Een korte introductie in gevaarlijke gebieden

GEVAARLIJKE GEBIEDZONES, DEFINITIES & EXPLOSIEBEVEILIGING

Dit artikel biedt een uitgebreid overzicht van het ontwerp en het gebruik van apparatuur die bedoeld is voor gebruik in gebieden die potentieel een explosieve atmosfeer kunnen bevatten, veroorzaakt door gassen, dampen en brandbare stof of vezels. Deze gebieden staan ​​algemeen bekend als gevaarlijke zones.

Een "gevaarlijk gebied" wordt gekarakteriseerd als een locatie waar de atmosfeer brandbare of explosieve gassen, stof of dampen in aanzienlijke hoeveelheden bevat of kan bevatten.

GEVAARLIJKE GEBIEDEN

Om installaties te beschermen tegen mogelijke explosies is het noodzakelijk een methodologie te gebruiken voor het analyseren en classificeren van gebieden die gevaarlijk kunnen zijn. Het primaire doel van dit proces is het garanderen van de juiste keuze en juiste installatie van apparatuur, met als uiteindelijk doel explosies te voorkomen en de veiligheid van personen te garanderen.

Explosieve zone en beschrijving van gevaarlijke gebieden

Explosieveilige elektrische apparatuur is geclassificeerd en van toepassing op explosieve gebieden op basis van hun constructie, zoals weergegeven in de onderstaande tabel

Naam & Code	Definitie en kenmerken	Diagram	Geschikte gebieden
druk- resistent explosieveilig （d）	(1) De behuizing is uitgerust met elektrische componenten zoals NFB, MS, enz., die tijdens normaal gebruik vonken kunnen genereren. (2) Als er gevaarlijke gassen ontsnappen en mogelijk een explosie veroorzaken, moet de behuizing in staat zijn de explosiedruk te weerstaan ​​en te voorkomen dat er vlam lekt uit de verbinding, waardoor explosies van externe gevaarlijke gassen kunnen ontstaan.		ZONE 1 ZONE 2
veiligheid verbeterd explosieveilig （e）	(1) De behuizing is uitsluitend ontworpen voor luchtdichtheid en heeft geen drukweerstandsvermogen. (2) Het interieur biedt uitsluitend plaats aan componenten die geen vonken of overmatige hitte genereren tijdens normaal gebruik, zoals Eexe-terminals en Eexd-modules (drukvaste explosie- proefmodules). De drukbestendige explosieveilige elektrische componenten geproduceerd via Eex-d moulding zijn nieuwe producten die absoluut vrij zijn van vonken en overmatige hitte, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in diverse schakelkasten.		ZONE 1 ZONE 2 Als er elektrische componenten zijn die vonken of overmatige hitte kunnen genereren, kunnen deze alleen in ZONE 2 worden gebruikt.
intern druk explosie- bewijs （p）	De behuizing is een typische verdeelkast, maar volledig afgedicht. De interne druk genereert een iets hogere druk dan de atmosferische druk om het binnendringen van gevaarlijke gassen van buitenaf te voorkomen. De convectie van de opblaaspijpleiding helpt de interne warmte af te voeren. Het wordt vaak gebruikt in grote apparatuur of hele controlekamers		ZONE 1 ZONE 2
inherent veilig explosieveilig （i）	(1) Ontworpen voor elektronische circuits of energiezuinige elektrische apparaten om het optreden van gasexplosies rond instrumenten en circuits te voorkomen, ongeacht normale of abnormale werking. (2) De circuituitgangen of -ingangen van de intrinsieke explosieveilige elektrische componenten zijn ontworpen om te worden geregeld onder het energieniveau dat waterstofgasontsteking en -explosie kan veroorzaken.		ZONE 0（ia） ZONE 1（ia,ib） ZONE 2（ia,ib）
in olie ondergedompelde explosie bewijs （o）	(1) De elektrische componenten in de behuizing zijn transformatoren en er wordt isolatieolie met een hoog vlampunt gebruikt voor isolatie om een ​​explosieveilig effect te bereiken. (2) Dit type apparatuur heeft een slechte betrouwbaarheid en wordt tegenwoordig zelden gebruikt.		ZONE 1 ZONE 2
gevuld explosieveilig （q）	(1) Elektronische circuits zoals condensatoren, weerstanden en kleine transformatoren zijn in de behuizing geïnstalleerd en geïsoleerd met fijne zandvulling om een ​​explosieveilig effect te bereiken. (2) Dit type structuur wordt niet afzonderlijk gebruikt, maar wordt voor gebruik in een EExe-behuizing geïnstalleerd.		ZONE 1 ZONE 2
injectie gegoten druk -bestendig explosieveilig （m）	(1) Dit is een methode voor explosiebeveiliging waarbij componenten die vonken of overmatige hitte kunnen genereren, worden ingekapseld met een geheel polyester gietstuk, waardoor wordt gegarandeerd dat het oppervlak van de gehele gegoten behuizing geen vonken of temperatuurstijgingen produceert die de ontsteking van gevaarlijke gassen zouden kunnen veroorzaken . (2) Besturingscomponenten van algemene schakelaars onder 630A worden verwerkt door gieten met behulp van polyestermateriaal volgens de eisen van drukbestendigheid, explosieveilige specificaties en goedgekeurd door EEx-d.		ZONE 1 ZONE 2
speciaal explosieveilig (s)	De speciale explosieveilige structuur verwijst naar speciale elektrische combinaties of besturingsmethoden, die worden verwerkt volgens de bovengenoemde structuren. Ze moeten individueel zijn ontworpen voor de specifieke elektrische apparatuur die geschikt is voor gebruik op de vereiste gevaarlijke locaties en zijn goedgekeurd door een explosieveilige certificeringsinstantie.		ZONE 0 ZONE 1 ZONE 2

Vergelijkingstabel van explosieveilige elektrische constructies, definities en toepasselijke gevaarlijke gebieden

Drukvaste explosieveilige constructie en classificatie

Een veel voorkomende fout die veel mensen maken, is het gebruik van de termen "drukbestendige explosieveilige zone" of "veiligheidsverhoogde explosieveilige zone", wat onjuist is. De juiste terminologie moet worden gebruikt om de classificatie van explosieveilige gebieden te beschrijven als gebouwen met '0 niveau', '1 niveau' of '2 niveaus'. De termen "drukbestendig" en "verhoogde veiligheid" moeten worden gebruikt om de constructie van explosieveilige elektrische apparaten te beschrijven, in plaats van te verwijzen naar specifieke zones. Het is voor iedereen belangrijk om onderscheid te maken tussen deze concepten.

Voor elk van de bovengenoemde explosieveilige constructies gelden specifieke fabricagevoorschriften. Bij drukbestendige explosieveilige apparaten moet aan speciale eisen worden voldaan vanwege de aanwezigheid van elektrische componenten die tijdens normaal bedrijf vonken of overmatige hitte kunnen genereren. Normaal gesproken moet de schaal van deze apparaten een grotere dikte (sterkte) hebben en een druk van minimaal 10 kg/cm² van explosieve gasmengsels zoals H2 weerstaan ​​zonder enige schade te ondervinden na herhaalde tests (algemeen bekend als explosietests). Bovendien zijn de toleranties en diepten van de verbindingen tussen de schaalcomponenten strikt gereguleerd. Normaal gesproken omvat de testprocedure het vullen van de externe omgeving van de granaat met een ontvlambaar gasmengsel, en als de interne vlam van de granaat het externe gas gedurende tien opeenvolgende tests niet doet ontsteken, kan dit worden beschouwd als geslaagd voor de test. Als alternatief kan de naleving van de veiligheidsvoorschriften ook worden bevestigd door het naleven van internationale testnormen. De volgende tabel geeft een voorbeeld op basis van de JIS-criteria (Japanese Industrial Standards), met kleine variaties op de waarden die in Europa en de Verenigde Staten worden gebruikt (die over het algemeen vergelijkbaar zijn).

Explosieniveau	Opruiming m/m	inhoud van de doos	diepte van de speling
1	Boven 0.6	(A) 2000 CM³	Groter dan of gelijk aan 25 m/m
2	0.4 hierboven 0.6 hieronder	(B) 2000-100CM³	Groter dan of gelijk aan 15 m/m
		(C) 100-2CM³	Groter dan of gelijk aan 10 m/m
3	0.4 hieronder	(D) 2CM³Onder	Groter dan of gelijk aan 5 m/m

De weergave van explosieniveaus in de Europese, Amerikaanse en Japanse systemen

Tabel 5 (De codes van de internationale systemen en vergelijking met betrekking tot explosieniveaus) Jap EU VS 1 IIA D 2 IIB C 3 3a 3b 3c 3n IIC B A

Volgens de bovenstaande tabel wordt opgemerkt dat de vertegenwoordiging consistent is tussen Japan en Europa, terwijl de Verenigde Staten een andere benadering volgen. Het vertegenwoordigt echter twee verschillende situaties. Ten eerste, als het explosieniveau wordt weergegeven door de Japanse stijl van 1, 2, 3, of de Europese stijl van IIA, IIB, IIC, of ​​de Amerikaanse stijl van A, B, C, D, dan is de drukbestendige explosie- proof shell moet worden vervaardigd volgens de gegevens in de tabel. Ten tweede vertegenwoordigt het, naast de omstandigheden, ook relatief de gevaarlijke gas(vloeistof)omgevingen die van toepassing zijn op een specifieke groep. In feite vertegenwoordigen de Europese A, B, C en de Amerikaanse A, B, C, D de gevoeligheid van gevaarlijke gassen (vloeistoffen) voor vonkexplosies en het vereiste niveau van drukbestendige explosieveilige constructie. Veelvoorkomende gevaarlijke gassen (vloeistoffen) worden door Europa en de Verenigde Staten afzonderlijk geclassificeerd (zoals weergegeven in Tabel zes). Deze classificatie is gebaseerd op de gevaarlijke aard van vonken (dwz het vlampunt) en het ontstekingspunt van verschillende gevaarlijke gassen (vloeistoffen), waarbij de temperatuur wordt aangegeven waarbij ze zelfs zonder vonken zullen ontbranden. Daarom is het noodzakelijk om de ontstekingstemperatuur van gevaarlijke gassen (vloeistoffen) te specificeren in verhouding tot de oppervlaktetemperatuur van explosieveilige elektrische apparaten (zoals weergegeven in Tabel zeven) om volledige veiligheidsbescherming te bereiken.

Drukvaste explosieveilige constructie en classificatie

Lgnitie Temperatuur tot /l/in graden	NL OF IEC			JIS	NEC		Lgnitie Temper tuur naar /2/in graad
	Groep	Flits Punt graad	Typische gassen of Dampen	ONNALIG- TIE KLAS	Groep	Typische gassen of dampen
540 515 425 460 630 630 555 365 340 505 370 530 215 240 220 595 455 475 210 285 360 220-300 470 405 455 550 490 535 385 415 140 605 425 535 495 180 440 415	II A	-19 GAS 11.1 GAS -11.1 28.9 -4 -21.7 GAS 11 12 32.7 -42.8 GAS 11.7 -32.7 32 17.2 -37.8 GAS	Aceton Athan Athanol Athylacetaat Athylnitriet Ammoniak Kanton Anilin Benzol Butan Butanol Butanon Butylaacetaat Dichlorathie Heptaan Hexaan Heizol Kanton Methan Methanol Methylacetaat Octaan Pentan Pentanol Petroleum-Nafta Petrolum (einschl.Fahtbenzin) Propaan Propanol Propyleen Pyridine Styrol Toluol Viny kant Vinyl lCHLORID Xylool Acetaaldehyd Kohlenmonoxide	1	D	aceton ataan ethanol (ethylalcohol) Ethylacetaat ammoniak benzeen butaan 1-butanol 2-butanol methylethylketon n-butylacetaat ethyleendichloride heptanen hexanen methaan (aardgas) methanol (methylalcohol) octanen pentanen 1-pentanol aardolie nafta benzine propaan 1-propanol 2-propanol propyleen pyridine Styrne tolueen vinyl acetaat Vinylchloride Xylenen	465 515 356 427 651 560 405 365/405 516 425 413 280 225 539 385 220 260 300 288 280-456 450 440/399 460 482 490 480 427 472 530
					C	Aceetaldehyde Koolmonoxide Ethyleen waterstofcyanide cyclopropaan diethyl ether	175 610 490 500 160
	II B	GAS GAS GAS	Athene Cyaanwasserstoff Cyclopropaan Diathyleer Tetrafluorathyl Acrylaldehyde (Acroleiïne) Athylenoxide Butadieen-1,3	2
					B	Acroleïne Ethyleenoxide Butadieen	220 429 420

Lgnitie Temperatuur tot /l/in graden	NL OF IEC			JIS	NEC		Lgnitie Temper tuur naar /2/in graad
	Groep	Flits Punt graad	Typische gassen of Dampen	ONNALIG- TIE KLAS	Groep	Typische gassen of dampen
560 430 560 305 95	IIB	GAS -37.2	Koksofengas Propylenoxid	2	B	vervaardigde gassen (bevat meer dan 30% waterstof (in volume) Propyleenoxide Waterstof	449 400
	II C	GAS GAS -30	Wassersstoff Acetyleen Athylnitraat Schwefelkoh -Lenstoff	3a 3 3c 3b
					A	Acetyleen	305
					Speciaal Waarborgen	Koolstofdisulfide	100
Opmerking	In de bovenstaande tabel zijn er binnen het Japanse JIS-explosieniveau 3 vanwege het hogere niveau minder gevaarlijke gassen (vloeistoffen) die onder dit niveau zijn geclassificeerd. In het bijzonder gassen (vloeistoffen) aangeduid als 3a| 3b en 3c vertegenwoordigen dit niveau rechtstreeks, terwijl de rest die niet gespecificeerd is, wordt weergegeven als 3N.

Vergelijkende uitleg van ontstekingspunten en symbolen in explosieveilige systemen van verschillende landen

Niveau	Temperatuurbereik	Code Jap	Code EU	Code VS
1	450 graden hierboven	G1	T1 of G1	T1 450 graad
2	300-450 graad	G2	T2 of G2	T2	300 graden	T2C	230 graden
				T2A	280 graden	T2D	215 graden
				T2B	260 graden
3	200-300 graad	G3	T3 of G3	T3	200 graden	T3B	165 graden
				T3A	180 graden	T3C	160 graden
4	135-200 graad	G4	T4 of G4	T4	135 graden	T4A	120 graden
5	100-135 graad	G5	T5 of G5	T5 100 graad
6	85-100 graad	G6	T6 of G6	T6 85 graad

Er bestaat een belangrijk concept met betrekking tot de temperatuurwaarden in de temperatuurklasse, dat door het grote publiek vaak verkeerd wordt begrepen. Als in Tabel 7 wordt verwezen naar de voorschriften voor explosieveilige elektrische apparatuur, betekent dit dat de oppervlaktetemperatuur van de elektrische behuizing deze waarde niet mag overschrijden. Het impliceert niet de temperatuurbestendigheid van de elektrische componenten. Bij het selecteren van elektrische apparatuur zal de oppervlaktetemperatuur doorgaans lager zijn dan het ontstekingspunt van het gevaarlijke gas (vloeistof) op die specifieke locatie, met als doel de veiligheid te vergroten.

Gezien de bovenstaande informatie lijkt het erop dat de aanwezigheid van vonken of temperaturen boven het ontstekingspunt van het gevaarlijke gas (vloeistof) niet het enige probleem is. In werkelijkheid zijn er drie factoren die tot verbranding kunnen leiden: 1. Aanwezigheid van ontvlambare of brandbare dampen. 2. Ontstekingsbron (zoals vonken of oppervlaktetemperatuur die het ontstekingspunt van het gevaarlijke gas bereiken). 3. Beschikbaarheid van oxidatiemiddelen (zoals lucht of zuivere zuurstof). Zelfs als er potentiële ontstekingsbronnen zijn in gebieden waar gevaarlijke materialen aanwezig zijn, kunnen er dus geen explosies optreden als de concentratie van de gevaarlijke stof te hoog is of als er onvoldoende oxiderende lucht is. Ook als de concentratie van de gevaarlijke stof te laag is, vormt dit doorgaans geen significant risico. Elk gevaarlijk materiaal heeft verschillende concentratieniveaus en concentraties binnen het gespecificeerde bereik worden als uiterst gevaarlijk beschouwd. Dit betekent dat de drie verbrandingselementen alleen binnen dit bereik kunnen voorkomen, waardoor een beter inzicht ontstaat in bepaalde kenmerken van explosieveilige omgevingen.

In de toekomst is het ook belangrijk om de uitdrukking van explosieveilige symbolen te begrijpen die in Europa, Amerika en Japan worden gebruikt, om de juiste productkeuzes te kunnen maken. (Zoals tabel 8).

	Systeemcode	Eerste nr. Bouwcode	Tweede nr. Explosieniveaucode	Derde nr. Vlampunttemperatuur Niveau	Opmerking
EU	IEC (EEx)	d ,e ,i ,q ,s	IIA,IIB,IIC	T1-T6 G1-G6	Voorbeeld: EExde IIc T6
VS	NEC (NEMA)	KLASSE 1 DIV 1 KLASSE 1 DIV 2	A ,B ,C ,D	T1-T6	Voorbeeld: KLASSE 1 DIV 1 GROEP C@ D
Jap SK CHN	NEC (JIS) (CKS) (CZS)	d ,e ,I ,q ,s	1 ,2 ,3 3a 3b 3c 3n	G1-G6	Voorbeeld d3nG6 d2G4 eG3