Взрывозащита оборудования Ex представляет собой комплекс конструктивных решений, предотвращающих воспламенение взрывоопасной среды при эксплуатации электрического и неэлектрического оборудования. Знак Ex в маркировке указывает на соответствие оборудования международным стандартам IEC 60079 и обязателен для применения в газовых, нефтехимических производствах, где формируются смеси горючих газов, паров или пыли с воздухом.
Что такое взрывозащита Ex
Взрывозащита Ex — система технических мер, обеспечивающих безопасную эксплуатацию оборудования во взрывоопасных средах. Маркировка Ex происходит от английского термина Explosion-proof и регламентируется серией стандартов IEC 60079 и соответствующими российскими ГОСТами серии 31610 и ГОСТ IEC 60079.
Взрывоопасная среда образуется при смешивании горючих веществ с воздухом в концентрациях между нижним и верхним пределами взрываемости. Источниками воспламенения могут служить электрические искры, нагретые поверхности оборудования, механическое трение или статическое электричество. Взрывозащита Ex исключает возможность контакта этих источников с горючей средой или ограничивает их энергию до безопасного уровня.
Области применения взрывозащиты Ex: нефте- и газодобыча, химические производства, складское хранение легковоспламеняющихся жидкостей, окрасочные цеха, фармацевтика, зерновые элеваторы, угольные шахты, производство пластмасс и полимеров.
Классификация взрывоопасных зон
Согласно ГОСТ IEC 60079-10-1 и ПУЭ, взрывоопасные зоны классифицируются по частоте и длительности присутствия взрывоопасной газовой смеси. Правильное определение класса зоны критично для выбора оборудования с соответствующим уровнем взрывозащиты.
Зоны по газовым средам
| Зона | Характеристика | Примеры |
|---|---|---|
| Зона 0 | Взрывоопасная смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени | Внутренний объем резервуаров с легковоспламеняющимися жидкостями, газгольдеры |
| Зона 1 | Существует вероятность присутствия взрывоопасной смеси в нормальных условиях эксплуатации | Зоны вокруг фланцевых соединений трубопроводов, сливо-наливные эстакады |
| Зона 2 | Маловероятно присутствие смеси в нормальных условиях, возникает редко и существует непродолжительное время | Помещения насосных станций с герметичным оборудованием |
Зоны по пылевым средам
Для взрывоопасных пылевых сред применяется классификация на зоны 20, 21 и 22. Зона 20 характеризуется постоянным присутствием горючей пыли в воздухе или внутри оборудования. Зона 21 — вероятным образованием взрывоопасной пылевоздушной смеси при нормальной работе. Зона 22 — возможностью образования смеси только при авариях и на короткие периоды.
Виды взрывозащиты оборудования Ex
Стандарты IEC 60079 устанавливают различные виды взрывозащиты, каждый из которых применяет специфический метод предотвращения воспламенения. Выбор вида защиты зависит от типа оборудования, условий эксплуатации и класса взрывоопасной зоны.
Взрывонепроницаемая оболочка Ex d
Вид взрывозащиты Ex d основан на размещении электрооборудования в прочном корпусе, способном выдержать внутренний взрыв без разрушения и распространения пламени во внешнюю среду. Корпус изготавливается из чугуна, алюминиевых сплавов с низким содержанием меди (менее 0,1 процента) или стали.
Принцип работы базируется на точных зазорах между фланцами крышки и корпуса. При взрыве внутри оболочки горячие газы проходят через узкие щели и охлаждаются до температуры ниже точки воспламенения окружающей среды. Согласно ГОСТ IEC 60079-1, минимальная длина взрывонепроницаемого соединения составляет 25 миллиметров, а максимально допустимая ширина зазора определяется категорией взрывоопасной смеси через безопасный экспериментальный максимальный зазор.
Применение Ex d:
- Электродвигатели различной мощности
- Посты управления и распределительные щиты
- Светильники для освещения технологических площадок
- Клеммные и соединительные коробки
- Пускатели и выключатели для управления механизмами
Повышенная защита Ex e
Взрывозащита вида Ex e обеспечивается дополнительными конструктивными мерами, исключающими возникновение опасных нагревов и электрических искр в нормальном режиме работы. Этот вид не обеспечивает защиту при авариях, поэтому применяется только для неискрящего оборудования.
Основные требования Ex e включают увеличенные расстояния утечки между токоведущими частями, повышенную степень защиты корпуса не ниже IP54 согласно ГОСТ 14254, термоконтактную защиту обмоток двигателей. Соединения проводов выполняются только пайкой, сваркой или зажимами с фиксацией двумя независимыми элементами.
Важно: Оборудование Ex e не допускается применять на механизмах с частыми пусками, реверсами или перегрузками, так как не обеспечивает защиту при ненормальных режимах работы.
Искробезопасность Ex i
Искробезопасная защита Ex i ограничивает электрическую энергию цепи до уровня, при котором искры или нагрев элементов не способны воспламенить взрывоопасную среду. Этот вид обеспечивает высокий уровень безопасности и единственный разрешен для применения в зоне 0.
Система Ex i включает искробезопасное оборудование в опасной зоне и барьеры искрозащиты в безопасной зоне, ограничивающие напряжение и ток согласно ГОСТ 31610.11. Разделяют три уровня: Ex ia обеспечивает безопасность при двух независимых неисправностях, Ex ib — при одной неисправности, Ex ic — только в нормальном режиме работы.
Типовое применение Ex i:
- Датчики давления, температуры, уровня с токовым выходом
- Газоанализаторы и сигнализаторы загазованности
- Системы связи и передачи данных
- Контроллеры автоматизации технологических процессов
- Ручные измерительные приборы и сканеры
Продувка под избыточным давлением Ex p
Вид защиты Ex p создает в оболочке избыточное давление защитного газа, предотвращающее проникновение взрывоопасной среды внутрь. Согласно ГОСТ IEC 60079-2, минимальное избыточное давление должно составлять не менее 50 Паскалей. Различают три типа: Ex px, Ex py и Ex pz, определяющие снижение класса опасной зоны.
Система включает источник защитного газа, датчики давления и блокировки. Перед пуском оборудования выполняется предпусковая продувка оболочки с пятикратным обменом объема воздуха. При падении давления ниже минимального уровня автоматически отключается питание оборудования.
Маркировка взрывозащиты Ex
Маркировка взрывозащищенного оборудования содержит информацию об уровне защиты, области применения, допустимых условиях эксплуатации. Расшифровка маркировки критична для правильного выбора и безопасной эксплуатации оборудования.
Структура маркировки
Полная маркировка взрывозащиты включает: уровень взрывозащиты, знак Ex, вид защиты, группу оборудования, категорию смеси, температурный класс и европейский уровень защиты.
| Пример маркировки | Расшифровка |
|---|---|
| 1ExdIIBT4 | Взрывобезопасный уровень, взрывонепроницаемая оболочка, группа II, категория B, температурный класс T4 |
| 0ExiaIICT6 | Особо взрывобезопасный уровень, искробезопасность ia, группа II, категория C, температурный класс T6 |
| 2ExeIIAT3 | Повышенная надежность, повышенная защита, группа II, категория A, температурный класс T3 |
Категории взрывоопасных смесей
Группа II подразделяется на категории по безопасному экспериментальному максимальному зазору. Категория IIA включает пропан, бутан, метан с БЭМЗ более 0,9 миллиметра. Категория IIB охватывает этилен с БЭМЗ от 0,5 до 0,9 миллиметра. Категория IIC включает наиболее опасные вещества — водород и ацетилен с БЭМЗ менее 0,5 миллиметра. Оборудование более высокой категории может применяться в средах более низких категорий.
Температурные классы
| Класс | Макс. температура поверхности | Примеры веществ |
|---|---|---|
| T1 | 450 градусов Цельсия | Аммиак, метан, пропан, дизельное топливо |
| T2 | 300 градусов Цельсия | Этилен, бутадиен, керосин |
| T3 | 200 градусов Цельсия | Бензин автомобильный, гексан, толуол |
| T4 | 135 градусов Цельсия | Ацетальдегид, диэтиловый эфир |
| T5 | 100 градусов Цельсия | Сероуглерод |
| T6 | 85 градусов Цельсия | Этилнитрит |
Выбор взрывозащищенного оборудования по зонам
Правильный подбор оборудования основывается на соответствии уровня взрывозащиты классу зоны. Соответствие устанавливается ГОСТ IEC 60079-14 и ПУЭ глава 7.3. Превышение требуемого уровня защиты допустимо, использование оборудования с недостаточной защитой запрещено.
Соответствие видов защиты и зон
| Зона | Допустимые виды защиты | Европейский уровень |
|---|---|---|
| Зона 0 | Ex ia | Ga |
| Зона 1 | Ex d, Ex e, Ex ia, Ex ib, Ex px, Ex q, Ex o, Ex m | Gb |
| Зона 2 | Ex d, Ex e, Ex i, Ex p, Ex n, Ex o, Ex q, Ex m | Gc |
Практические рекомендации по выбору
При выборе оборудования учитывайте:
- Температура самовоспламенения газа должна превышать максимальную температуру поверхности оборудования согласно температурному классу
- Категория оборудования должна соответствовать или превышать категорию среды по классификации IIA, IIB, IIC
- Степень защиты корпуса должна быть не ниже IP54 для наружных установок согласно ГОСТ 14254
- Для химически агрессивных сред требуется коррозионностойкое исполнение корпуса и элементов крепления
- Выбор мощности с учетом режимов работы и исключения перегрузок
Требования к монтажу взрывозащищенного оборудования
Монтаж взрывозащищенного оборудования регламентируется ГОСТ IEC 60079-14 и ПУЭ раздел 7.3. Некорректный монтаж нарушает взрывозащиту и создает риск воспламенения среды, поэтому работы должны выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением всех требований.
Предмонтажная проверка
Перед установкой оборудование осматривают на отсутствие повреждений корпуса, трещин, сколов, деформаций фланцевых соединений. Проверяют комплектность заглушек, уплотнительных колец, крепежа. Контролируют соответствие маркировки классу зоны и паспортным данным.
Основные правила установки
Критичные требования монтажа:
- Кабельные вводы должны иметь сертификат соответствия ТР ТС 012/2011 с видом защиты не ниже оборудования
- Неиспользуемые вводные отверстия закрываются сертифицированными заглушками с резьбой
- Крепежные элементы фланцев затягиваются равномерно с моментом согласно документации производителя
- Заземление выполняется медным проводником сечением не менее 4 квадратных миллиметров согласно ПУЭ
- Уплотнение мест прохода кабелей через стены выполняется огнестойкими составами
- Взрывонепроницаемые поверхности перед сборкой очищаются от загрязнений и смазываются согласно инструкции
- Установка должна обеспечивать возможность естественной вентиляции и охлаждения оборудования
Приемка и ввод в эксплуатацию
При приемке проверяют соответствие установленного оборудования проектной документации, наличие всех предупреждающих знаков и маркировки, правильность выполнения заземления и подключения кабелей. Для оборудования Ex p контролируют работоспособность системы продувки и функционирование блокировок. Измеряют сопротивление изоляции согласно требованиям ПТЭЭП.
Стандарты и нормативная база IEC 60079 и ГОСТ
Взрывозащита регулируется серией международных стандартов IEC 60079, гармонизированных с российскими ГОСТами. Основополагающий документ — ГОСТ 31610.0-2014 устанавливает общие требования к конструкции, испытаниям и маркировке. Стандарты ГОСТ IEC 60079-1 по ГОСТ IEC 60079-18 детализируют требования для каждого вида взрывозащиты.
Ключевые стандарты
| Стандарт | Наименование |
|---|---|
| ГОСТ 31610.0-2014 | Общие требования к взрывозащищенному оборудованию |
| ГОСТ IEC 60079-1-2013 | Взрывонепроницаемые оболочки Ex d |
| ГОСТ 31610.7 | Повышенная защита Ex e |
| ГОСТ 31610.11 | Искробезопасность Ex i |
| ГОСТ IEC 60079-2-2013 | Продувка под избыточным давлением Ex p |
| ГОСТ IEC 60079-14-2013 | Проектирование, выбор и монтаж электроустановок |
| ГОСТ IEC 60079-17 | Проверка и техническое обслуживание |
| ГОСТ 30852.9 | Классификация взрывоопасных зон |
В России применение взрывозащищенного оборудования регулируется ТР ТС 012/2011 и Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности. Оборудование должно иметь сертификат соответствия или декларацию, подтверждающие выполнение требований технического регламента.
Эксплуатация и техническое обслуживание
Безопасная эксплуатация взрывозащищенного оборудования требует регулярного технического обслуживания с контролем элементов взрывозащиты. Периодичность обслуживания устанавливается производителем и регламентируется ПТЭЭП.
Контроль при эксплуатации
Ежедневный осмотр включает проверку отсутствия видимых повреждений корпуса, наличия и затяжки крепежа, показаний приборов контроля для оборудования Ex p. Периодически проверяют состояние уплотнений кабельных вводов, отсутствие коррозии на взрывонепроницаемых поверхностях, надежность заземления. При техническом обслуживании измеряют сопротивление изоляции, контролируют параметры взрывозащиты.
Ремонт и восстановление
Ремонт взрывозащищенного оборудования выполняется только специализированными организациями, имеющими соответствующие разрешения Ростехнадзора. После ремонта проводятся испытания элементов взрывозащиты с оформлением протокола. Замена деталей допускается только на идентичные от производителя или по согласованной технической документации.
Часто задаваемые вопросы
Заключение
Взрывозащита Ex представляет критичный элемент промышленной безопасности на объектах с образованием взрывоопасных смесей. Правильный выбор оборудования по маркировке, соблюдение требований монтажа согласно ГОСТ IEC 60079-14 и регулярное техническое обслуживание обеспечивают надежную защиту персонала и оборудования от взрывов. Применение взрывозащищенного оборудования регламентируется техническим регламентом ТР ТС 012/2011 и требует наличия подтверждающих документов соответствия.
