Взривобезопасни радарни нивомери: Ръководство за ATEX/IECEx зони 0/1/2

Взривозащитен радарен трансмитер за ниво е радарен измервателен уред, проектиран и сертифициран да измерва нивото безопасно в опасни зони, където могат да присъстват запалими газове, пари или горим прах. Той трябва да бъде проектиран и изпитан според международните стандарти — ATEX в Европа и IECEx в световен мащаб — които класифицират опасността по зони (Zone 0, 1 или 2 за газове; Zone 20, 21 или 22 за прахове), по газова група (IIA, IIB, IIC), по температурен клас (T1–T6) и по концепция за защита, най-често Ex d взривонепроницаема обвивка или Ex ia присъщо безопасна верига. За мениджърите по доставки, процесните инженери, изпълнителите на EPC проекти и инженерите по безопасност на завода, тези маркировки решават повече от цената на уреда: те определят дали трансмитерът е законно инсталируем и физически безопасен на химически резервоар за съхранение, съд под налягане или силоз за цимент и пластмаса.

Зони на опасни зони: Как се определят Zone 0/1/2 и Zone 20/21/22

ATEX и IECEx разделят опасните зони по вероятността за наличие на експлозивна атмосфера — колкото по-често присъства атмосферата, толкова по-строги са изискванията към оборудването.

Газови зони

• Zone 0 — експлозивен газ присъства непрекъснато или за дълги периоди (>1000 часа годишно). Оборудването тук трябва да има рейтинг Zone 0 (Ga) — на практика Ex ia присъщо безопасна верига или Ex m запечатване.
• Zone 1 — експлозивен газ е вероятно да присъства при нормална работа (10–1000 часа годишно). Допускат се както Ex d взривонепроницаем, така и Ex ia.
• Zone 2 — експлозивен газ не е вероятно да присъства при нормална работа, а ако присъства, то само за кратко (<10 часа годишно). Допустимо е оборудване Ex d, Ex ia или неискрящо Ex nA.

Прахови зони

• Zone 20 — горим прах присъства непрекъснато или често.
• Зона 21 — прахов облак е вероятно да възникне от време на време при нормална работа.
• Зона 22 — прахов облак не е вероятен при нормална работа и, ако присъства, само за кратко.

Две допълнителни маркировки трябва да бъдат съобразени с процеса. Групата на газа класифицира експлозивното вещество: IIA (подобно на пропан), IIB (подобно на етилен) или IIC (подобно на водород и ацетилен, най-взискателната). Температурният клас ограничава максималната повърхностна температура — T6 (≤ 85 °C) до T1 (≤ 450 °C) — и трябва да бъде на или под температурата на запалване на газа или праха. Например, радар с Ex db IIC T6 Gb е взривозащитен, сертифициран за група IIC и подходящ за Зона 1.

Ex d Взривозащитена обвивка срещу Ex ia Вътрешна безопасност: Две концепции за защита

Концепцията за защита е физическата стратегия, която предотвратява запалването на атмосферата от инструмента, и обикновено е първото решение, което купувачът взема.

Ex d — взривозащитена обвивка (задържане)

Ex d защитава чрез задържане. Корпусът на трансмитера е здрава, обработена взривозащитена обвивка, която издържа на вътрешна експлозия и предотвратява разпространението ѝ във външната атмосфера. Сертифицираните взривозащитени пътища — тесни, прецизно толерирани междини на всеки фланец и уплътнение — охлаждат и загасяват горещите газове, преди да достигнат външната среда.

• Осигурява пълна мощност на веригата, подходяща за 4–20 mA / HART трансмитери с дълги кабелни трасета и множество товари.
• Клас Gb: подходящ за Зона 1 и Зона 2, но обикновено не за Зона 0 газ.
• Изисква сертифицирани взривобезопасни кабелни втулки и запечатани неизползвани отвори; монтажът е по-взискателен, а корпусът е по-тежък.
• Температурата на повърхността на корпуса (намалена с температурата на процеса) трябва да остане под температурата на запалване на атмосферата.

Ex ia — присъща безопасност (ограничаване на енергията)

Ex ia защитава чрез ограничаване на енергията. Предавателят и неговата сигнална верига са проектирани така, че наличната електрическа енергия е твърде ниска, за да възпламени газа или праха, дори при две едновременни повреди. Ограничението се налага от свързаното устройство — обикновено галванично разделяща или ценерова бариера в безопасната зона.

• Позволява работа в Zone 0 (Ga), когато цялата измервателна верига е с присъща безопасност.
• Изисква сертифицирани бариери и проект на верига с ниска мощност, поради което архитектурата на двупроводния радар е важна тук.
• Окабеляването е по-леко — сини кабели за присъща безопасност и често стандартни разпределителни кутии намаляват инсталационните разходи, въпреки че трябва да се приемат разходите за бариери и ограниченията на ток/напрежение.
• Също валидно в Zone 1 и Zone 2.

Много радари за опасни зони комбинират двете идеи: Ex d корпус с присъщо безопасен сензор или HART път, или Ex ia предавател с Ex d процесно уплътнение. Когато указвате, посочете концепцията, която искате — Ex d, Ex ia или хибрид Ex d/ia — защото сертификатът, окабеляването и цената следват от това.

Защита по зони: Газ срещу прах срещу изискван тип срещу радарен модел

Тази таблица съпоставя всяка ATEX/IECEx зона с концепцията за защита, която стандартите позволяват, и с класа радар, който обикновено бихте указали.

Сертификацията за газови и прахови зони е независима: предавател, маркиран за Зона 1 газ, не е автоматично сертифициран за Зона 21 прах, и обратно.

Защо 80 GHz радарът превъзхожда в опасни резервоари и силози

Изборът на честота определя точността, размера на антената и обслужваемостта в опасни зони. 80 GHz радарът (W-обхват) има три предимства в резервоари и силози с зонова класификация.

По-малка антена, по-лесен и по-евтин монтаж. 80 GHz дължината на вълната свива антената до приблизително 40 mm или по-малко, така че тя се побира в съществуващи фланци и дюзи — критично, когато не можете да изрежете по-голям отвор на съд под налягане — и означава по-малко проникване през Ex d корпуса и по-лека процесна връзка.

Тесен ъгъл на лъча, по-малко фалшиви ехота. При 80 GHz ъгълът на лъча пада до около 3–5°, в сравнение с 10–20° при по-ниски честоти. Лъчът пропуска стените на резервоара, преградите, намотките и лопатките на бъркалките, които генерират фалшиви ехота, така че оценката на сигнала е по-проста и показанието е по-надеждно. В силоз той остава настрана от стените и пръстените на натрупване, които затрудняват радарите с широк лъч.

По-добро проникване през прах, пари и натрупвания. Фокусираната енергия с по-висока честота преминава през гъсти облаци прах, конденз и пари с по-малко затихване. При цимент, летяща пепел, пластмасови гранули и фини прахове — където праховата зона често е причината инструментът да съществува — 80 GHz радарът поддържа чисто ехо, докато устройствата с по-ниска честота губят сигнал. За по-задълбочено сравнение вижте 80 GHz срещу 26 GHz радарни нивомери; нашата страница 80 GHz радарен нивомер изброява сертифицираните варианти.

Сертификати, които да изискате: ATEX, IECEx и NEPSI

За инструменти за опасни зони сертификатът е крайният продукт. Изискайте тези три по име, в зависимост от мястото на инсталация.

• ATEX — изискван за оборудване, използвано в потенциално експлозивни атмосфери в Европейския съюз и ЕИП, съгласно Директива 2014/34/ЕС. Сертификатът се издава от нотифициран орган и трябва да бъде придружен от сертификата за изпитване на ЕС и Декларацията за съответствие на ЕС.
• IECEx — международната схема, основана на серията IEC 60079, призната в над 30 държави и от много собственици на заводи и EPC като най-преносимия сертификат — най-бързият начин радарът да бъде приет през граници.
• NEPSI — китайският сертификат за експлозивни атмосфери, изискван за заводи в континентален Китай и широко използван от китайски производители. Тъй като WELK е китайски производител, NEPSI е стандартна част от документацията заедно с IECEx и ATEX, така че един инструмент се доставя за европейски, близкоизточни и китайски проекти със съответстващи документи.

Как да проверите сертификат за взривозащита

Номерът на сертификата в техническия лист не е доказателство. Проверете, преди да направите поръчката:

1. Потърсете номера на сертификата в онлайн базата данни за сертификати IECEx (iecex.iec.ch) и потвърдете, че е актуален.
2. Потвърдете, че притежателят на сертификата съвпада с производителя, от когото купувате.
3. Проверете обхвата да покрива точния модел, зона (0/1/2 или 20/21/22), газова група, температурен клас и диапазон на температурата на околната среда.
4. Съпоставете маркировката на табелката със сертификата — табелката на устройството трябва да носи идентичната маркировка (например Ex db IIC T6 Gb за взривозащитен уред за Zone 1, или Ex ia IIC T6 Ga за Zone 0).
5. Потвърдете концепцията за защита за която плащате (Ex d, Ex ia, или и двете) се появява в сертификата.
6. Изискайте пълния пакет — за ATEX, сертификатът за изпитване от тип на ЕС и Декларацията за съответствие; за IECEx, ExTR и CoC; за NEPSI, Ex сертификатът — преди да се ангажирате.

Нашата страница със сертификати изброява сертификатите, притежавани от WELK инструменти, подкрепени от фабрични тестове и инспекции зад всяко Ex-маркирано устройство.

Избор на взривозащитен радар според приложението

Резервоари за химическо съхранение

Химическите резервоарни паркове обикновено са Zone 1, с Zone 0 във вентилационните отвори, пламъчните зони и някои пространства над течността в реакторите. Корозивните среди доминират решението за мокрите части: изберете антена и процесно уплътнение, проектирани за конкретния химикал — често PTFE или PFA капсулирани — и съобразете температурния клас с точката на възпламеняване на разтворителя. Сензор с присъща безопасност и взривозащитен корпус е често срещана конфигурация.

Съдове под налягане и реактори

Налягането и температурата, а не само зоната, определят избора. Процесната връзка и антената трябва да носят номиналното налягане на съда, а температурата на процеса намалява температурата на повърхността на корпуса, така че обикновено се специфицира радар с висока температурна оценка Ex d. Потърсете сертифициран модел, чийто температурен клас се запазва в целия работен диапазон, включително цикли на парно стерилизиране. Нашият радарен нивомер за висока температура е сертифициран за тази услуга.

Силози за цимент, летлива пепел и пластмаси

Силозите обикновено са прашна зона 21 или 22, понякога с газова опасност от летливи добавки. Изискванията са голям обхват (често 30–70 м), устойчивост на тежък прах и натрупвания, както и прахоустойчива (Ex t) или присъщо безопасна прашна оценка. Дългообхватен 80 GHz радар с тесен лъч и запечатана или продухвана антена е стандартното решение. Нашият радарен нивомер за циментови силози е доказана отправна точка.

За алармени и блокировъчни функции, а не за непрекъснато измерване на запасите, взривозащитен вибрационен нивопревключвател е по-евтина и надеждна алтернатива на радара.

Често срещани грешки при покупка на нивомерно оборудване за опасни зони

1. Специфициране на Ex d за зона 0. Взривозащитената обвивка е с рейтинг Gb и принадлежи към Зона 1; газ в Зона 0 изисква рейтинг Ga, което означава Ex ia или Ex m. Закупуването на Ex d за пространство над течността в Зона 0 е грешка в съответствието, която никоя инженерна намеса на място не може да поправи.

2. Закупуване на предавателя и забравяне на веригата. Ex ia е безопасен само с одобрен бариер в веригата; Ex d е взривозащитен само с одобрени взривозащитни кабелни втулки и запечатани неизползвани отвори. Планирайте бюджет за цялата измервателна верига, не само за инструмента.

3. Игнориране на газовата група и температурния клас. Оборудването IIB не е автоматично валидно за услуги IIC, а рейтинг T3 не е валиден, ако газът се възпламенява при по-ниска температура. Съпоставете всичките три маркировки — зона, група, клас — с процеса.

4. Предполагане, че един сертификат покрива всички региони. ATEX не удовлетворява автоматично юрисдикциите, признаващи IECEx, и нито един от тях не заменя сертификат NEPSI за континентален Китай. Поискайте сертификатите, от които се нуждаете на мястото на инсталацията.

5. Забравяне на сертификацията за прах. Радар, сертифициран за газова зона, не е сертифициран за прах. Праховите зони изискват маркировка Ex t или Ex ia за прах, а обвивката и уплътнението на антената трябва да бъдат оценени за проникване на прах.

6. Непроверяване на сертификата. Ксерокопиран сертификат с правилния номер не е същото като проверен, в обхват и актуален сертификат. Използвайте контролния списък за проверка по-горе, преди да се ангажирате.

7. Недостатъчно специфициране на температурата. Температурата на процеса повишава температурата на повърхността на корпуса и може да изведе устройството извън неговия температурен клас. Посочете реалната максимална температура на процеса, а не температурата на околната среда от табелката, когато поискате оферта.

Често задавани въпроси

Каква е разликата между взривозащитени радарни нивопреобразуватели Ex d и Ex ia? Ex d (взривонепроницаем) задържа вътрешна експлозия в здрав корпус и предотвратява разпространението на пламъка навън; Ex ia ограничава електрическата енергия на веригата до ниво, твърде ниско, за да възпламени атмосферата. Ex d осигурява повече мощност на веригата и обикновено е класифициран за Зона 1 (Gb); Ex ia се изисква за Зона 0 (Ga) и изисква сертифицирана изолираща бариера.

Може ли взривозащитен радарен нивопреобразувател да се използва в Зона 0? Да, но само ако преобразувателят и цялата му верига имат рейтинг за Зона 0 (Ga) — на практика Ex ia (известен като присъща безопасност) или Ex m (капсулиране). Стандартният Ex d взривонепроницаем преобразувател е класифициран като Gb, подходящ за Зона 1 и Зона 2, но не и за Зона 0.

Какви сертификати трябва да поискам за радарен нивопреобразувател за опасни зони? Поискайте ATEX (с EU сертификат за изпитване на типа и Декларация за съответствие) за европейски проекти, IECEx за широко международно признание и NEPSI за инсталации в континентален Китай. Ако инструментът може да се мести между региони, поискайте и трите.

Как да проверя дали даден ATEX или IECEx сертификат е автентичен? Потърсете номера на сертификата в онлайн базата данни на IECEx, потвърдете, че притежателят на сертификата съвпада с производителя, и съпоставете маркировката на табелката (например Ex db IIC T6 Gb или Ex ia IIC T6 Ga), зоната, газовата група и температурния клас с обхвата на сертификата.

Надежден ли е 80 GHz радарът за прашни силози с рейтинг за взривоопасна прахова зона? Да. Тесният лъч при 80 GHz отхвърля прах, конденз и натрупвания по-добре от радарите с по-ниска честота, а сертифицираният за прах (Ex t или Ex ia dust) преобразувател със запечатана или продухвана антена е стандартният избор за дълги обхвати в силози в циментовата и пластмасовата промишленост.

Вземете сертифициран взривозащитен радарен нивомер за вашата опасна зона

Радарът с клас на зона е толкова добър, колкото и сертификатът зад него. Изпратете вашата класификация на зоната (ATEX или IECEx зона, газова група, температурен клас), размерите на вашия резервоар или силоз, технологичните условия (среда, температура, налягане и диелектрична константа, ако е известна), както и съществуващия размер на вашия отвор или фланец на екипа по продажбите на WELK и ние ще препоръчаме сертифициран взривозащитен радарен нивомер с подходящата концепция за защита — Ex d, Ex ia или за прах — с копия на сертификати и инженерна оферта. Без общ отговор, без двусмислени обозначения: моделът, който предлагаме, ще носи точната зона, група, клас и температурен рейтинг, от които вашата инсталация се нуждае, за да премине инспекция и да работи безопасно.