Что такое EN 14986? Критические требования к конструкции вентилятора ATEX

Вентиляторные системы, используемые в процессах, связанных с взрывоопасным газом, парами растворителей, производными углеводородов или легковоспламеняющейся пылью, являются не только оборудованием для перекачки жидкости; они также являются важнейшей частью безопасности процесса.

Как правило “ в отрасли Вентилятор Ex-Proof Безопасность этого оборудования, определяемого как ” или “Взрывозащищенный вентилятор”, основана на конструкции, а не только на общей этикетке ATEX, добавленной к продукту  EN 14986 , предусмотренной стандартами.

Фундаментальная инженерная ошибка, часто наблюдаемая в промышленных полевых применениях и ставящая под угрозу пригодность проектов ATEX, представляет собой  смешение общей правовой базы ее директив и стандартов механического проектирования, специфичных для оборудования. Спецификации на закупку часто содержат только фразу “вентилятор, сертифицированный ATEX”, но важные технические параметры, лежащие в основе этой фразы, игнорируются. Это приводит к попаданию на площадку продукции, которая на бумаге кажется подходящей, но на практике имеет серьезные механические недостатки.

Настоящее техническое руководство подготовлено с целью подробного изложения требований стандарта EN 14986, механических допусков и правил выбора материалов, которые руководители промышленных предприятий, инженеры-технологи и специалисты по закупкам должны учитывать при выборе вентиляторов ATEX.

Критическая разница между Директивой ATEX (2014/34/EU) и стандартом EN 14986

В технических спецификациях закупок часто встречается общее утверждение:  “Вентилятор должен соответствовать директиве ATEX 2014/34/EU.” Данное юридически обоснованное заявление является неполным с точки зрения технических условий. Для полного обеспечения безопасности объекта необходимо уточнить иерархию между этими двумя нормами:

• 2014/34/EU (Директива ATEX): Требуется для размещения на рынке оборудования, которое будет использоваться во взрывоопасных средах . Общая правовая база . Она определяет, как среды классифицируются как зона (зона), категории оборудования (например, 1G/2G/3G) и процедуры декларирования соответствия (CE).
• Стандарт EN 14986: В отличие от директивы, а именно  “Вентиляторы, работающие во взрывоопасных средах” , ее проектирование организовано в соответствии с техническим руководством. Вентилятор соответствует требованиям директивы 2014/34/ЕС  о механической адаптации и определяет, каким физическим испытаниям он должен подвергаться.

Подводя итог, можно сказать, что ATEX (2014/34/EU) является юридическим обязательством, а EN 14986 — это техническое руководство по проектированию, необходимое для производства физического оборудования, которое будет соответствовать этому обязательству.

Отраслевое заблуждение: делает ли использование только “ATEX Engine” вентилятор непроницаемым?

Критическим конструктивным недостатком, обнаруженным в проектах, является интеграция сертифицированного ATEX (огнестойкого) электродвигателя в вентилятор стандартного производства и оценка оборудования в классе “Ex-Proof Fan”.

Хотя этот подход изолирует риски электрического воспламенения, он игнорирует основной источник опасности механических взрывов оборудования  . Если конструкция вентилятора не соответствует нормам EN 14986, вращающиеся лопасти вентилятора (колеса) могут соприкасаться с корпусом в случае неисправности:

Искра трения между колесом и корпусом в этот момент механического контакта вырабатывает достаточно энергии для воспламенения взрывоопасной атмосферы в окружающей среде. Стандарт EN 14986 требует устранения этого риска “механического трения и искрения” во всем вентиляторе в дополнение к изоляции двигателя.

Критерии проектирования вентиляторов ATEX согласно EN 14986’

Настоящий вентилятор ATEX — это инженерное изделие, в котором физическое взаимодействие между частями статора (неподвижного корпуса) и ротора (вращающегося колеса) ограничено строгими правилами. Стандарт EN 14986 фокусируется на двух основных параметрах для установления механической безопасности: критических  рабочих зазорах и  парах искробезопасных материалов.

1. Чувствительность зазора (зазора) на конце крыла

При вращении вентилятора на высоких скоростях в пропеллере возникают миллиметровые растяжения из-за теплового расширения, потерь допуска, которые могут возникнуть в подшипниках или аэродинамических силах. В стандарте EN 14986 применяется четкая формула “Допускной зазор” (Зазор) для предотвращения контакта пропеллера с внешним корпусом.

• Основное правило EN 14986: В соответствии со стандартом минимальное расстояние между подвижным наконечником гребного винта и неподвижным корпусом в точках контакта рабочего колеса составляет  не менее 1’i% его диаметра . Однако этот зазор ни при  каких обстоятельствах не должен быть меньше 2 мм , а в силу общих принципов аэродинамической эффективности не рекомендуется превышать 13 мм.
• Примечание по производству и применению: При неточных методах производства, если эти зазоры выходят за пределы допуска, возникают серьезные риски.

2. Пары искробезопасных материалов (искробезопасная конструкция)

Еще одним частым механическим конструктивным недостатком является работа рабочего колеса из углеродистой стали, также внутри корпуса из углеродистой стали. Трение стали о сталь в случае возможного отказа приводит к возникновению высокоэнергетических механических искр. EN 14986 для подвижных и неподвижных частей, которые могут соприкасаться друг с другом , требуются специальные пары материалов (сопряжение) .

Таблица выбора совместимых материалов EN 14986:

Стандарт EN 14986 рекомендует использовать соответствующие комбинации материалов для снижения риска возникновения искр при механическом трении, которое может возникнуть между ротором и корпусом вентиляторов, работающих во взрывоопасных средах. Вот некоторые типичные примеры, которые можно встретить на практике:

Эта статья может вас заинтересовать. Категории оборудования ATEX и руководство по выбору правильного способа промышленной вентиляции 

Матрица решений для выбора вентилятора ATEX: классификации зон

На этапе заказа вентилятора необходимо сопоставить правильную “Категорию оборудования” в соответствии с правовой классификацией взрывоопасной среды на объекте (Зоне). Категории оборудования, которое должно использоваться в соответствии с классификацией взрывоопасных сред, определяются следующим образом:

1. Зона 0 (Газ)/Зона 20 (Пыль): Непрерывные взрывоопасные среды
   • Требуемая категория оборудования: Категория 1G (Газ) / 1D (Порошок)
   • Подход к проектированию: Это области, где постоянно присутствует взрывоопасная атмосфера. Стандартные конструкции вентиляторов не используются; двигатели обычно располагаются полностью вне газового потока (снаружи) и проектируются специальные изолированные системы. Дополнительные тесты
2. Зона 1 (Газ)/Зона 21 (Пыль): Случайные взрывоопасные среды
   • Требуемая категория оборудования: Категория 2G (Газ) / 2D (Порошок)
   • Подход к проектированию: Это наиболее часто встречающиеся опасные зоны в промышленных процессах (покрасочные цеха, нефтехимические заправочные станции и т. д.). Это группа вентиляторов, к которой строго применяются требования к конструкции EN 14986 (нормы зазора и материальные ограничения).
3. Зона 2 (Газ) / Зона 22 (Пыль): Редко взрывоопасные среды
   • Требуемая категория оборудования: Категория 3G (Газ) / 3D (Порошок)
   • Подход к проектированию: Это области, которые представляют опасность только в случае неисправности или утечки в течение короткого времени. Проектные допуски более гибкие по сравнению с категорией 2’.

Инженерная оптимизация: хотя заказ вентилятора категории 1 для региона зоны 2 может показаться технически осуществимым, это ошибка оптимизации с точки зрения бюджета и спецификаций. Переход на более высокую категорию необходимой классификации неоправданно увеличивает стоимость проекта. Правильная разработка — это выбор продукта с оптимальными характеристиками, которые точно соответствуют классу Zone.

Контрольный список EN 14986 для управляющих объектами и покупателей

При оценке расценок на вентиляцию следует учитывать следующие критерии для проверки технических требований и требований безопасности:

• [ ]  Директива против. Стандартное различие: сопровождается ли предложение общим заявлением “в соответствии с 2014/34/EU”, а также заявлением и техническим файлом конкретно “механическая конструкция в соответствии со стандартом EN 14986”?
• [ ] Обяза тельство по зазору (зазору): Указывает ли производитель в своих технических чертежах или протоколах испытаний, что рабочие зазоры между рабочим колесом и корпусом соответствуют правилу не менее 1% ’2 мм) диаметра ротора?
• [ ] Меры  предосторожности при опасности заражения термитами: установлены ли искробезопасные фрикционные ремни (резинки) из нержавеющей стали, латуни или меди?
• [ ] Электро статическое заземление: встроены ли в конструкцию вентилятора заземляющие шины/выступы на корпусе и в изолированных соединениях для отвода статического электричества?
• [ ] Двига тель и уплотнения: выбраны ли уплотнения вала из химически и термостойких материалов, соответствующих требованиям ATEX? Документировано ли соответствие используемого двигателя температурному классу окружающей среды (например: Т4)?

Важность точной спецификации для безопасности процессов

Безопасность вентиляционных систем, работающих во взрывоопасных средах, обеспечивается не только сертификационными этикетками, но и полным внедрением основных инженерных стандартов. Вентиляторы, спроектированные с использованием только электродвигателя, сертифицированного ATEX, представляют серьезную угрозу безопасности труда, если они не соответствуют механическим допускам и соответствию материалов, требуемым EN 14986’.

Технические характеристики вентиляторов всегда должны устанавливаться в соответствии с нормами EN 14986 для обеспечения безопасности оборудования и сотрудников, а также для полного соблюдения законодательства.

Благодаря высокой точности производства (допуски лазерной резки, гибка с ЧПУ, испытания на динамическую балансировку) и опыту работы в промышленных условиях компания EFSAN проектирует вентиляторы ATEX в соответствии со 100% стандартами EN 14986, полностью совместимыми с классом Zone вашего процесса.

По вопросам классификации зон, характерной для вашего объекта, поддержки технических спецификаций и решений для конкретных проектов Efsan вы можете обратиться к инженерной группе.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли использовать пластиковые вентиляторы в среде ATEX (взрывоопасной)?

Областью действия стандарта EN 14986’ является механическая конструкция вентиляторов. В стандарте не указано, что пластиковые вентиляторы должны быть легированы углеродом. Стандарт; требует контроля риска образования и разряда электростатического заряда и основан на принципах EN ISO 80079-36/-37. Проводящие или антистатические легированные материалы являются распространенным решением на практике, но не единственным обязательным методом. Стандарт также требует специальной оценки пластмасс на предмет низкой теплопроводности и электростатического риска.

Как часто следует периодически обслуживать вентиляторы ATEX?

Хотя это зависит от загрязнения окружающей среды, времени работы и пылевой нагрузки, анализ вибрации (вибрации) и контроль физического зазора (зазора) следует проводить в течение 6 месяцев, чтобы предотвратить риск механического трения. Вентилятор, техническое обслуживание которого не выполняется и подшипники которого изнашиваются, со временем может потерять свои механические допуски, даже если он соответствует стандарту EN 14986’ на этапе производства.

Что означает температурный класс (T1-T6) в вентиляторах?

Температурный класс, которого вентилятор и двигатель над ним могут достичь при нормальной работе или прогнозируемых условиях неисправности, —  максимальная температура поверхности, которую он выражает. Например, если температура самовоспламенения газа в установке составляет 150°C, обязательно использование в системе вентилятора не ниже класса T4 (максимальная температура поверхности ограничена 135°C).

Будет ли нарушена функция ATEX, если будет нарушена регулировка баланса крыльчатки вентилятора?

Да. Дисбаланс, который возникнет в гребном винте, приведет к изгибу (отклонению) вала (вала) на высокой скорости. Это может привести к закрытию зазора между законцовками крыла, требуемого стандартом EN 14986’, во время работы и вызвать механическое трение. Поэтому точная компьютеризированная динамическая балансировка является стандартной процедурой безопасности на этапе производства.