Предотвращают ли электрические корпуса внутренние взрывы?

Электрощит играет важную роль в защите электрооборудования и обеспечении безопасности в опасных средах. Может ли электрощит предотвратить внутренние взрывы? Этот вопрос стал важным для многих отраслей промышленности. В этой статье рассматриваются характеристики взрывозащищенных щитов, принципы взрывоизоляции и области применения. Надеемся, эта статья поможет вам выбрать электрощит, подходящий для опасных сред.

Могут ли электрические корпуса предотвратить внутренние взрывы?

Стандартные электрические корпуса не могут предотвратить внутренние взрывы. Обычно они используются для предотвращения попадания твердых предметов и жидкостей извне. Распространенные классы защиты для стандартных электрических корпусов — IP и IP. НЕМА. Однако сертифицированные взрывозащищенные корпуса могут безопасно сдерживать и контролировать внутренние взрывы, предотвращая их воспламенение и возникновение опасных внешних воздействий.

В случае электрических корпусов во взрывоопасных зонах полное исключение возможности внутренних источников возгорания часто невозможно. Взрывозащищенный корпус во взрывоопасной зоне допускает взрывы внутри объекта. Однако взрывозащищенные электрические корпуса могут строго ограничить разрушительные последствия взрыва пределами самого корпуса.

Конструкция взрывозащищенного корпуса отличается исключительной прочностью, точными взрывозащищенными соединениями, а также надежным креплением и герметизацией. Взрывозащищенный корпус очень похож на огнезащитный. Прочный корпус способен выдерживать взрывное давление, возникающее при взрыве легковоспламеняющихся смесей, без необратимой деформации или разрушения.

Что такое взрывозащищенный бокс или корпус?

Основная и фундаментальная цель взрывозащищенного электрического корпуса — безопасно выдерживать давление взрыва и предотвращать распространение пламени и высокотемпературных газов внутри корпуса. Речь идёт не о предотвращении искр или взрывов внутри электрооборудования. Поэтому более профессиональное название для взрывозащищенного корпуса — огнестойкий корпус (Ex d), что точнее описывает его функцию.

Принцип работы взрывозащищенных корпусов основан на двух основных функциях: прочности конструкции и взрывозащищенном соединении.

Толщина стенок, материал и конструкция взрывозащищенного электрического корпуса точно рассчитаны и протестированы. Он способен выдерживать максимальное давление взрыва, создаваемое взрывом горючего газа внутри корпуса, а также многократные удары. Кроме того, необходимо гарантировать, что он не деформируется и не растрескивается.

Взрывозащищенное соединение — это самая ingenious часть взрывозащищенной технологии. Крышка взрывозащищенного корпуса и коробчатый корпус, а также вал и отверстие для вала не герметичны полностью. Вместо этого они имеют точно определенные зазоры, которые и образуют ваше взрывозащищенное соединение.

Помимо взрывозащищенных корпусов, взрывозащита включает в себя и другие методы.

Искробезопасность (Ex i): Это требует ограничения энергии цепи в источнике, чтобы исключить возможность возникновения эффективной искры. Этот метод взрывозащиты не требует прочного корпуса.

Повышенная безопасность (Ex e): Этот метод в основном направлен на повышение безопасности оборудования для предотвращения образования искр, дуг или чрезмерных температур во время нормальной работы.

Герметичный корпус (Ex p): Этот корпус позволяет непрерывно заполнять внутреннее пространство защитным газом, поддерживая внутреннее давление выше внешнего. Это предотвращает проникновение опасных газов.

Основные характеристики взрывозащищенных и огнестойких корпусов

Прочность конструкции

Прочный и надёжный корпусВзрывозащищенные корпуса в основном изготавливаются из таких материалов, как... алюминий и нержавеющая сталь. Толщина стенок защитных кожухов должна быть достаточной, чтобы выдерживать максимальное давление взрыва, создаваемое внутренним взрывом. Давление, которое может выдержать взрывозащищенный кожух, обычно более чем в 1,5 раза превышает эталонное давление. Он может выдерживать давление взрыва без необратимой деформации или разрушения.

Перекрытие давленийПри проектировании инженерам необходимо учитывать эффект перекрытия давлений, который может возникнуть в многокамерных конструкциях. Другими словами, взрыв в одной камере может вызвать более интенсивный взрыв в соседних камерах через соединительные трубы. Поэтому внутренние перегородки или соединительные каналы вашего взрывозащищенного корпуса также должны обладать взрывозащитной прочностью.

Взрывозащищенные соединения

Взрывозащищенное соединение является ключом к охлаждению пламени и его полному затуханию.

Взрывозащищенные соединения бывают разных типов. Среди них наиболее распространенным является плоское соединение. Два тщательно обработанных плоских фланца скрепляются болтами, образуя заданный зазор посередине. Кроме того, взрывозащищенные корпуса также имеют цилиндрические, резьбовые и лабиринтные соединения.

РазрешениеПараметры соединения требуют вашего точного контроля. Максимально допустимое расстояние между соединениями взрывозащищенного корпуса обычно составляет от 0,1 до 0,5 миллиметра. Как правило, чем меньше зазор, тем выше вероятность затухания пламени.

ШиринаШирина — это минимальная длина контактной металлической поверхности, через которую должно пройти пламя. В целом, чем больше ширина взрывозащищенного корпуса, тем лучше охлаждающий эффект.

Шероховатость поверхностиШов должен быть гладким и плоским, чтобы гарантировать стабильный размер зазора. Это хорошо для теплопроводности. Значение Ra для гладкости поверхности обычно не должно превышать 6,3 мкм.

Крепление и герметизация

Специальные крепежные элементыКоличество, прочность и глубина болтов для взрывозащищенного корпуса строго регламентированы. Как правило, головки болтов взрывозащищенного корпуса должны гарантировать, что они не ослабнут и не отлетят во время взрыва.

Неэластичные уплотнительные прокладкиСледует учитывать, что эластичные уплотнительные материалы не допускаются для герметизации стыков, контактирующих с пламенем. Взрывозащищенные соединения обычно герметизируются с помощью высокоточной обработки металла по металлу.

Статическая герметизацияДля не представляющих опасности статических уплотнений в вашем корпусе, таких как табличка с названием и окно взрывозащищенного корпуса, в этих деталях можно использовать устойчивые к старению эластичные уплотнительные элементы.

Управление температурным режимом

Взрывозащищенный корпус требует строгого контроля температуры. Чрезмерный нагрев может повредить электрические компоненты. При использовании в опасных средах это также увеличивает риск взрыва.

Взрывозащищенный корпус, работающий в опасной среде, не должен превышать температурный предел своей сертифицированной температурной группы. Например, T4 ≤ 135℃, T6 ≤ 85℃. Взрывозащищенные корпуса обычно изготавливаются из материалов с высокой термостойкостью и не влияют на безопасность корпуса. Корпуса мощного оборудования, как правило, оснащаются системами охлаждения и уникальными конструкциями для отвода тепла.

Запасы соответствия и безопасности

Взрывозащищенный корпус должен соответствовать международным стандартам безопасности, таким как IECEx, ATEX и NEC. Взрывозащищенные электрические корпуса, имеющие эти сертификаты, гарантируют безопасность и надежность при использовании в опасных средах. Необходимо проверить наличие на взрывозащищенном корпусе важной информации, такой как взрывозащищенные маркировки, логотипы сертификационных агентств, номера сертификатов и т. д.

Как электротехнические корпуса снижают риск взрыва

Взрывозащищенные корпуса помогают снизить риск взрыва в основном за счет четырех взаимосвязанных уровней, применяемых систематическим и последовательным образом.

Изоляция пространства

Оболочка создает физический барьер между внутренним и внешним пространством. Она гарантирует, что любые внутренние искры, дуги или горячие поверхности будут строго локализованы внутри полости. Снаружи она предотвращает быстрое и масштабное проникновение опасных газов. Это значительно снижает вероятность и концентрацию образования внутренних взрывоопасных смесей. По сути, это помогает уменьшить вероятность одновременного существования в пространстве горючих материалов, окислителей и источников воспламенения.

Герметизация под давлением и преобразование энергии

Корпус, обладающий сверхвысокой механической прочностью, поглощает и рассеивает механическую энергию взрыва. Высокая механическая прочность корпуса предотвращает его растрескивание и образование металлических осколков. Это напрямую помогает устранить основной риск физических повреждений, вызванных электрическими неисправностями. Более того, энергия ударной волны взрыва преобразуется в мельчайшие упругие деформации и звуковую энергию корпуса. Это также снижает разрушительную кинетическую энергию взрыва.

Погасить пламя

Когда внутри взрывозащищенного корпуса происходит взрыв, в результате которого образуются высокотемпературные языки пламени и продукты сгорания, вынужденные проходить через узкие и точно заданные зазоры фланцев, их тепло быстро передается металлическому корпусу. В результате температура пламени резко снижается до уровня ниже точки самовоспламенения внешнего горючего газа. Это основной способ охлаждения пламени.

Во-вторых, для поддержания цепной реакции горения необходимы высокоактивные свободные радикалы. Стенки металлического корпуса способны адсорбировать и связывать эти свободные радикалы. Следовательно, цепная реакция горения также прерывается.

В конечном итоге вещество, выбрасываемое из соединения, превращается из высокотемпературного и высокоактивного пламени в низкотемпературный инертный горячий отработанный газ. Это также означает, что условия для активации химической и тепловой энергии во внешней среде полностью устранены. Это помогает перекрыть ключевой путь распространения катастрофы.

Стандартизированная конструкция и системная совместимость

Коэффициент запаса прочности: расчетное давление взрывозащищенного корпуса значительно превышает теоретически максимальное давление взрыва. Такая конструкция позволяет справляться с непредвиденными ситуациями.

Управление классификацией: Конструкция изделия обычно строго классифицируется по группам газов (IIC, IIB, IIA) и температурным группам (T1-T6). Это позволяет обеспечить более строгую защиту в более опасных условиях. Сопоставление рисков помогает избежать недостаточной или чрезмерной защиты.

Систематическая совместимость: Все комплектующие взрывозащищенного корпуса должны пройти сертификацию одинакового уровня, чтобы гарантировать безупречную работу всей барьерной системы.

Стандарты и сертификация

Взрывозащищенность корпуса определяется не его внешним видом или толщиной материала. Он должен пройти проверку на соответствие международно признанным стандартам, таким как ATEX, IECEx и др., УЛ, которые проверяют его способность безопасно сдерживать внутренний взрыв, не вызывая воспламенения окружающей атмосферы.

ATEX (Европа)

ATEX — это законодательный порог в Европейском Союзе, представляющий собой обязательное регулирование продукции. Директива ATEX 2014/34/EU в основном применяется к оборудованию и системам защиты. Согласно этой директиве, все взрывозащищенное оборудование, поступающее на рынок ЕС, должно иметь маркировку CE и Ex. Она содержит положения, регулирующие ответственность производителей и работодателей соответственно.

Классификация ATEX определяет опасные среды на основе частоты возникновения взрывоопасных газовых атмосфер. Ниже приводится подробная информация о газах и парах:

Зона 0В процессе нормальной эксплуатации взрывоопасная атмосфера сохраняется непрерывно или в течение длительного периода времени.

Зона 1Взрывоопасные газы могут присутствовать во время нормальной эксплуатации.

Зона 2В условиях эксплуатации маловероятно наличие взрывоопасной атмосферы, и взрывоопасность сохраняется в течение короткого времени.

Для условий эксплуатации с высоким содержанием пыли директива также определяет зоны 20, 21 и 22.

Инструкции разделены на три категории в зависимости от опасных зон, к которым относится оборудование. Категория 1 подходит для зон 0 или 20 и обеспечивает очень высокий уровень защиты. Категория 2 подходит для зон 1 или 21 и обеспечивает высокий уровень защиты. Категория 3 подходит для зон 2 или 22 и обеспечивает обычный уровень защиты.

IECEx (Международный)

IECEx — это международная система сертификации, разработанная Международной электротехнической комиссией. IECEx принимается в регионах за пределами Европы и является общепризнанным стандартом сертификации во всем мире. Выбор продукции с сертификацией IECEx может помочь сократить необходимость сертификации в нескольких странах. IECEx и ATEX очень похожи по технологии и используют одни и те же концепции защиты, такие как Ex d, Ex e, Ex i и Ex t и т. д. Большинство продуктов обычно имеют двойную сертификацию.

NEC/CEC (Северная Америка)

В Северной Америке (США и Канада) взрывозащищенные корпуса обычно классифицируются по регионам. В настоящее время также допускается классификация по регионам.

В соответствии с классификацией NEC и CEC опасные вещества подразделяются на три категории по типу: класс I (газы и пары), класс II (горючая пыль) и класс III (волокна и летучие частицы). Кроме того, в зависимости от частоты возникновения опасностей, классы делятся на категории: 1 (опасность, присутствующая в нормальных условиях) и 2 (опасность, присутствующая в ненормальных условиях).

Для разных газов существуют разные группы, а именно: группа А (ацетилен), группа В (водород), группа С (этилен) и группа D (пропан). Пыль также классифицируется на три класса: E, F и G.

UL/CSA

В Северной Америке взрывозащищенные корпуса обычно сертифицируются организациями Underwriters Laboratories (UL – США) и Canadian Standards Association (CSA – Канада). Эти сертификаты основаны на испытаниях, которые показывают, что взрывозащищенные корпуса могут выдерживать внутренние взрывы, что пути распространения пламени могут охлаждать выходящие газы и предотвращать их воспламенение во внешней атмосфере. Сертифицированные взрывозащищенные корпуса также должны соответствовать механическим и термическим требованиям.

Степень защиты от проникновения влаги и взрывозащиты

Следует отметить, что Рейтинги IP В основном они обеспечивают защиту от пыли и воды, а рейтинги NEMA ориентированы на защиту окружающей среды. Хотя оба стандарта частично совпадают с требованиями к защите взрывоопасных зон, они не эквивалентны стандартам ATEX или IECEx. Поэтому корпус, способный выдерживать воздействие пыли и воды, не является взрывозащищенным.

Области применения взрывозащищенных и огнестойких электрических корпусов

Нефтегазовая промышленность

Нефтегазовая промышленность — это отрасль с наиболее строгими требованиями к взрывозащите и самым широким спектром применения. Ее сфера деятельности охватывает весь процесс добычи, транспортировки и переработки. В таких условиях, как морские буровые платформы, нефтеперерабатывающие заводы и перерабатывающие предприятия, легковоспламеняющиеся и взрывоопасные газы сохраняются или часто встречаются.

Эти среды в основном относятся к Зоне 1. В таких средах находится большое количество прикладных устройств, которые могут стать источниками возгорания. Взрывозащищенные корпуса гарантируют, что внутренние неисправности или взрывы не станут источниками возгорания.

Химические перерабатывающие заводы и фармацевтическое производство

Эти две отрасли имеют схожие производственные условия. Фармацевтическая промышленность предъявляет дополнительные требования к гигиене. В обеих средах присутствуют сложные пары растворителей и легковоспламеняющаяся пыль. Риск воздействия пыли более высок в процессе производства лекарственных препаратов. Скрытые источники возгорания чаще всего обнаруживаются в автоматизированных системах управления, таких как смесители и сушильное оборудование.

В таких условиях ваш взрывозащищенный корпус должен одновременно соответствовать требованиям взрывозащиты как от газовых взрывов (Ex d, Ex e), так и от пылевых взрывов (Ex tD). Вы также можете выбрать комбинированный защитный корпус. Кроме того, ваш взрывозащищенный корпус должен выдерживать частое и интенсивное промывание химическими чистящими средствами и коррозию.

Горнодобывающая промышленность

В среде, насыщенной метаном и угольной пылью, все электрооборудование должно быть защищено корпусами высочайшего уровня защиты. Для электрических корпусов обычно необходимо выбирать взрывозащищенные и искробезопасные типы.

Помимо взрывозащиты, корпуса также должны обладать чрезвычайно высокой механической прочностью (рейтинг IK). Это позволит эффективно предотвратить повреждения от ударов камней. Необходимо выбирать корпуса с усиленными фланцами и ребрами жесткости.

Возобновляемая энергия

В сфере возобновляемой энергетики распространены такие области применения, как производство электроэнергии из биогаза, водородная энергетика и ветроэнергетика. Эти электростанции обычно расположены в отдаленных районах, поэтому необходимо выбирать корпуса, устойчивые к воздействию окружающей среды, а также защищать оборудование от солевого тумана и ультрафиолетового излучения.

При применении данного стандарта на водородных установках необходимо использовать взрывозащищенные корпуса с обозначением газовой группы IIC. Это текущий наивысший уровень стандарта защиты от взрыва газа.

Промышленное производство

Промышленная производственная среда — это обширная область, но нельзя недооценивать связанные с ней риски. Основные риски в этой среде связаны с легковоспламеняющейся пылью, такой как металлическая пыль, древесная пыль, пластиковая пыль и т. д.

В зонах, где может воспламениться пыль, взрывозащищенные пылезащитные кожухи (Ex tD) должны ограничивать температуру поверхности и предотвращать попадание пыли внутрь. Первоначальный взрыв в цехе может поднять накопившуюся пыль и вызвать вторичный взрыв. Взрывозащищенные кожухи могут эффективно сдержать первоначальный взрыв.

Ограничения и распространенные заблуждения

• Корпус толстый и герметичный, поэтому обладает взрывозащитными свойствами.

Единственный способ определить, является ли корпус взрывозащищенным, — это проверить наличие знака взрывозащиты, например, Ex, IECEx и т. д. Корпус без таких знаков — это просто стандартный электротехнический корпус, независимо от его прочности.

• Ржавление и отслоение покрытия на корпусе не влияют на функционирование взрывозащитного устройства.

Коррозия в прецизионном взрывозащищенном соединении изменит ширину зазора и качество поверхности. Это приведет к нарушению некоторых его функций. Поэтому необходимо оценить и устранить любую коррозию.

• Взрывозащищенный электротехнический корпус может использоваться в любых опасных средах.

Сертификация взрывозащиты имеет определенные применимые условия. К ним относятся категории газов (IIC, IIB, IIA), температурные категории (T1-T6) и диапазон температур окружающей среды (Ta). Использование корпуса для категории IIB в среде категории IIC крайне опасно.

Часто задаваемые вопросы

Может ли взрывозащищенный корпус полностью предотвратить взрыв?

Взрывозащищенные корпуса не могут полностью предотвратить внутренние взрывы. Их функция заключается в сдерживании взрыва и охлаждении выходящих газов. Это может предотвратить воспламенение окружающего газа.

Может ли неправильная установка снизить взрывозащиту?

Да. Неправильная установка и некачественное техническое обслуживание существенно снижают или полностью исключают взрывозащиту.

Как выбрать подходящий взрывозащитный электрощит?

Вам следует оценить окружающую среду, классификацию опасностей, системные требования и другие условия. Затем выберите сертифицированный корпус, разработанный с учетом ваших условий.

Заключительная мысль

KDM — профессиональный производитель электротехнических корпусов на заказ. Независимо от отрасли и условий применения, мы можем удовлетворить ваши индивидуальные потребности. Мы сотрудничаем со многими всемирно известными брендами и имеем множество сертификатов. У нас есть профессиональная команда, занимающаяся разработкой индивидуальных производственных планов. Если у вас есть какие-либо требования к изготовлению электротехнических корпусов на заказ, пожалуйста, свяжитесь с нами. связаться с нами.