Silnik klasy 1, dział 2 nie musi być przeciwwybuchowy. Standardowy trójfazowy silnik indukcyjny klatkowy może pracować w klasie I, strefie 2, jeśli nie ma elementów normalnie wyładowanych łukiem, a jego kod temperatury na tabliczce znamionowej utrzymuje maksymalną temperaturę powierzchni poniżej temperatury zapłonu danego gazu. Zasada ta, zdefiniowana przez amerykański Krajowy Kodeks Elektryczny (NEC) i zastosowana w normie IEEE 1349, jest pierwszą rzeczą, którą należy zrozumieć przed zakupem silnika do pracy w miejscach niebezpiecznych, ponieważ oddziela ona niezbędne wydatki na bezpieczeństwo od kosztownych zawyżonych specyfikacji.
Co oznacza „Klasa I, Dział 2”?
Klasa I Dział 2 (C1D2) to klasyfikacja lokalizacji, a nie moc silnika. Zgodnie z art. 500 NEC opisuje on obszar, w którym podczas normalnej pracy nie występują łatwopalne gazy lub opary, ale mogą one pojawić się w nietypowych warunkach, takich jak nieszczelny kołnierz, pęknięta membrana lub procedura konserwacyjna, która na krótko otwiera linię technologiczną.
NEC sortuje niebezpieczne lokalizacje według trzech pytań: jakie jest zagrożenie (klasa), jakie jest prawdopodobieństwo jego wystąpienia (dywizja) i do jakiej rodziny chemicznej należy (grupa).
| Klasa | Formularz zagrożenia | Reprezentatywne gazy | Dywizja 1 | Dywizja 2 |
|---|---|---|---|---|
| Klasa I | Łatwopalne gazy i pary | Propan, wodór, etylen | Występuje podczas normalnej pracy | Występuje tylko w przypadku nieprawidłowego działania |
| Klasa II | Palny pył | Pył węglowy, mąka zbożowa | Pył obecny podczas normalnej pracy | Pył występuje tylko w trudnych warunkach |
| Klasa III | Zapalne włókna | Włókna tekstylne, trociny | Włókna przetwarzane lub przetwarzane | Włókna przechowywane w pobliżu sprzętu |
Ponieważ gaz z Dywizji 2 występuje rzadko i zwykle szybko się rozprasza, w Kodeksie traktuje się go jako gaz należący do kategorii niższego ryzyka niż Gaz z Dywizji 1. Ten pojedynczy fakt wpływa na logikę wyboru silnika wyjaśnioną poniżej.
Jak IEEE 1349 pomaga w wyborze silnika w klasie 2
Norma IEEE 1349, opublikowana po raz pierwszy w 2001 r., a ostatnio poprawiona w 2021 r., jest przewodnikiem referencyjnym dotyczącym stosowania maszyn elektrycznych w lokalizacjach klasy I, w strefie 2 i strefie 2. Nie wymaga jednego typu silnika; definiuje procedurę opartą na ryzyku, opartą na trzech kontrolach.
Weryfikacja kodu temperatury
Każdy gaz palny ma temperaturę samozapłonu (AIT), której powierzchnia silnika nie może nigdy osiągnąć. Kod T na tabliczce znamionowej oznacza maksymalną temperaturę powierzchni w warunkach znamionowych: T3 dopuszcza temperaturę do 200°C, T4 do 135°C, a T6 do 85°C. Jeżeli temperatura gazu AIT wynosi 180°C, to silnik T3 jest nie do przyjęcia, ponieważ jego powierzchnia może osiągnąć 200°C; należy wybrać silnik T4 o temperaturze znamionowej 135°C lub niższej.
Kontrola komponentów łukowych
Drugie sprawdzenie dotyczy tego, czy podczas normalnej pracy silnik wytwarza łuki lub iskry. Odpowiednie są maszyny szczotkowe prądu stałego, silniki z uzwojonym wirnikiem i silniki jednofazowe z odsłoniętymi odśrodkowymi wyłącznikami rozruchowymi. Silniki indukcyjne klatkowe tego nie robią i dlatego dominują w zastosowaniach Dywizji 2 i dlatego nasze ramy trójfazowe NEMA i IEC są naturalnym punktem wyjścia dla tych projektów.
Analiza obudowy i oddychania wewnętrznego
Trzecia kontrola obejmuje oddychanie wewnętrzne: każdy silnik wdycha i wydycha wraz ze zmianami temperatury, zatem łatwopalny gaz może przedostać się do niepracującego silnika i pozostać tam do momentu ponownego uruchomienia. IEEE 1349 wymaga, aby osoba oceniająca potwierdziła, że kombinacja obudowy, kodu T i temperatury otoczenia zapobiega wewnętrznemu zapłonowi lub że obudowa może go zawierać. Silniki zbudowane zgodnie ze standardami przeciwwybuchowymi mają zgodnie z projektem zapłon wewnętrzny; cechy konstrukcyjne, które sprawiają silniki przeciwwybuchowe skuteczne są niezbędne w Dywizji 1, ale w Dywizji 2 są raczej opcją niż wymogiem.
Opcje obudowy działające w ustawieniu C1D2
Cztery rodziny obudów obejmują prawie każdą decyzję w klasie I, dział 2, a właściwy wybór zależy od wyniku kontroli temperatury, środowiska instalacji i wymagań procesowych, a nie od etykiety marketingowej.
| Obudowa | Budowa | Typowa rola C1D2 |
|---|---|---|
| ODP | Otwarta, kroploszczelna rama, wentylacja otoczenia | Wnętrza, niekorozyjne miejsca, w których przechodzą testy zgodności z kodem T i wyładowania łukowe |
| TEFC ze stali walcowanej | Całkowicie zamknięty, zewnętrzny wentylator | Domyślny wybór ogólnego przeznaczenia dla Dywizji 2 |
| TENV | Całkowicie zamknięty, bez wentylatora, naturalna konwekcja | Małe pompy i obrabiarki; przewidywalna temperatura powierzchni |
| Żeliwny TEFC | Rama żeliwna, wentylator zewnętrzny | Środowiska korozyjne, wilgotne lub trudne mechanicznie |
Silniki TENV zasługują na szczególną uwagę w recenzji Division 2. Bez wentylatora chłodzącego cała rama nagrzewa się równomiernie, co upraszcza ocenę kodu temperatury i często zapewnia niższą maksymalną temperaturę powierzchni niż silnik chłodzony wentylatorem przy tym samym obciążeniu. W przypadku kompaktowych pomp i obrabiarek konstrukcja TENV jest często najbardziej bezpośrednią odpowiedzią.
Silnik TENV do zastosowań w obszarach niebezpiecznych, strefa 2 Ten całkowicie zamknięty, niewentylowany silnik nagrzewa się równomiernie bez wentylatora, co upraszcza ocenę kodu temperatury i często zmniejsza maksymalną temperaturę powierzchni. Warte sprawdzenia jako kompaktowe, bezpośrednie rozwiązanie dla pomp i obrabiarek. Zobacz produkt → Tam, gdzie otaczający proces jest mokry, zasolony lub zakurzony, żeliwna rama TEFC zapewnia odporność na korozję, przenoszenie ciepła i wytrzymałość mechaniczną, których brakuje ramom ogólnego przeznaczenia ze stali walcowanej. Ma to znaczenie podczas audytu obszaru niebezpiecznego, ponieważ korozja powierzchni i wżery pogarszają odprowadzanie ciepła, a cieplejszy korpus silnika zmniejsza margines bezpieczeństwa kodu T w całym okresie użytkowania.
Całkowicie zamknięty, żeliwny silnik o najwyższej wydajności Dzięki żeliwnej ramie TEFC silnik ten jest odporny na korozję, poprawia przenoszenie ciepła i utrzymuje wytrzymałość mechaniczną w wilgotnym, zasolonym lub zakurzonym środowisku. Istotne dla zachowania marginesów bezpieczeństwa kodu T podczas audytów obszarów niebezpiecznych. Zobacz produkt → Krok po kroku: tworzenie dającej się obronić specyfikacji C1D2
Specyfikacja silnika C1D2 jest tak dobra, jak jego dokumentacja. Wykonaj sześć kroków, aby dokonać wyboru satysfakcjonującego inżynierów, inspektorów i ubezpieczycieli.
- Zidentyfikuj gaz lub parę i jego grupę NEC (A: acetylen, B: wodór, C: etylen, D: propan) na rysunkach klasyfikacji obszaru.
- Zanotuj temperaturę samozapłonu gazu i ustaw poniżej docelowy kod T, pozostawiając margines dla wahań obciążenia i otoczenia.
- Sprawdź potencjalny silnik pod kątem elementów tworzących łuk, takich jak szczotki, przekaźniki lub otwarty przełącznik odśrodkowy.
- Potwierdź, że kod T utrzymuje rzeczywistą roboczą temperaturę otoczenia, a nie tylko warunki referencyjne 40°C wydrukowane w katalogach.
- Poproś o pakiet certyfikatów producenta: wykaz CSA lub UL, kod temperatury na tabliczce znamionowej i pisemną ocenę IEEE 1349.
- Zapisz ocenę w pliku projektu, aby personel zajmujący się konserwacją i przyszli nabywcy mogli zobaczyć, dlaczego silnik został zatwierdzony do użytku w tym miejscu.
Krok piąty jest najczęściej pomijany i ten, który zapobiega sporom. Notatka „Class I Div 2” na arkuszu danych nie jest dowodem; oznaczenie na tabliczce znamionowej musi odnosić się do certyfikowanego raportu z testów. Jeżeli dostawca nie może sporządzić takiego raportu, silnik nie posiada danej wartości znamionowej.
Typowe błędy przy zakupie silnika C1D2
Większość błędów zakupowych w Dywizji 2 wynika z traktowania jej jak Dywizji 1 lub z zaufania nazwie obudowy zamiast danych o temperaturze. Powtarzające się błędy są spójne:
- Domyślny zakup silnika przeciwwybuchowego. Może kosztować od dwóch do czterech razy więcej niż odpowiednio oceniony silnik TEFC ogólnego przeznaczenia i nie zapewnia żadnych korzyści w zakresie bezpieczeństwa, jeśli kontrola kodu T została już pomyślnie przeprowadzona.
- Z widokiem na rzeczywistą temperaturę otoczenia. Silnik przystosowany do pracy w temperaturze otoczenia 40°C może przekroczyć limit określony dla kodu T w pompowni, która latem osiąga 50°C.
- Zakładając, że każdy silnik jednofazowy jest zdyskwalifikowany. Konstrukcje z kondensatorem i rozruchem kondensatorowym z uszczelnionymi przełącznikami lub przekaźnikami PTC można ocenić dla Dywizji 2, ale każdy model należy oceniać indywidualnie.
- Przezwajanie silnika C1D2 bez kontrolowanego procesu naprawy. Zmiana rozmiaru przewodu lub klasy izolacji powoduje zmianę rozpraszania ciepła; silnik traci swój kod T, chyba że warsztat go ponownie zweryfikuje.
- Przyjęcie słowa sprzedawcy zamiast raportu. Certyfikację można odnaleźć na tabliczce znamionowej i protokole testów; zapytaj o oba przed zakupem.
Jeśli kierownik utrzymania ruchu nalega, aby wszystko było zabezpieczone przed eksplozją, rozwiązanie praktyczne różnice między silnikami przeciwwybuchowymi a zwykłymi silnikami wyjaśnij, dlaczego standardowa maszyna indukcyjna często może wykonać to zadanie za ułamek kosztów.
Często zadawane pytania dotyczące silników klasy 1, dywizji 2
Czy potrzebuję silnika przeciwwybuchowego w klasie I, strefie 2?
Nie. Dział 2 dopuszcza silniki ogólnego przeznaczenia, które nie mają elementów normalnie łukowych i których kod T pozostaje poniżej temperatury samozapłonu gazu. Konstrukcja przeciwwybuchowa jest wymagana w Dywizji 1 i dozwolona w Dywizji 2, ale w wielu lokalizacjach C1D2 jest to zawyżona specyfikacja.
Jak Strefa 2 wypada w porównaniu z Dywizją 2?
Strefa 2 to odpowiednik oparty na IEC zdefiniowany w artykule 505 NEC. Obejmuje te same zagrożenia gazowe, ale wykorzystuje różne koncepcje oznakowania i ochrony, takie jak nieiskrzący sprzęt Ex nA. Norma IEEE 1349-2021 dotyczy obu systemów, więc jedna ocena silnika może obsługiwać dowolne oznaczenie.
Czy silnik przewijany może zachować swoją klasę I, Dział 2?
Tylko jeśli warsztat ponownie oceni silnik i ponownie zweryfikuje kod temperatury po przezwojeniu. Różne rozmiary przewodów, klasy izolacji lub procesy lakierowania zmieniają zachowanie termiczne. Bez udokumentowanej ponownej weryfikacji naprawiony silnik należy traktować jako niesklasyfikowany do pracy niebezpiecznej.
Czy silniki jednofazowe są dozwolone w lokalizacjach Dywizji 2?
Dozwolone tylko wtedy, gdy urządzenie rozruchowe nie może spowodować zapłonu. Otwarty przełącznik rozruchu odśrodkowego powoduje łuk przy każdym uruchomieniu. Konstrukcje jednofazowe z uszczelnionymi przełącznikami, przekaźnikami PTC lub konfiguracjami ze stałymi kondensatorami usuwają to źródło łuku i mogą przejść przegląd IEEE 1349, jeśli dopuszczalny jest również kod T i obudowa.
Wybór silnika Class 1 Division 2 to decyzja dotycząca temperatury, komponentów i dokumentacji, a nie zakupu najcięższej ramy na półce. Sprawdź grupę gazową, kod T i weryfikację tabliczki znamionowej, a zainstalujesz silnik, który jest bezpieczny, zgodny z przepisami i niedrogi.
