Ex p — ochrona przed zapłonem przez nadciśnienie (IEC 60079-2)

Ogólny przewodnik o ATEX i zagrożeniu wybuchem omawia najczęstsze sposoby ochrony na ogólnym poziomie: obudowa ognioszczelna (Ex d), bezpieczeństwo podwyższone (Ex e) oraz iskrobezpieczeństwo (Ex i, zob. przewodnik o barierach Ex i). Ten artykuł dotyczy zasadniczo innego podejścia: Ex p — ochrony przed zapłonem przez nadciśnienie (przedmuchiwanie) zgodnie z IEC 60079-2.

Zasada: nie zamykać wewnątrz, lecz nie wpuszczać z zewnątrz

Ex d bezpiecznie zamyka potencjalny zapłon wewnętrzny w obudowie ognioszczelnej. Ex i ogranicza energię w samym obwodzie poniżej progu zapłonu. Ex p nie robi żadnego z tych dwóch: obudowa jest wypełniana gazem ochronnym (zwykle powietrzem przyrządowym lub gazem obojętnym) pod ciśnieniem wyższym niż otaczająca atmosfera, dzięki czemu wybuchowa atmosfera gazowa lub oparowa spoza obudowy fizycznie nie może się do niej przedostać. Urządzenia elektryczne wewnątrz nie muszą więc same być przeciwwybuchowe, ponieważ nigdy nie stykają się z atmosferą wybuchową — dopóki utrzymywane jest nadciśnienie.

Przedmuch przed załączeniem: obowiązkowa sekwencja

Przed pierwszym załączeniem urządzeń wewnątrz obudowy (lub po każdym jej otwarciu) gaz ochronny musi przedmuchać całą objętość wewnętrzną określoną liczbę razy, aby całkowicie usunąć ewentualną atmosferę wybuchową, która mogła przedostać się do środka w czasie, gdy urządzenia były odłączone od zasilania. Czas przedmuchu i wymagana liczba wymian objętości są specyficzne dla danego urządzenia/obudowy i określa je producent; załączenie urządzeń jest zwykle elektrycznie blokowane do momentu zakończenia sekwencji przedmuchu i osiągnięcia minimalnego nadciśnienia.

Ciągłe monitorowanie ciśnienia podczas pracy

Po uruchomieniu czujnik różnicy ciśnień ciągle monitoruje, czy wewnętrzne nadciśnienie pozostaje powyżej określonego minimum względem otaczającej atmosfery. Jeśli ciśnienie spadnie poniżej tego progu — z powodu nieszczelności obudowy, awarii dostawy gazu ochronnego lub otwartych drzwi — system musi zareagować; dokładny charakter tej reakcji (alarm, automatyczne wyłączenie zasilania lub oba) zależy od wybranego poziomu ochrony.

Ex px, Ex py, Ex pz — trzy poziomy ochrony

• Ex px — przeznaczony do strefy 1: obudowa może zawierać urządzenia, które same w sobie zwykle mogłyby być źródłem zapłonu (np. styki łączeniowe). Przy spadku ciśnienia poniżej minimum wymagane jest natychmiastowe automatyczne wyłączenie zasilania, ponieważ nie pozostaje wtedy żaden drugi środek ochrony.
• Ex py — również przeznaczony do strefy 1, ale urządzenia wewnątrz są już chronione przed spowodowaniem zapłonu dodatkowym sposobem ochrony (np. Ex e). Przy spadku ciśnienia zwykle wystarcza alarm zamiast natychmiastowego wyłączenia, ponieważ druga warstwa ochrony pozostaje aktywna.
• Ex pz — przeznaczony do strefy 2, gdzie prawdopodobieństwo obecności atmosfery wybuchowej jest już niskie. Przy spadku ciśnienia zwykle wymagany jest tylko alarm.

Uwaga: dokładne zachowanie w przypadku awarii (alarm czy automatyczne wyłączenie zasilania oraz dopuszczalny czas reakcji) jest określone w certyfikacie i dokumentacji producenta konkretnej obudowy Ex p — ten artykuł opisuje zasadę działania, a nie gotową tabelę decyzyjną dla każdego produktu.

Znaczenie praktyczne

Instalacja Ex p wymaga okresowej kontroli zgodnie z IEC 60079-17 — podobnie jak inne sposoby ochrony omówione w przewodniku o okresowej kontroli ATEX — ale z własnymi, specyficznymi dla p, punktami kontrolnymi: działanie i kalibracja czujnika różnicy ciśnień, stan i wydajność dostawy gazu ochronnego, działanie blokady przedmuchu oraz test funkcjonalny reakcji alarmu/wyłączenia zasilania przy symulowanej utracie ciśnienia.

Częste błędy

1. Skracanie lub pomijanie sekwencji przedmuchu pod presją produkcyjną, przez co ewentualna atmosfera wybuchowa, która przedostała się w czasie odłączenia od zasilania, nie zostaje w pełni usunięta przed załączeniem.
2. Brak okresowej kalibracji czujnika różnicy ciśnień, przez co spadek ciśnienia jest wykrywany zbyt późno lub wcale.
3. Traktowanie px, py i pz jako wymiennych — dopuszczalne zachowanie w przypadku awarii i odpowiednia strefa różnią się istotnie między poziomami.
4. Dodawanie urządzeń do istniejącej obudowy Ex p bez ponownej oceny pierwotnej certyfikacji — niecertyfikowany komponent może podważyć założenie, na którym opiera się cała ochrona przez nadciśnienie.

Powiązane

• ATEX i zagrożenie wybuchem — wprowadzenie ogólne
• Iskrobezpieczeństwo Ex i — bariery i parametry entity
• Wprowadzenia kablowe ATEX — Ex d a Ex e
• Okresowa kontrola ATEX zgodnie z IEC 60079-17