Теория горения и взрыва

33. Взрывонепроницаемая оболочка

Этот вид защиты основывается на идее сдерживания взрыва. В данном случае допускается, чтобы источник энергии вступил в соприкосновение с опасной смесью воздуха и газа. В результате происходит взрыв, но он должен оставаться ограниченным в оболочке, изготовленной таким образом, чтобы выдерживать давление, возникающее при взрыве внутри оболочки, и так препятствовать распространению взрыва в окружающую атмосферу.

Теория, поддерживающая этот метод, основывается на том факте, что газовая струя, получающаяся в результате взрыва, выходя из оболочки, быстро охлаждается, благодаря тепловой проводимости оболочки, быстрому расширению и ослаблению горячего газа в более холодной внешней атмосфере. Это возможно, только если оболочка имеет специальные газоотводящие отверстия или щели имеют достаточно малые размеры.

По существу, необходимые свойства для взрывонепроницаемой оболочки обеспечиваются применением крепкой механической конструкции, контактным соединением между крышкой и основной частью оболочки и небольшими размерами щелей в оболочке.

Большие щели не допускаются, но малые щели в местах соединений неизбежны. Нанесение изоляции на щель увеличивает степень защиты от коррозийной атмосферы, но не устраняет щели.

В зависимости от природы взрывоопасной смеси и ширины прилегающих поверхностей, допускаются различные максимальные зазоры между ними. Классификация оболочек основывается на категориях взрывоопасности смесей и максимальной величины температуры самовоспламенения, которая должна быть ниже, чем температура возгорания смеси, присутствующей в месте, где они установлены.

В качестве материала для изготовления оболочки обычно используется металл (алюминий, катаная сталь и т. д.). Пластмасса и неметаллические материалы могут быть использованы для оболочек с маленьким внутренним объемом (меньше 3 дм³).

Маркировка по взрывозащите электрооборудования имеет вид – ExdIIВТЗ:

где Ex – знак для электрооборудования, созданного в соответствии со стандартами МЭК;

d – обозначение типа защиты;

IIВ – категория взрывоопасной смеси;

TЗ – группа взрывоопасной смеси.

В маркировке по взрывозащите электрооборудования категории II, предназначенного только для конкретной взрывоопасной смеси, после знака II должна указываться в скобках химическая формула горючего вещества, образующего с воздухом такую смесь. В этом случае указывать температурный класс электрооборудования не требуется. Например, взрывоопасное электрооборудование, предназначенное для применения только в водородно-воздушной или только аммиачно-воздушной взрывоопасной смеси, должно иметь следующие маркировки по взрывозащите: ExdII (H2) или ЕxdII (NH3).

Защите типа «взрывонепроницаемая оболочка» свойственны следующие проблемы при монтаже и эксплуатации:

Оболочки, особенно крупногабаритные, весьма тяжелы, и их установка создает механические и строительные сложности.
Коррозийная атмосфера (типичная для химических и нефтехимических предприятий) требует применения таких материалов, как нержавеющая сталь или бронза, что приводит к существенному увеличению стоимости оболочки.
Кабельные вводы требуют приспособлений для особого монтажа (обжатие, кабельные хомуты, металлические трубы, кабель в оболочке с наполнителем, изоляция), что в некоторых случаях обходится очень дорого.
Во влажной атмосфере конденсация может создавать проблемы внутри оболочки или в подводящей трубе.
Безопасность взрывонепроницаемой оболочки основывается на ее механической целостности, поэтому необходимы периодические осмотры.
Для проведения работ, связанных с доступом персонала внутрь оболочки, зачастую требуется прекращение технологического процесса, что приводит к удорожанию технического обслуживания системы.
Представляет трудность удаления крышки (требуется специальный инструмент или необходимо отвернуть 30–40 болтов). При установке крышки обратно очень важно обеспечить выполнение требований по максимально допустимому зазору, поэтому необходима особая ответственность персонала.
Трудно произвести изменения в системе.

Степень безопасности взрывонепроницаемой оболочки зависит от правильного использования и текущего технического обслуживания, выполняемого заводским персоналом.

Описанный метод защиты является одним из наиболее широко используемых и пригоден для расположенного в опасных зонах электрооборудования, которое имеет дело с высокими уровнями мощности (моторы, трансформаторы, лампы, коммутаторы, соленоиды, пускатели и другие устройства, которые производят искры).

Содержание