Подбор взрывозащищённого нагревателя: зона, температурный класс, материал

При закупке взрывозащищённых нагревателей чаще всего возникает одна и та же проблема: заказчик говорит только «нужно взрывозащищённое исполнение». Между тем видов защиты много, и какой из них подходит, зависит от того, что именно за горючее вещество присутствует, как долго оно может находиться в зоне и какова максимальная температура поверхности оборудования.

Сначала определяем зону

Зона 0 — это место, где горючий газ присутствует постоянно, зона 1 — где он может кратковременно появиться при нормальной работе, зона 2 — где он возможен только при аварии. Нагреватели в зоне 0 практически не применяют; основные случаи — зоны 1 и 2.

От зоны зависит вид защиты. Для зоны 1 обычно требуются взрывонепроницаемая оболочка Exd или повышенная безопасность Exe; в зоне 2 допустимы Exd, Exe и в ряде случаев Exn (неискрящее оборудование). В отечественных проектах дополнительно проверяют пылевые атмосферы: для пыли действует система ExtD, то есть отдельный набор стандартов, не совпадающий с газовыми.

Группа газа и температурный класс

Разница между IIB и IIC заключается в представительном испытательном газе: для IIB это этилен, для IIC — водород и ацетилен. IIC строже и перекрывает IIB: оборудование с маркировкой IIC можно применять в среде IIB, но не наоборот.

Температурные классы T1–T6 соответствуют максимальным температурам поверхности от 450 °C до 85 °C. Это пункт, который чаще всего упускают: нагреватель с температурой среды 200 °C, у которого поверхность элемента достигает 300 °C, небезопасен в среде класса T4 (135 °C) — нужно выбирать класс T2 или выше либо снижать поверхностную нагрузку.

Метод прост: находят температуру самовоспламенения горючего газа на площадке. Бензол воспламеняется примерно при 555 °C (T1), диэтиловый эфир — примерно при 170 °C (T4). Температурный класс оборудования должен быть ниже этого значения.

Три конструктивных требования

Отдельная клеммная камера: нагревательный элемент и клеммы должны находиться в разных камерах, разделённых взрывонепроницаемым стыком или уплотнённой втулкой. Протечка со стороны среды не должна напрямую попадать в клеммную камеру.

Длина холодного конца: расстояние от плоскости фланца до зоны нагрева должно быть достаточным, чтобы область прокладки оставалась ниже допустимой для неё температуры. При высоких температурах это обычно 100 мм и более.

Заземление и выравнивание потенциалов: взрывозащищённое оборудование требует надёжного заземления — металлический корпус, клеммная камера и кронштейн подключены к одной шине, сопротивление заземления ниже 4 Ом.

Материал — вопрос не только коррозии

Серосодержащие среды разрушают нихромовую проволоку, хлорсодержащие вызывают коррозионное растрескивание стали 304 — это общеизвестно. Легко упустить водород: он вызывает водородное охрупчивание металлов, и обычная нержавеющая сталь со временем теряет прочность, поэтому требуются специальные марки.

Кроме того, взрывонепроницаемые стыки клеммной камеры нельзя окрашивать и царапать, а при монтаже и обслуживании необходимо наносить антикоррозионную смазку. На площадке об этом часто забывают, и защита перестаёт работать.

Документация должна быть полной

С исправным взрывозащищённым нагревателем поставляют сертификат соответствия, данные таблички, совпадающие с сертификатом, схему подключения и инструкцию по обслуживанию взрывонепроницаемых стыков. Модель, температурный класс и допустимая зона в сертификате должны соответствовать реальным условиям эксплуатации — не стоит принимать оборудование только потому, что на нём стоит маркировка Exd.

Внесите эти требования в техническое соглашение при закупке: это намного полезнее, чем спорить после поставки.