Полное руководство по типам взрывозащиты: Ex d, Ex e, Ex i, Ex p, Ex m (подробное объяснение).
- WEIMIAO MFG
- 12 дек.
- 20 мин. чтения
Введение
Взрывозащищенная конструкция является критически важным аспектом в промышленных и опасных средах, где могут присутствовать легковоспламеняющиеся газы, пары или пыль. Неправильно спроектированное электрооборудование может воспламенить эти опасные среды, вызывая катастрофические пожары или взрывы, представляющие опасность для персонала, оборудования и целых объектов. Понимание принципов взрывозащиты является не только нормативным требованием в соответствии со стандартами IECEx, ATEX или NEC, но и фундаментальной инженерной практикой, обеспечивающей безопасность и надежность эксплуатации.
Важность взрывозащищенной конструкции
Электрооборудование, находящееся во взрывоопасных зонах, должно предотвращать возгорание как в нормальных условиях эксплуатации, так и при прогнозируемых неисправностях. Взрывозащищенная конструкция устраняет два основных риска:
Прямое воспламенение: электрические искры, дуги или поверхности, нагревающиеся до высоких температур, которые могут воспламенить горючие вещества.
Непрямое возгорание: механические неисправности, перегрев или другие аномалии, которые могут способствовать распространению огня или взрыва изнутри оборудования во внешнюю среду.
Внедрение взрывозащиты позволяет инженерам безопасно эксплуатировать двигатели, панели управления, распределительные коробки, приборы и датчики даже в самых опасных зонах, от зоны 0 / зоны 20 (наивысший риск) до зоны 2 / зоны 22 (низкий риск).
Роль IECEx, ATEX и международных стандартов
Глобальные стандарты обеспечивают основу для проектирования, испытаний и сертификации взрывозащищенного оборудования:
IECEx (Международная система сертификации электротехнических комиссий по стандартам, касающимся оборудования, используемого во взрывоопасных средах)
Обеспечивает международное признание соответствия стандартам IEC 60079.
Основное внимание уделяется как проектированию оборудования, так и процессам заводского контроля качества.
ATEX (Директива ЕС 2014/34/ЕС)
Обязательно для оборудования, используемого во взрывоопасных средах на территории Европейского союза.
Требуется маркировка CE и процедуры оценки соответствия.
NEC / UL (США)
Национальный электротехнический кодекс определяет классы, категории и опасные зоны в Северной Америке.
Стандарт UL 1203 и другие стандарты содержат рекомендации по тестированию и сертификации.
Эти стандарты гарантируют не только безопасную работу оборудования, но и его соответствие нормативным и страховым требованиям во всем мире. Для инженеров и конструкторов соблюдение этих стандартов имеет важное значение как для получения юридического разрешения, так и для обеспечения долгосрочной безопасности эксплуатации.
Почему инженерам необходимо понимать типы защиты
Взрывозащита не бывает универсальной. Выбор правильного типа зависит от множества факторов:
Классификация опасных зон (0, 1, 2 для газов; 20, 21, 22 для пыли).
Тип опасного вещества (газы группы IIA/IIB/IIC или пыль группы IIIA/IIIB/IIIC).
Уровень электрической мощности и тип устройства (цепь управления, двигатель или измерительная аппаратура).
Экологические факторы, такие как температура, влажность и коррозия.
Без глубокого понимания типов защиты — взрывозащищенная (Ex d), повышенная безопасность (Ex e), искробезопасная (Ex i), защита под давлением (Ex p) и герметизация (Ex m) — инженеры рискуют выбрать оборудование, которое будет чрезмерно консервативным, неоправданно дорогостоящим или небезопасным.
В компании Weimiao наши инженеры сочетают практический опыт со знаниями в области соответствия нормативным требованиям для проектирования, изготовления и сертификации панелей управления и корпусов для работы в опасных средах по всему миру. От небольших сигнальных панелей искробезопасности до крупных взрывозащищенных корпусов управления двигателями, Weimiao гарантирует, что каждый продукт соответствует международным стандартам, оставаясь при этом устанавливаемым, обслуживаемым и полностью соответствующим требованиям.
✅ Этот раздел подготавливает почву для следующего шага: краткой справочной таблицы типов защиты, которая предоставит читателям четкое и наглядное сравнение Ex d, Ex e, Ex i, Ex p и Ex m, включая принципы, зоны, группы газов, области применения, преимущества/недостатки и примечания по проверке.
Краткая справочная таблица типов взрывозащиты
В этой таблице представлен исчерпывающий обзор пяти наиболее распространенных типов взрывозащиты, используемых в промышленных панелях управления и корпусах. В ней освещены их принципы действия, зоны применения, группы газов, типичные области применения, преимущества/недостатки, а также ключевые моменты проектирования и контроля, что позволяет инженерам быстро и подробно ознакомиться с информацией.
Тип защиты | Маркировка / Сокращение | Принцип действия | Применимые зоны | Группа газов/пыли | Типичные области применения | Плюсы / Минусы | Основные проектные и контрольные замечания |
Огнестойкий | Экс д | Предотвращает внутренний взрыв; корпус выдерживает давление и охлаждает пламя, предотвращая внешнее возгорание. | Зона 1 (а также Зона 2 для некоторых устройств) | Газ: IIA / IIB / IIC | Электродвигатели, клеммы двигателей, распределительные коробки, большие панели управления. | Преимущества: Позволяет использовать мощные устройства; отработанная технология; ремонтопригодность. Недостатки: Тяжелый, дорогостоящий, требует высокой точности обработки . | Материал корпуса должен быть прочным (чугун, алюминий, сталь). Огнестойкие соединения должны соответствовать геометрическим допускам. Все отверстия (кабели, шахты) должны сохранять свою целостность. Проверьте наличие коррозии, износа соединений и поверхностного покрытия. |
Повышенная безопасность | Exe | Предотвращает искрение и перегрев благодаря усовершенствованной конструкции: увеличенные зазоры, усиленная изоляция, стабильное крепление. | Зона 1 / 2 | Газ: IIA / IIB / IIC (зависит от конструкции) | Клеммные колодки, распределительные коробки, реле, малогабаритные измерительные приборы. | Преимущества: Более низкая стоимость и вес по сравнению с Ex d; допускает некоторую сложность конструкции. Минусы: Не справляется с серьезными внутренними неисправностями; зависимость от конструкции и контроля компонентов. | Необходимо исключить образование дуг и искр; использовать усиленную изоляцию; соблюдать расстояния утечки и зазоры. Проверьте целостность крепежных элементов, клемм и компонентов. |
Искробезопасность | Ex i ( ia / ib / ic ) | Ограничивает энергию в цепи, чтобы предотвратить воспламенение газа даже в условиях неисправности; использует барьеры или изоляторы. | Зона 0 / 1 / 2 ( ia для зоны 0/20, ib для зоны 1, ic для зоны 2) | Газ: IIA / IIB / IIC | Датчики, передатчики, измерительные схемы, маломощные сигнальные устройства | Преимущества: Безопасность в зонах повышенного риска (зона 0/20); низкое энергопотребление; подходит для сигнальных цепей. Минусы: Не подходит для питания устройств с высокой нагрузкой; требует сложной проводки и обслуживания; необходима высокая точность проектирования. | Используйте искробезопасные барьеры; ограничьте напряжение, ток, мощность, емкость, индуктивность. Проверьте конструкцию кабеля, клемм и цепи. Проверяйте барьеры, маркируйте цепи, избегайте использования несертифицированных компонентов. |
Герметизация | Ex p ( px , py , pz ) | Поддерживает внутреннее давление выше внешнего; предотвращает проникновение опасных газов; позволяет размещать внутри устройства, не обладающие искробезопасными свойствами. | Газ: все группы (в зависимости от внутреннего контроля и воздушного потока) | Панели управления, корпуса приборов с невзрывоопасными компонентами. | Преимущества: Может вмещать стандартное оборудование или мощные устройства; гибкая конструкция. Недостатки: Требуется непрерывная подача воздуха, мониторинг и системы защиты от сбоев; более высокие эксплуатационные расходы. | Требуется постоянное поддержание давления; необходимо предусмотреть сигнализацию о повышении давления и отказоустойчивые отключения; поток воздуха должен предотвращать попадание газа. Проверьте регуляторы, фильтры, сигнализацию и системы аварийного реагирования. | |
Инкапсуляция | Ex m (ma / mb) | Защитный чехол для электрических компонентов, заключенный в негорючую смолу или материал; предотвращает воспламенение внешних газов от искр или горячих поверхностей. | Зона 1 / 2 | Газ: IIB / IIC ( зависит от материала) | Реле, клеммы, малогабаритные трансформаторы, сенсорные модули | Преимущества: Простая конструкция, эффективна для небольших устройств; предотвращает попадание пыли. Минусы: Сложно или невозможно отремонтировать; плохое рассеивание тепла; не подходит для мощного оборудования. | Материал должен быть огнестойким, не растрескивающимся, термостойким; необходимо учитывать теплоотвод. Проверьте на наличие трещин, расслоений или признаков старения. |
Основные тезисы для инженеров
Гибридные решения широко распространены:
В одном корпусе могут быть объединены взрывозащищенные элементы Ex d, Ex i и Ex p для различных цепей: например, взрывозащищенные силовые цепи, искробезопасные сигнальные цепи, а также предусмотрена возможность создания избыточного давления в корпусе.
Пример: Ex db ec ic nC IIC T4 Gc — несколько концепций защиты в одной этикетке.
Зона определяет выбор:
Зона 0/20: почти всегда искробезопасность (ia/ib)
Зона 1/21: взрывозащищенный, повышенная безопасность, герметизация под давлением или инкапсуляция.
Зона 2/22: возможна защита более низкого уровня, включая Ex ic или Ex e.
Конструкция должна соответствовать возможностям компонентов:
Мощные устройства → взрывозащищенные или герметичные
Сигнальные цепи → искробезопасность
Малые модули → герметизация
Осмотр и техническое обслуживание:
После установки необходимо обеспечить соблюдение всех принципов защиты.
Проверьте наличие коррозии, механических повреждений, термической деградации.
Проверьте целостность соединений, уплотнений, барьеров и систем создания давления.
✅ Эта таблица служит исчерпывающей шпаргалкой для инженеров и техников, позволяющей быстро идентифицировать и сравнивать типы защиты Ex d, e, i, p и m в панелях управления взрывоопасных зон.
Огнестойкость (Ex d/db)
Принцип действия
Взрывозащита, обозначаемая как Ex d (или db для газа EPL), является одним из наиболее широко используемых методов взрывозащиты для взрывоопасных зон. Принцип прост, но надежен:
Любой взрыв, произошедший внутри ограждения, должен быть локализован.
Корпус должен выдерживать внутреннее давление, создаваемое взрывом.
Траектории распространения пламени — точно спроектированные соединения между корпусом и крышкой — охлаждают и гасят пламя, прежде чем оно сможет вырваться наружу.
В результате, даже если внутри воспламенится горючий газ или пар, внешняя атмосфера останется безопасной.
Взрывозащищенные корпуса идеально подходят для зон 1, иногда для зон 2, и предназначены для высокоэнергетического или мощного оборудования, которое невозможно защитить только искробезопасным способом.
Ключевые аспекты проектирования и производства.
Материал корпуса
Обычно используются чугун, алюминиевый сплав или толстые стальные пластины.
Материал должен обладать высокой прочностью на растяжение, чтобы выдерживать внутреннее взрывное давление.
Взрывозащищенные соединения
Включает в себя конструкции с пазовым соединением, ступенчатую или зубчатую.
Допуски на зазоры строго определены в соответствии со стандартом IEC 60079-1.
Качество обработки поверхности и защита от коррозии имеют решающее значение: ржавчина или износ могут ухудшить распространение пламени.
Отверстия и проникновения
Кабельные вводы, шахты, окна и вентиляционные отверстия должны быть спроектированы как взрывозащищенные или использовать сертифицированные взрывозащищенные элементы класса Ex d.
Для обеспечения целостности резьбовых соединений часто требуются кабельные сальники Ex d.
Внутренние компоненты
Могут содержать неискробезопасные устройства, но их безопасность должна быть подтверждена:
Максимальная температура поверхности ниже предельного значения класса Т.
Отсутствие искр или дуг, превышающих энергетические пределы.
Правильное расположение и разделение компонентов сводят к минимуму риск распространения внутреннего разряда.
Обработка поверхности и защита от коррозии
Коррозия или повреждение поверхности могут изменить допуски на зазоры.
Рекомендуется порошковая покраска, нанесение краски или химическая пассивация.
Регулярный осмотр обеспечивает долговечность защиты.
Применимые зоны и группы газов
Зоны: Зона 1 (основная), Зона 2 (вторичная)
Газовые группы: IIA, IIB, IIC
К категории IIC относятся водород и ацетилен, наиболее легковоспламеняющиеся газы.
Подходит для электрооборудования средней и высокой мощности, такого как двигатели, контакторы, распределительные устройства и большие панели управления.
Преимущества и недостатки
Преимущества | Недостатки |
Позволяет использовать стандартные промышленные компоненты. | Тяжелый и громоздкий корпус |
Зрелый, широко используемый и понятный | Высокая себестоимость производства |
Может работать с мощными цепями. | Требуется высокая точность обработки и сборки. |
Относительно прост в обслуживании и осмотре. | Проверка сложнее, чем Ex e или Ex i. |
Руководство по осмотру и техническому обслуживанию
Механический осмотр
Проверьте геометрию и допуски пути распространения пламени.
Осмотрите болты, прокладки и уплотнительные поверхности крышки.
Коррозия и поверхностные повреждения
Убедитесь, что краска или покрытие целы.
Убедитесь, что ржавчина или износ не повреждают корпус.
Испытания на давление и взрывостойкость
Проводится на заводе или в сертифицированной лаборатории.
Включает в себя испытание внутренним давлением для имитации внутреннего взрыва.
Регулярное техническое обслуживание на месте
Проверьте наличие ослабленных крепежных элементов или поврежденных кабельных вводов.
Проверьте наличие ударов или деформаций, которые могут повлиять на распространение пламени.
Типичные области применения
Двигатели и клеммные коробки для двигателей
Распределительные коробки и щиты
Большие шкафы управления, содержащие мощные контакторы или автоматические выключатели
Корпуса для контрольно-измерительных приборов в зонах 1 нефтегазовых, химических и нефтехимических предприятий
В компании Weimiao наши инженеры специализируются на проектировании взрывозащищенных корпусов Ex d для сложных панелей управления, что гарантирует:
Правильная конструкция пути распространения пламени и допуски на соединения.
Правильная компоновка внутренних компонентов
Соответствие директивам IEC 60079-1 и ATEX
Простота установки и обслуживания для зарубежных клиентов
Опыт компании Weimiao гарантирует, что каждый взрывозащищенный корпус соответствует как требованиям безопасности, так и эксплуатационным требованиям, даже в самых сложных и опасных условиях.
Повышенная защита (Ex e / eb)
Принцип действия
Повышенная безопасность, обозначаемая как Ex e (или eb в некоторых устаревших обозначениях), предназначена для исключения или уменьшения вероятности возникновения искр или чрезмерного нагрева, которые могут воспламенить взрывоопасную среду. В отличие от взрывозащищенного (Ex d), который сдерживает взрыв, Ex e предотвращает воспламенение до его возникновения за счет улучшения конструкции электрических компонентов и корпусов:
Запрещается образование дуг, искр или нагрев поверхностей до температуры, превышающей максимально допустимую.
К защитным мерам относятся:
Улучшенная теплоизоляция
Увеличенные расстояния утечки и зазоры
Жесткий монтаж компонентов
Избежание незакрепленных проводящих частей или скопления металлической пыли
Класс взрывозащиты Ex e идеально подходит для зоны 1, где существует риск возгорания, но внутренняя защита от взрыва может не потребоваться.
Ключевые аспекты проектирования и производства.
Выбор компонентов
Использовать можно только устройства, сертифицированные или пригодные для использования в условиях взрыва Ex e.
Многие стандартные выключатели, реле и контакторы требуют специальной обработки или усиления.
Предпочтительнее использовать высокопрочные, стабильные материалы, чтобы снизить вероятность искрения.
Изоляция и протечки
Увеличенная толщина и улучшенные материалы теплоизоляции.
Просачивание (расстояние вдоль поверхности изоляционного материала) и зазор (расстояние между электродами) должны превышать минимальные требования стандарта IEC 60079-7.
Предотвращает образование поверхностных треков или пробой, которые могут привести к воспламенению газа.
Монтаж и механическая устойчивость
Компоненты должны быть надежно закреплены, чтобы избежать смещения, вибрации или ослабления креплений, которые могут привести к образованию искр.
Для винтов, клемм и разъемов необходимы меры по снижению вибрации и контролю момента затяжки.
Регулировка температуры
Конструкция обеспечивает поддержание температуры поверхности ниже заданного класса T (T1–T6).
Тщательно анализируется нагрев компонентов, вызванный протеканием тока, условиями окружающей среды и накоплением тепла.
Прокладка кабелей и подключение.
Надлежащая защита от натяжения и правильные клеммные соединения предотвращают искрение от незакрепленных проводов.
Кабели, входящие в корпус, должны обеспечивать взрывозащищенность (Ex e) с помощью соответствующих сальников или методов герметизации.
Применимые зоны и группы газов
Зоны: Зона 1 (основная), Зона 2 (вторичная)
Газовые группы: IIA, IIB, IIC (в зависимости от конструкции и номинальных характеристик компонентов)
Подходят для применений, где использование мощных или искрогенерирующих устройств минимально, но при этом необходимо обеспечить безопасность и предотвратить воспламенение.
Преимущества и недостатки
Преимущества | Недостатки |
Легче и дешевле, чем огнестойкий (Ex d) | Не может предотвратить внутренний взрыв; зависит от правильной конструкции и сборки. |
Подходит для зон средней опасности (зона 1/2). | Проверка зависит от качества компонентов и конструкции. |
Упрощенная установка и техническое обслуживание. | В отличие от Ex d, этот материал подходит только для устройств с низкой и средней мощностью. |
Снижает риск образования горячих поверхностей и искр. | Не подходит для цепей с чрезвычайно высокой энергией. |
Руководство по осмотру и техническому обслуживанию
Визуальный осмотр
Убедитесь в отсутствии незакрепленных деталей или несанкционированных модификаций.
Убедитесь, что клеммы, винты и компоненты надежно закреплены.
Электрическая проверка
Проверьте сопротивление изоляции и расстояния утечки.
Для подтверждения того, что температура ниже пределов класса Т, необходимо измерить рабочие температуры.
Целостность компонентов
Убедитесь, что реле, контакторы и другие устройства, соответствующие стандарту Ex e, исправны и не повреждены.
Для обеспечения запаса прочности заменяйте компоненты, срок службы которых подходит к концу.
Кабельная разводка
Проверьте кабельные вводы, точки подключения и клеммы на предмет надлежащего соединения и снятия натяжения.
Избегайте несанкционированных соединений или незащищенных проводников внутри корпуса.
Типичные области применения
Клеммные и распределительные коробки на промышленных газовых или химических заводах.
Разъемы для реле, небольшие панели управления и корпуса для приборов
Распределительные щиты, где взрывозащищенное ограждение невозможно или не требуется
Вторичные корпуса для сигнальных или маломощных цепей
В компании Weimiao наши инженеры применяют принципы Ex e для проектирования корпусов, которые:
Устраните потенциальные очаги возгорания.
Оптимизация компоновки компонентов для отвода тепла
Соответствие стандарту IEC 60079-7
Предоставление надежных и ремонтопригодных решений для клиентов по всему миру
Это обеспечивает безопасность без увеличения веса или стоимости корпусов Ex d, при этом соблюдая строгие требования к взрывоопасным зонам.
Искробезопасная защита (Ex i / ia / ib / ic)
Принцип действия
Искробезопасность (ИС), обозначаемая как Ex i (с подкатегориями ia, ib, ic), — это метод защиты, ограничивающий электрическую энергию в цепи таким образом, что даже в случае неисправности не может возникнуть взрывоопасная атмосфера.
Ограничения по энергии применяются к напряжению, току, мощности и запасенной энергии в конденсаторах или индукторах.
Основная идея: вместо того, чтобы изолировать или исключать распространение взрывоопасного газа, сама цепь по своей природе не способна воспламениться.
Требуется установка барьеров или изоляторов в безопасных зонах для предотвращения попадания опасной энергии к устройствам в зонах 0/1.
Искробезопасность — единственный тип защиты, подходящий для длительного воздействия в Зоне 0 (наивысший риск).
Виды искробезопасности
Тип | Применимость в данной зоне | Основные характеристики |
ia | Зона 0, 1, 2 | Высочайший уровень защиты; тройная отказоустойчивая конструкция; безопасность даже при одновременных сбоях. |
ib | Зона 1, 2 | Средний уровень защиты; обеспечивает защиту от единичных неисправностей. |
ic | Зона 2 | Самый низкий уровень; подходит только для менее опасных зон. |
Ключевые аспекты проектирования и производства.
Ограничение энергии
Максимальное напряжение (Vmax), ток (Imax) и мощность (Pmax) рассчитываются строго для каждой цепи.
Накопленная энергия в конденсаторах (C) и индукторах (L) ограничена для предотвращения искрения.
Использование барьеров и изоляторов
В безопасных зонах устанавливаются искробезопасные барьеры или изоляторы для ограничения проникновения энергии в опасные зоны.
В качестве барьеров могут выступать стабилитроны, резисторы или изолирующие преобразователи, в зависимости от конструкции схемы.
Разделение цепей
Для предотвращения случайной передачи энергии цепи, находящиеся в защищенном от внешних воздействий (IS) состоянии, должны быть физически отделены от цепей, не находящихся в таком состоянии.
Строго запрещено перекрестное соединение между компонентами, относящимися к ИС, и компонентами, не относящимися к ИС.
Вопросы электропроводки
В зонах 0/1 разрешено использовать только сертифицированные кабели стандарта IS.
Завершающие соединения и сращивания должны обеспечивать целостность конструкции с ограничением по энергии.
Выбор компонентов
Датчики, передатчики и исполнительные механизмы должны иметь сертификат IS.
Все компоненты в опасной зоне не должны накапливать энергию, превышающую допустимый предел.
Расчеты и проверка
Инженеры проводят расчеты энергопотребления для всех типов неисправностей: короткого замыкания, обрыва цепи или отказа компонентов.
Проверяемые параметры включают:
Imax – Максимальный ток
Vmax – Максимальное напряжение
Pmax – Максимальная мощность
C – Максимальная емкость
L – Максимальная индуктивность
Применимые зоны и группы газов
Зоны:
Зона 0: постоянное присутствие взрывоопасной атмосферы.
Зона 1: периодическое присутствие
Зона 2: редкое или кратковременное присутствие
Группы газов: IIA, IIB, IIC (зависит от номинальных характеристик компонентов)
Особенно подходит для маломощных измерительных приборов, датчиков и сигнальных цепей в зонах повышенного риска.
Преимущества и недостатки
Преимущества | Недостатки |
Может использоваться в Зоне 0, зоне наивысшего риска. | Не может напрямую работать с мощными нагрузками. |
Высокий уровень безопасности даже при наличии неисправностей. | Требуется тщательное проектирование и профессиональная установка. |
Позволяет размещать стандартное промышленное оборудование в безопасных зонах. | Ошибки при техническом обслуживании (смешивание цепей, не относящихся к категории IS) могут поставить под угрозу безопасность. |
Низковольтные цепи снижают риск взрыва. | Необходимы сложные расчеты и выбор барьеров. |
Руководство по осмотру и техническому обслуживанию
Проверка барьеров и изоляторов
Проверьте номинальные характеристики и правильность установки в безопасных зонах.
Убедитесь, что параметры барьера соответствуют проектной схеме (Vmax, Imax, Pmax).
Целостность цепи
Проверьте кабели, клеммы и разъемы на наличие повреждений.
Убедитесь, что никакие цепи, не относящиеся к системе IS, не попадают в опасные зоны.
Соответствие компонентов требованиям
В зонах 0/1 разрешены только датчики и устройства, сертифицированные по стандарту IS.
Замените все компоненты, имеющие признаки износа или превышающие допустимые пределы энергопотребления.
Маркировка и документация
Чётко обозначьте цепи безопасности и опасные зоны.
Необходимо поддерживать в актуальном состоянии электрические схемы и сертификаты для проведения проверок.
Типичные области применения
Газоанализаторы и химические датчики в зонах 0
Полевые приборы и передатчики на нефтехимических заводах
Низковольтные сигнальные и управляющие цепи в нефтегазовой, химической и фармацевтической промышленности
Устройства дистанционного измерения и мониторинга с возможностью подключения к оборудованию безопасной зоны
В компании Weimiao наши инженеры проектируют системы Ex i для следующих целей:
Точное ограничение энергии цепи для применения в зонах 0/1.
Обеспечьте правильный выбор и расположение ограждений.
Интегрируйте сигналы IS с системами управления, не представляющими опасности.
Поддерживайте полное соответствие стандарту IEC 60079-11 для клиентов по всему миру.
Это позволяет инженерам безопасно развертывать высокоточные приборы в самых опасных зонах, сохраняя при этом оперативную гибкость и соответствие нормативным требованиям.
Защита от повышения давления (Ex p / px / py / pz)
Принцип действия
Защита от избыточного давления, обозначаемая как Ex p, работает за счет поддержания внутри корпуса давления, превышающего давление окружающей опасной атмосферы. Это создает поток чистого воздуха наружу, предотвращая попадание взрывоопасных газов или пыли внутрь корпуса.
Сама по себе оболочка не обязательно должна быть взрывобезопасной, поскольку взрывоопасная атмосфера физически не проникает внутрь.
Такие варианты, как px, py, pz, определяют дополнительные требования к надежности подачи воздуха, резервированию и отказоустойчивой конструкции.
Основной принцип: «положительное давление = защитный барьер». Система основана на непрерывном мониторинге внутреннего давления и потока воздуха.
Подтипы повышения давления
Тип | Описание | Типичное использование |
p | Базовое герметизация | Небольшие панели управления с непрерывным потоком воздуха |
px | Высокий уровень безопасности, защита от единичных неисправностей. | Крупногабаритные корпуса или критически важные приборы |
py | Обеспечивает защиту при определенных сбоях. | Системы среднего риска, требующие резервирования |
pz | Максимальная защита, отказоустойчивость к множественным сбоям | Сложные или дорогостоящие установки |
Ключевые аспекты проектирования и производства.
Система подачи воздуха
Для поддержания избыточного давления необходимо подавать отфильтрованный чистый воздух или инертный газ.
Расход воздуха и давление должны соответствовать спецификациям IEC 60079-2.
Включает реле давления или датчики для обнаружения потери давления.
Механизмы защиты от сбоев
Потеря давления приводит к автоматическому отключению, срабатыванию сигнализации или переходу в безопасный режим.
Для систем px, py или pz может потребоваться резервная система подачи воздуха.
Конструкция корпуса
Несмотря на то, что внутренние компоненты не являются взрывозащищенными, корпус должен:
Предотвратить утечку
Выдерживает незначительное внутреннее избыточное давление
Обеспечивает надлежащий поток воздуха без рециркуляции опасных газов
Качество воздуха и фильтрация
Фильтры предотвращают попадание пыли или загрязнений, которые могут нарушить избыточное давление.
Для предотвращения образования конденсата на электронных компонентах газ или воздух должны оставаться сухими.
Регулировка температуры
Повышение давления может влиять на внутреннее охлаждение; конструкторы должны обеспечить надлежащий отвод тепла от электрических компонентов.
Мониторинг и техническое обслуживание
Датчики давления, сигнализаторы и расходомеры необходимо регулярно проверять.
Периодическая калибровка и осмотр системы подачи воздуха крайне важны.
Применимые зоны и группы газов
Зоны: Зона 1 (основная) и Зона 2 (вторичная)
Группы газов: Все группы промышленных газов (IIA, IIB, IIC) в зависимости от конструкции системы.
Особенно полезно, когда мощные или чувствительные устройства нельзя размещать в корпусах Ex d.
Преимущества и недостатки
Преимущества | Недостатки |
Позволяет использовать невзрывозащищенные компоненты в опасных зонах. | Требуется непрерывная подача воздуха и мониторинг. |
Может работать с большими панелями управления или чувствительными приборами. | Более высокие эксплуатационные расходы из-за подачи газа/воздуха. |
Более простое техническое обслуживание по сравнению с Ex d или Ex m. | В случае потери давления безопасность обеспечивается автоматическим отключением. |
Снижает сложность проектирования внутренних компонентов. | Требуется тщательная установка, продуманная система вентиляции и герметичный корпус. |
Руководство по осмотру и техническому обслуживанию
Система подачи воздуха
Проверьте источник воздуха/газа, фильтры, клапаны и регуляторы давления.
Убедитесь, что сигналы тревоги и триггеры отключения работают корректно.
Целостность корпуса
Проверьте уплотнения, прокладки и стыки панелей, чтобы избежать протечек.
Испытание на поддержание избыточного давления в рабочих условиях.
Устройства мониторинга
Периодически проводите калибровку датчиков давления и расходомеров.
Проверьте исправность цепей сигнализации, индикаторов и блокировок системы.
Эксплуатационная проверка
Имитация прерывания воздушного потока для обеспечения отказоустойчивого реагирования.
Проверка и тестирование документации для аудита на соответствие требованиям.
Типичные области применения
Шкафы ПЛК и панели управления, содержащие оборудование, не имеющее взрывозащищенного класса, в зонах 1.
Шкафы для контрольно-измерительных приборов на химических заводах, нефтегазоперерабатывающих предприятиях или морских платформах
Критически важное контрольно-измерительное оборудование, требующее непрерывной работы без полного взрывозащищенного корпуса
Большие экраны, измерительные приборы или серверы во взрывоопасных зонах
В компании Weimiao наши инженеры проектируют герметичные корпуса Ex p, используя следующие методы:
Выбор правильной подачи воздуха и регулировки давления.
Интеграция отказоустойчивых систем сигнализации и резервного копирования
Обеспечение соответствия стандарту IEC 60079-2 и мировым стандартам
Предоставление клиентам возможности безопасно использовать чувствительные или мощные устройства в зонах 1/2
Это обеспечивает как безопасность, так и гибкость в эксплуатации, особенно для больших или сложных панелей управления, где другие виды защиты могут быть нецелесообразны.
Защитное покрытие методом герметизации/литья (Ex m / ma / mb)
Принцип действия
Герметизация, обозначаемая как Ex m, защищает электрические компоненты путем их полного погружения в твердый негорючий материал — обычно эпоксидную смолу, полиуретан или силикон.
Герметизирующий материал предотвращает контакт искр, дуг или высокотемпературных элементов со взрывоопасными газами или пылью.
Энергия заключена внутри смолы, и воспламенение не может распространиться за пределы герметизированного модуля.
В отличие от Ex d или Ex p, сам корпус не должен выдерживать давление; защита обеспечивается непосредственно компонентом.
Варианты включают:
Тип | Применимость в данной зоне | Описание |
ma | Зона 0/20 | Высочайший уровень защиты; тройная отказоустойчивая инкапсуляция для непрерывного воздействия. |
mb | Зона 1/21 | Средний уровень; подходит для эпизодического использования. |
Ключевые аспекты проектирования и производства.
Материал для инкапсуляции
Материал должен быть негорючим, термостойким и механически стабильным.
Устойчивость к растрескиванию, усадке и старению в условиях эксплуатации.
Теплопроводность должна обеспечивать адекватное рассеивание тепла от встроенных компонентов.
Подготовка компонентов
Все компоненты должны быть чистыми, сухими и надежно закреплены перед отливкой.
Для обеспечения равномерной защиты следует избегать образования пустот или воздушных полостей внутри смолы.
Терморегулирование
Рассчитайте повышение температуры герметизированных устройств; смола может удерживать тепло.
При необходимости используйте теплопроводящие наполнители или предусмотрите пассивное охлаждение.
Механические соображения
Герметичные модули сложно ремонтировать; любая неисправность обычно требует полной замены.
При монтаже необходимо учитывать вибрацию и тепловое расширение.
Требования, специфичные для конкретной зоны
Технология инкапсуляции ma для Зоны 0 требует тройной отказоустойчивости, обеспечивая защиту даже в наихудших условиях.
Технология mb для Зоны 1 позволяет упростить герметизацию, при этом предотвращая возгорание при единичных неисправностях.
Применимые зоны и группы газов
Зоны:
Зона 0/20: постоянная опасность → ma
Зона 1/21: местами опасная зона → мб
Группы газов/пыли:
IIB/IIC для газов, IIIC для проводящей пыли (в зависимости от свойств смолы)
Герметизация особенно эффективна для небольших или чувствительных электронных модулей, которые нельзя разместить в тяжелых корпусах класса Ex d.
Преимущества и недостатки
Преимущества | Недостатки |
Простое и компактное решение для небольших компонентов. | Не подходит для крупного или мощного оборудования. |
Экономически выгодное решение для модульных устройств. | Герметичные компоненты сложно ремонтировать. |
Предотвращает образование искр, дуг и распространение тепла. | Регулирование температурного режима может быть сложной задачей. |
Эффективна для защиты от проникновения пыли. | Увеличивает вес и объем в зависимости от типа смолы. |
Может сочетаться с другими видами защиты (гибридные решения). | Для предотвращения образования пустот и дефектов требуется высокая точность изготовления. |
Руководство по осмотру и техническому обслуживанию
Визуальный осмотр
Проверьте смолу на наличие трещин, расслоений или изменения цвета.
Проверьте места крепления на наличие механических напряжений или повреждений, вызванных вибрацией.
Тепловой мониторинг
Измеряйте рабочую температуру модулей в процессе эксплуатации, чтобы убедиться, что она не превышает предельных значений для смолы или компонентов.
Электротехнические испытания
После герметизации необходимо убедиться в целостности и непрерывности изоляции.
Для критически важных модулей проведите испытания на диэлектрическую прочность и ток утечки.
Стратегия замены
Будьте готовы к замене модулей, а не к их ремонту; модули в герметичной оболочке, как правило, не подлежат ремонту.
Типичные области применения
Малые реле, клеммные колодки, трансформаторы и электронные датчики во взрывоопасных зонах.
Модули в шкафах управления, особенно когда необходимо безопасно использовать компоненты, не имеющие взрывозащищенного класса
Схемы мониторинга литиевых батарей, модули обработки сигналов и коммуникационные интерфейсы
В компании Weimiao наша команда предоставляет решения для инкапсуляции Ex m, которые:
Выбирайте высококачественную смолу и процессы отверждения для обеспечения термической и механической стабильности.
Обеспечение соответствия стандарту IEC 60079-18 и мировым стандартам.
Интеграция герметизированных модулей в гибридные взрывозащищенные панели, сочетающие в себе Ex d, Ex i и Ex p.
Оптимизация теплоотвода и размеров для компактной конструкции корпуса.
Это позволяет клиентам безопасно использовать чувствительные компоненты или компоненты, не имеющие взрывозащищенного класса, в опасных зонах без ущерба для соответствия нормативным требованиям или безопасности.
Как оценить правильность маркировки EX, указанной клиентом?
При работе со взрывозащищенным оборудованием инженеры должны убедиться в точности и соответствии всех маркировок Ex требованиям. Неправильная маркировка может привести к небезопасным установкам, нарушениям нормативных требований или выходу оборудования из строя в опасных зонах.
Шаг 1: Проверьте каждый сегмент маркировки Ex.
Типичная маркировка Ex может выглядеть следующим образом: Ex db ec ic nC IIC T4 Gc
Для проверки правильности:
Пример: Должен всегда присутствовать; указывает на соответствие стандартам серии IEC 60079.
Типы защиты – Убедитесь, что каждая буква/код соответствует фактическому используемому методу защиты (d, e, i, p, m, nC и т. д.) и указана в алфавитном порядке в соответствии с правилами IEC 60079-0.
Группа оборудования – Правильно укажите, относится ли оборудование к группе I (горнодобывающая промышленность), II (промышленные газы) или III (пыль).
Группа газа/пыли – Должна соответствовать оборудованию и ожидаемой опасности. Например: IIC для водорода/ацетилена; IIIC для проводящей пыли.
Температурный класс – Убедитесь, что максимальная температура поверхности соответствует легковоспламеняющимся веществам в окружающей среде (рейтинги T1–T6 или °C).
Уровень защиты оборудования (EPL) – Убедитесь, что EPL (Ga, Gb, Gc, Da, Db, Dc) соответствует предполагаемой классификации зоны.
Шаг 2: Выявление отсутствующих или несоответствующих деталей.
К распространённым ошибкам относятся:
Отсутствует группа газов: например, указание только «Ex db T4 Gc» без указания IIA/IIB/IIC.
Отсутствие температурного класса: может привести к опасному воздействию на оборудование.
Противоречивые концепции защиты: например, маркировка Ex d и Ex i на одной и той же цепи без надлежащего разделения.
Неправильное обозначение EPL и зоны: EPL Gb (зона 1) используется для зоны 0.
Шаг 3: Проверка соответствия зоне и приложению.
Классификация опасной зоны: Убедитесь, что маркировка соответствует предполагаемой опасной зоне (0/1/2 или 20/21/22).
Проверка компонентов: Убедитесь, что внутренние компоненты и схемы соответствуют указанным типам защиты.
В искробезопасных цепях: вся проводка и устройства должны быть искробезопасными.
Шкафы Ex p: система избыточного давления в рабочем состоянии
Модули Ex m: герметизация выполнена надлежащим образом
Шаг 4: Эталонные стандарты и сертификация
Сравните маркировку с требованиями стандарта IEC 60079:
IEC 60079-0 (Общие требования)
IEC 60079-1 (Взрывозащищенное исполнение)
IEC 60079-7 (Повышенная безопасность)
IEC 60079-11 (Искробезопасность)
IEC 60079-2 (Создание избыточного давления)
IEC 60079-18 (Герметизация)
Убедитесь, что маркировка подтверждена органом по сертификации (например, аккредитованной CNAS лабораторией).
Убедитесь, что маркировка точно соответствует сертификату; любое несоответствие является нарушением требований соответствия.
Шаг 5: Практические советы по проверке
Для каждого этапа оценивания используйте контрольный список.
Сравните с чертежами взрывоопасных зон, чтобы подтвердить соответствие требованиям EPL и зон взрывоопасности.
Проверьте внутреннюю маркировку: каждый компонент Ex i или Ex d должен иметь свой собственный сертификационный знак, если это требуется.
Задокументируйте результаты: приложите фотографии, сертификаты и протоколы проверки для аудита.
Преимущества правильной оценки
Предотвращает небезопасные установки, которые могут привести к пожарам или взрывам.
Обеспечивает соответствие мировым стандартам (IECEx, ATEX, NEC)
Минимизирует риск повреждения оборудования или простоя
Укрепляет доверие клиентов и поддерживает приверженность компании Weimiao принципам безопасности и качества.
Распространенные инженерные ошибки
Даже опытные инженеры могут допускать ошибки при проектировании, выборе или установке взрывозащищенного оборудования. Эти ошибки часто возникают из-за неправильного понимания маркировки, типов защиты или ограничений применения. Выявление таких ошибок на ранней стадии предотвращает риски для безопасности, проблемы с соблюдением нормативных требований и дорогостоящие доработки.
1. Путаница между рейтингом IP и рейтингом Ex.
IP (степень защиты от проникновения): указывает на защиту от пыли и проникновения воды. Например, IP65 означает «пыленепроницаемый и защищенный от струй воды».
Ex (взрывозащищенный): указывает на защиту от воспламенения в опасных средах (газ/пыль) с помощью специальных методов защиты (d, e, i, p, m).
Ошибка: предположение, что высокий класс защиты IP автоматически означает безопасность оборудования для взрывоопасных зон.
Решение: Всегда проверяйте как степень защиты IP, так и взрывозащиту. Маркировка Ex определяет пригодность для использования в опасных зонах; степень защиты IP обеспечивает защиту окружающей среды, но не гарантирует взрывобезопасность.
2. Путаница между температурным классом (T-классом) и температурой окружающей среды.
Класс T (T1–T6): Максимальная температура поверхности, которую может достичь оборудование без воспламенения окружающих газов или пыли.
Температура окружающей среды: температура окружающей среды, при которой работает оборудование.
Ошибка: Выбор оборудования с классом защиты T6 из-за высокой температуры окружающей среды без проверки того, выделяют ли внутренние компоненты тепло, которое может превысить пределы класса T.
Решение: Учитывайте как пределы класса T, так и фактическое повышение температуры устройства. Например, для класса T6 (максимум 85°C) требуется тщательная разработка внутренних цепей, чтобы гарантировать, что температура поверхности не превысит 85°C.
3. Забывание маркировки пыли
Для обозначения опасности, связанной с пылью, требуется отдельная маркировка (Ex t / IIIC / Txx°C), отличная от маркировки опасности, связанной с газом.
Для проводящей пыли (IIIC) или горючей пыли (IIIA, IIIB) действуют разные требования к защите.
Ошибка: Установка оборудования, предназначенного только для газовых зон (Ex d / Ex e), в зонах с горючей пылью.
Решение: Проверьте как газовые, так и пылевые зоны. При необходимости используйте комбинированную маркировку (например, Ex tb ib mb IIIC T130°C Db) и подтвердите EPL для пыли (Da/Db/Dc).
4. Использование газового оборудования с более низким номинальным давлением в зонах повышенного риска.
Группы газов: IIA < IIB < IIC (IIC = наивысший риск, например, водород, ацетилен).
Ошибка: Установка оборудования класса IIB в опасной зоне класса IIC.
Последствия: Оборудование может воспламенить газ, что приведет к взрыву.
Решение: Всегда выбирайте оборудование, рассчитанное на самую высокую концентрацию газов в зоне. Проверяйте маркировку и сертификацию.
5. Неправильное сочетание типов защиты.
Гибридная защита широко распространена (например, Ex db + Ex i + Ex p в одном шкафу).
Ошибка: Объединение типов защиты без надлежащего разделения или проверки конструкции.
Решение: Убедитесь, что каждый метод защиты правильно применяется к конкретной цепи или модулю. Например:
Силовые цепи → Ex d (взрывозащищенный)
Сигнальные цепи → Ex i (искробезопасное)
Невзрывобезопасное оборудование внутри → Ex p (герметичный корпус)
6. Пренебрежение проверкой зоны и проверкой эффективности Премьер-лиги
Уровень защиты оборудования (EPL) должен соответствовать предполагаемой зоне:
Ga → Зона 0
Gb → Зона 1
Gc → Зона 2
Ошибка: Использование оборудования с рейтингом Gb в зоне 0 или Gc в зоне 1.
Решение: Всегда сверяйте EPL с чертежом и классификацией опасной зоны.
7. Игнорирование требований к техническому обслуживанию и осмотру.
Даже оборудование с соответствующими характеристиками может выйти из строя, если его не обслуживать должным образом.
Распространенные ошибки: коррозия соединений Ex d, ненадежные соединения в коробках Ex e, старение смолы в модулях Ex m.
Решение: Установить график плановых проверок и профилактического технического обслуживания, документируя соответствие стандартам IEC 60079.
✅ Краткое описание: Большинство инженерных ошибок возникает из-за неправильной интерпретации маркировки Ex, групп газов/пыли, класса T и EPL, а также из-за несоблюдения правил гибридной защиты. В компании Weimiao наши инженеры тщательно проверяют всю маркировку Ex, распределение зон и методы защиты, чтобы обеспечить полное соответствие требованиям и безопасную эксплуатацию в опасных зонах.
Комментарии