Зона 20

Определение

Зона 20 — это наивысший уровень опасности в зонах, подверженных опасности взрыва пыли, в соответствии с европейскими директивами ATEX 2014/34/EU и 1999/92/EG. Она обозначает зону, в которой опасная взрывоопасная атмосфера в виде облака горючей пыли присутствует постоянно, в течение длительных периодов времени или часто.

В сфере переработки порошков зона 20, как правило, представляет собой внутреннее пространство аппаратов, в которых циркулирует пыль: рабочую камеру смесителя, внутреннюю часть силосов, циклонов, корпусов фильтров, роторных затворов, шнековых конвейеров и пневматических транспортеров. Для приблизительной временной классификации зона 20 связывается с частотой воздействия, превышающей примерно 1 000 часов в год.

Соотношение с зоной 21 и зоной 22

Разделение на зоны определяет, какие категории устройств и какой уровень защиты оборудования (EPL — Equipment Protection Level) допустимы для электрических и неэлектрических устройств. Для зоны 20 требуются устройства категории 1D с EPL Da; они должны оставаться безопасными даже при возникновении двух независимых неисправностей одновременно.

Типы пыли и группы взрывоопасности

Горючие пыли для целей взрывозащиты подразделяются на группы, которые определяют выбор оборудования и мер защиты:

• IIIA: горючие ворсинки
• IIIB: непроводящие пыли
• IIIC: проводящие пыли, например, металлические пыли

В случае с проводящими пылями группы IIIC требования к конструкции корпуса и герметичности становятся более строгими — например, требуется более высокий класс защиты IP, поскольку отложения и пылевые облака могут дополнительно сочетаться с электропроводностью и образованием искр.

Значение в смешанной технике

В процессе загрузки, смешивания и разгрузки в смесительной камере в силу особенностей конструкции образуется облако пыли. Над смешиваемым материалом находится свободный объем газа, в котором это облако распространяется. Поэтому, если обрабатываемый продукт является горючим, смесительная камера в любом случае должна рассматриваться как зона 20 — независимо от того, насколько малопыльной является окружающая среда вокруг установки.

Типичные продукты, которые приводят к отнесению к зоне 20:

• органические порошки: мука, сахар, крахмал, молочные смеси, какао
• химические и фармацевтические порошки: пигменты, активные вещества, добавки
• Металлические порошки: алюминий, магний, железо, графит

• Пластмассы: порошки ПЭ, ПП и ПВХ, а также мелкий гранулят

   

Требования к оборудованию в зоне 20

Избегайте источников возгорания

• Ограничение температуры поверхностей всех деталей, соприкасающихся с продуктом, и прилегающих к ним деталей до значений, значительно ниже минимальной температуры самовоспламенения пыли
• электростатическое заземление и выравнивание потенциалов всех проводящих частей установки, включая резервуары, смесительную арматуру, трубопроводы и двери
• конструктивное исключение механических источников возгорания за счет соблюдения заданных зазоров между вращающимися деталями и корпусом
• Мониторинг температуры и состояния подшипников, валовых проходов и приводов
• Избегание образования мертвых зон, в которых может скапливаться и тлеть пыль

Свести последствия к минимуму

Поскольку взрывоопасная атмосфера в зоне 20 считается постоянно присутствующей, риск редко удается свести к минимуму исключительно за счет предотвращения появления источников воспламенения. Как правило, к этому добавляются конструктивные меры взрывозащиты:

• устойчивая к гидравлическим ударам конструкция устройства, рассчитанная на пониженное давление взрыва• 
• Сброс давления при взрыве с помощью разрывных дисков, взрывозащитных клапанов или беспаламенных систем сброса давления
• Подавление взрывов с помощью систем быстрого пожаротушения
• Взрывозащитное развязывание от предшествующих и последующих участков установки
• Инертизация, например азотом, в сочетании с контролем содержания кислорода

Основой для расчета служат параметры безопасности изделия: коэффициент Kst, максимальное давление взрыва pmax, минимальная энергия воспламенения и минимальная температура воспламенения. Если к порошку добавляются горючие жидкости или растворители, необходимо дополнительно провести оценку гибридной смеси.

Герметизация и разграничение зон

Пыленепроницаемая конструкция устройства ограничивает зону 20 внутренним пространством. Высококачественные уплотнения вала и корпуса, выпускная арматура с минимальным объемом мертвого пространства и герметично закрывающиеся смотровые отверстия предотвращают попадание пыли в окружающую среду. Благодаря этому прилегающая зона часто может классифицироваться как зона 22 или даже как зона, не подверженная взрывоопасности, — с значительно меньшими требованиями к периферийному оборудованию.

Ответственность оператора

Разделение на зоны является юридической и технической обязанностью оператора. Оно осуществляется в рамках оценки рисков на основе конкретных условий технологического процесса, данных о веществах и концепций защиты и должно быть обосновано в документе по взрывозащите с предоставлением понятной аргументации. К организационным обязанностям относятся регулярная очистка, обучение персонала и обновление расчетных параметров при изменении рецептуры или сырья.