Взрывозащита электрооборудования во взрывоопасных газовых средах. Ознакомительное пособие

«Правила разработки критериев отнесения объектов всех форм собственности к потенциально опасным объектам», утвержденные постановлением Правительства Российской Федерации от 14 августа 2020 года, № 1226, относят к потенциально опасным те объекты, аварии на которых могут стать источником возникновения чрезвычайной ситуации федерального, регионального, локального характера.

Потенциально взрывоопасные объекты – это предприятия, на которых производятся, хранятся, транспортируются взрывоопасные продукты или продукты, приобретающие при определенных условиях способность к возгоранию или взрыву.

Поэтому к потенциально взрывоопасным объектам относятся предприятия химической, газовой, нефтеперерабатывающей, лакокрасочной промышленности, предприятия, использующие газо- и нефтепродукты в качестве сырья или энергоносителей, все виды транспорта, перевозящие взрывоопасные вещества, топливозаправочные станции, газопроводы.

Из сказанного следует, что потенциально взрывоопасная среда – это среда, которая может стать взрывоопасной под воздействием местных условий (например, места, где начали храниться и/или транспортироваться взрывоопасные продукты) или условий эксплуатации (места, где производятся продукты, приобретающие при определенных условиях способность к возгоранию или взрыву).

Все взрывоопасные среды подразделяются на три группы.

Группа I охватывает подземные выработки шахт и рудников, опасных по природному газу (метану) и/или горючей (угольной) пыли.

К группе III относятся среды, опасные по воспламенению горючей пыли (кроме подземных выработок шахт и рудников и их наземных строений).

Группа II распространяется на взрывоопасные газовые среды. Данная работа ориентирована на рассмотрение только взрывоопасных газовых сред.

Группа II разделяется на подгруппы IIA, IIB и IIC в соответствии с видом присутствующей взрывоопасной газовой смеси:

– подгруппа IIA – типовым газом является пропан;

– подгруппа IIB – типовым газом является этилен;

– подгруппа IIC – типовым газом является водород.

Взрывоопасные газовые смеси с концентрациями приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1

Взрывоопасная зона – это часть замкнутого или открытого пространства, в котором присутствует взрывоопасная среда в объеме, требующем специальных мер защиты при конструировании, изготовлении, монтаже и эксплуатации оборудования.

Взрывоопасные зоны подразделяются на классы в зависимости от частоты и длительности присутствия в них взрывоопасной газовой среды.

Зона класса 0 – это зона, в которой взрывоопасная газовая среда присутствует постоянно (в течение длительных периодов времени) или часто.

Зона класса 1 – это зона, в которой существует вероятность периодического или случайного присутствия взрывоопасной газовой среды в нормальных условиях эксплуатации.

Зона класса 2 – это зона, в которой вероятность образования взрывоопасной газовой среды в нормальных условиях эксплуатации маловероятна, а если она возникает, то существует непродолжительное время.

Частоту возникновения и длительность присутствия взрывоопасной газовой среды допускается определять по правилам (нормам) для соответствующих отраслей промышленности или информацией с мест использования оборудования.

Поэтому допустимо принять, что для каких-то мест использования оборудования в зоне класса 0 вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси равна 100 %; в зоне класса 1вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси равна 50 %; в зоне класса 2 вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси не превышает 25 %.

Если сказанное выразить в понятиях Теории Вероятности (элементы Теории Вероятности приведены в Приложении А), то получится:

для зоны класса 0:

Р

= 1,

для зоны класса 1:

Р

= 0,5,

для зоны класса 2:

Р

? 0,25,

где Р – вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси (для конкретной зоны).

Методы категорирования зон изложены в стандарте ГОСТ IEC 60079–10–1–2013 «Взрывоопасные среды. Часть 10–1. Классификация зон. Взрывоопасные газовые среды».

1.4. Потенциальные источники воспламенения взрывоопасных газовых сред

Ниже систематизированы основные потенциальные источники воспламенения взрывоопасных газовых сред:

1) нагретые поверхности – способность нагретой поверхности вызывать воспламенение, зависит от типа и концентрации конкретного горючего вещества в смеси с воздухом. Для воспламенения от нагретых тел с выпуклыми, а не вогнутыми поверхностями, необходима более высокая температура поверхности;

2) пламя, горячие газы и горячие частицы;

3) искры, образованные механическим путем – трение между черными металлами и между определенными видами керамики может образовать зоны высокой температуры и искры, аналогичные искрению при дроблении или шлифовке. Они могут вызвать воспламенение взрывоопасных сред. Соударения при наличии ржавчины и легких металлов (например алюминия и магния) и их сплавов могут инициировать термитную реакцию, которая может вызвать воспламенение взрывоопасных сред. Легкие металлы титан и цирконий также могут образовывать воспламеняющие искры при соударении или трении с любым достаточно твердым материалом, даже при отсутствии ржавчины;

4) электрические искры – могут быть вызваны, например:

a) замыканием и размыканием электрических цепей,

б) ослабленными контактами,

в) блуждающими токами;

5) статическое электричество – разряд заряженных, изолированных частей, выполненных из электропроводящих материалов, может привести к появлению воспламеняющих искр. Когда электрически заряженные части выполнены из непроводящих материалов, таких как пластмассы, возможны кистевые разряды и, в особых случаях, в процессах быстрого разъединения (например, ленты, движущиеся по роликам, ремни приводов) или комбинациях электропроводящих и неэлектропроводящих материалов возможно возникновение распространяющихся кистевых разрядов;

6) удары молнии;

7) электромагнитные волны – излучают все системы, которые генерируют и используют электрическую энергию радиочастотного диапазона, например радиопередатчики, промышленные или медицинские генераторы радиочастот, используемые для обогрева, сушки, затвердевания, сварки и резки. Но взрывоопасными являются электромагнитные волны радиочастотного диапазона от 10

до 3·10

Гц;

8) ионизирующее излучение – генерируется, например, рентгеновскими трубками и радиоактивными веществами. Сам источник радиоактивного излучения может нагреваться вследствие внутреннего поглощения лучевой энергии до такой степени, что минимальная температура воспламенения окружающей взрывоопасной среды будет превышена;

9) ультразвуковые волны – значительная доля энергии ультразвуковых волн поглощается твердыми или жидкими веществами. В результате вещество, подвергнутое их воздействию, нагревается настолько, что может произойти воспламенение взрывоопасной среды;

10) адиабатическое сжатие и ударные волны – при них могут иметь место такие высокие температуры, что взрывоопасные среды могут быть воспламенены. Повышение температуры зависит, главным образом, от степени сжатия, а не от перепада давления.