1. Giới thiệu
Sau nhiều thập kỷ thử nghiệm nghiệm thu thiết bị tại hiện trường, kiểm tra kỹ thuật dự án và -khắc phục sự cố tại chỗ ở hàng trăm nhà máy hóa chất trong và ngoài nước, tôi liên tục nhận được cùng một câu hỏi từ các kỹ sư thu mua và EHS: liệu các máy phát mức radar thông thường có đáp ứng các tiêu chuẩn tuân thủ bắt buộc về chống cháy nổ- bên trong xưởng sản xuất hóa chất nguy hiểm không?
Trong-công việc lâu dài của mình, tôi đã chứng kiến rất nhiều tổn thất mua sắm đáng tiếc do hiểu lầm về thuộc tính chống cháy nổ-. Nhiều nhân viên thu mua cho rằng tất cả các sản phẩm radar đều có tính năng-chống cháy nổ vốn có và chọn các phiên bản không-chống cháy nổ-rẻ tiền để cắt giảm ngân sách ban đầu. Sau khi hàng hóa đến công trường, thiết bị không được các cơ quan quản lý địa phương kiểm tra nghiệm thu an toàn, dẫn đến việc trả lại toàn bộ hàng hóa, mua sắm bổ sung khẩn cấp và làm chậm tiến độ xây dựng toàn bộ dự án. Bạn có thể hoàn toàn tránh được những chi phí bổ sung không cần thiết này và tình trạng trì trệ trong xây dựng thông qua xác nhận thông số kỹ thuật được tiêu chuẩn hóa trước khi mua-.
Điều cần thiết trước tiên là phải làm rõ một thực tế cốt lõi của ngành:-chống cháy nổ là một thiết kế cấu trúc được tùy chỉnh có mục tiêu chứ không phải là cấu hình mặc định củamáy phát mức radar. Các sản phẩm có chứng chỉ chống cháy nổ ATEX hoặc IECEx-chính thức được sản xuất theo các thông số kỹ thuật điện quốc tế nghiêm ngặt, trong khi radar thông thường thông thường chỉ có thể được triển khai trong các-phòng chứa dụng cụ nguy hiểm và bể chứa nước làm mát khu vực-an toàn.
Hướng dẫn này sắp xếp các tiêu chuẩn phân loại khu vực nguy hiểm được quốc tế công nhận, so sánh các cấp độ chống cháy nổ-ra đa khác nhau với các kịch bản sản xuất thực tế của nhà máy hóa chất, tổng hợp-các bẫy thu mua tần suất cao được tích lũy từ nhiều kinh nghiệm dự án và đưa ra các đề xuất lựa chọn thực tế. Nội dung được thiết kế riêng để nhân viên mua sắm của nhà máy hóa chất có thể lựa chọn radar tuân thủ một cách suôn sẻ và vượt qua cuộc kiểm tra an toàn chính thức mà không bị thiệt hại kinh tế bất ngờ.
2. Tại sao các khu sản xuất hóa chất lại yêu cầu nổ-Công cụ cấp bằng chứng
Các địa điểm sản xuất hóa chất được bao quanh bởi các nguy cơ cháy nổ cố hữu do dung môi dễ bay hơi và nguyên liệu thô dạng bột, dẫn đến việc phân vùng khu vực nguy hiểm nghiêm ngặt được xây dựng theo mã an toàn toàn cầu và đặt ra ngưỡng truy cập cứng nhắc cho tất cả các thiết bị đo được lắp đặt tại hiện trường.
Các nguyên liệu thô hóa học thông thường như metanol, etanol và axeton dễ bay hơi tạo thành khí hỗn hợp dễ cháy khi rò rỉ vào bên trong bể kín hoặc xưởng sản xuất kín. Các loại bột thuốc trừ sâu và nhựa khác nhau cũng có thể tạo thành các đám mây bụi dễ cháy trong các điều kiện nồng độ cụ thể. Bất kỳ tia lửa điện vô tình nào được tạo ra từ các mạch điện của thiết bị bị hỏng sẽ biến thành nguồn đánh lửa và gây ra các vụ nổ nghiêm trọng.
Quy tắc quản lý an toàn toàn cầu chia khu vực sản xuất thành vùng khí dễ cháy loại I và vùng bụi dễ cháy loại II theo đặc điểm trung bình. Dây chuyền sản xuất được trang bị các thiết bị-không chống cháy nổ-không đủ tiêu chuẩn phải đối mặt với việc buộc phải ngừng hoạt động và khắc phục trong quá trình kiểm tra an toàn chính thức định kỳ.
Bên cạnh rủi ro môi trường dễ cháy, sự thay đổi nhiệt độ môi trường thường xuyên và thỉnh thoảng chất lỏng bắn tung tóe trong xưởng sản xuất còn đẩy nhanh quá trình lão hóa của các bộ phận điện tử bên trong. Radar không-chống nổ{2}}có mạch điện bên trong lộ ra có xu hướng tạo ra hồ quang điện sau khi các bộ phận bị lão hóa, để lại-những vấn đề an toàn tiềm ẩn lâu dài khi nhà máy vận hành liên tục.
3. Ba loại radar lõi được phân chia theo vụ nổ-Chứng nhận chống cháy nổ
Các sản phẩm radar được chia thành ba danh mục rõ ràng dựa trên thiết kế-kết cấu chống cháy nổ và chứng nhận-của bên thứ ba, mỗi danh mục đều có những bối cảnh áp dụng nhất định bên trong các nhà máy hóa chất.
3.1 Radar an toàn nội tại (Được chứng nhận Ex ia / Ex ib, IECEx & ATEX)
Thiết kế an toàn nội tại hạn chế điện áp làm việc và dòng điện tối đa bất kể ở trạng thái hoạt động bình thường hay lỗi linh kiện không mong muốn, do đó thiết bị không thể tạo ra tia lửa điện ngay cả khi bị đoản mạch bên trong. Ex ia là viết tắt của cấp độ chống cháy nổ-cao nhất và được phép sử dụng ở các vị trí nguy hiểm vĩnh viễn ở Vùng 0 bao gồm các bể chứa dung môi được đóng kín hoàn toàn. Các sản phẩm được chứng nhận Ex ib áp dụng cho các khu vực Vùng 1 có hiện tượng rò rỉ khí không liên tục như khu vực nạp và xả khí của lò phản ứng. Hầu hết các sản phẩm thuộc loại này đều thuộc loại radar dẫn sóng, được sử dụng rộng rãi để đo bề mặt tiếp xúc dầu{6}}nước chính xác trên các bình phản ứng áp suất cao-nhỏ.
3.2 Radar bao vây chống cháy (Được chứng nhận Ex d)
Radar chống cháy sử dụng cấu trúc vỏ kín hoàn toàn bằng nhôm đúc dày hoặc thép không gỉ. Ngay cả khi sự cố mạch bên trong gây ra vụ nổ quy mô nhỏ-bên trong vỏ, ngọn lửa sẽ bị giới hạn trong vỏ và không thể lan ra bên ngoài để đốt cháy khí dễ cháy xung quanh. Các sản phẩm như vậy chủ yếu là radar không tiếp xúc ở tần số 26GHz và 80GHz, thường được lắp đặt tại các trang trại bể chứa hóa chất trung gian lớn Vùng 1 và Vùng 2. Theo yêu cầu tiêu chuẩn quốc tế, radar chống cháy Ex d bị cấm lắp đặt bên trong môi trường nguy hiểm liên tục ở Vùng 0.
3.3 Radar chung chống cháy nổ-{2}}
Radar tiết kiệm thông thường sử dụng thiết kế mạch hở bên trong và các đầu nối dây bằng nhựa thông thường mà không cần xử lý cấu trúc chống cháy nổ-chuyên dụng. Phạm vi ứng dụng của nó được giới hạn nghiêm ngặt ở các khu vực an toàn không nguy hiểm-bao gồm bể chứa nước làm mát tuần hoàn của nhà xưởng, bể thoát nước hở và thiết bị giám sát trong nhà bên trong phòng điều khiển trung tâm. Việc lắp đặt radar như vậy bên trong bất kỳ khu vực sản xuất nguy hiểm nào được phân loại đều vi phạm các quy định giám sát an toàn của địa phương.
4. Các bộ phận kết cấu chính quyết định hiệu suất chống cháy nổ của radar
Bốn cấu hình thành phần cốt lõi trực tiếp xác định hiệu suất chống cháy nổ-thực sự của các sản phẩm radar đã hoàn thiện. Nhiều nhà sản xuất không thường xuyên in các biểu tượng chống cháy nổ-chính thức trên bảng tên sản phẩm nhưng sử dụng các phụ kiện kém chất lượng để giảm chi phí sản xuất, dẫn đến việc chứng nhận-chống cháy nổ hoàn toàn mất hiệu lực trong quá trình chấp nhận trang web của bên-thứ ba.
Vỏ của radar chống cháy nổ-đạt tiêu chuẩn được làm bằng nhôm đúc dày hoặc thép không gỉ 316 với thiết bị lắp ráp bịt kín chính xác. Radar không-chống nổ{4}}thông thường sử dụng nhôm đúc-tường khuôn-mỏng với các khe hở lắp ráp lỏng lẻo. Khi mạch bên trong vô tình phát nổ, các khe hở của vỏ bị lỏng sẽ khiến ngọn lửa rò rỉ ra môi trường nguy hiểm xung quanh và gây ra mối nguy hiểm lớn về an toàn cho toàn bộ dây chuyền sản xuất.
Radar chống cháy nổ-đã được chứng nhận phù hợp với các đệm cáp chống cháy nổ-bằng đồng thau hoặc thép không gỉ nguyên bản của nhà máy. Các sản phẩm thông thường được trang bị đầu nối ren nhựa giá rẻ. Khe hở ở các vị trí đi dây khiến khí dễ cháy trong xưởng xâm nhập vào khoang bên trong thiết bị và dần dần ăn mòn các mạch điện bên trong.
Bố trí mạch bên trong có sự khác biệt rõ ràng giữa hai loại sản phẩm. Radar chống cháy nổ-được trang bị mạch an toàn nội tại có công suất-thấp với thiết kế giới hạn dòng điện và điện áp cố định. Radar thông thường sử dụng mạch điện thông thường không hạn chế, dễ dàng tạo ra tia lửa điện-năng lượng cao sau sự cố-đoản mạch.
Các sản phẩm chống cháy nổ-chính thức sử dụng cao su chống cháy và vật liệu bịt kín nén tích hợp cho vòng đệm bên trong. Radar thông thường được trang bị các miếng đệm silicon thông thường dễ bị lão hóa và co ngót. Sau khi-hoạt động lâu dài, các bộ phận bịt kín đã cũ không thể chặn hơi môi trường dễ bay hơi một cách hiệu quả, đồng thời dẫn đến ăn mòn mạch bên trong và hư hỏng thiết bị không mong muốn.
5. Kịch bản-Dựa trên vụ nổ-Lựa chọn radar kiểm chứng cho các nhà máy hóa chất điển hình
Kết hợp với kinh nghiệm-vận hành tại chỗ và sau{1}}bán hàng hàng thập kỷ, hướng dẫn lựa chọn có mục tiêu cho bốn điểm đo lường chung của các doanh nghiệp hóa chất. Các bể chứa dung môi kín hoàn toàn thuộc khu vực nguy hiểm Vùng 0 cần radar sóng dẫn hướng an toàn Ex ia được trang bị mặt bích quy trình tiêu chuẩn 316L. Các trang trại bể chứa hóa chất trung gian mở lớn nằm trong Vùng 1 hoặc Vùng 2 chọn ra-đa không tiếp xúc Ex d 80GHz chống cháy nổ-cùng với bộ đệm cáp chống nổ{10}}phù hợp hoàn chỉnh. Các silo nguyên liệu thô lưu trữ bột dễ cháy yêu cầu radar được chứng nhận chống cháy nổ Ex tD được thiết kế đặc biệt cho các điều kiện làm việc nguy hiểm về bụi Loại II. Các bể chứa nước làm mát tuần hoàn được bố trí bên ngoài xưởng sản xuất nguy hiểm có thể chọn radar tiêu chuẩn không{13}}chống cháy nổ{14}}thông thường để kiểm soát hợp lý chi phí mua sắm của dự án.
6. Bốn sai lầm phổ biến trong mua sắm tốn kém đối với radar chống cháy nổ-
Tôi đã nhiều lần gặp phải bốn hành vi mua hàng sai điển hình trong nhiều thập kỷ hỗ trợ mua sắm nhà máy hóa chất, tất cả đều sẽ gây ra tổn thất kinh tế to lớn không cần thiết cho người mua.
Sai lầm đầu tiên là chỉ đánh giá khả năng chống nổ-theo biểu tượng Ex được in trên bề mặt sản phẩm mà không kiểm tra các tài liệu chứng nhận có thể theo dõi tương ứng. Một số sản phẩm giả dán nhãn hiệu chống nổ giả-không có chứng nhận IECEx hoặc ATEX có hiệu lực, không đạt được kiểm tra an toàn chính thức và dẫn đến cả lô hàng không thể sử dụng được.
Lỗi phổ biến thứ hai là bố trí radar chống cháy Ex d cho các vị trí bể chứa nguy hiểm cố định ở Vùng 0 trái với các điều khoản tiêu chuẩn điện quốc tế. Các thông số kỹ thuật liên quan rõ ràng cấm cài đặt mô hình Ex d trong môi trường làm việc Vùng 0.
Thứ ba, nhiều người mua nhầm lẫn giữa-chứng nhận chống cháy nổ khí gas và chứng nhận chống cháy nổ-bụi bụi. Không thể lắp đặt radar được chứng nhận khí Ex d tiêu chuẩn trên các silo chứa bột dễ cháy nếu không có chứng nhận nổ bụi Loại II độc lập.
Thứ tư, người mua chỉ tập trung vào cấp độ chống cháy nổ-mà bỏ qua hiệu suất ăn mòn trung bình của môi trường sản xuất. Nguyên liệu thô có tính axit và kiềm mạnh sẽ nhanh chóng ăn mòn mặt bích và các bộ phận bịt kín, đồng thời phá hủy cấu trúc chống nổ-ban đầu trong vòng vài tháng ngay cả khi sản phẩm có đầy đủ chứng nhận chính thức.
7.-Quy tắc cài đặt tại chỗ để duy trì hiệu lực của tính năng chống cháy nổ
Mọi hoạt động lắp đặt tại hiện trường không thường xuyên sẽ làm mất hiệu lực chứng nhận chống cháy nổ-ban đầu của nhà máy, ba thông số kỹ thuật lắp đặt cốt lõi phải được đội xây dựng và mua sắm tuân thủ nghiêm ngặt.
Người dùng chỉ có thể sử dụng các đệm cáp chống cháy nổ- phù hợp chính hãng tại nhà máy để thi công hệ thống dây điện. Việc thay thế ngẫu nhiên bằng các đầu nối nhựa thông thường rẻ tiền sẽ phá hủy độ kín của vỏ và vô hiệu hóa mọi tiêu chuẩn chống cháy nổ-của toàn bộ thiết bị.
Không bao giờ mở vỏ radar ở trạng thái được cấp nguồn bên trong khu vực phân vùng nguy hiểm. Việc tháo rời ngẫu nhiên làm thay đổi khoảng trống phù hợp chống cháy dành riêng cho nhà máy và khiến chứng nhận-chống cháy nổ mất hiệu lực pháp lý.
Chừa đủ không gian dành riêng tại vị trí bố trí dây để tránh rung-thiết bị lâu dài, kéo cáp lỏng lẻo và làm hỏng hiệu suất bịt kín của các đệm cáp.
8. Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Câu hỏi 1: Tất cả radar chống cháy nổ-có hoạt động với các bể chứa hóa chất nguy hiểm Vùng 0 không?Không. Chỉ có radar an toàn nội tại Ex ia mới đáp ứng các yêu cầu lắp đặt Vùng 0; Radar chống cháy Ex d bị hạn chế ở Vùng 1 & Vùng 2 và bị cấm đối với các bình chứa dung môi kín Vùng 0 liên tục.
Câu hỏi 2: Radar chống nổ khí-có thể được lắp đặt trực tiếp trên các hầm chứa chứa bụi dễ cháy không?Không được phép. Nổ bụi yêu cầu chứng nhận Ex tD độc lập dành cho khu vực nguy hiểm Loại II; Xếp hạng khí tiêu chuẩn Ex d không thể bao gồm khả năng chống cháy nổ bụi theo IEC61241.
Câu hỏi 3: Radar chống nổ-có giá cao hơn nhiều so với radar thông thường không-cũ không?Có khoảng cách giá vừa phải; Ex d không{0}}ra-đa tiếp xúc có giá cao hơn khoảng 20%~30% so với phiên bản thông thường, trong khi sóng dẫn hướng an toàn nội tại Ex ia có mức phí bảo hiểm lớn hơn do thiết kế mạch tùy chỉnh. Khoản đầu tư cực nhỏ sẽ tránh được-việc thay thế thiết bị quy mô lớn và tổn thất do ngừng sản xuất sau này.
Câu hỏi 4: Chứng nhận-chống cháy nổ có trở nên vô hiệu sau khi sửa đổi nhỏ ăng-ten tại cơ sở không?Bất kỳ hoạt động cắt, khoan hoặc thay thế linh kiện trái phép nào đều làm thay đổi chứng nhận về cấu trúc chống cháy nổ và khoảng trống ban đầu của nhà máy; tất cả các điều chỉnh cơ cấu cần có xác nhận kỹ thuật chính thức của nhà máy.
9. Kết luận
Theo mặc định, máy phát mức radar không có khả năng chống cháy nổ phổ quát{0}}. Hiệu suất chống cháy nổ-hiệu quả phụ thuộc vào thiết kế kết cấu chống cháy hoặc an toàn nội tại chuyên dụng cùng với chứng nhận hoàn chỉnh của bên thứ ba-phù hợp với các tiêu chuẩn phân vùng nguy hiểm tương ứng của địa điểm.
Các nhóm mua sắm của nhà máy hóa chất cần xác nhận ba thông số cốt lõi trước khi đặt hàng chính thức bao gồm phân loại mối nguy hiểm trong xưởng, đặc tính ăn mòn ở mức trung bình và tiêu chuẩn chứng nhận bắt buộc như ATEX hoặc IECEx. Tránh xa các sản phẩm giả mạo có chi phí thấp-không được chứng nhận để ngăn ngừa lỗi chấp nhận về an toàn và tổn thất do ngừng sản xuất sau đó. Việc kết hợp mô hình hợp lý có thể kéo dài chu kỳ dịch vụ radar một cách hiệu quả và giảm chi phí bảo trì toàn bộ vòng đời thiết bị cho các dự án sản xuất.
Nếu bạn không thể xác nhận tiêu chuẩn phân vùng nguy hiểm tại xưởng của mình hoặc cần thông số kỹ thuật radar chống cháy nổ- được chứng nhận phù hợp với điều kiện làm việc tại nhà máy hóa chất của bạn, hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật chuyên nghiệp của chúng tôi để nhận báo giá tùy chỉnh và đề xuất thông số.
10. Tài liệu tham khảo
- Cháy nổ-Tiêu chuẩn chống cháy nổ cho thiết bị điện cho các vị trí nguy hiểm, Tiêu chuẩn quốc tế IEC 61241 & IEC 60079
- Cẩm nang ứng dụng radar chống cháy và an toàn nội tại, Hiệp hội tự động hóa quốc tế (ISA)
- Hướng dẫn đặc tả radar được chứng nhận ATEX, VEGA Grieshaber KG (2024)
- Sổ tay lựa chọn phân vùng thiết bị nhà máy hóa chất, Tài liệu kỹ thuật của Endress+Hauser (2023)
- Thông số kỹ thuật chấp nhận an toàn của thiết bị nhà máy hóa chất toàn cầu, Báo cáo kỹ thuật ngành tự động hóa công nghiệp
