Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Классификация взрывоопасных зон для предприятий композитной промышленности регламентируется международным стандартом IEC 60079-10-1 в редакции 2020 года. На территории Таможенного союза действует гармонизированный межгосударственный стандарт ГОСТ 31610.10-1-2022, введенный в действие с 1 июля 2023 года. Третье издание стандарта включает существенные технические изменения по сравнению с предыдущими версиями, касающиеся методов оценки вентиляции и расчета скорости утечки.
Стандарт устанавливает методику оценки уровня опасности производственных зон на основе расчетных параметров, связанных с пространственными и временными характеристиками существования взрывоопасных газовых сред. Документ применяется для зон внутри и вне помещений, включая технологические установки, хранилища и транспортные средства. Классификация распространяется на зоны, где существует опасность присутствия горючих газов, паров или жидкостей, способных образовывать с воздухом взрывоопасную смесь.
При работе с полиэфирными и эпоксидными смолами, стиролом, ацетоном и другими растворителями необходима тщательная классификация зон согласно IEC 60079-10-1. Летучие органические соединения в составе связующих формируют взрывоопасные смеси при концентрациях значительно ниже уровня, определяемого органолептически.
Взрывоопасная газовая среда представляет собой смесь с воздухом горючих газов, паров или туманов при нормальных атмосферных условиях, в которой после воспламенения горение распространяется на весь объем несгоревшей смеси. Критическим параметром является нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР), при достижении которого смесь становится способной к воспламенению.
Стандарт разделяет пространство на три класса зон в зависимости от частоты и длительности присутствия взрывоопасной газовой смеси. Зона класса 0 характеризуется постоянным или длительным присутствием опасной смеси либо её частым возникновением. Зона класса 1 формируется при вероятности образования ВГС в нормальных условиях эксплуатации. Зона класса 2 характеризуется маловероятным присутствием ВГС, возможным только при аварийных ситуациях, причем если смесь возникает, то существует редко и непродолжительное время.
Протяженность зоны определяется как расстояние в любом направлении от источника утечки до точки, где газовоздушная смесь разбавляется воздухом до концентрации ниже НКПР. Размер зоны зависит от скорости утечки, физико-химических свойств вещества, эффективности вентиляции и геометрии помещения. Для открытых пространств учитывается влияние метеорологических условий.
Источником утечки является элемент технологического оборудования, из которого горючий газ, пар или жидкость могут высвободиться в атмосферу в объеме, достаточном для образования взрывоопасной газовой смеси. Каждый источник характеризуется степенью утечки, определяющей частоту и длительность выделения горючего вещества. Оборудование может содержать несколько источников с различными степенями утечки одновременно.
Непрерывная утечка предполагает постоянное выделение горючих веществ в атмосферу в течение длительных периодов или всего времени эксплуатации. Типичными примерами служат открытые поверхности жидкостей в резервуарах, системы непрерывной продувки, дыхательные клапаны емкостей. Такие источники формируют зону класса 0, требующую применения оборудования с очень высоким уровнем взрывозащиты EPL Ga.
Источники первой степени характеризуются периодическим выделением горючих веществ при нормальной эксплуатации оборудования. К ним относятся уплотнения насосов, компрессоров и клапанов, через которые возможна утечка в процессе работы, сальниковые соединения арматуры, места отбора проб, загрузочные люки при регулярном открывании. Данные источники формируют зону класса 1.
Утечка второй степени маловероятна при нормальной эксплуатации и возможна только при неисправностях оборудования. Примерами служат фланцевые соединения с прокладками, резьбовые соединения, сварные швы высокого качества, неразъемные соединения трубопроводов. Трубопроводы с качественной сваркой, выполненной в соответствии с требованиями стандартов, не рассматриваются как источники утечки. Источники второй степени формируют зону класса 2.
При изготовлении изделий методом инфузии или ручного формования открытая поверхность связующего является источником непрерывной утечки стирола и других летучих компонентов. Даже при использовании вакуумных мешков возможны локальные утечки паров через неплотности. Необходимо учитывать выделение летучих веществ в процессе отверждения композитов.
Классификация взрывоопасных зон осуществляется в несколько этапов. На первом этапе проводится анализ технологического процесса и идентификация всех элементов оборудования, которые могут стать источниками утечки горючих веществ. Для каждого выявленного источника определяется степень утечки на основании частоты и длительности выделения горючего вещества.
Второй этап включает определение класса формируемой зоны с учетом степени утечки, эффективности вентиляции и других факторов. Необходимо учитывать скорость истечения, концентрацию горючего вещества, физико-химические свойства материалов, влияющие на испарение и диффузию. Анализируется надежность систем вентиляции, возможность отказов оборудования.
Базовое соотношение между степенью утечки источника и классом формируемой зоны устанавливается следующим образом. Непрерывная утечка формирует зону класса 0, утечка первой степени создает зону класса 1, утечка второй степени приводит к образованию зоны класса 2. При наличии эффективной вентиляции высокого уровня класс зоны может быть понижен на одну ступень.
Результат классификации определяется комплексом факторов. Важнейшим параметром является скорость выделения горючего вещества, зависящая от давления в системе, площади отверстия, агрегатного состояния вещества. Температура окружающей среды влияет на интенсивность испарения жидкостей. Плотность пара относительно воздуха определяет направление распространения газовоздушной смеси.
Геометрия помещения и наличие препятствий существенно влияют на формирование застойных зон, где концентрация горючих веществ может превышать безопасные значения. Учитывается также возможность скопления газов тяжелее воздуха в приямках, каналах, под потолком для легких газов. Для открытых площадок принимаются во внимание метеорологические условия, включая направление и скорость ветра.
Расчет размеров зоны начинается с определения массового расхода утечки газа или пара. Для газов под давлением применяются формулы истечения через отверстия с учетом критического или докритического режима течения. При истечении жидкости учитывается скорость испарения, зависящая от упругости паров, температуры, площади испарения. Стандарт IEC 60079-10-1:2020 содержит в приложении расчетные формулы для различных случаев утечки.
Для определения размера зоны используется понятие характеристической концентрации, которая составляет определенную долю от НКПР в зависимости от степени утечки и уровня вентиляции. При отсутствии препятствий и наличии источника утечки второй степени с хорошей вентиляцией характеристическая концентрация может приниматься равной 0,25 НКПР. В стесненных условиях и при недостаточной вентиляции используются более консервативные значения.
Для типовых ситуаций стандарт предлагает упрощенные подходы к определению размеров зон. При утечке из малых отверстий и наличии хорошей вентиляции радиус зоны определяется минимальным. Для источников первой степени при средней вентиляции размер зоны класса 1 определяется расчетом в зависимости от интенсивности утечки и свойств горючего вещества.
Плотность пара относительно воздуха определяет характер распространения облака. Пары тяжелее воздуха опускаются вниз и могут скапливаться в приямках, подвалах, траншеях. Легкие газы поднимаются к потолку и концентрируются в верхней зоне помещения. Для паров с плотностью близкой к плотности воздуха распространение происходит более равномерно во всех направлениях от источника утечки.
При открытом формовании изделий с использованием полиэфирной смолы, содержащей 35-50% стирола, происходит интенсивное испарение летучих компонентов с открытой поверхности. Скорость испарения существенно зависит от температуры окружающей среды, вентиляции и площади поверхности. Пары стирола тяжелее воздуха и формируют зону повышенной концентрации в нижней части помещения при недостаточной вентиляции, что требует особого внимания при проектировании систем вентиляции.
Стандарт различает естественную и искусственную вентиляцию. Естественная вентиляция осуществляется за счет разности температур и давлений внутри и снаружи помещения, через проемы, окна, неплотности. Искусственная вентиляция обеспечивается механическими средствами с принудительной подачей и удалением воздуха. Эффективность вентиляции зависит от расположения приточных и вытяжных отверстий относительно источников утечки.
Вентиляция характеризуется тремя уровнями эффективности. Высокий уровень обеспечивает быстрое снижение концентрации до 25% НКПР, средний уровень снижает концентрацию до 50% НКПР, низкий уровень характеризуется концентрацией выше 50% НКПР. Кратность воздухообмена высокого уровня превышает 12 обменов в час, среднего уровня составляет 6-12 обменов, низкого уровня менее 6 обменов в час.
Эффективная вентиляция высокого уровня позволяет снизить класс зоны на одну ступень. Источник первой степени при хорошей вентиляции может формировать зону класса 2 вместо класса 1. Недостаточная вентиляция, напротив, повышает класс зоны. При отсутствии вентиляции источник второй степени формирует зону класса 1.
При классификации зон учитывается надежность системы вентиляции. Для искусственной вентиляции анализируется вероятность отказа оборудования, наличие резервных систем, контроля работоспособности. Естественная вентиляция считается менее надежной из-за зависимости от погодных условий. Критичные участки производства требуют установки сигнализации о снижении эффективности вентиляции.
Участки открытого формования и инфузии требуют организации эффективной приточно-вытяжной вентиляции с высокой кратностью воздухообмена. Вытяжные устройства следует располагать в нижней зоне помещения для улавливания тяжелых паров стирола и ацетона. Недопустима рециркуляция воздуха без очистки от органических паров.
На участке пропитки стеклотканей полиэфирной смолой открытая поверхность ванны является источником непрерывной утечки паров стирола. Внутреннее пространство ванны классифицируется как зона класса 0. При наличии местной вытяжной вентиляции с улавливанием не менее 90% паров непосредственно над ванной зона класса 1 распространяется на расстояние 1-2 метра по горизонтали от края ванны. При недостаточной вентиляции зона класса 1 может охватывать весь участок.
Дыхательный клапан резервуара для хранения компонентов смолы представляет собой источник утечки первой степени. При нормальной эксплуатации через клапан периодически выделяются пары при изменении уровня жидкости и температурных колебаниях. Зона класса 1 формируется вокруг клапана, размер зоны определяется расчетом с учетом скорости выделения паров и эффективности вентиляции. Внутренний объем резервуара над уровнем жидкости классифицируется как зона класса 0.
Фланцевые соединения на трубопроводах подачи вакуума и циркуляции теплоносителя автоклава являются источниками утечки второй степени. При использовании препрегов с содержанием летучих компонентов в процессе отверждения возможно выделение паров через неплотности вакуумной системы. Зона класса 2 формируется вокруг фланцевых соединений при условии исправного состояния прокладок и регулярного обслуживания. Размер зоны определяется расчетом.
При хранении герметично закрытых емкостей со связующими в помещении отсутствуют источники утечки при нормальной эксплуатации. Помещение не классифицируется как взрывоопасная зона. Однако при наличии открытых емкостей для расфасовки материалов формируются локальные зоны класса 2 вокруг мест работы. Зоны класса 1 образуются непосредственно над открытыми емкостями. Размеры зон определяются расчетом с учетом площади испарения и вентиляции.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.