危険区域の分類: ゾーン、部門、および機器の選択

ゆっくりとしたシール漏れがあるコンプレッサー室、溶剤蒸気が放出される塗装ブース、粉塵雲が形成される穀物エレベーターなど、各スペースには可燃性雰囲気が発生する可能性が異なります。危険場所の分類により、これらの違いが設置ルールに変わります。標準装備が許容できるかどうか、防爆ハウジングが必要かどうか、および適用される温度制限が決定されます。ヒーター、コントロールパネル、またはヒートトレースを選択する前に、分類を完了してください。

危険区域の分類が実際に決定するもの

分類は単に部屋を危険と分類するものではありません。これは、可燃性物質、可燃性濃度の可能性、およびその物質の発火特性を定義します。これらの入力に基づいて、エンジニアはクラス、部門、またはゾーンを割り当て、正しい保護コンセプトと温度定格を持つ機器を選択します。

実際の効果は、承認された機器のリストが狭くなるということです。標準端子箱を備えた汎用ヒーターは、機密扱いでないユーティリティエリアでは安全かもしれませんが、ディビジョン 1 またはゾーン 1 の雰囲気が可能な場所には設置できません。同じことが、制御キャビネット、接続箱、センサー、ドライブにも当てはまります。エリアに耐圧防爆設備が必要な場合は、火花や高温の表面を生成する可能性のあるすべてのコンポーネントがその要件を満たしている必要があります。

3 つの入力: 素材、リリース、換気

最初の入力はマテリアルです。水素は、重溶媒の蒸気や金属粉塵とは異なる挙動をします。水素は可燃範囲が広く、発火エネルギーが低いため、ガスグループ IIC に分類されることが多く、筐体の接合部やケーブルの挿入口に注意が必要です。プロパンと天然ガスは通常、グループ D または IIA に分類されます。アルミニウムの粉末または小麦粉には、粉塵の侵入を防ぎ、表面温度を制御するクラス II またはゾーン 20/21/22 処理が必要です。

2 番目の入力はリリース周波数です。オープンプロセス容器などの継続的な放出は、メンテナンス中にのみ発生する放出よりも厳しい分類を作成します。 3つ目は換気です。換気の良い屋外スキッドは蒸気を素早く分散させる可能性がありますが、ピットや密閉された部屋では空気より重いガスが閉じ込められ、機密ゾーンが拡張される可能性があります。

これらの入力は、エリア分類図に文書化されます。ゾーンの境界を示し、ガス グループ、温度クラス、および特別な条件を示します。図面が不足していたり​​古い場合、機器の選択は推測になってしまいます。

クラス/ディビジョンおよびゾーン システム: 実際の比較

北米のプロジェクトでは、NEC または CEC のクラス/部門が使用されることが多く、IEC ベースのプロジェクトではゾーンが使用されます。これらのシステムは同様の危険性を説明していますが、同一ではありません。以下の表は、ガス、蒸気、粉塵の危険性を実際に比較したものです。

分類から機器の選定まで

エリアが分類されると、温度クラスとガスグループから選択が始まります。温度クラス T1 ～ T6 は、最大表面温度を定義します。 T3 では最大 200 ℃ まで許容されますが、T6 では 85 ℃ までに制限されます。このクラスは、ガスや粉塵の自然発火温度より安全マージンを持って低くなければなりません。水素領域では T1 または T2 が必要になる場合がありますが、重油領域ではより高いクラスが許可される場合があります。

ガスグループは、炎が筐体の隙間をどれだけ容易に通過できるかを決定します。水素とアセチレンを含むグループ IIC は、最も要求が厳しいものです。グループ IIB はエチレンと多くの溶媒をカバーします。グループ IIA はプロパンとメタンをカバーします。 IIB とマークされた製品は、IIC の認定も受けていない限り、IIC 領域で使用することはできません。

保護方法では、機器の発火を防ぐ方法について説明します。耐圧防爆 Ex d には内部爆発が含まれています。安全性の向上 Ex e により、火花や表面の高温化が軽減されます。本質安全防爆 Ex i は電気エネルギーを制限します。加圧Expは、保護ガス流により可燃性ガスの侵入を防ぎます。それぞれの方式には設置要件が異なり、認証を理解せずに方式を混合すると、認証が無効になる可能性があります。

たとえば、 防爆浸漬ヒーター 地域のガスグループと温度クラスに一致する必要があります。 6 kW ATEX 認定の浸漬ヒーターはゾーン 1 溶媒タンクに適していますが、その認定が IIC と正しい温度クラスをカバーしていない限り、水素エリアに設置することはできません。

ATEX 認定 380V 6KW 工業用防爆浸漬ヒーター Exd/Exe IIC Gb、T1-T6、IP66 を備えた危険区域用のフランジ付き浸漬ヒーター。ガスグループ、温度クラス、設置のニーズを確認します。 製品を見る→

制御キャビネットは、調達上の問題を引き起こすコンポーネントであることがよくあります。コンタクタと端子を備えた標準的な産業用キャビネットは、機密扱いの領域では使用できません。耐圧防爆構造またはパージ加圧構造を使用する必要があり、ケーブル挿入口も同じ保護コンセプトで認定されている必要があります。耐圧防爆制御キャビネットはこの目的のために設計されていますが、購入者はガスグループ、温度クラス、および IP 定格を分類図と照らし合わせて確認する必要があります。

産業用電気ヒーターシステム用耐圧防爆制御盤 危険エリアに端子、スイッチ、押しボタンを収納します。鋳造アルミニウムまたはスチール製のエンクロージャは、プロセス耐炎ヒーターのアークを封じ込めるのに役立ちます。 製品を見る→

危険区域におけるヒートトレースおよび制御キャビネット

ヒート トレースは、分類がコストに影響を与えるもう 1 つの分野です。自己調整式加熱ケーブルは危険な場所での使用が承認されている場合がありますが、制御キャビネット、接続箱、および終端処理も正しい認証を取得している必要があります。ゾーン1エリアでは標準サーモスタット、端子箱は使用できません。回路は、ケーブル表面が周囲のガスや塵の自然発火温度を超えないよう、適切な防爆保護と温度クラスで設計する必要があります。

危険場所用途向けヒートトレース制御キャビネット 1 ～ 72 回路の温度制御、検出、電源管理を統合し、分類された環境での凍結防止とプロセス温度の維持をサポートします。 製品を見る→

屋外または海上に設置する場合、キャビネットには高い IP 定格と耐腐食性のエンクロージャも必要になる場合があります。制御装置を危険区域内に設置する必要がある場合、キャビネット、グランド、および内部構造が認定パッケージの一部になります。

よくある間違いと購入のリスク

よくある間違いの 1 つは、IP65 または NEMA 4 を防爆と同等のものとして扱うことです。 IP 等級は、発火に対する保護ではなく、塵や水に対する侵入に対する保護を表します。ステンレス鋼の IP65 エンクロージャは、承認された保護コンセプトで認定されていない限り、ディビジョン 1 またはゾーン 1 エリアでは依然として受け入れられません。

もう一つの間違いは、ワット数と電圧だけでヒーターを選択することです。このプロセスには 45 kW が必要になる場合がありますが、危険領域では特定のフランジ定格、シース材質、および T3 温度クラスが必要になる場合があります。ヒーターが小さすぎたり大きすぎたりすると、銘板に製品が認定されていると記載されている場合でも、表面温度が定格を超える可能性があります。関連するリスクは、ガス グループを無視することです。 IIA で認定されたヒーターは、たとえ寸法や定格電力が同一に見えても、IIC アプリケーションの代わりに使用することはできません。

改修費用も過小評価されています。非認定の制御キャビネットを設置後に交換すると、新しいケーブル挿入口、配線、サポートが必要になり、シャットダウンが必要になる場合があります。プロセスが変更された場合、新しい溶媒が導入された場合、または換気が減少した場合、分類自体が間違っている可能性があります。機器を注文する前に図面を確認してください。

ヒーターのサプライヤーに説明する方法

危険エリア用暖房装置の見積もりを依頼する場合は、分類図、ゾーンまたは区分、ガスグループ、温度クラス、周囲温度範囲、電源、加熱対象媒体、および制御要件をサプライヤーに提供してください。ヒーターがタンク、ダクト、プロセスラインのいずれに設置されるか、また制御キャビネットが危険区域の内側にあるか外側にあるかを明記してください。 ATEX および IECEx プロジェクトに取り組むサプライヤーは、注文する前に不足している情報を特定できます。

製品が防爆であるという声明だけでなく、認証文書も求めてください。サプライヤーの 認定と栄誉 認証番号と承認範囲を照合する必要があります。証明書は、分類に必要なガス グループ、温度クラス、および保護概念をカバーする必要があります。証明書が IIB をカバーしているが、その領域で IIC が必要な場合、たとえ販売資料に防爆という言葉が使われていたとしても、その製品は適切ではありません。

最後に、機器の供給者は所有者の分類責任を置き換えることはできません。サプライヤーは、指定された認証に従ってヒーターまたは制御キャビネットを構築できますが、分類はプロセスの知識、材料特性、換気条件に基づいている必要があります。分類を調達チェックボックスではなく、設計入力として扱います。

危険区域の分類は、プロセスの安全性と電気調達を結び付けます。早期に完了し、明確に文書化することで、手戻りを防ぎ、監査結果を減らし、ヒーター、制御キャビネット、およびヒートトレースを認定制限内に維持する機器の仕様を定義します。スキップされたり、形式的なものとして扱われたりすると、多くの場合、費用のかかる改造や、検査や事故で明らかになるまで目に見えない安全ギャップが発生することになります。