Radarowe przetworniki poziomu w wykonaniu przeciwwybuchowym: przewodnik ATEX/IECEx dla stref 0/1/2

Przetwornik poziomu radarowego w wykonaniu przeciwwybuchowym to przyrząd poziomu oparty na radarze, zaprojektowany i certyfikowany do bezpiecznego pomiaru poziomu w strefach zagrożonych wybuchem, gdzie mogą występować łatwopalne gazy, pary lub palne pyły. Musi być zaprojektowany i przetestowany zgodnie z normami międzynarodowymi — ATEX w Europie i IECEx na świecie — które klasyfikują zagrożenie według strefy (strefa 0, 1 lub 2 dla gazów; strefa 20, 21 lub 22 dla pyłów), według grupy gazów (IIA, IIB, IIC), według klasy temperaturowej (T1–T6) oraz według koncepcji ochrony, najczęściej Ex d (obudowa ognioszczelna) lub Ex ia (iskrobezpieczeństwo). Dla menedżerów ds. zakupów, inżynierów procesowych, wykonawców EPC i inżynierów ds. bezpieczeństwa zakładu, te oznaczenia decydują o czymś więcej niż koszt przyrządu: określają, czy przetwornik może być legalnie zainstalowany i jest fizycznie bezpieczny na zbiorniku chemicznym, zbiorniku ciśnieniowym lub silosie cementowym i z tworzyw sztucznych.

Strefy zagrożone wybuchem: jak definiowane są strefy 0/1/2 i 20/21/22

Zarówno ATEX, jak i IECEx dzielą miejsca zagrożone wybuchem według prawdopodobieństwa wystąpienia atmosfery wybuchowej — im częstsza atmosfera, tym surowsza wymagana klasa sprzętu.

Strefy gazowe

• Strefa 0 — gaz wybuchowy obecny w sposób ciągły lub przez długi czas (>1000 godzin rocznie). Sprzęt tutaj musi mieć klasę strefy 0 (Ga) — w praktyce iskrobezpieczeństwo Ex ia lub hermetyzacja Ex m.
• Strefa 1 — gaz wybuchowy może wystąpić w normalnej pracy (10–1000 godzin rocznie). Dozwolone są zarówno Ex d (ognioszczelność), jak i Ex ia.
• Strefa 2 — gaz wybuchowy nie jest prawdopodobny w normalnej pracy, a jeśli występuje, to tylko krótko (<10 godzin rocznie). Dopuszczalny jest sprzęt Ex d, Ex ia lub nieiskrzący Ex nA.

Strefy pyłowe

• Strefa 20 — pył palny występuje stale lub często.
• Strefa 21 — chmura pyłu może wystąpić sporadycznie podczas normalnej pracy.
• Strefa 22 — chmura pyłu nie jest prawdopodobna podczas normalnej pracy, a jeśli występuje, to tylko krótko.

Dwa dodatkowe oznaczenia muszą być dopasowane do procesu. Grupa gazów klasyfikuje substancję wybuchową: IIA (podobna do propanu), IIB (podobna do etylenu) lub IIC (podobna do wodoru i acetylenu, najbardziej wymagająca). Klasa temperaturowa ogranicza maksymalną temperaturę powierzchni — T6 (≤ 85 °C) do T1 (≤ 450 °C) — i musi być równa lub niższa od temperatury zapłonu gazu lub pyłu. Na przykład radar Ex db IIC T6 Gb jest przeciwwybuchowy, certyfikowany dla grupy IIC i odpowiedni do strefy 1.

Ex d przeciwwybuchowość vs Ex ia iskrobezpieczeństwo: dwie koncepcje ochrony

Koncepcja ochrony to fizyczna strategia, która zapobiega zapłonowi atmosfery przez przyrząd, i zwykle jest to pierwsza decyzja, którą podejmuje kupujący.

Ex d — obudowa przeciwwybuchowa (zamknięcie)

Ex d chroni poprzez zamknięcie. Obudowa nadajnika to wytrzymała, obrobiona mechanicznie obudowa przeciwwybuchowa, która wytrzymuje wewnętrzną eksplozję i zapobiega jej rozprzestrzenieniu się na zewnętrzną atmosferę. Certyfikowane drogi płomieniowe — wąskie, precyzyjnie tolerowane szczeliny na każdej kołnierzu i dławiku — chłodzą i gaszą gorące gazy, zanim dotrą na zewnątrz.

• Zapewnia pełną moc pętli, odpowiednią dla nadajników 4–20 mA / HART z długimi przebiegami kabli i wieloma obciążeniami.
• Klasa Gb: odpowiednia dla strefy 1 i strefy 2, ale zwykle nie dla strefy 0 gazu.
• Wymaga certyfikowanych dławików przeciwwybuchowych i zaplombowanych nieużywanych otworów; instalacja jest bardziej wymagająca, a obudowa cięższa.
• Temperatura powierzchni obudowy (obniżona o temperaturę procesową) musi pozostać poniżej temperatury zapłonu atmosfery.

Ex ia — iskrobezpieczeństwo (ograniczenie energii)

Ex ia chroni poprzez ograniczenie energii. Nadajnik i jego pętla sygnałowa są zaprojektowane tak, aby dostępna energia elektryczna była zbyt niska, aby zapalić gaz lub pył, nawet przy dwóch jednoczesnych uszkodzeniach. Ograniczenie jest egzekwowane przez urządzenie towarzyszące — zazwyczaj barierę galwanicznie izolującą lub Zenera w strefie bezpiecznej.

• Umożliwia pracę w strefie 0 (Ga), gdy cały łańcuch pomiarowy jest iskrobezpieczny.
• Wymaga certyfikowanych barier i niskoenergetycznej konstrukcji pętli, dlatego architektura radaru dwuprzewodowego ma tu znaczenie.
• Okablowanie jest lżejsze — niebieskie kable iskrobezpieczne i często standardowe puszki przyłączeniowe obniżają koszt instalacji, choć należy zaakceptować koszt barier i ograniczenia prądu/napięcia.
• Dotyczy również strefy 1 i strefy 2.

Wiele radarów do stref zagrożonych wybuchem łączy oba podejścia: obudowę Ex d z iskrobezpiecznym czujnikiem lub ścieżką HART, albo nadajnik Ex ia z uszczelnieniem procesowym Ex d. Przy specyfikacji podaj koncepcję, którą chcesz — Ex d, Ex ia lub hybrydę Ex d/ia — ponieważ certyfikat, okablowanie i cena są od tego zależne.

Ochrona strefa po strefie: gaz vs pył vs wymagany typ vs model radaru

Ta tabela mapuje każdą strefę ATEX/IECEx na koncepcję ochrony dozwoloną przez normy oraz na klasę radaru, którą zwykle należy specyfikować.

Certyfikacja stref gazowych i pyłowych jest niezależna: przetwornik oznaczony dla strefy 1 gazu nie jest automatycznie certyfikowany dla strefy 21 pyłu i odwrotnie.

Dlaczego radar 80 GHz doskonale sprawdza się w zbiornikach i silosach zagrożonych wybuchem

Wybór częstotliwości wpływa na dokładność, rozmiar anteny i serwisowalność w strefach zagrożonych. Radar 80 GHz (pasmo W) ma trzy zalety w zbiornikach i silosach z certyfikacją strefową.

Mniejsza antena, łatwiejsza i tańsza instalacja. Długość fali 80 GHz zmniejsza antenę do około 40 mm lub mniej, dzięki czemu pasuje do istniejących kołnierzy i króćców — co jest kluczowe, gdy nie można wyciąć większego otworu w zbiorniku ciśnieniowym — oraz oznacza mniejsze przejście przez obudowę Ex d i lżejsze przyłącze procesowe.

Wąski kąt wiązki, mniej fałszywych ech. Przy 80 GHz kąt wiązki spada do około 3–5°, w porównaniu z 10–20° przy niższych częstotliwościach. Wiązka omija ściany zbiornika, przegrody, wężownice i łopatki mieszadła, które generują echa pasożytnicze, dzięki czemu ocena sygnału jest prostsza, a odczyt bardziej wiarygodny. W silosie trzyma się z dala od ścian i pierścieni narostowych, które nękają radary o szerokiej wiązce.

Lepsza penetracja pyłu, pary i narostów. Skupiona energia o wyższej częstotliwości przenika przez gęste chmury pyłu, kondensat i warstwy pary z mniejszym tłumieniem. W przypadku cementu, popiołu lotnego, granulatu plastiku i drobnych proszków — gdzie strefa zapylenia jest często powodem istnienia przyrządu — radar 80 GHz utrzymuje czyste echo tam, gdzie jednostki o niższej częstotliwości tracą sygnał. Aby uzyskać głębsze porównanie, zobacz 80 GHz vs 26 GHz radarowe przetworniki poziomu; nasza strona radarowy miernik poziomu 80 GHz zawiera listę certyfikowanych wariantów.

Certyfikaty do wymagania: ATEX, IECEx i NEPSI

W przypadku przyrządów do stref zagrożonych wybuchem certyfikat jest elementem dostawy. Wymagaj tych trzech po nazwie, w zależności od miejsca instalacji.

• ATEX — wymagany dla urządzeń stosowanych w potencjalnie wybuchowych atmosferach w Unii Europejskiej i EOG, zgodnie z dyrektywą 2014/34/UE. Certyfikat jest wydawany przez jednostkę notyfikowaną i musi być dołączony do świadectwa badania typu WE oraz deklaracji zgodności WE.
• IECEx — międzynarodowy system oparty na serii IEC 60079, uznawany w ponad 30 krajach i przez wielu właścicieli zakładów oraz firmy EPC jako najbardziej uniwersalny certyfikat — najszybszy sposób na akceptację radaru na granicach.
• NEPSI — chińskie świadectwo dla atmosfer wybuchowych, wymagane w zakładach w Chinach kontynentalnych i szeroko stosowane przez chińskich producentów. Ponieważ WELK jest chińskim producentem, NEPSI jest standardowym dokumentem dostarczanym wraz z IECEx i ATEX, więc jeden przyrząd trafia do projektów europejskich, bliskowschodnich i chińskich z kompletem dokumentów.

Jak zweryfikować świadectwo przeciwwybuchowości

Numer świadectwa na karcie katalogowej nie jest dowodem. Zweryfikuj przed złożeniem zamówienia:

1. Wyszukaj numer świadectwa w internetowej bazie świadectw IECEx (iecex.iec.ch) i potwierdź, że jest aktualne.
2. Potwierdź, że posiadacz świadectwa odpowiada producentowi, od którego kupujesz.
3. Sprawdź, czy zakres obejmuje dokładny model, strefę (0/1/2 lub 20/21/22), grupę gazów, klasę temperaturową i zakres temperatury otoczenia.
4. Porównaj oznaczenie na tabliczce znamionowej ze świadectwem — tabliczka znamionowa urządzenia musi zawierać identyczne oznaczenie (na przykład Ex db IIC T6 Gb dla urządzenia przeciwwybuchowego strefy 1 lub Ex ia IIC T6 Ga dla strefy 0).
5. Potwierdź koncepcję ochrony za którą płacisz (Ex d, Ex ia lub obie) widnieje na certyfikacie.
6. Poproś o pełny pakiet — dla ATEX: świadectwo badania typu UE i deklarację zgodności; dla IECEx: ExTR i CoC; dla NEPSI: certyfikat Ex — zanim się zobowiążesz.

Nasza strona certyfikatów zawiera certyfikaty posiadane przez przyrządy WELK, poparte testami fabrycznymi i kontrolą każdego urządzenia z oznaczeniem Ex.

Wybór radaru przeciwwybuchowego w zależności od zastosowania

Zbiorniki magazynowe chemikaliów

Farmy zbiorników chemicznych to zazwyczaj strefa 1, ze strefą 0 w odpowietrznikach, strefach płomieni i niektórych przestrzeniach nad cieczą w reaktorach. Media korozyjne dominują w decyzji o częściach zwilżanych: wybierz antenę i uszczelnienie procesowe zaprojektowane dla konkretnej substancji chemicznej — często z PTFE lub PFA — i dopasuj klasę temperaturową do temperatury zapłonu rozpuszczalnika. Czujnik iskrobezpieczny z obudową przeciwwybuchową to typowa konfiguracja.

Zbiorniki ciśnieniowe i reaktory

Ciśnienie i temperatura, a nie sama strefa, decydują o wyborze. Przyłącze procesowe i antena muszą wytrzymać parametry zbiornika, a temperatura procesu obniża temperaturę powierzchni obudowy, dlatego zwykle specyfikuje się radar Ex d o wysokiej temperaturze. Szukaj certyfikowanego modelu, którego klasa temperaturowa utrzymuje się w całym zakresie pracy, w tym podczas cykli parowania. Nasz radarowy miernik poziomu do wysokich temperatur jest certyfikowany do tego zastosowania.

Silosy na cement, popiół lotny i tworzywa sztuczne

Silosy to zwykle strefa pyłowa 21 lub 22, czasami z zagrożeniem gazowym z powodu lotnych dodatków. Wymagania to duży zasięg (często 30–70 m), odporność na duże zapylenie i osadzanie się materiału oraz pyłoszczelność (Ex t) lub iskrobezpieczeństwo pyłowe. Standardowym rozwiązaniem jest radar 80 GHz o dużym zasięgu, z wąską wiązką i uszczelnioną lub przedmuchiwaną anteną. Nasz radarowy miernik poziomu do silosów cementowych jest sprawdzonym punktem wyjścia.

Do zastosowań alarmowych i blokad, a nie ciągłego pomiaru poziomu, przeciwwybuchowy widełkowy sygnalizator poziomu jest tańszym i niezawodnym uzupełnieniem radaru.

Częste błędy zakupowe w pomiarze poziomu w strefach zagrożonych wybuchem

1. Specyfikacja Ex d dla aplikacji strefy 0. Obudowa przeciwwybuchowa ma klasę Gb i należy do strefy 1; gaz w strefie 0 wymaga klasy Ga, co oznacza Ex ia lub Ex m. Zakup Ex d dla przestrzeni nad cieczą w strefie 0 to błąd zgodności, którego nie naprawi żadna inżynieria na miejscu.

2. Zakup przetwornika i zapomnienie o pętli pomiarowej. Ex ia jest iskrobezpieczny tylko z certyfikowaną barierą w pętli; Ex d jest przeciwwybuchowy tylko z certyfikowanymi dławikami przeciwwybuchowymi i zaplombowanymi nieużywanymi wejściami. Zaplanuj budżet na cały tor pomiarowy, nie tylko na przyrząd.

3. Ignorowanie grupy gazów i klasy temperaturowej. Urządzenie IIB nie jest automatycznie ważne dla usługi IIC, a klasa T3 nie jest ważna, gdy gaz zapala się w niższej temperaturze. Dopasuj wszystkie trzy oznaczenia — strefę, grupę, klasę — do procesu.

4. Zakładanie, że jeden certyfikat obejmuje każdy region. ATEX nie spełnia automatycznie wymagań jurysdykcji uznających IECEx, a żaden z nich nie zastępuje certyfikatu NEPSI dla Chin kontynentalnych. Poproś o certyfikaty, których potrzebujesz w miejscu instalacji.

5. Zapominanie o certyfikacji pyłowej. Radar z certyfikatem dla stref gazowych nie ma certyfikatu pyłowego. Strefy pyłowe wymagają oznaczenia Ex t lub pyłoodpornego Ex ia, a obudowa i uszczelnienie anteny muszą być ocenione pod kątem wnikania pyłu.

6. Nieweryfikowanie certyfikatu. Kserokopia certyfikatu z właściwym numerem to nie to samo, co zweryfikowany, w zakresie i aktualny certyfikat. Skorzystaj z powyższej listy kontrolnej weryfikacji, zanim się zobowiążesz.

7. Niedoszacowanie temperatury. Temperatura procesu podnosi temperaturę powierzchni obudowy i może wyprowadzić urządzenie poza jego klasę temperaturową. Podaj rzeczywistą maksymalną temperaturę procesu, a nie temperaturę otoczenia z tabliczki znamionowej, podczas składania zapytania ofertowego.

FAQ

Jaka jest różnica między przeciwwybuchowymi przetwornikami poziomu radarowego Ex d i Ex ia? Obudowa przeciwwybuchowa Ex d zawiera wewnętrzną eksplozję w wytrzymałej obudowie i zapobiega przedostawaniu się płomienia na zewnątrz; Ex ia ogranicza energię elektryczną pętli do poziomu zbyt niskiego, aby zapalić atmosferę. Ex d zapewnia większą moc pętli i jest zazwyczaj klasyfikowany do strefy 1 (Gb); Ex ia jest wymagany dla strefy 0 (Ga) i wymaga certyfikowanej bariery iskrobezpiecznej.

Czy przeciwwybuchowy przetwornik poziomu radarowego może być stosowany w strefie 0? Tak, ale tylko wtedy, gdy przetwornik i cała jego pętla mają certyfikat strefy 0 (Ga) — w praktyce iskrobezpieczeństwo Ex ia lub hermetyzacja Ex m. Standardowy przetwornik przeciwwybuchowy Ex d jest klasyfikowany jako Gb, odpowiedni do strefy 1 i strefy 2, nie do strefy 0.

Jakie certyfikaty powinienem zamówić dla przetwornika poziomu radarowego do strefy zagrożonej wybuchem? Zamów ATEX (z certyfikatem badania typu UE i deklaracją zgodności) dla projektów europejskich, IECEx dla szerokiej akceptacji międzynarodowej oraz NEPSI dla zakładów w Chinach kontynentalnych. Jeśli instrument może być przenoszony między regionami, poproś o wszystkie trzy.

Jak zweryfikować autentyczność certyfikatu ATEX lub IECEx? Wyszukaj numer certyfikatu w internetowej bazie certyfikatów IECEx, potwierdź, że posiadacz certyfikatu odpowiada producentowi, i porównaj oznaczenie na tabliczce znamionowej (na przykład Ex db IIC T6 Gb lub Ex ia IIC T6 Ga), strefę, grupę gazów i klasę temperaturową z zakresem certyfikatu.

Czy radar 80 GHz jest niezawodny na zakurzonych silosach z certyfikatem strefy zagrożonej wybuchem pyłu? Tak. Wąska wiązka przy 80 GHz lepiej odrzuca kurz, kondensację i osady niż radar o niższej częstotliwości, a przetwornik z certyfikatem pyłowym (Ex t lub Ex ia dust) z uszczelnioną lub przedmuchiwaną anteną jest standardowym wyborem do pracy w silosach na duże odległości w przemyśle cementowym i tworzyw sztucznych.

Uzyskaj certyfikowany przeciwwybuchowy radarowy przetwornik poziomu dla swojej strefy zagrożonej wybuchem

Radar z oceną strefową jest tylko tak dobry, jak certyfikat, który za nim stoi. Wyślij swoją klasyfikację strefy (strefa ATEX lub IECEx, grupa gazowa, klasa temperaturowa), wymiary zbiornika lub silosu, warunki procesowe (medium, temperatura, ciśnienie i stała dielektryczna, jeśli znana) oraz istniejący rozmiar króćca lub kołnierza do zespołu sprzedaży WELK, a my zarekomendujemy certyfikowany przeciwwybuchowy radarowy przetwornik poziomu z pasującą koncepcją ochrony — Ex d, Ex ia lub pyłoszczelny — wraz z kopiami certyfikatów i wyceną inżynierską. Bez ogólnych odpowiedzi, bez niejednoznacznych oznaczeń: proponowany model będzie nosić dokładną strefę, grupę, klasę i ocenę temperaturową, których Twoja instalacja potrzebuje, aby przejść inspekcję i działać bezpiecznie.