Silniki standardowe a silniki przeciwwybuchowe: wymagania techniczne do sprawdzenia w obszarach niebezpiecznych

W rosyjskim zakładzie petrochemicznym silnik wysokiego napięcia o mocy 315 kW przeszedł test obciążenia, ale został odrzucony podczas rozruchu, ponieważ jego oznaczenie Ex nie zgadzało się z certyfikatem dołączonym do dokumentów przewozowych. Wymiana i opóźnienie projektu kosztują ponad 30 procent początkowej ceny silnika. Porównując silniki standardowe i silniki w wykonaniu przeciwwybuchowym do zastosowań w środowiskach niebezpiecznych, prawdziwa specyfikacja zaczyna się od sprawdzenia wymagań technicznych, które nie mają nic wspólnego z kilowatami ani prędkością znamionową.

Co definiuje obszar niebezpieczny?

Obszar niebezpieczny to dowolne miejsce, w którym łatwopalny gaz, para, mgła lub palny pył może stworzyć atmosferę wybuchową i jest klasyfikowany według strefy, a nie mocy znamionowej silnika.

Ramy klasyfikacji pochodzą z norm IEC 60079 i GOST R IEC 60079, które stosują tę samą logikę strefową w większości projektów przemysłowych w Rosji i na rynku EAC. Strefy gazowe i parowe są podzielone na Strefę 0, Strefę 1 i Strefę 2. Strefy pyłowe są podzielone na Strefę 20, Strefę 21 i Strefę 22. Strefa określa minimalny poziom ochrony sprzętu, który z kolei określa typ obudowy, jaki musi wytrzymać silnik.

W praktyce inżynier zakładowy nie zadaje pytania, czy silnik jest przeciwwybuchowy. Pytają, dla jakiej strefy jest certyfikowany, jaki gaz lub pył występuje i jaką klasę temperaturową potwierdza certyfikat. Pytania te kształtują specyfikację techniczną zamówienia.

• Strefy sklasyfikowane są definiowane przez inżyniera procesu klienta, a nie przez dostawcę silnika.
• Oznaczenie Ex silnika musi odpowiadać klasyfikacji strefy określonej w dokumentacji projektowej.
• Normy IEC i GOST mają tę samą logikę strefy, ale format certyfikatu jest inny.

Wymagania techniczne silnika przeciwwybuchowego do sprawdzenia

O tym, czy silnik wysokonapięciowy nadaje się do pracy w środowisku niebezpiecznym, decydują cztery wymagania techniczne: rodzaj ochrony obudowy, klasa temperaturowa, zgodność certyfikatu i konfiguracja chłodzenia.

Najpierw sprawdź rodzaj ochrony obudowy. Silnik ognioszczelny Ex d jest w stanie wytrzymać wewnętrzną eksplozję, która nie pozwala na rozprzestrzenianie się płomienia na zewnątrz. Silnik o podwyższonym bezpieczeństwie Ex e zapobiega tworzeniu się łuków, iskier i gorących powierzchni podczas pracy. Obudowy Ex d są ciężkie i zazwyczaj mają obrobione ścieżki płomienia, natomiast obudowy Ex e opierają się na zwiększonych marginesach izolacji i mniejszych tolerancjach silnika.

Spójność certyfikatu

Po drugie, sprawdź certyfikat Ex. Oznaczenie na tabliczce znamionowej musi dokładnie odpowiadać numerowi certyfikatu. W przypadku silników dostarczanych na rynek rosyjski lub EAC certyfikat jest zgodny z TR CU 012/2011 i odnosi się do serii silnika, a nie do pojedynczej jednostki. Certyfikat na podobną obudowę ale inny układ chłodzenia nie jest akceptowany.

Wysokonapięciowy silnik asynchroniczny w wykonaniu przeciwwybuchowym GOST z chłodzeniem IP54 i IC511/IC516 Silnik ten spełnia standardy GOST dla obszarów niebezpiecznych, posiada stopień ochrony IP54 i podwójny system chłodzenia. Weryfikacja certyfikatu jest kluczowa, jak pokazano w dyskusji na temat certyfikatów Ex i klas temperaturowych dla bezpiecznego wyboru. Zobacz produkt →

Klasa temperaturowa

Po trzecie, sprawdź klasę temperaturową. T1 pozwala na maksymalną temperaturę powierzchni 450°C, a T6 odcina przy 85°C. Przypisana klasa musi być niższa od temperatury zapłonu substancji w środowisku. Silnik T3 o temperaturze znamionowej 200°C może być akceptowalny w przypadku gazu zapalającego się w temperaturze powyżej 200°C, ale nie jest akceptowalny w przypadku gazu zapalającego się w temperaturze 150°C.

Chłodzenie i stopień ochrony IP

Po czwarte, sprawdź konfigurację chłodzenia. Silniki przeciwwybuchowe dla Strefy 1 i Strefy 2 zazwyczaj korzystają z chłodzenia IC511 lub IC516, gdzie czynnik chłodzący jest oddzielony od wewnętrznego obwodu silnika. IP54 to minimalny stopień ochrony dla zakurzonych i wilgotnych obszarów niebezpiecznych. Chłodzenie z obiegiem otwartym IC01 lub IC06, powszechne w silnikach standardowych, może spowodować przedostanie się powietrza zewnętrznego i zanieczyszczeń do obudowy i nie jest dozwolone w przypadku silników Ex d.

Silniki standardowe a silniki przeciwwybuchowe: obok siebie

Silniki standardowe i silniki w wykonaniu przeciwwybuchowym różnią się konstrukcją obudowy, architekturą chłodzenia i ilością dokumentów dowodowych, które kupujący musi sprawdzić.

W przypadku standardowego silnika klatkowego wysokiego napięcia obudowa została zaprojektowana tak, aby chronić przed kurzem, wilgocią i uderzeniami mechanicznymi. W przypadku silnika przeciwwybuchowego obudowa stanowi jednocześnie barierę ochronną. Grubość ścianki jest większa, elementy mocujące mocniejsze, dławiki wejściowe kabli są uszczelnione, a wirnik ma węższe tolerancje mechaniczne.

Lista kontrolna weryfikacji zamówień

Ustrukturyzowana procedura weryfikacji zajmuje około dwóch godzin i może zapobiec nieudanemu audytowi, który kosztuje miesiące. Przed podpisaniem zamówienia skorzystaj z poniższej sześcioetapowej listy kontrolnej.

1. Potwierdź klasyfikację strefy z inżynierem bezpieczeństwa budowy. Uzyskaj oficjalny rysunek strefy, a nie słowny opis.
2. Dopasuj klasę temperaturową do temperatury zapłonu substancji. Zanotować temperaturę zapłonu gazu lub pyłu z karty charakterystyki.
3. Poproś o certyfikat Ex i porównać z oznaczeniem na tabliczce znamionowej. Numer certyfikatu, oznaczenie Ex i seria silnika muszą być zgodne.
4. Sprawdź układ chłodzenia oddziela powietrze zewnętrzne od wnętrza obudowy. IC511 i IC516 są powszechnie akceptowane dla silników Ex d; IC01 nie.
5. Potwierdź jednostkę certyfikującą i datę ważności certyfikatu. Certyfikat, który utracił ważność, nie jest ważny do uruchomienia.
6. Sprawdź plan napraw i części zamiennych z producentem. Części zamienne muszą mieć tę samą klasę Ex.

W przypadku wielkogabarytowych silników przemysłowych obowiązuje ta sama logika weryfikacji, a objętość dokumentacji rośnie wraz z rozmiarem ramy, jak wyjaśniono w naszym wielkoskalowy przewodnik po wyborze silników przemysłowych .

Wysokonapięciowy silnik klatkowy GOST z chłodzeniem IP54 i IC511 W przypadku dużych silników przemysłowych urządzenie to stosuje tę samą logikę weryfikacji. Oferuje solidną konstrukcję IP54 i chłodzenie IC511, odpowiednie dla stref innych niż niebezpieczne, gdy granice stref zostaną potwierdzone przez inżyniera bezpieczeństwa. Zobacz produkt →

Kiedy silnik standardowy jest lepszym wyborem

Jeżeli obszar procesowy znajduje się poza sklasyfikowanymi strefami, bezpieczniejszym i ekonomicznym wyborem jest standardowy silnik wysokiego napięcia, ale dopiero po potwierdzeniu granic stref przez upoważnionego inżyniera ds. bezpieczeństwa.

Nawet poza strefami sklasyfikowanymi silniki są narażone na kurz, wibracje i wahania temperatury. Dla tych warunków przewodnik doboru silników do ciężkich zastosowań zapewnia praktyczne ramy decyzyjne.

Różnica pomiędzy silnikiem standardowym a silnikiem w wykonaniu przeciwwybuchowym nie jest sloganem marketingowym. Jest to mierzalna różnica w masie obudowy, wewnętrznej separacji chłodzenia, granicach temperatur i identyfikowalności certyfikatów. Zakup od dostawcy, który może wystawić odpowiedni certyfikat Ex, z odpowiednią serią i systemem chłodzenia, to najszybszy sposób na uniknięcie nieudanego audytu podczas uruchomienia.

Często zadawane pytania dotyczące doboru silników do stref niebezpiecznych