Оборудование повышенного давления взрывозащита
В. А. Макашев, С. В. Петров. «Опасные ситуации техногенного характера и защита от них: учебное пособие»
Системы повышенного давления
К системам (объектам) повышенного давления относятся трубопроводы, цистерны, баллоны, сосуды, аппараты и приборы, работающие под давлением.
Взрывозащита систем повышенного давления достигается:
•организационно-техническими мероприятиями;
•разработкой и соблюдением регламентов, норм и правил ведения технологических процессов;
•организацией обучения и инструктажа обслуживающего персонала;
•осуществлением контроля и надзора за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, пожарной безопасности и т. д.
Оборудование повышенного давления должно быть оснащено системами взрывозащиты, которые предполагают применение гидрозатворов, огнепреградителей, инертных газов или паровых завес, а также защиту аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, быстродействующие задвижки и т. д.).
Для своевременного обнаружения различных дефектов (трещины, вмятины, дефекты сварки и т. д.), возникших при изготовлении, хранении и транспортировке сосудов, оборудования, применяют различные методы контроля:
•внешний осмотр (визуальный) сосудов и аппаратов, работающих под давлением;
•неразрушающие методы контроля (люминесцентные, ультразвуковые и рентгеновские методы);
•гидравлические испытания сосудов;
•механические испытания материалов, из которых изготовлены сосуды.
Меры обеспечения безопасности систем повышенного давления
Для обеспечения безопасности систем повышенного давления применяют ряд обязательных мер.
Используется специальная опознавательная окраска внешней поверхности трубопровода, указывающая на свойства транспортируемого вещества:
•вода – зеленый;
•пар – красный;
•воздух – синий;
•горючие и негорючие газы – желтый;
•кислоты – оранжевый;
•щелочи – фиолетовый;
•горючие и негорючие жидкости – коричневый;
•прочие вещества – серый.
Для выделения вида опасностей на трубопроводы наносятся предупреждающие (сигнальные) цветные кольца, количество которых определяет степень опасности:
•взрывоопасные, огнеопасные легковоспламеняющиеся вещества – красный;
•безопасные или нейтральные вещества – зеленый;
•токсичные вещества – желтый.
70
В. А. Макашев, С. В. Петров. «Опасные ситуации техногенного характера и защита от них: учебное пособие»
Для обозначения глубокого вакуума, высокого давления, наличия радиации также используется желтый цвет.
Все трубопроводы подвергаются гидравлическим испытаниям при пробном давлении на 25% выше рабочего, но не менее 0,2 МПа.
Кроме проверки на прочность водой газопроводы, а также трубопроводы для токсичных газов испытываются на герметичность воздухом при пробном давлении, равном рабочему. Отсутствие утечки воздуха из соединений проверяется мыльным раствором или погружением узлов в ванну с водой.
Газопроводы прокладываются с небольшим уклоном в сторону движения газа, буферная емкость снабжается в нижней части краном для систематического удаления конденсата и масла.
Паропроводы снабжаются конденсатоотводчиками, которые позволяют предотвратить возникновение гидравлических ударов и пробок.
Во избежание возникновения напряжений от тепловых деформаций, особенно в наземных газопроводах, устраиваются специальные компенсаторы в виде П-образного участка.
Трубопроводы со сжиженными газами прокладываются на расстоянии не менее 50 см от трубопроводов с горячим рабочим телом, при этом последние изолируются, а трубопроводы с легко замерзающими газами монтируются рядом с паропроводами и трубопроводами горячей воды.
Для предотвращения ожогов кислотами и щелочами фланцевые соединения трубопроводов закрываются защитными кожухами.
Трубопроводы для транспортирования жидкого и газообразного кислорода периодически, а также после каждого ремонта обезжириваются. Для обезжиривания используют тетрахлорид углерода, трихлорэтилен или тетрахлорэтилен.
Трубопроводы, по которым в зону реакции к аппарату или устройству подается горючее или окислитель, оборудуются специальными устройствами: автоматическими задвижками, обратными клапанами, гидравлическими затворами, огне– и взрывопреградителями. Обратные клапаны препятствуют обратному ходу потока рабочего тела в случае начала процесса горения и появления противодавления. Предохранительные редукторы-затворы применяются в генераторах ацетилена для исключения обратного проскока пламени от газовой горелки сварочного агрегата в генератор.
Сосуды, баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов изготавливаются малой (0,4–12 л), средней (20–50 л) и большой (80–500 л) вместимости. Баллоны малой и средней вместимости изготавливаются из углеродистой стали на рабочее давление 10, 15 и 20 МПа, из легированной стали – на 15 и 20 МПа.
Сжиженные газы хранятся и перевозятся в стационарных и транспортных сосудах – цистернах (сосуды для сжиженных газов), которые в случае хранения криогенных жидкостей снабжены высокоэффективной тепловой изоляцией.
Стационарные резервуары изготавливаются емкостью до 500 тыс. л и более. В зависимости от конструкции они бывают цилиндрической (горизонтальные, вертикальные) и шарообразной формы. Транспортные сосуды (цистерны) имеют объем до 35 тыс. л.
Наружная поверхность баллонов окрашивается в определенный цвет, на нее наносится соответствующая надпись и сигнальная полоса (табл. 10). Сигнальная окраска баллонов и цистерн позволяет исключить образование смеси «горючее – окислитель» вследствие заполнения емкостей рабочим телом, для которого они не предназначены.
Таблица 10
Цвета окраски баллонов и цистерн для хранения газа
71
В. А. Макашев, С. В. Петров. «Опасные ситуации техногенного характера и защита от них: учебное пособие»
72
Источник
Ваш город:
Ростов-на-Дону
Российский производитель взрывозащищенного электрооборудования
В соответствии с ГОСТ Р 51330 и ПУЭ взрывоопасные зоны в зависимости от частоты и длительности присутствия взрывчатой газовой смеси подразделяются на три класса:
Зона класса 0 — зона, в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени.
Зона класса 1 — зона, в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации.
Зона класса 2 — зона, в которой маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко и существует очень непродолжительное время.
Понятие «взрывоопасная зона» в «Правилах устройств электроустановок» трактуется следующим образом:
Взрывоопасная зона — это помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси.
Согласно ГОСТ Р 51330.9-99, взрывоопасная зона — это зона, в которой имеется или может образоваться взрывоопасная газовая смесь в объеме, требующем специальных мер защиты при конструировании, изготовлении и эксплуатации электроустановок. В этих зонах для обеспечения безопасности должно применяться электрооборудование во взрывозащищенном исполнении. Взрывозащищенное электрооборудование — электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этого электрооборудования (ПУЭ).
Взрывозащищенное электрооборудование
Существуют следующие уровни взрывозащиты электрооборудования:
- Электрооборудование повышенной надежности против взрыва — взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме работы. Знаком уровня в маркировке электрооборудования является цифра 2.
- Взрывобезопасное электрооборудование — взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты. Знаком уровня в маркировке электрооборудования является цифра 1.
- Особовзрывобезопасное электрооборудование — взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты. Знаком уровня в маркировке электрооборудования является цифра 0.
Категории и группы взрывоопасных смесей
Таблица 1. Категории взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом
| Категория смеси | Наименование смеси | БЭМЗ, мм |
|---|---|---|
| I | Рудничный метан | более 1,0 |
| II | Промышленные газы и пары | — |
| II A | Промышленные газы и пары | более 0,9 |
| II B | Промышленные газы и пары | более 0,5 до 0,9 |
| II C | Промышленные газы и пары | до 0,5 |
БЭМЗ (безопасный экспериментальный максимальный зазор) — максимальный зазор между Фланцами, через который не проходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе.
Таблица 2. Группы взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом подразделяются по температуре самовоспламенения
| Группа | Температура самовоспламенения смеси, ℃ |
|---|---|
| T1 | Выше 450 |
| T2 | от 300 до 450 |
| T3 | от 200 до 300 |
| T4 | от 135 до 200 |
| T5 | от 100 до 135 |
| T6 | от 85 до 100 |
Вид и маркировка взрывозащиты электрооборудования
В соответствии с ГОСТ Р 51330 маркировка взрывозащищенного электрооборудования должна содержать знак «Ех», указывающий на то, что электрооборудование соответствует указанному стандарту и стандартам на виды взрывозащиты; знаки видов взрывозащиты также регламентированы:
1ExdIIBT4
1 — уровень взрывозащиты
Ex — знак взрывозащищенного электрооборудования, изготовленного в соответствии со стандартом
d — вид взрывозащиты
IIB — категория взрывоопасной смеси
T4 — температурный класс
Таблица 3. Уровень взрывозащиты
| Уровень взрывозащиты | Определение |
|---|---|
| 2 | Взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме работы |
| 1 | Взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты |
| Взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты |
Таблица 4. Виды взрывозащиты электрооборудования
| d – Взрывонепроницаемая оболочка | ||
| Взрывозащищенное электрооборудование Exd может содержать нормально искрящие компоненты и зажигательные устройства, а также может содержать взрывоопасные смеси. Внутренняя конструкция такова, что оборудование может выдержать внутренний взрыв газовоздушной смеси и не распространять при этом достаточное количество энергии для внешнего взрыва. Места соединений, крышки и отверстия конструируются с огнестойкими свойствами проходов (щелей и пазов), которые необходимо периодически проверять и постоянно поддерживать в нужном состоянии, чтобы сохранить целостность данной формы защиты. |  | Коммутационные приборы, пускатели электродвигателей, автоматические выключатели, нагревательные элементы, светильники, датчики, сигнализаторы, кабельные вводы. |
| е – Защита вида е | ||
| Компоненты, применяемые в оборудовании, не вызывают искрения и опасных температур при нормальной работе. Оборудование обычно рассчитано на максимальное допустимое напряжение 11 кВ. Используются высокоэффективные и самые надежные электрические соединения и изоляция. Уровень защиты от попадания пыли и влаги практически полностью снижает риск загрязнения. Два основных требования Ехе заключаются в защите оборудования от внешних воздействий на уровне минимум IP54 для газа/пара (IP6X для пыли) и показателе ударной вязкости минимум 7Нм. Поскольку эта форма защиты используется в Зонах 1 и 2, ее предпочитают вместо Exd, потому что она рассчитана на более простой способ проверки и обслуживания. Еще одно «за» состоит в том, что оборудование Ехе обычно производится из более легких материалов, что часто снижает его стоимость. |  | Клеммные и соединительные коробки, посты и шкафы управления, распределительные устройства, светильники, сигнализаторы, кабельные вводы. |
| I — Искробезопасная электрическая цепь | ||
| Взрывобезопасное оборудование (подгруппа Ex ia и Ex ib) данных типов включают цепи, которые ввиду низкого искрового энергетического потенциала не могут произвести зажигание взрывоопасной смеси. Оборудование Exib безопасно только при одном повреждении и может использоваться в зоне 1. Оборудование Exia безопасно при двух повреждениях и может применяться в зоне 0. Взрывобезопасные детали или схемы могут быть помещены в корпус, обладающий другой формой защиты, например, Ехе или Exd, хотя для корпуса в этом случае не всегда требуется частая проверка. |  | |
| P — Заполнение или продувка оболочки избыточным давлением | ||
| Защита оборудование типа ’р’ заключается в комбинации положительного статического давления внутри корпуса электроустановки и постоянного потока воздуха или инертного газа для выталкивания взрывоопасной смеси из корпуса в случае ее появления. Надежность и общая безопасность системы существенно зависит от графика продувки и мониторинга. |  | Электродвигатели, распределительные и управляющие устройства, сильноточные приборы, анализаторы. |
| O – Масляное заполнение оболочки | ||
| Допускается только в зонах, где вероятность возникновения взрывоопасных сред невелика (зона 2). Оборудование типа ‘о’ используется при наличии погружения искрящих компонентов в масло с постоянным контролем вентиляционного режима, например, в коммутационной аппаратуре. |  | Трансформаторы, пусковые сопротивления. |
| q – Кварцевое заполнение оболочки | ||
| Корпус Типа q с порошковым или песочным наполнителем, где находятся устройства образования дуги и искрения. При этом необходима вентиляция. Часто применяется для консервации энергии, освобожденной при неисправности электрических и электронных компонентов, например, выход из строя предохранителя. Эта форма защиты часто связана с деталями внутри оборудования Ехе, например, пусковое устройство люминесцентных ламп. |  | Трансформаторы, конденсаторы, предохранители. |
| m – Герметизация компаундом | ||
| Метод — заливка компаундом (инкапсуляция) компонентов или оборудования, образующих дуги и искрение, чтобы обеспечить отсутствие доступа имеющихся взрывоопасных смесей и контроль температуры при нормальных условиях и неисправности, что предотвращает возгорание. |  | Индикаторы, коммутирующие приборы малой мощности, датчики. |
| n — Защита вида n | ||
Оборудование с защитой вида ‘n’ считается не имеющим зажигательной способности, поскольку при нормальной работе не производит дугу, искры или опасные температуры. Концепция близка философии Ехе, но применима только в зонах со слабой вероятностью взрывоопасных сред (зона 2). Оборудование Ехn подразделяется на четыре подгруппы:
|  | Все устройства для зоны 2, кроме коммутационных устройств. |
Таблица 5. Первая цифра – защита от твердых тел и пыли
Таблица 6. Вторая цифра – защита от воды
Служба технической поддержки клиентов: 8 800 200 62 22
Источник
Взрывоопасными производствами на данный момент являются не только предприятия и объекты химической, горнорудной, нефтегазодобывающей, атомной промышленностей. К взрыво- и пожароопасным относятся, например, предприятия по производству продуктов питания: мукомольные, кондитерские, винно-водочные; а также деревообрабатывающие и целлюлозно-бумажные комбинаты, цементные и железобетонные заводы и т. д. Кроме того, современное предприятие любой отрасли имеет в своей структуре взрывоопасные зоны, т. к. на любом современном производстве есть склады ГСМ и лакокрасочных изделий, участки гальванической и высокой температурной обработки, покрасочные цеха или камеры и т. п. Всё электротехническое оборудование, устанавливаемое в такой взрывоопасной зоне, должно быть выполнено в специальном взрывозащищенном исполнении, т. е. оборудование не должен являться источником воспламенения или взрыва.
Чтобы понять, как и с помощью какого оборудования защищать соответствующие взрывоопасные зоны, необходимо рассмотреть некоторые теоретические вопросы. В 2001 году были введены новые стандарты ГОСТ Р 51330 «Оборудование взрывозащищенное», которые соответствуют требованиям международной электротехнической комиссии (МЭК) и европейским стандартам. Кроме того, не переиздавалась пока и глава 7 «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ), которая также является основополагающей в теории взрывозащищенного электрооборудования. Опираясь на эти документы, можно дать несколько определений.
Взрывоопасная зона — помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Взрывоопасные зоны подразделяются на следующие классы:
- Зона класса 0: зона, в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени.
- Зона класса 1: зона, в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации.
- Зона класса 2: зона, в которой маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко и существует очень непродолжительное время.
Взрывозащищенное оборудование — электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этого электрооборудования.
Вид взрывозащиты — специальные меры, предусмотренные в электрооборудовании с целью предотвращения воспламенения окружающей взрывоопасной газовой среды; совокупность средств взрывозащиты электрооборудования, установленная нормативными документами.
Средство взрывозащиты — конструктивное и (или) схемное решение для обеспечения взрывозащиты электрооборудования.
Уровень взрывозащиты — степень взрывозащиты электрооборудования при установленных нормативными документами условиях. Установлены следующие уровни взрывозащиты электрооборудования:
- «электрооборудование повышенной надежности против взрыва»
- «взрывобезопасное электрооборудование»
- «особовзрывобезопасное электрооборудование»
Электрооборудование повышенной надежности против взрыва — взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальным режиме его работы. Знак уровня — «2Ex».
Взрывобезопасное электрооборудование — взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты. Знак уровня — «1Ex» или «РВEx» для рудничного оборудования.
Особовзрывобезопасное электрооборудование — взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты. Знак уровня — «0Ex» или «РОEx» для рудничного оборудования.
Взрывозащищенное электрооборудование может иметь следующие виды взрывозащиты:
- взрывонепроницаемая оболочка — d;
- заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением — р;
- кварцевое заполнение оболочки — q;
- масляное заполнение оболочки — о;
- защита вида — е;
- искробезопасная электрическая цепь — i;
- герметизация компаундом — m;
- защита вида — n;
- специальный вид взрывозащиты — s.
Виды взрывозащиты, обеспечивающие различные уровни взрывозащиты, различаются средствами и мерами обеспечения взрывобезопасности, оговоренными в стандартах на соответствующие виды взрывозащиты.
Для взрывозащищенного оборудования пожарной сигнализации и автоматики характерно применение, в основном, следующих видов взрывозащиты:
- Вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» (i) основывается на методе предотвращения взрыва или воспламенения за счет ограничения электрической и тепловой энергии.
- Вид взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» (d) основан на методе сдерживания взрыва, главный принцип которого — не дать взрыву распространиться за пределы оболочки прибора.
- В последнее время все большую практическую реализацию находят виды взрывозащиты с использованием метода изоляции, основанного на принципе физического разделения взрывоопасных частей и элементов прибора от взрывоопасной среды. Прежде всего, это вид взрывозащиты «герметизация компаундом» (m). В настоящее время именно с этим видом взрывозащиты выпускается все большее количество приборов. Связано это с тем, что практическая реализация этого вида взрывозащиты не требует больших затрат и снижает себестоимость оборудования.
Взрывозащищенное электрооборудование в зависимости от области применения подразделяется на две группы (таблица 1).
| Электрооборудование | Знак группы |
| Рудничное, предназначенное для подземных выработок шахт и рудников | I |
| Для внутренней и наружной устаноки (кроме рудничного) | II |
Таблица 1. Группы взрывозащищенного электрооборудования по области его применения
Электрооборудование группы II, имеющее виды взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» и (или) «искробезопасная электрическая цепь», подразделяется также на три подгруппы, соответствующие категориям взрывоопасных смесей (таблица 2). Это подразделение базируется на безопасном экспериментальном максимальном зазоре (БЭМЗ) оболочек или минимальном токе воспламенения (МТВ) для электрооборудования с искробезопасными цепями.
| Знак группы электрооборудования | Знак подгруппы электрооборудования | Категория взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищенным |
| II | — | IIА, IIВ и IIС |
| IIА | IIА | |
| IIВ | IIА, IIВ | |
| IIС | IIА, IIВ и IIС |
Таблица 2. Подгруппы электрооборудования группы II
Электрооборудование, промаркированное как IIB, пригодно также для применения там, где требуется электрооборудование подгруппы IIА. Подобным образом электрооборудование, имеющее маркировку IIC, пригодно также для применения там, где требуется электрооборудование подгруппы IIА или IIB.Электрооборудование группы II в зависимости от значения предельной температуры подразделяется на шесть температурных классов, соответствующих группам взрывоопасных смесей, где предельная температура — наибольшая температура поверхностей взрывозащищенного электрооборудования, безопасная в отношении воспламенения окружающей взрывоопасной среды (таблица 3).
| Знак температурного класса электрооборудования | Предельная температура, °С | Категория взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищенным |
| Т1 | 450 | Т1 |
| Т2 | 300 | Т1, Т2 |
| Т3 | 200 | Т1 — Т3 |
| Т4 | 135 | Т1 — Т4 |
| Т5 | 100 | Т1 — Т5 |
| Т6 | 85 | Т1 — Т6 |
Таблица 3. Температурные классы электрооборудования группы II
Таким образом, мы подошли к расшифровке записи маркировки взрывозащиты, которая всегда присваивается конкретному виду взрывозащищенного электротехнического оборудования. В эту маркировку в указанной ниже последовательности входят:
- знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0);
- знак Ех, указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование. ( — от английского explosion — взрыв);
- знак вида взрывозащиты (d, p, q, o, e, I, m, n, s);
- знак группы или подгруппы электрооборудования (II, IIА, IIВ, IIС);
- знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6).
В маркировке по взрывозащите могут иметь место дополнительные знаки и надписи, например, буквы X и U — в соответствии со стандартами на электрооборудование с отдельными видами взрывозащиты.Примеры маркировки взрывозащищенного электрооборудования приведены в таблице 4.
| Уровень взрывозащиты | Вид взрывозащиты | Группа (подгруппа) | Температурный класс | Маркировка по взрывозащите |
| Электрооборудование повышенной надежности против взрыва | Защита вида «е» и взрывонепроницаемая оболочка | IIB | T3 | 2ExedIIBT3 |
| Искробезопасная электрическая цепь | IIC | T6 | 2ExedIICT6 | |
| Взрывобезопасное электрооборудование | Взрывонепроницаемая оболочка | IIA | T3 | 2ExedIIAT3 |
| Искробезопасная электрическая цепь | IIB | T4 | 2ExedIIBT4 | |
| Особовзрывобезопасное электрооборудование | Искробезопасная электрическая цепь | IIC | T6 | 2ExedIICT6 |
| Искробезопасная электрическая цепь и взрывонепроницаемая оболочка | IIA | T4 | 2ExedIIAT4 |
Таблица 4. Примеры маркировки взрывозащищенного электрооборудования
Источник
