Требования к взрывобезопасному радиооборудованию

ТРЕБОВАНИЯ К ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОМУ РАДИООБОРУДОВАНИЮ
 
    Основные принципы взрывобезопасности применимы во всех странах мира. Они основаны на рекомендациях Международной Электротехнической Комиссии (МЭК), которая предложила методы проверки аппаратуры радиосвязи на соответствие этим требованиям и методы ее сертификации соответствующим центрам в Европе и в США. В настоящее время в России действуют ГОСТы взрывобезопасности аппаратуры связи. В Европе действует стандарт ATEX, в США - FM. 
 
   Получение разрешения Федеральной службы по технологическому надзору на радиостанции для использования во взрывоопасных средах является обязательным независимо от наличия сертификатов международного образца.
 
Требования взрывозащиты в России
 
    В России действуют ГОСТы взрывобезопасности аппаратуры связи: 112.020; 12.2.020; с 22782.1 по 22782.6, которые  принято подразделять  на три типа:
 
Зона 0 –область или помещение, в котором постоянно или достаточно длительное время присутствует взрывоопасная газовоздушная смесь;
Зона 1– появление взрывоопасной газовоздушной смеси весьма вероятно в штатных условиях;
Зона 2- появление взрывоопасной газовоздушной смеси маловероятно или вероятно на короткий  промежуток времени
.При этом все три зоны в свою очередь классифицируются по типу газовой смеси, определяющему степень их взрывоопасности.
В соответствии с этим и методы защиты оборудования, предназначенного для функционирования во взрывоопасной среде, сводятся к трем основным принципам:
 
Изоляция
Взрывоопасных электрических цепей от взрывоопасной среды;
Помещение оборудования во взрывонепроницаемую оболочку, обеспечивающую нераспространение взрыва за ее пределы;
Ограничение электрической и тепловой энергии оборудования до уровня, при котором взрыва не происходит.
В общем случае по степени  взрывозащищенности оборудование делится на три класса:
Повышенной  надежности;
 
Взрывобезопасное;
Особо взрывобезопасное.
В оборудовании повышенной надежности  взрывозащита обеспечивается только при нормальном режиме работы. Во взрывоопасном оборудовании защита  сохраняется при определенных условиями эксплуатации вероятных повреждениях , разумеется, за исключением повреждений средств  взрывозащиты. Особо взрывобезопасное  оборудование оснащено дополнительными средствами взрывозащиты. Благодаря конструктивным схемотехническим  особенностям носимые средства  ПМР, аттестованные как взрывобезопасные, пригодны для работы в зонах 0,1 и 2, поскольку они относятся к искрозащищенному типу оборудования (взрывобезопасность обеспечивается по принципу ограничения энергии) , а также в  достаточной степени  герметичны , что дополнительно создает защиту по принципу изоляции электрических цепей от взрывоопасной среды.
 
 
 
Виды взрывозащиты :
 
   В европейской классификации приводится детализация примененного в оборудовании вида взрывозащиты (она признается в РФ и встречается в сертификатах на взрывозащищенное оборудование):
d - взрывонепроницаемая оболочка; 
e - повышенная безопасность; 
ia - искробезопасная электрическая цепь (Zone 0 - взрывоопасная атмосфера); 
ib - искробезопасная электрическая цепь (Zone 1 - взрывоопасная атмосфера, например, в случаях аварий); 
h - герметическая изоляция; 
m - герметизация; 
o - отсутствие искрообразования; 
p - метод повышенного давления; 
q - заполнение порошком; 
s - спецзащита.
Классы взрывоопасных зон:
 
1. Зоны класса В-1 – расположены в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы; 
зоны класса В-1а – расположены в помещениях, в которых взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются при нормальной эксплуатации, а только в результате аварий или неисправностей;
 
2. Зоны класса В-1б – аналогичны В-1а, но отличаются от них тем, что при авариях горючие газы обладают высоким нижним пределом воспламенения (15% и выше), а также при опасных концентрациях резким запахом. В этот класс входят зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в малых концентрациях, недостаточных для создания взрывоопасной смеси и где работа производится без применения открытого пламени. Зоны не относятся к взрывоопасным, если работы с опасными веществами производятся в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтиками;
 
3. Зоны класса В-1г – пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, открытых нефтеловушек, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеров), эстакад для слива и налива ЛВЖ, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.
 
4. Зоны класса В-2 – расположены в помещениях, где выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что могут создавать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы;
 
5. Зоны класса В-2а – такие, где опасные условия при нормальной работе не возникают, но могут возникнуть в результате аварий или неисправностей.
 
Оборудование, которое предназначенное для работы в пределах зоны того или иного класса, согласно нормативным документам , должно иметь соответствующий уровень взрывозащищенности.
 
 
 
   В европейской классификации приводится детализация примененного в оборудовании вида взрывозащиты,  обозначения которой  встречается в сертификатах на взрывозащищенное оборудование в РФ :
d - взрывонепроницаемая оболочка; 
e - повышенная безопасность; 
ia - искробезопасная электрическая цепь (Zone 0 - взрывоопасная атмосфера); 
ib - искробезопасная электрическая цепь (Zone 1 - взрывоопасная атмосфера, например, в случаях аварий); 
h - герметическая изоляция; 
m - герметизация; 
o - отсутствие искрообразования; 
p - метод повышенного давления; 
q - заполнение порошком; 
s - спецзащита.
 
 
Категории взрывоопасности  смесей:
 
 
 
I.   Определяет требования к оборудованию, предназначенному для работы в шахтах и рудниках, где имеется опасность взрыва рудничного метана.
 
Для рудничного оборудования добавляется буквенная маркировка:
 
РН   - рудничное нормальное (не взрывозащищенное) 
РП   - рудничное повышенной надежности против взрыва (уровень взрывозащиты 2) 
РВ   - рудничное взрывозащищенное электрооборудование (уровень взрывозащиты 1) 
РО   - рудничное особовзрывобезопасное (уровень взрывозащиты 0) 
 
II.  Ко второй категории относится оборудование, применяемое для работы в условиях возможного образования промышленных взрывоопасных смесей газов и взвесей.
 
   Существуют три подкатегирии категории II: IIA, IIB, IIC. Каждая последующая подкатегория включает в себя  предшествующую, соответственно  подкатегория С  самая требовательная  из всех и может включать в себя категории А и В.
 
 
 
Согласно Российскому ГОСТу, действует следующая классификация по температуре самовоспламенения:
 
Группа смеси
 
Температура самовоспламенения, °С
 
Т1
 
Более 450
 
Т2
 
От 300 до 450
 
Т3
 
От 200 до 300
 
Т4
 
От 135 до 200
 
Т5
 
От 100 до 135
 
Т6
 
От 85 до 100
 
 
 
Требования к аппаратуре по категориям взрывоопасности газовых смесей и температуре самовоспламенения смесей газов.
 
Категория IIC взрывоопасности смеси применяется к группам: 
Т1 – водород, водяной газ, светильный газ, водород 75% + азот 25%»; 
Т2 – ацетилен, метилдихлорсилан; 
Т3 – трихлорсилан; 
Т4 – не применяется; 
Т5 – сероуглерод; 
Т6 – не применяется.
 
 
 
 
 
 
 
Категориям А и В соответствуют взрывоопасные смеси
 
II A: 
Т1 – аммиак, ацетон, бензол, 1,2-дихлорпропан, дихлорэтан, диэтиламин, доменный газ, изобутан, метан (промышленный, с содержанием водорода в 75 раз большим, чем в рудничном метане), пропан, растворители, сольвент нефтяной, спирт диацетоновый, хлорбензол,  этан; 
Т2 – алкилбензол, амилацетат, бензин Б95\130, бутан, растворители, спирты,  этилбензол, циклогексанол; 
Т3 – бензины А-66, А-72, А-76,  Б-70, экстракционный. Бутилметакрилат, гексан, гептан,  керосин, нефть, эфир петролейный, полиэфир, пентан, скипидар, спирты, топливо Т-1 и ТС-1, уайт-спирит, циклогексан, этилмеркаптан; 
Т4 – ацетальдегид, альдегид изомасляный, альдегид масляный, альдегид пропионовый, декан, тетраметилдиаминометан, 1,1,3 – триэтоксибутан; 
Т5 и Т6 – не применяются.
 
II B: 
Т1 – коксовый газ, синильная кислота; 
Т2 – дивинил, 4,4 – диметилдиоксан, диметилдихлорсилан, диоксан, …, нитроциклогексан, окись пропилена, окись этилена,  этилен; 
Т3 – акролеин, винилтрихлорсилан, сероводород, тетрагидрофуран, тетраэтоксисилан, триэтоксисилан, топливо дизельное, формальгликоль, этилдихлорсилан, этилцеллозольв; 
Т4 – дибутиловый эфир, диэтиловый эфир, диэтиловый эфир этиленгликоля; 
Т5 и Т6 – не применяются.
 
 
 
Категории IIA, IIB и IIC определяются следующими параметрами: безопасным экспериментальным максимальным зазором (БЭМЗ – максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду) и величиной МТВ (отношением минимального тока воспламенения смеси взрывоопасного газа и минимального тока воспламенения метана). 
Категория взрывоопасной смеси               БЭМЗ (мм)           МТВ
I (рудничный метан)         более 1,0             1,0
IIA           0,9 и более          0,8
IIB           от 0,5 до 0,9        от 0,4 до 0,8 
IIC           0,5 и менее         менее 0,45
 
 
 
Температурный класс электрооборудования:
 
Температурный класс электрооборудования определяется предельной температурой в градусах Цельсия, которую могут иметь при работе поверхности взрывозащищенного оборудования.
 
Температурный класс оборудования устанавливается исходя из минимальной температуры соответствующего температурного диапазона (его левой границы): оборудование, которое может применяться в среде газов с температурой самовоспламенения класса Т4, должно иметь максимальную температуру элементов поверхности ниже 135 градусов; Т5 – ниже 100, а Т6 – ниже 85.
 
 
 
Обозначения взрывозащищенности по европейскому стандарту АТЕХ
 
   Стандарт взрывобезопасности АТЕХ - сокращение от ATmospheres EХplosibles (взрывоопасные смеси газов). Требования АТЕХ распространяются на механическое, электрическое оборудование и защитные средства, которые предполагается использовать в потенциально взрывоопасной атмосфере, как под землей, так и на поверхности земли.
 
Классификационную маркировку взрывозащищенного оборудования по АТЕХ рассмотрим на следующем примере: II 2 G EEx с Т4.   Первый элемент маркировки определяет группу оборудования:
  I - шахтное; 
  II - другое (не шахтное): химиндустрия, НХЗ, НПЗ и т. п
 
Второй элемент - арабская цифра - определяет допустимую зону работы оборудования, она может принимать значения 0,1 или 2:
  0 - при частом возникновении взрывоопасных или воспламеняющихся концентраций опасных газов или смесей (газов, взвесей); 
  1 - то же, что и 0, но указанные концентрации могут возникать лишь время от времени (например, при аварийных ситуациях); 
  2 - то же, что и 1, но при редких случаях возникновения этих ситуаций.
 
Третий элемент: G - для газов, D - для горючих пылей, волокон и взвесей, и.т.д.   Ex   в шестиграннике - маркировка взрывозащищенного оборудования по АТЕХ.
 
Далее в европейской классификации приводится детализация примененного в оборудовании типа взрывозащиты:
  d - взрывонепроницаемая оболочка; 
  e - повышенная безопасность; 
  ia - искробезопасная электрическая цепь (Zone 0 - взрывоопасная атмосфера); 
  ib - искробезопасная электрическая цепь (Zone 1 - взрывоопасная атмосфера, например, в случаях аварий); 
  h - герметическая изоляция; 
  m - герметизация; 
  o - отсутствие искрообразования; 
  p - метод повышенного давления; 
  q - заполнение порошком; 
  s - спецзащита.
 
 
 
Обозначения взрывозащищенности по американскому стандарту FM 
 
   Factory Mutual (FM) по своей сути тождествен европейскому и российскому стандартам, но отличаются от них по форме записи. В американском стандарте также указываются условия применения аппаратуры: класс взрывоопасности среды (Class), условия эксплуатации (Division) и группы смеси по их температуре самовоспламенения (Group).
 
   Class может иметь значения I, II, III: Class I - взрывоопасные смеси газов и паров, Class II - горючая пыль, Class III - горючие волокна.
 
   Division может иметь значения 1 и 2: Division 1 - это полный аналог зоны В1(В2) - взрывоопасная смесь присутствует при нормальных условиях работы; Division 2 - аналог зоны В1А (В2А), в которой взрывоопасная смесь может появиться только в результате аварии или нарушений технологического процесса.
 
   Для работы в зоне Div.1 требуется особо взрывобезопасное оборудование (в терминах стандарта - intrinsically safe), а для работы в зоне Div.2 - взрывобезопасное оборудование класса Non-Incendive.