Классификация взрывоопасных зон

Класс взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборудования, определяется технологами совместно со специалистами проектной или эксплуатирующей организации.

Согласно российским нормативным документам выделяют следующие классы взрывоопасных зон:

• зоны класса В-1 – расположены в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы ;

• зоны класса В-1а – расположены в помещениях, в которых взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются при нормальной эксплуатации, а только в результате аварий или неисправностей;

• зоны класса В-1б – аналогичны В-1а, но отличаются от них тем, что при авариях горючие газы обладают высоким нижним пределом воспламенения (15% и выше), а также при опасных концентрациях резким запахом. В этот класс входят зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в малых концентрациях, недостаточных для создания взрывоопасной смеси и где работа производится без применения открытого пламени. Зоны не относятся к взрывоопасным, если работы с опасными веществами производятся в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтиками;

• зоны класса В-1г – пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, открытых нефтеловушек, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеров), эстакад для слива и налива ЛВЖ, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.

• зоны класса В-2 – расположены в помещениях, где выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что могут создавать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы;

• зоны класса В-2а – такие, где опасные условия при нормальной работе не возникают, но могут возникнуть в результате аварий или неисправностей.

Нормативные документы содержат определение геометрических размеров каждого класса зон.

зоны
Зона 0
взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени
Зона 1
существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации
Зона 2
маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко, и существует очень непродолжительное время
CENELEC/IEC, ЕВРОПА Зона 0 Зона 1 Зона 2
ГОСТР 51330.9-99, РОССИЯ Зона 0 Зона 1 Зона 2
ПУЭ (2001), РОССИЯ В-I B-Iа, B-Iб, B-Iг

Оборудование, предназначенное для работы в пределах зоны того или иного класса, должно иметь соответствующий уровень взрывозащищенности.

Уровень взрывозащищенности оборудования

Уровни взрывозащищенности электрооборудования имеют в российской классификации обозначения 2, 1 и 0:

• Уровень 2 – электрооборудование повышенной надежности против взрыва: в нем взрывозащита обеспечивается только в нормальном режиме работы;

• Уровень 1 – взрывобезопасное электрооборудование: взрывозащищенность обеспечивается как при нормальных режимах работы, так и при вероятных повреждениях, зависящих от условий эксплуатации, кроме повреждений средств, обеспечивающих взрывозащищенность;

• Уровень 0 – особо взрывобезопасное оборудование, в котором применены специальные меры и средства защиты от взрыва.

Степень взрывозащищенности оборудования (2, 1, или 0) ставится в РФ как первая цифра перед европейской маркировкой взрывозащищенности оборудования.

Методы обеспечения взрывобезопасности оборудования

Существует несколько методов обеспечения взрывобезопасности, цель которых — предотвратить возможность контакта внутренних искрообразующих или тепловыделяющих элементов аппаратуры с внешней взрывоопасной средой, либо препятствовать выходу наружу взрыва, возникшего внутри наружной оболочки аппаратуры путем его локализации:

• локализация, или сдерживание взрыва — предотвращение распространения взрыва за пределы оболочки;

• изоляция, или герметизация – заливка компаундом, лаком, поддержание высокого давления внутри оболочки продувкой оборудования сжатым воздухом или инертным газом;

• заполнение оболочки кварцевым песком, погружение оборудования в масло, применяемое, например, для обмоток трансформаторов;

• предотвращение, или ограничение электрической и тепловой выделяемой энергии — применение в методе защиты «искробезопасной электрической цепи».

В европейской классификации приводится детализация примененного в оборудовании типа взрывозащиты (она признается в РФ и встречается в сертификатах на взрывозащищенное оборудование) :

Вид взрывозащиты   Схематическое представление Основное применение Стандарт
Защита вида е е  Схематическое представление e Клеммные и соединительные коробки, светильники, посты управления, распределительные устройства ГОСТ Р 51330.8-99
Взрывонепроницаемая оболочка d  Схематическое представление d Коммутирующие приборы, светильники, посты управления, распределительные устройства, пускатели электродвигателей, нагревательные элементы ГОСТ Р 51330.1-99
Заполнение или продувка p  Схематическое представление p Сильноточные распредшкафы, анализаторные приборы, двигатели ГОСТ Р 51330.3-99
Искробезопасная электрическая цепь i  Схематическое представление i Измерительная и регулирующая техника, техника сзязи, датчики, приводы ГОСТ З 51330.10-99
Масляное заполнение оболочки o  Схематическое представление o Трансформаторы, пусковые сопротивления ГОСТ З 51330.7-99
Кварцевое заполнение оболочки q  Схематическое представление q Трансформаторы, конденсаторы ГОСТ Р 51330.6-99
Герметизация компаундом m  Схематическое представление m Коммутирующие приборы малой мощности, индикаторы, датчики ГОСТ Р 51330.17-99
Отсутствие искрообразования n Зона 2
Этот вид взрывозащиты включает упрощенные варианты различных методов взрывозащиты
Все устройства для зоны 2, кроме коммутирующих устройств ГОСТ Р 51330.17-99
Специальная защита s Этот вид взрывозащиты включает специальные методы взрывозащиты Датчики, разрядники ГОСТ Р 51330.17-99
Герметическая изоляция h     ГОСТ Р 51330.17-99

Действует следующая российская классификация уровней взрывозащиты оборудования :

Категория взрывоопасности смеси Требуемый уровень взрывозащиты
I (рудничный метан) II (все газы)
Иа ia Особо взрывобезопасный
Иb ib Взрывобезопасный
Иc ic Повышенная надежность против взрыва

Категории взрывоопасности смеси

В существующей классификации предусмотрены две категории: I и II:

• Категория I определяет требования к оборудованию, предназначенному для работы в шахтах и рудниках, где имеется опасность взрыва рудничного метана.

• Категория II оборудование, применяемое для работы в условиях возможного образования промышленных взрывоопасных смесей газов и взвесей.

Существуют три подкатегирии категории II: IIA, IIB, IIC. Каждая последующая подкатегория включает (может заменить) предшествующую, то есть, подкатегория С является высшей и соответствует требованиям всех категорий – А, В и С. Она, таким образом, является самой «строгой».

Россия, Европа Энергия поджига атмосферы (мкдж)   Типичный представитель
I Зона 0 Возрастание опасностиСтрелка Метан (рудничный)
II A Более 180 Пропан
II B 60-180 Этилен
II C менее 60 Ацетилен, Водород

Категории взрывоопасности смеси детализируются в зависимости от температуры самовоспламенения взрывоопасных газов и смесей.

Согласно ГОСТу, действует следующая классификация по температуре самовоспламенения :

Группа смеси Температура самовоспламенения, °С
Т1 Более 450
Т2 От 300 до 450
Т3 От 200 до 300
Т4 От 135 до 200
Т5 От 100 до 135
Т6 От 85 до 100

Объединенные требования к аппаратуре по категориям взрывоопасности газовых смесей и температуре самовоспламенения смесей газов.

Категория IIC взрывоопасности смеси применяется к группам :

• Т1 – водород, водяной газ, светильный газ, водород 75% + азот 25%»;

• Т2 – ацетилен, метилдихлорсилан;

• Т3 – трихлорсилан;

• Т4 – не применяется;

• Т5 – сероуглерод;

• Т6 – не применяется.

Категориям А и В соответствуют взрывоопасные смеси

IIA :

• Т1 – аммиак, …, ацетон, …, бензол, 1,2-дихлорпропан, дихлорэтан, диэтиламин, …, доменный газ, изобутан, …, метан (промышленный, с содержанием водорода в 75 раз большим, чем в рудничном метане), пропан, …, растворители, сольвент нефтяной, спирт диацетоновый,…, хлорбензол, …, этан;

• Т2 – алкилбензол, амилацетат, …, бензин Б95\130, бутан, …растворители…, спирты, …, этилбензол, циклогексанол;

• Т3 – бензины А-66, А-72, А-76, «галоша», Б-70, экстракционный. Бутилметакрилат, гексан, гептан, …, керосин, нефть, эфир петролейный, полиэфир, пентан, скипидар, спирты, топливо Т-1 и ТС-1, уайт-спирит, циклогексан, этилмеркаптан;

• Т4 – ацетальдегид, альдегид изомасляный, альдегид масляный, альдегид пропионовый, декан, тетраметилдиаминометан, 1,1,3 – триэтоксибутан;

• Т5 и Т6 – не применяются.

II B :

• Т1 – коксовый газ, синильная кислота;

• Т2 – дивинил, 4,4 – диметилдиоксан, диметилдихлорсилан, диоксан, …, нитроциклогексан, окись пропилена, окись этилена, …, этилен;

• Т3 – акролеин, винилтрихлорсилан, сероводород, тетрагидрофуран, тетраэтоксисилан, триэтоксисилан, топливо дизельное, формальгликоль, этилдихлорсилан, этилцеллозольв;

• Т4 – дибутиловый эфир, диэтиловый эфир, диэтиловый эфир этиленгликоля;

• Т5 и Т6 – не применяются.

Как видно из приведенных данных, категория IIC является избыточной для большинства случаев применения аппаратуры связи на реальных объектах.

Дополнительная информация.

Категории IIA, IIB и IIC определяются следующими параметрами: безопасным экспериментальным максимальным зазором (БЭМЗ – максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду) и величиной МТВ (отношением минимального тока воспламенения смеси взрывоопасного газа и минимального тока воспламенения метана).

Категория взрывоопасной смеси БЭМЗ (мм) МТВ
I (рудничный метан) более 1,0 1,0
IIA 0,9 и более 0,8
IIB от 0,5 до 0,9 от 0,4 до 0,8
IIC 0,5 и менее менее 0,45

Температурный класс

Температурный класс электрооборудования определяется предельной температурой в градусах Цельсия, которую могут иметь при работе поверхности взрывозащищенного оборудования.

Температурный класс оборудования устанавливается исходя из минимальной температуры соответствующего температурного диапазона (его левой границы) : оборудование, которое может применяться в среде газов с температурой самовоспламенения класса Т4 , должно иметь максимальную температуру элементов поверхности ниже 135 градусов ; Т5 – ниже 100, а Т6 – ниже 85.

Рассмотрим пример маркировки (применявшейся в Европе до 1 июля 2003 года)согласно стандарту “CENELEC”:
ExdIIBT4

Ex – знак взрывозащищенного оборудования по стандарту CENELEC ;
d – тип взрывозащиты (взрывонепроницаемая оболочка) ;
IIB – категория взрывоопасности газовой смеси II вариант В (см. выше) ;
T4 — группа смеси по температуре воспламенения (температура не выше 135 Сº)