Šķīdinātāja tvertnes sildīšanai ķīmiskajā rūpnīcā, kur dažkārt var būt uzliesmojoši tvaiki, ir nepieciešams sildītājs, kas ir ne tikai izturīgs pret koroziju{0}}, bet arī nevar kļūt par aizdegšanās avotu. Izvēloties PTFE sildītāju 2. zonas bīstamajai zonai, tiek ieviests papildu sertifikācijas slānis, temperatūras ierobežojums un uzstādīšanas prasības, kas pārsniedz standarta ķīmiskās saderības problēmas.
Bīstamās vietās elektriskās apkures iekārtas jānovērtē ne tikai pēc procesa veiktspējas, bet arī attiecībā uz izturēšanos neparastos darbības apstākļos. Sildītājs, kas darbojas droši normālas darbības laikā, joprojām var kļūt bīstams, ja tvertne iztukšojas, termostats sabojājas vai negaidīti mainās gaisa plūsmas apstākļi.
2. zonas bīstamo zonu izpratne
2. zonas definīcija
Saskaņā ar starptautiskajiem bīstamo zonu standartiem 2. zona attiecas uz zonu, kurā normālas darbības laikā nav iespējams izveidot sprādzienbīstamu gāzu atmosfēru, un, ja tāda rodas, tā saglabāsies tikai īsu laiku.
Tipiskas 2. zonas vides ietver:
Šķīdinātāju uzglabāšanas vietas
Ķīmisko vielu dozēšanas sistēmas
Krāsu sagatavošanas telpas
Degvielas piedevu tvertnes
Periodiski ventilējami apstrādes trauki
Lai gan sprādzienbīstamas vides iespējamība ir mazāka nekā 0. vai 1. zonā, aizsardzība pret aizdegšanos joprojām ir obligāta, jo neparastos apstākļos joprojām var rasties uzliesmojošu tvaiku izdalīšanās.
Kāpēc temperatūras kontrole ir kritiska
Galvenā drošības prasība jebkuram bīstamo zonu sildītājam ir vienkārša:
Sildītāja maksimālajai virsmas temperatūrai gan normālos, gan bojājuma apstākļos jāpaliek zemākai par apkārtējās gāzes vai tvaiku pašaizdegšanās temperatūru.
Šī prasība veido pamatu bīstamās zonas temperatūras klasēm, ko parasti sauc par T-novērtējumiem.
Izpratne par bīstamo zonu sildītāju temperatūras klasēm
Kopējie T-vērtējumi
Temperatūras klases nosaka maksimālo pieļaujamo ārējās virsmas temperatūru iekārtām, kas darbojas bīstamā atmosfērā.
Tipiskās klasifikācijas ietver:
| Temperatūras klase | Maksimālā virsmas temperatūra |
|---|---|
| T3 | 200 grādi |
| T4 | 135 grādi |
| T5 | 100 grādi |
| T6 | 85 grādi |
Nepieciešamā vērtība ir atkarīga no bīstamajā zonā esošās gāzes grupas aizdegšanās temperatūras.
PTFE temperatūras ierobežojumi
Par aPTFE sildītāja bīstamā zona 2. zonas izvēle, pats apvalka materiāls rada svarīgu termisko ierobežojumu.
PTFE iegremdējamo sildītāju praktiskā maksimālā darba temperatūra parasti ir aptuveni:
TPTFE,maks.≈110∘CT_{PTFE,maks.}\\apmēram110^\\circ CTPTFE,maks.≈110∘C
Šis darbības ierobežojums labi atbilst T4 klasifikācijai, kas pieļauj maksimālo ārējās virsmas temperatūru:
TT4=135∘CT_{T4}=135^\\circ CTT4=135∘C
Atšķirība starp PTFE darbības ierobežojumu un T4 slieksni nodrošina noderīgu drošības rezervi daudzos ķīmisko procesu lietojumos.
Kāpēc kļūmes apstākļi ir vissvarīgākie
Virsmas temperatūra atteices scenārijos
Bīstamo zonu sertifikācija nenovērtē tikai normālus darbības apstākļus. Vissvarīgākais apsvērums ietver maksimālo apvalka temperatūru paredzamo bojājumu scenāriju laikā.
Piemēri:
Sildītājs ir bloķēts ON stāvoklī
Darbība ar tukšu tvertni
Šķidruma cirkulācijas zudums
Neizdevās procesa termostats
Kaļķakmens vai dūņu uzkrāšanās samazina siltuma pārnesi
Šādos apstākļos apvalka temperatūra var strauji paaugstināties.
Šī iemesla dēļ bīstamo zonu PTFE sildītāji gandrīz vienmēr ir aprīkoti ar neatiestatāmu termiskā ierobežojuma drošinātāju vai neatkarīgu termiskās izslēgšanas ierīci. Šī drošības sastāvdaļa neatgriezeniski atvieno strāvu, ja tiek sasniegta nedroša temperatūra.
Aizsardzības sistēmai jādarbojas neatkarīgi no parastā procesa temperatūras regulatora.
Sertificēti elektriskie korpusi 2. zonas lietojumiem
Ex 'e' paaugstinātas drošības korpusi
Viena izplatīta pieeja bīstamo zonu sildītāju galiem ietver Ex "e" paaugstinātas drošības korpusu izmantošanu.
Šie korpusi ir paredzēti, lai:
Novērsiet loku vai dzirksteļu rašanos normālas darbības laikā
Uzlabojiet izolācijas integritāti
Samaziniet pārmērīgas temperatūras risku
Samaziniet vaļīgus elektriskos savienojumus
Ex "e" aizsardzība tiek plaši izmantota, ja standarta darbības apstākļos nav dzirksteļojošu komponentu.
Bijušie 'd' ugunsdrošie korpusi
Vēl viens izplatīts risinājums ir Ex "d" ugunsdroši spaiļu korpusi.
Šie korpusi ir konstruēti tā, lai ierobežotu iekšēju sprādzienu, neļaujot liesmai izplatīties apkārtējā atmosfērā.
Ugunsdrošas konstrukcijas parasti ir smagākas un izturīgākas nekā paaugstinātas drošības korpusi, un tos parasti izmanto prasīgākās rūpniecības vidēs.
Visai montāžai jābūt sertificētai
Bīstamās zonas sildītājs ir sertificēts mezgls, nevis atsevišķi uz lauka samontētu detaļu kolekcija.
Atbilstība attiecas uz visu sistēmu, tostarp:
Sildīšanas elementi
Termināla korpuss
Kabeļu blīvslēgi
Temperatūras sensori
Termiskās aizsardzības ierīces
Elektroinstalācijas metodes
Attiecīgā gadījumā iekšējās drošības barjeras
Pat ja pats PTFE apvalks ir ķīmiski piemērots, visam elektriskajam mezglam ir jābūt atbilstošam bīstamās zonas sertifikātam.
ATEX un IECEx sertifikācijas nozīme
Sertificēta datu plāksnītes informācija
Atbilstošam 2. zonas sildītāja komplektam ir jābūt pastāvīgai sertifikācijas datu plāksnītei, kas parāda:
Bīstamo zonu klasifikācija
Gāzes grupa
Temperatūras klase
Apkārtējās vides temperatūras diapazons
Sertifikāta numurs
Aizsardzības metodes apzīmējums
Sertifikācija parasti tiek izsniegta, izmantojot atzītas sistēmas, piemēram:
ATEX
IECEx
Apstiprināšanu veic pilnvarotā iestāde vai līdzvērtīga sertifikācijas iestāde.
Informācija, kas nepieciešama no norādītāja
Lai panāktu atbilstībuPTFE sildītāja bīstamā zona 2. zonas izvēle, iekārtas ražotājam pirms projektēšanas un sertifikācijas ir jāsaņem pilnīgi dati par bīstamo zonu.
Nepieciešamā informācija parasti ietver:
Zonu klasifikācija
Gāzes grupa
Nepieciešamā T-klase
Apkārtējās vides temperatūra
Barošanas spriegums
Procesa temperatūra
Tvertnes izmēri
Ķīmiskais sastāvs
Bez šīs informācijas pareizu sertifikāciju nevar pabeigt.
Uzstādīšanas standarti un normatīvie norādījumi
IEC 60079-10-1
Teritorijas klasifikācija jāveic saskaņā ar:
IEC 60079-10-1IEC\\ 60079\\text{-}10\\text{-}1IEC 60079-10-1
Šis standarts nosaka bīstamo zonu zonēšanas principus sprādzienbīstamu gāzu vidē.
IEC 60079-14
Elektroinstalācijas prasības bīstamām vietām attiecas uz:
IEC 60079-14IEC\\ 60079\\text{-}14IEC 60079-14
Šis standarts attiecas uz elektroiekārtu uzstādīšanas praksi sprādzienbīstamā vidē, tostarp elektroinstalācijas metodes, zemējuma, pārbaudes un aizsardzības prasības.
Papildu dizaina apsvērumi
Sausā{0}}darba aizsardzība
PTFE sildītājiem, kas tiek izmantoti ķīmisko vielu tvertnēs, ir jāiekļauj šķidruma līmeņa bloķētāji vai sausās palaišanas aizsardzības sistēmas, lai novērstu pārkaršanu zemā-šķidruma apstākļos.
Tā kā PTFE dzesēšana ir atkarīga no apkārtējā šķidruma, iedarbība virs šķidruma līmeņa var strauji paaugstināt apvalka temperatūru.
Sensoru izvietojums
Temperatūras sensori jānovieto tā, lai precīzi atspoguļotu karstāko potenciālo darbības zonu tvertnē.
Nepareizs sensora novietojums var izraisīt lokālu pārkaršanu, neskatoties uz šķietami normāliem šķidruma temperatūras rādījumiem.
Secinājums
Lai izvēlētos PTFE sildītāju 2. zonas bīstamai vietai, ir nepieciešams daudz vairāk nekā tikai ķīmiskās saderības pārbaude. Atbilstība bīstamajām zonām ir atkarīga no katra iespējamā aizdegšanās avota kontroles, tostarp maksimālās apvalka temperatūras bojājuma apstākļos, korpusa aizsardzības metodēm, termiskās izslēgšanas ierīcēm un sertificētas uzstādīšanas prakses.
VeiksmīgiPTFE sildītāja bīstamā zona 2. zonas izvēlesākas ar pilnīgu bīstamo zonu klasifikācijas datu sniegšanu sertificētam ražotājam, ieskaitot gāzes grupu, temperatūras klasi un zonas apzīmējumu. Iegūtajam sildītāja komplektam ir jābūt pilnībā sertificētam, ar pastāvīgu nosaukumu- un jāatbilst atzītiem standartiem, piemēram, IEC 60079-10-1 un IEC 60079-14.
Sprādzienbīstamā vidē drošību galu galā nosaka temperatūras kontrole, sertifikācijas integritāte un visu iespējamo aizdegšanās avotu likvidēšana līdz pat mazākajai termiskajai detaļai.
