適切なアースとシーリング
• 多芯ケーブル:個別導体シーリング
• 光ファイバーケーブル:非金属ケーブル収容部
• サイズ範囲:アプリケーションを包括的にカバー

ストレインリリーフの要件：

• 引き抜き抵抗:ほとんどの用途で最低500N
• 曲げ半径保護:ケーブルの損傷を防ぐ
• 環境ストレス:風、振動、熱サイクル
• 長期信頼性:機器の寿命に渡って性能を維持

ベプトの防塵ケーブルグランドは、高度なシーリング技術と堅牢な構造を採用し、過酷な粉塵環境においても信頼性の高い性能を発揮します。

さまざまなタイプの可燃性粉塵に対応するケーブル・グランドの選び方とは？

異なる可燃性粉塵は、ケーブルグランドの選択に影響を与えるユニークな特性を持っています。これらの違いを理解することで、最適な保護とコンプライアンスが保証されます。

ダストに特化した選定には、粒度分布、着火感度、電気伝導度、腐食特性、および 吸湿挙動⁵ 各アプリケーションに適切な材料、シーリングシステム、温度定格、メンテナンス要件を決定する。

粉塵の分類と特徴

グループ IIIA - 可燃性飛散物：

• 例:綿繊維、紙粉、繊維繊維
• 特徴:繊維質で密度が低く、空気中に浮遊しやすい。
• 特別な配慮:ファイバー侵入防止、静電気蓄積

グループ IIIB - 非導電性ダスト：

• 例:小麦粉、でんぷん、砂糖、プラスチックパウダー
• 特徴:絶縁性、静電蓄積性
• 特別な配慮:静電気放電防止

グループ IIIC - 導電性ダスト：

• 例:金属粉、カーボンブラック、グラファイト
• 特徴:導電性微粒子
• 特別な配慮:短絡防止、接地

ダストタイプによる材料選択

腐食性粉塵の用途

• ステンレス:耐薬品性のための最小316L
• 特殊合金:ハステロイ、過酷条件用インコネル
• 保護コーティング:PTFE、セラミックコーティング
• シール材:耐薬品性エラストマー

研磨粉塵環境：

• 硬化した表面:耐摩耗性素材
• 滑らかな仕上げ:磨耗箇所の最小化
• 交換可能なコンポーネント:容易なメンテナンスアクセス
• 堅牢な構造:頑丈な機械設計

ハッサンは最近、こう話している：「私たちのセメント工場では、御社の材料選択ガイダンスが早期故障から救ってくれました。研磨粉が以前のケーブルグランドを破壊していたのです。

アプリケーション固有の考慮事項

食品加工アプリケーション：

• FDAコンプライアンス:必要な場合は食品グレードの材料
• サニタリー設計:清掃・点検が容易
• 耐食性:洗浄薬品の適合性
• 温度性能:プロセス熱に関する考察

医薬品製造：

• 封じ込め要件:二次汚染の防止
• クリーニングの検証:文書化された清掃手順
• 素材の互換性:原薬と賦形剤の適合性
• 規制遵守:GMPおよびバリデーション要件

木材加工産業：

• 耐火性:非寄稿資料
• 耐湿性:湿度と水への暴露
• 温度サイクル:キルンと乾燥作業
• メンテナンス・アクセス:粉塵環境での保守性

環境要因

湿度と水分：

• 吸湿性ダスト:砂糖、塩、いくつかの化学物質
• シールの劣化:エラストマーへの水分の影響
• 腐食加速:粉塵と湿気の複合効果
• 電気的性能:絶縁抵抗の維持

温度変化：

• プロセス加熱:高温暴露
• サーマルサイクリング:伸縮効果
• 季節変動:屋外設置に関する注意事項
• 発熱:温度に対する電気負荷の影響

保守点検の要件

埃に特化したメンテナンス：

• 洗浄頻度:累積率に基づく
• 検査方法:目視、熱、電気テスト
• 交換基準:パフォーマンス劣化指標
• ドキュメンテーション:メンテナンスの記録と傾向

安全手順：

• ホットワーク許可:粉塵エリアでの溶接および切断
• 洗浄方法:承認された粉塵除去技術
• 個人保護:粉塵暴露に対する適切なPPE
• 緊急時の対応:粉塵爆発対応計画

デビッドは私にこう言いました：「貴社のメンテナンス指導のおかげで、私たちのケーブルグランドを厳しい粉塵環境でも確実に機能させる効果的な手順を開発することができました。

選考決定マトリクス

一次選考基準：

• ゾーン分類:必要な保護レベルを決定
• ダストの特性:素材とデザインの選択に影響
• 環境条件:温度、湿度、腐食
• 設置条件:アクセス、ケーブルタイプ、取り付け

二次的な配慮：

• コスト最適化:パフォーマンスと経済性のバランス
• メンテナンス要件:継続的な運営コスト
• サプライヤーサポート:技術サポートとスペアパーツ
• 将来の柔軟性:変更への対応

ベプトのダストアプリケーションの専門知識

粉塵大気アプリケーションを包括的にサポートします：

• アプリケーション・エンジニアリング:粉塵別選択ガイダンス
• ATEX認証:完全なドキュメントパッケージ
• 技術トレーニング:粉塵防爆の原則
• メンテナンスサポート:点検と交換の手引き
• 規制の最新情報:規格と要件の変更

ハッサンは最近こう語っている：「Beptoの粉塵塗布に関する専門知識は、私たちの選択が安全かつ費用対効果に優れているという確信を与えてくれました。彼らの継続的なサポートは非常に貴重です。

結論

爆発性粉塵雰囲気用の適切なケーブルグランドの選定には、ゾーン分類、粉塵特性、環境条件、安全性とコンプライアンスを確保するための規制要件の体系的な分析が必要です。

粉塵爆発環境におけるケーブルグランドに関するFAQ