Kabeļu vadu izvēle potenciāli sprādzienbīstamā putekļu vidē: kā izvēlēties ATEX sertificētus produktus un novērst katastrofālus sprādzienus?

Putekļu sprādzienos ik gadu visā pasaulē iet bojā vairāk nekā 100 darbinieku. Pareiza kabeļu vadu izvēle sprādzienbīstamai putekļu videi var novērst šīs traģēdijas un pasargāt jūsu uzņēmumu no postošiem bojājumiem.

Kabeļu vadu izvēle sprādzienbīstamā putekļu vidē prasa ATEX sertifikācija¹ atbilstošajām zonām (20, 21, 22), atbilstošajiem hermētiskās aizsardzības rādītājiem (vismaz IP6X), temperatūras klases saderībai, putekļu aizdegšanās temperatūras apsvērumiem un atbilstībai standartam EN 60079-31 attiecībā uz putekļu necaurlaidīga korpusa prasībām.

Pagājušajā mēnesī Hasans man steidzami piezvanīja no savas graudu pārstrādes rūpnīcas. Viņiem bija gandrīz noticis negadījums, kad putekļi, kas sakrājušies ap nepareizi novērtētiem kabeļu vadiem, radīja potenciālu aizdegšanās avotu. Izmeklēšanā atklājās, ka viņu esošās kabeļu vada sprauslas nebija ATEX sertificētas putekļu atmosfērām. Šis negadījums man atgādināja, kāpēc pareiza izvēle ir burtiski dzīvības un nāves jautājums.

Satura rādītājs

• Kādas ir būtiskās prasības kabeļu vadiem putekļu sprādzienbīstamās zonās?
• Kā noteikt pareizo ATEX kategoriju un zonu klasifikāciju?
• Kādas ir galvenās tehniskās specifikācijas putekļu necaurlaidīgiem kabeļu vadiem?
• Kā izvēlēties kabeļu vadus dažādiem degošu putekļu veidiem?

Kādas ir būtiskās prasības kabeļu vadiem putekļu sprādzienbīstamās zonās?

Sprādzienbīstamā putekļbīstamā vidē izmantojamiem kabeļu vadiem jāatbilst stingrām ATEX prasībām, kas pārsniedz standarta rūpniecisko lietojumu robežas. Izpratne par šīm prasībām novērš katastrofālas kļūmes.

Būtiskās prasības ietver ATEX sertifikāciju saskaņā ar Direktīvu 2014/34/ES, atbilstību EN 60079-31² putekļu necaurlaidīgiem korpusiem, atbilstoša aprīkojuma kategorija (1D, 2D, 3D), temperatūras klases saderība ar putekļu aizdegšanās temperatūru un atbilstošs aizsardzības līmenis (vismaz IP6X), lai novērstu putekļu uzkrāšanos.

ATEX direktīvas prasības

Iekārtu kategorijas putekļu atmosfērām:

• 1D kategorija: 20. zona - Ļoti augsts aizsardzības līmenis
• Kategorija 2D: 21. zona - augsts aizsardzības līmenis  
• Kategorija 3D: 22. zona - normāls aizsardzības līmenis

Būtiskās drošības prasības:

• Aizdegšanās avotu novēršana
• Virsmas temperatūras ierobežošana
• Aizsardzība pret elektrostatiskā izlāde³
• Mehāniskā triecienizturība
• Vides aizsardzība pret putekļu iekļūšanu

EN 60079-31 atbilstība

Prasības attiecībā uz putekļu necaurlaidīgu apvalku:

• IP6X kategorija: Pilnīga aizsardzība pret putekļu iekļūšanu
• Spiediena tests: 2 kPa pārspiediens 10 sekundes
• Temperatūras uzraudzība: Virsmas temperatūras ierobežojumi
• Mehāniskā izturība: Triecienizturība un izturība pret vibrāciju

Dāvids man nesen teica: "Čaks, jūsu skaidrojums par EN 60079-31 prasībām palīdzēja mums saprast, kāpēc mūsu standarta IP65 uzmavas nebija pietiekamas mūsu miltu dzirnavām."

Temperatūras klasifikācijas sistēma

Putekļu temperatūras klases:

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

Putekļu aizdegšanās temperatūra Piemēri:

Sertifikācijas un marķēšanas prasības

ATEX marķējuma formāts:

• CE marķējums ar paziņotās struktūras numuru
• Ex simbols un aizsardzības koncepcija
• Iekārtu kategorija un piemērotība zonai
• Temperatūras klases apzīmējums
• Atsauce uz sertifikāta numuru

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

Interpretācija:

• CE 0102: paziņotās struktūras sertifikācija
• II 2D: 2D kategorijas iekārtas 21. zonai
• Ex tb IIIC: Aizsardzība pret uzliesmojošiem putekļiem ar norobežojumu
• T135°C: Maksimālā virsmas temperatūra
• Db: Aizsardzības līmenis pret putekļiem
• IP66: aizsardzības līmenis pret iekļūšanu

Bepto uztur visaptverošus ATEX sertifikātus visiem putekļu atmosfēras lietojumiem. Mūsu tehniskā komanda sniedz detalizētus norādījumus par pielietojumu, lai nodrošinātu pareizu izvēli 😉.

Kā noteikt pareizo ATEX kategoriju un zonu klasifikāciju?

Pareiza zonu klasifikācija ir būtiska, lai izvēlētos atbilstošus kabeļu vadus. Nepareiza klasifikācija var novest pie neatbilstošas aizsardzības un potenciāla sprādziena riska.

Lai noteiktu, vai zonas atbilst 20. zonai (pastāvīga klātbūtne), 21. zonai (neregulāra klātbūtne) vai 22. zonai (tikai ārkārtas apstākļi), ir nepieciešams novērtēt putekļu izdalīšanās iespējamību, putekļu uzkrāšanās modeļus, ventilācijas efektivitāti un ekspluatācijas procedūras.

Putekļu sprādzienbīstamās zonas definīcijas

20. zona - 1D kategorija Nepieciešams:

• Pastāvīga sprādzienbīstama putekļu atmosfēra
• Vairāk nekā 1000 stundas gadā
• Iekārtu iekšpusē, kurās apstrādā uzliesmojošus putekļus
• Nepieciešams augstākais aizsardzības līmenis

21. zona - Nepieciešama 2D kategorija:

• Sprādzienbīstama putekļu atmosfēra iespējama normālas darbības laikā
• 10-1000 stundas gadā
• Putekļu apstrādes iekārtu tuvumā
• Nepieciešams augsts aizsardzības līmenis

22. zona - Nepieciešama 3D kategorija:

• Sprādzienbīstama putekļu atmosfēra maz ticama normālas darbības laikā
• Mazāk nekā 10 stundas gadā
• Attālums no putekļu avotiem ar labu ventilāciju
• Nepieciešams normāls aizsardzības līmenis

Zonu klasifikācijas metodoloģija

1. solis: Putekļu izdalīšanās novērtējums

• Nepārtraukta izlaišana: Iekārtu iekšējās daļas, nodošanas punkti
• Primārā izlaišana: Parastas ekspluatācijas putekļu emisijas
• Sekundārā atbrīvošana: Tikai nenormāli apstākļi

2. solis: ventilācijas analīze

• Dabiskā ventilācija: Āra vai labi vēdināmās telpās
• Mākslīgā ventilācija: Mehāniskās sistēmas ar uzraudzību
• Slikta ventilācija: Slēgtas telpas ar ierobežotu gaisa kustību

3. posms: uzkrāšanas novērtēšana

• Putekļu slāņa biezums: > 5 mm rada sprādziena risku
• Tīrīšanas biežums: Regulāra noņemšana samazina risku
• Virsmas īpašības: Horizontālās virsmas uzkrāj vairāk putekļu

Hasans dalījās: "Jūsu zonu klasifikācijas metodoloģija palīdzēja mums pareizi novērtēt mūsu graudu elevatoru. Mēs atklājām, ka vairākas zonas tika klasificētas nepareizi."

Biežāk pieļautās klasificēšanas kļūdas

Pārāk augstas klasifikācijas kļūdas:

• visu putekļu apstrādes tuvumā esošo zonu klasificēšana kā 21. zonu.
• Ventilācijas sistēmu efektivitātes ignorēšana
• Nav ņemts vērā faktiskais ekspluatācijas putekļu līmenis
• Pārāk konservatīvu drošības koeficientu piemērošana

Nepietiekamas klasifikācijas kļūdas:

• Nepietiekami novērtēts putekļu uzkrāšanās ātrums
• Tīrīšanas sekundāro putekļu mākoņu ignorēšana
• Iekārtu darbības traucējumu scenāriju neņemšana vērā
• Neatbilstošs ventilācijas atteices ietekmes novērtējums

Dokumentācijas prasības

Zonu klasifikācijas dokumentācija:

• Bīstamības novērtēšanas metodoloģija
• Putekļu izdalīšanās avota identificēšana
• Ventilācijas sistēmas analīze
• Zonu robežu rasējumi
• Iekārtu izvēles pamatojums
• Periodiskas pārskatīšanas un atjaunināšanas procedūras

Kompetentās personas prasības:

• Kvalificēts sprādziendrošības speciālists
• Izpratne par procesu un iekārtām
• Attiecīgo standartu un noteikumu pārzināšana
• Pieredze ar līdzīgām lietojumprogrammām
• Pastāvīga apmācība un sertifikācijas uzturēšana

Kādas ir galvenās tehniskās specifikācijas putekļu necaurlaidīgiem kabeļu vadiem?

Putekļu necaurlaidīgiem kabeļu vadiem ir nepieciešamas īpašas konstrukcijas iezīmes un veiktspējas raksturlielumi, kas būtiski atšķiras no standarta gāzi necaurlaidīgiem vai vispārējiem rūpnieciskiem lietojumiem.

Galvenās specifikācijas ietver putekļu necaurlaidību IP6X saskaņā ar IEC 60529, atbilstību EN 60079-31 spiediena testa prasībām, temperatūras pazemināšanu putekļu slāņa uzkrāšanās gadījumā, mehānisko izturību industriālā vidē un atbilstošas blīvēšanas sistēmas, kas saglabā integritāti termiskās cikliskuma ietekmē.

Aizsardzības pret iekļūšanu prasības

IP6X testēšanas prasības:

• Testa putekļi: Talka pulveris vai līdzvērtīgs
• Negatīvais spiediens: 2 kPa (20 mbar) 8 stundas
• Nav putekļu iekļūšanas: Pārbaudīta pilnīga aizsardzība
• Spiediena tests: 2 kPa pārspiediens 10 sekundes

Kritiskās dizaina iezīmes:

• Vairāki blīvēšanas šķēršļi: Primārie un sekundārie blīvējumi
• Uztverta blīvējuma konstrukcija: Novērš blīvējuma izspiešanu
• Gludas iekšējās virsmas: Minimizē putekļu uzkrāšanās punktus
• Pareiza diegu konstrukcija: Novērš putekļu iekļūšanu caur vītnēm

Temperatūras veiktspējas apsvērumi

Putekļu slāņa ietekme:

• Siltumizolācija: Putekļu slāņi samazina siltuma izkliedi
• Temperatūras paaugstināšanās: 5-50°C pieaugums atkarībā no biezuma
• Atvasināšanas faktori: Piemērojiet piesardzīgas temperatūras rezerves
• Uzraudzības prasības: Virsmas temperatūras pārbaude

Dāvids man teica: "Mēs nenojautām, ka putekļu uzkrāšanās paaugstinās mūsu kabeļu cauruļvadu temperatūru par 30°C. Jūsu norādījumi par temperatūras samazināšanu novērsa iespējamās aizdegšanās problēmas."

Blīvēšanas sistēmas konstrukcija

Prasības attiecībā uz primāro zīmogu:

• Materiālu saderība: Noturīgs pret putekļiem un tīrīšanu
• Temperatūras stabilitāte: saglabā īpašības visā darbības diapazonā
• Kompresijas pretestības iestatīšana: Ilgtermiņa blīvējuma integritāte
• Ķīmiskā izturība: Saderīgs ar procesu materiāliem

Sekundārā blīvējuma funkcijas:

• Rezerves kopiju aizsardzība: Rezerves blīvēšanas iespēja
• Atšķirīgs blīvēšanas mehānisms: Papildinājums primārajam zīmogam
• Viegla nomaiņa: Uzturēšanai draudzīgs dizains
• Vizuālā indikācija: Skaidra blīvējuma stāvokļa novērtējums

Mehāniskās izturības prasības

Izturība pret triecieniem:

• IK novērtējums⁴: Mehāniskās aizsardzības līmenis
• Izturība pret vibrācijām: Rūpnieciskās vides saderība
• Termiskā cikliskums: Paplašināšanās/savelšanās bez bojājumiem
• Uzstādīšanas griezes moments: Pareiza blīvēšana bez pārmērīgas spriedzes

Materiālu izvēle:

• Izturība pret koroziju: Piemērots putekļu videi
• Statiskā izkliedēšana: Novērš elektrostatisko sprādzienu uzkrāšanos.
• Izturība pret UV starojumu: Āra lietojumprogrammu izmantošanas iespējas
• Ugunsizturība: Neveicina uguns izplatīšanos

Kabeļu savietojamība

Kabeļu veidi un izmēri:

• Bruņu kabeļi: Pienācīgs zemējums un blīvējums
• Daudzdzīslu kabeļi: Atsevišķu vadu blīvēšana
• Optiskās šķiedras kabeļi: Nemetāla kabeļu izvietošana
• Izmēru diapazons: Visaptverošs lietojumprogrammu pārklājums

Prasības attiecībā uz deformācijas mazināšanu:

• Izvilkšanas pretestība: Vismaz 500 N lielākajai daļai lietojumu
• Aizsardzība pret lieces rādiusu: Novērš kabeļu bojājumus
• Vides stress: Vējš, vibrācija, termiskais cikls
• Ilgtermiņa uzticamība: Uztur veiktspēju visā iekārtas ekspluatācijas laikā

Bepto mūsu putekļu necaurlaidīgajās kabeļu vadaulītēs ir izmantota progresīva blīvēšanas tehnoloģija un izturīga konstrukcija, lai nodrošinātu uzticamu darbību vissmagākajās putekļu vidēs 😉.

Kā izvēlēties kabeļu vadus dažādiem degošu putekļu veidiem?

Dažādiem degošiem putekļiem ir unikālas īpašības, kas ietekmē kabeļu gļotu izvēli. Izpratne par šīm atšķirībām nodrošina optimālu aizsardzību un atbilstību.

Specifiskai putekļu atlasei ir nepieciešama daļiņu izmēru sadalījuma, aizdegšanās jutības, elektrovadītspējas, korozīvo īpašību un higroskopiska uzvedība⁵ lai noteiktu piemērotus materiālus, blīvēšanas sistēmas, temperatūras rādītājus un tehniskās apkopes prasības katram lietojumam.

Putekļu klasifikācija un raksturojums

IIIA grupa - degoši lidojumi:

• Piemēri: Kokvilnas šķiedras, papīra putekļi, tekstilšķiedras
• Raksturojums: Šķiedrains, zema blīvuma, viegli pārvietojas pa gaisu.
• Īpaši apsvērumi: Šķiedru iekļūšanas novēršana, statiskā uzkrājuma veidošanās

IIIB grupa - nevadoši putekļi:

• Piemēri: Milti, ciete, cukurs, plastmasas pulveris.
• Raksturojums: Izolācijas, statiskās akumulācijas potenciāls
• Īpaši apsvērumi: Elektrostatiskās izlādes novēršana

IIIC grupa - vadošas putekles:

• Piemēri: Metāla pulveri, oglekļa sodrēji, grafīts
• Raksturojums: Elektrību vadošas, smalkas daļiņas
• Īpaši apsvērumi: Īssavienojumu novēršana, zemējums

Materiālu izvēle pēc putekļu tipa

Korozīvo putekļu lietojumi:

• Nerūsējošais tērauds: vismaz 316L ķīmiskai izturībai
• Speciālie sakausējumi: Hastelloy, Inconel smagiem apstākļiem
• Aizsargpārklājumi: PTFE, keramikas pārklājumi, ja nepieciešams
• Blīvējuma materiāli: Ķīmiski izturīgi elastomēri

Abrazīvas putekļu vides:

• Rūdītas virsmas: Nodilumizturīgi materiāli
• Gluda apdare: Minimizēt abrazīvos nodiluma punktus
• Nomaināmie komponenti: Viegla piekļuve apkopei
• Izturīga konstrukcija: Lieljaudas mehāniskā konstrukcija

Hassans nesen dalījās ar: "Jūsu ieteikumi par materiālu izvēli mūsu cementa rūpnīcai pasargāja mūs no priekšlaicīgām neveiksmēm. Abrazīvie putekļi iznīcināja mūsu iepriekšējās kabeļu vada vada caurules."

Īpaši lietojumprogrammas apsvērumi

Pārtikas pārstrādes lietojumprogrammas:

• FDA atbilstība: Ja nepieciešams, pārtikas kvalitātes materiāli
• Sanitārā konstrukcija: Viegla tīrīšana un pārbaude
• Izturība pret koroziju: Tīrīšanas ķimikāliju saderība
• Temperatūras veiktspēja: Procesa siltuma apsvērumi

Farmaceitiskā ražošana:

• Ierobežojuma prasības: Krusteniskās kontaminācijas novēršana
• Tīrīšanas validācija: Dokumentētas tīrīšanas procedūras
• Materiālu saderība: API un palīgvielu saderība
• Atbilstība tiesību aktiem: LRP un validācijas prasības

Kokapstrādes nozares:

• Ugunsizturība: Materiāli, kas nav ieguldījums
• Izturība pret mitrumu: Mitruma un ūdens iedarbība
• Temperatūras cikliskums: Kaltes un žāvēšanas darbības
• Piekļuve tehniskajai apkopei: Putekļainas vides lietojamība

Vides faktori

Mitrums un mitrums:

• Higroskopiski putekļi: Cukurs, sāls, dažas ķīmiskās vielas
• Blīvējuma degradācija: Mitruma ietekme uz elastomēriem
• Korozijas paātrināšanās: Kombinētā putekļu un mitruma ietekme
• Elektriskā veiktspēja: Izolācijas pretestības uzturēšana

Temperatūras svārstības:

• Procesa sildīšana: Paaugstinātas temperatūras iedarbība
• Termiskā cikliskums: Paplašināšanās un saraušanās ietekme
• Sezonas izmaiņas: āra uzstādīšanas apsvērumi
• Siltuma ražošana: Elektriskās slodzes ietekme uz temperatūru

Tehniskās apkopes un pārbaudes prasības

Uzturēšana, kas saistīta ar putekļiem:

• Tīrīšanas biežums: Pamatojoties uz uzkrāšanas likmēm
• Pārbaudes metodes: Vizuālā, termiskā, elektriskā testēšana
• Aizstāšanas kritēriji: Darbības pasliktināšanās rādītāji
• Dokumentācija: Tehniskās apkopes uzskaite un tendences

Drošības procedūras:

• Karsto darbu atļaujas: Metināšana un griešana putekļu zonu tuvumā
• Tīrīšanas metodes: Apstiprinātas putekļu noņemšanas metodes
• Individuālā aizsardzība: Atbilstoši individuālie aizsardzības līdzekļi pret putekļu iedarbību
• Ārkārtas procedūras: Putekļu sprādziena seku likvidēšanas plāni

Dāvids man teica: "Jūsu norādījumi par apkopi palīdzēja mums izstrādāt efektīvas procedūras, kas nodrošina mūsu kabeļu vadu uzticamu darbību mūsu sarežģītajā putekļu vidē."

Atlases lēmumu matrica

Galvenie atlases kritēriji:

• Zonu klasifikācija: Nosaka nepieciešamo aizsardzības līmeni
• Putekļu īpašības: Ietekme uz materiālu un dizaina izvēli
• Vides apstākļi: Temperatūra, mitrums, korozija
• Uzstādīšanas prasības: Piekļuve, kabeļu veidi, montāža

Papildu apsvērumi:

• Izmaksu optimizācija: Līdzsvars starp veiktspēju un ekonomiju
• Uzturēšanas prasības: Pastāvīgās darbības izmaksas
• Piegādātāju atbalsts: Tehniskā palīdzība un rezerves daļas
• Nākotnes elastīgums: Izmaiņu izvietošana

Bepto putekļu pielietošanas pieredze

Mēs sniedzam visaptverošu atbalstu putekļu atmosfēras lietojumprogrammām:

• Lietojumprogrammu inženierija: Specifiskas putekļu atlases vadlīnijas
• ATEX sertifikācija: Pilnīgas dokumentācijas paketes
• Tehniskā apmācība: Aizsardzības pret putekļu sprādzieniem principi
• Tehniskās apkopes atbalsts: Pārbaudes un nomaiņas norādījumi
• Regulējuma atjauninājumi: Izmaiņas standartos un prasībās

Hasans nesen teica: "Bepto pieredze putekļu uzklāšanas jomā deva mums pārliecību, ka mūsu izvēle ir gan droša, gan rentabla. Viņu pastāvīgais atbalsts ir bijis nenovērtējams."

Secinājums

Lai nodrošinātu drošību un atbilstību normatīvajām prasībām, ir sistemātiski jāanalizē zonu klasifikācija, putekļu īpašības, vides apstākļi un normatīvās prasības, lai pareizi izvēlētos kabeļu gļotādas sprādzienbīstamai putekļu videi.

Bieži uzdotie jautājumi par kabeļu uzmavas putekļu sprādzienbīstamā vidē