Классификация взрывоопасных сред, выбор оборудования, стандарт ATEX

При каких условиях возможен взрыв?

Взрыв может произойти при наличии нескольких элементов:

• окислитель: например, кислород в воздухе;
• топливо: газ или пары (углеводороды, растворители, лаки, разбавители, газ, спирт, красители, парфюмерные отдушки, химические продукты, агенты для производства пластмасс...), порошки и пыль (магний, алюминий, сера, целлюлоза, злаки, углерод, древесина, молоко, смолы, сахара, крахмал, полистиролы, удобрения...);
• место перегрева или источник горения.

Например, при заполнении элеватора зерном концентрация пыли очень высока, и возникает опасность: повышение температуры или даже небольшая искра могут вызвать взрыв.

Если в окружающей среде обнаружен риск взрыва (газ или пыль), то, в соответствии с требованиями по безопасности, все оборудование, используемое в этой среде, должно функционировать без потенциально возможного образования источника горения. В таком оборудовании применяются различные виды защиты для снижения риска взрыва.

Стандарт ATEX

Что такое ATEX?

ATEX - это европейская директива, которая требует от всех руководителей организаций полного понимания рисков, связанных с определенными взрывоопасными средами. Для этого в организации должна быть проведена оценка риска взрыва для выявления любых зон, где могут образовываться взрывоопасные среды, а затем должны быть приняты меры по предотвращению взрыва.

А что у нас?

На территории РФ и стран Таможенного союза требования к оборудованию для работы во взрывоопасных средах определяет Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах». 

Классификация взрывоопасных зон

Классификация взрывоопасных зон применяется в целях выбора оборудования, подходящего для использования в данной среде, по его уровню его взрывозащиты.

Взрывоопасные зоны (зоны ATEX) классифицируются в соответствии с двумя параметрами:

• типы горючих веществ, которые могут встречаться (пыль или газ)
• частота или продолжительность возникновения взрывоопасной атмосферы

Классификация взрывоопасных зон

Пример взрывоопасных зон

Все взрывоопасные зоны обязательно должны быть промаркированы заметными и понятными знаками:

Как выбрать оборудование для взрывоопасной среды?

Необходимо выбирать оборудование в соответствии с типом среды, в которой оно будет использоваться. Каждый из параметров окружающей среды определяет, какой тип взрывобезопасного оборудования должен использоваться.

Классификация оборудования по группам

В зависимости от области применения оборудование подразделяется на следующие группы:

• Оборудование группы I: Оборудование, предназначенное для применения в подземных выработках шахт и их наземных строениях, опасных по рудничному газу и (или) горючей пыли. В зависимости от конструкции оборудование группы I может иметь один из трех уровней взрывозащиты.
• Оборудование группы II: Оборудование, предназначенное для применения в местах (кроме подземных выработок шахт и их наземных строений), опасных по взрывоопасным газовым средам. В зависимости от конструкции оборудование группы II может иметь один из трех уровней взрывозащиты. Оборудование группы II может подразделяться на подгруппы IIA, IIB, IIC в зависимости от категории взрывоопасной смеси, для которой оно предназначено.
• Оборудование группы III: Оборудование, предназначенное для применения в местах (кроме подземных выработок шахт и их наземных строений), опасных по взрывоопасным пылевым средам. В зависимости от конструкции может иметь один из трех уровней взрывозащиты. Оборудование группы III может подразделяться на подгруппы IIIA, IIIB, IIIC в зависимости от характеристики взрывоопасной среды, для которой оно предназначено.

Классификация оборудования по уровням взрывозащиты

В зависимости от опасности стать источником воспламенения и условий применения во взрывоопасных средах, оборудование классифицируется по трем уровням взрывозащиты:

• «Особовзрывобезопасный» («очень высокий»): Оборудование данного уровня взрывозащиты предназначено для применения в подземных выработках шахт и их наземных строениях, в которых существует опасность присутствия рудничного газа и (или) горючей пыли (оборудование группы I) либо на объектах и (или) их участках (оборудование групп II и III), на которых взрывоопасная среда, создаваемая смесями с воздухом горючих веществ в виде газа, пара, тумана или пыли,
  волокон, летучих веществ присутствует постоянно в течение продолжительных периодов или часто (зона 0/20).
• «Взрывобезопасный» («высокий»): Оборудование группы I данного уровня взрывозащиты должно иметь возможность безопасного отключения при достижении регламентируемой концентрации рудничного газа в окружающей среде. Оборудование данного уровня взрывозащиты предназначено для применения в подземных выработках шахт и их наземных строениях, в которых существует вероятность присутствия рудничного газа и (или) горючей пыли (оборудование группы I) либо на объектах и (или) их участках (оборудование групп II и III), на которых вероятно возникновение взрывоопасной среды в виде газа, пара, тумана, пыли, волокон или летучих частиц (зона 1/21).
• «Повышенная надежность против взрыва» («повышенный»): Оборудование группы I данного уровня взрывозащиты иметь возможность безопасного отключения при достижении регламентируемой концентрации рудничного газа в окружающей среде. Оборудование данного уровня взрывозащиты предназначено для применения в подземных выработках шахт и их наземных строениях (оборудование группы I) либо на объектах и (или) их участках (оборудование групп II и III), на которых при нормальных условиях эксплуатации присутствие рудничного газа и (или) горючей пыли или взрывоопасной среды, создаваемой смесями с воздухом горючих веществ в виде газа, пара, тумана или пыли, волокон, летучих веществ, маловероятно, а если взрывоопасная среда существует, то только в течение короткого промежутка времени (зона 2/22).

Виды взрывозащиты

В зависимости от предусмотренных специальных мер по предотвращению воспламенения окружающей взрывоопасной среды оборудование может иметь один вид или сочетание нескольких видов взрывозащиты. Применяемый вид взрывозащиты обозначается специальными буквенными значениями на маркировке оборудования. Например:

• «d» — взрывонепроницаемая оболочка;
• «e» — повышенная защита;
• «i» («ia», «ib», «ic») — искробезопасность (искробезопасная электрическая цепь);
• «m» («ma», «mb», «mc») — герметизация компаундом;
• «nA» — неискрящее оборудование;
• «nC» — контактное устройство во взрывонепроницаемой оболочке, или герметично запаянное устройство, или неподжигающий компонент, или герметичное устройство;
• «nR» — оболочка с ограниченным пропуском газов;
• «nL» — оборудование, содержащее электрические цепи с ограниченной энергией;
• и т.д.

Специфические особенности сертифицированных фонарей

Товары, отнесенные к разным категориям, могут иметь разные степени защиты от взрыва. Каждый продукт должен использоваться в той зоне, для которой он разработан, например: зоны 1/21, 2/22.

Чем более высокой является степень защиты для фонарей (зоны 1/21, 0/20), тем менее мощным будет освещение. Интенсивность освещения и напряжение могут быть ограничены, чтобы гарантировать, что устройство не станет источником электрической дуги, искры или опасной температуры.

Классификация газов

Стандарт ATEX также определяет группы взрывоопасных газов. Для материалов группы II газы подразделяются на подгруппы от IIA до IIC:

Температурные классы для газов и пыли

Внешние поверхности фонарей, используемых во взрывоопасных средах, не должны нагреваться до температур, которые могут спровоцировать воспламенение. Различные вещества могут гореть при разных температурах. Чем ниже температура горения, тем опаснее вещество. Поэтому каждая единица оборудования, используемая во взрывоопасной среде, классифицируется в соответствии с максимальной температурой, до которой может нагреться поверхность оборудования.

Существует шесть классов температур — от T1 до T6.

Максимальная температура поверхности оборудования всегда должна быть значительно ниже температуры самовоспламенения пыли или газов в данной среде.

Температура самовоспламенения и температурные классы для некоторых газов:

Температура самовоспламенения и температурные классы для взвешенных частиц пыли:

Что означает маркировка?

Любой продукт, предназначенный для использования во взрывоопасной среде, имеет специальную маркировку. Эта маркировка содержит всю информацию, необходимую для определения зон, в которых продукт может использоваться.

Пример маркировки:

CE 0081 II 2 GD Ex nAnL IIB T4

• CE: соответствие европейским стандартам для данной категории продукта
• 0081: идентификационный номер уполномоченного органа по контролю за качеством производства (в данном случае номер соответствует LCIE – Bureau Véritas; этот номер также может быть, например, 0080 — INERIS)
• : разрешено использование во взрывоопасных средах
• II: группа материалов (I = шахты, II = надземные отрасли)
• 2: категория оборудования (1 = постоянный риск (зоны 0/20), 2 = частый риск (зоны 1/21), 3 = случайный риск (зоны 2/22))
• GD: тип топлива: G = газы или пары, D = пыль
• Ex: соответствие стандартам защиты Cenelec (Европейский комитет электротехнической стандартизации)
• nAnL: тип защиты
• IIB: класс газов, охватываемых продуктом
• T4: температурный класс, соответствующий температуре поверхности продукта

Автор:
Ольга Беликова, редактор сайта