Ở đây「Kiến thức cơ bản về thiết kế chống cháy nổ」Đang ghi chú.Kiến thức cơ bản dành cho những người mới bắt đầu học thiết kế chống cháy nổđã tổng hợp lại. Hãy tham khảo nhé.
Thiết kế chống cháy nổ
①Kiến thức cơ bản về thiết kế chống cháy nổ
Trong thiết kế máy mócĐể đáp ứng các tiêu chuẩn chống cháy nổ, cần thiết kế để giảm thiểu rủi ro cháy nổ, đặc biệt là trong môi trường có khí dễ cháy và bụi, cần phải chú ý để các thiết bị điện và bộ phận máy móc không trở thành nguồn gây cháy.
①-1 3 yếu tố gây ra vụ nổ
- Chất dễ cháy (nhiên liệu)： Khí dễ cháy, hơi nước, bụi
- Oxygen (combustible substance): Oxy trong không khí
- nguồn đánh lửa：Tia lửa, bề mặt nhiệt độ cao, tĩnh điện, v.v.
Trong thiết kế chống cháy nổ, cần phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa tập trung vào nguồn gây cháy.
①-2 Tiêu chuẩn và quy định về chống cháy nổ
Các tiêu chuẩn chống cháy nổ được quy định ở mỗi quốc gia, và thiết kế phải tuân theo các tiêu chuẩn đó.
- Tiêu chuẩn Nhật Bản, JIS C 60079: TIIS (Kiểm tra lao động), JIS C 60079
- Tiêu chuẩn quốc tế: IEC 60079 (IECEx)
- Tiêu chuẩn châu Âu: ATEX (EN 60079)
- Tiêu chuẩn Hoa Kỳ: NEC 500/505 (NFPA, UL)
①-3 Pháp luật về phòng chống cháy nổ
Các quy định pháp luật về phòng chống cháy nổ như sau.
- Luật An toàn và Sức khỏe Lao động: Điều 42, Điều 44
- Quy tắc an toàn và vệ sinh lao động: Điều 280
- Sắc lệnh dựa trên Luật phòng cháy chữa cháy: Điều 9, khoản 1, mục 17
- Giải thích tiêu chuẩn kỹ thuật thiết bị điện: Điều 176
①-4 Phân loại (phân loại) khu vực nguy hiểm
Các khu vực nguy hiểm được phân loại như sau.
- Khu vực đặc biệt nguy hiểm (khu vực loại 0, Zone0): Nơi có bầu không khí dễ bùng nổ "liên tục, kéo dài, thường xuyên"
- Khu vực nguy hiểm loại 1 (khu vực loại 1, Zone1)：Nơi có nguy cơ thường xuyên tạo ra môi trường dễ nổ
- Khu vực nguy hiểm loại 2 (khu vực loại 2, Zone 2)：Không gian có nguy cơ tạo ra môi trường dễ nổ hoặc thời gian ngắn
【Bổ sung】
Các yếu tố được sử dụng để xác định phạm vi và phân loại khu vực nguy hiểm bao gồm mức độ nguồn phát thải, mức độ thông gió, hiệu quả thông gió, v.v.Phân loại khu vực nguy hiểm được quyết định bởi những người có kiến thức về tính chất của chất dễ cháy, quá trình dẫn đến nổ và thiết bị sử dụng, sau khi tham khảo ý kiến của các kỹ sư liên quan.Đó là.
①-5 Nguồn phát thải và mức độ thông gió・hiệu quả
Tùy theo tần suất tạo ra khí nổ và khả năng rò rỉ, nguồn phát thải được phân loại như sau.
- Nguồn phát xạ liên tục：Nguồn phát thải liên tục, phát thải trong thời gian dài, phát thải với tần suất cao các chất dễ cháy
- Nguồn phát xạ cấp độ 1：Dự kiến sẽ thải ra chất dễ cháy một cách định kỳ
- Nguồn phát thải cấp độ hai：Không dự kiến sẽ phát thải chất dễ cháy, và ngay cả khi phát thải, nguồn phát thải cũng có tần suất thấp và thời gian ngắn.
Ngoài ra, phân loại mức độ thông gió đối với các nguồn phát thải này được trình bày như sau.
- Độ thông gió cao: Khả năng thông gió có thể giảm nồng độ khí dễ cháy ngay lập tức và giữ ở mức dưới giới hạn nổ thấp nhất.
- Độ thông gió trung bình: Khả năng thông gió có thể kiểm soát hoặc giảm nồng độ khí dễ cháy trong trường hợp khí dễ cháy tiếp tục thoát ra.
- Độ thông gió thấp: Khả năng thông gió không thể kiểm soát hoặc giảm nồng độ khí dễ cháy trong trường hợp khí dễ cháy tiếp tục thoát ra.
※Dưới giới hạn nổ thấp nhất là trạng thái mà nồng độ hỗn hợp khí dễ cháy với không khí và oxy thấp hơn giới hạn nổ thấp nhất.
Dưới đây là mức độ hiệu quả
- 良：Thông gió liên tục được thực hiện. (Khi thiết bị thông gió bị hỏng, cần phải xử lý bằng thiết bị thông gió dự phòng, v.v.)
- 可：Tạm dừng thông gió trong thời gian ngắn được cho phép.
- 弱：Không có trường hợp ngừng thông gió trong thời gian dài.
Tổng hợp những điều này như sauĐó là lý do tại sao chúng tôi sẽ xác định các khu vực nguy hiểm.
②Cấu trúc chống nổ
Thiết kế chống cháy nổ có thể được chia thành các phương pháp sau đây, và cấu trúc chống cháy nổ có thể áp dụng được quy định riêng cho từng "loại khu vực nguy hiểm".
②-1 Cấu trúc chống nổ chịu áp lực
Trong cấu trúc đóng hoàn toànTrong trường hợp xảy ra nổ bên trong, cấu trúc của bình chứa có thể chịu được áp lực và không có nguy cơ bắt lửa từ khí nổ bên ngoài.
Ví dụ ứng dụng cụ thể như động cơ, công tắc, đèn chiếu sáng, v.v.
・Vỏ kim loại chắc chắn (nhôm, gang, thép không gỉ)
・Thiết kế khoảng trống thích hợp tại các điểm nối (ngăn chặn ngọn lửa lan truyền)
・Thiết kế cấu trúc có thể chịu được áp suất nổ bên trong (thử nghiệm: chịu áp suất gấp 1,5 lần, v.v.)
②-2 Cấu trúc chống cháy nổ có dầu
Đặt phần phát ra tia lửa điện vào dầu, cấu trúc không có nguy cơ bắt lửa từ khí nổ tồn tại trên bề mặt dầu
②-3 Cấu trúc chống nổ áp suất bên trong
Bằng cách bơm khí bảo vệ (không khí sạch hoặc khí trơ) vào bên trong bình chứa và duy trì áp suất bên trong, có thể ngăn chặn sự xâm nhập của khí nổ.Cấu trúc. Ví dụ ứng dụng bao gồm bảng điều khiển, thiết bị phân tích, hệ thống xả khí để duy trì áp suất dương và chức năng báo động khi áp suất giảm.
②-4 Cấu trúc an toàn chống cháy nổ
Để ngăn chặn tia lửa điện hoặc sự phát sinh nhiệt độ cao, cần tăng cường độ an toàn đặc biệt về cấu trúc và sự gia tăng nhiệt độ.Cấu trúc
Ví dụ ứng dụng như cảm biến, thiết bị đo lường, thiết bị truyền thông, cụ thể là
- Giới hạn điện áp và dòng điện mạch (dưới 24V, thường dưới 12V)
- Sử dụng điện trở giới hạn dòng điện
- Ứng dụng rào cản Zener và rào cản cách ly
v.v.
※Tzener barrier là thiết bị ngăn chặn dòng điện quá tải bằng cách sử dụng chức năng của điốt Tzener.
※Cách ly rào cản Là việc cách ly hoặc rào cản, ngăn chặn hoặc tách biệt kết nối điện.
Ngoài ra, đối với hộp đầu nối, hộp kết nối, v.v., có các biện pháp như mở rộng khu vực xung quanh đầu nối (tăng cường cách điện), sử dụng các bộ phận ít sinh nhiệt, v.v. Đối với động cơ chống cháy nổ được sử dụng nhiều trong thiết kế máy móc, để tránh sinh nhiệt trong cuộn dây bên trong động cơ, sử dụng vật liệu cách điện có cấp chịu nhiệt F (155℃) trở lên, tăng cường cách điện giữa các lớp cuộn dây, quản lý nhiệt độ cuộn dây (tích hợp chức năng tắt máy khi quá nhiệt).
Đã thực hiện các biện pháp như thêm cánh tản nhiệt và ống thông gió, sử dụng mỡ bôi trơn cho ổ trục để ngăn chặn tia lửa điện.
②-5 Cấu trúc chống cháy nổ an toàn bản chất
Do tia lửa điện hoặc nhiệt độ caoCấu trúc được cơ quan công quyền xác nhận là không gây cháy nổ khí dễ cháy
②-6 Cấu trúc chống cháy nổ không đánh lửa
Trong tình trạng bất thường,Cấu trúc chống cháy nổ áp dụng cho các thiết bị điện không có khả năng gây cháy các vật liệu dễ cháy xung quanh
②-7 Cấu trúc chống cháy nổ bằng nhựa
Cấu trúc chống cháy nổ được bao bọc trong nhựa để các bộ phận có thể gây cháy các vật liệu dễ cháy xung quanh không trở thành nguồn gây cháy.Dùng nhựa và gel để bịt kín hoàn toàn các bộ phận điện, tránh tiếp xúc với khí dễ cháy.Ví dụ về ứng dụng là bảng mạch điện tử, cảm biến, v.v., được niêm phong hoàn toàn bằng nhựa epoxy và silicon.
ポInto là việc lựa chọn vật liệu bịt kín, loại bỏ bọt khí khi bịt kín và xem xét sự giãn nở nhiệt sau đó (xem xét sự phá hủy do tập trung ứng suất). Epoxy resin có tính chịu nhiệt cao và cách điện tốt, trong khi silicon resin có tính linh hoạt và chịu được sự thay đổi nhiệt độ.
Về ký hiệu chống cháy nổ
Ký hiệu chống cháy nổ là ký hiệu biểu thị cấu trúc chống cháy nổ của thiết bị (sản phẩm) và môi trường dễ cháy (hiệu suất) mà sản phẩm đó có thể sử dụng.
Tóm tắt
Khi thiết kế máy móc chống cháy nổ, có một số lựa chọn như sử dụng thiết bị chống cháy nổ hoặc sử dụng sản phẩm thông thường có vỏ chống cháy nổ bên ngoài để loại bỏ nguồn gây cháy.
Tôi cá nhân cho rằng việc lựa chọn phương pháp chống cháy nổ phù hợp với môi trường sử dụng (an toàn bản chất, cấu trúc chống cháy nổ, v.v.) là rất khó, nhưng như đã viết trong bài báo...Người có kiến thức về phân loại khu vực nguy hiểm, đặc tính của chất dễ cháy, quá trình dẫn đến nổ, thiết bị sử dụng sẽ thảo luận với kỹ sư liên quan để quyết định. Tôi nghĩ điều này rất quan trọng. (Cuối cùng, có lẽ cần phải tuân thủ các quy định pháp luật và tham khảo ý kiến của cơ quan chứng nhận.)
Đó là tất cả.