Експлозивно безбедни радарски нивометри: водич за ATEX/IECEx зоне 0/1/2

Експлозивно безбедан радарски предајник нивоа је радарски инструмент за мерење нивоа који је пројектован и сертификован да безбедно мери ниво у опасним подручјима где могу бити присутни запаљиви гасови, паре или запаљива прашина. Мора бити пројектован и тестиран према међународним стандардима — ATEX у Европи и IECEx глобално — који класификују опасност по зонама (зона 0, 1 или 2 за гасове; зона 20, 21 или 22 за прашину), по групама гасова (IIA, IIB, IIC), по температурним класама (T1–T6) и по концепту заштите, најчешће Ex d противпожарно кућиште или Ex ia интринзична безбедност. За менаџере набавке, процесне инжењере, EPC извођаче и инжењере безбедности постројења, те ознаке одлучују о више од цене инструмента: оне одређују да ли је предајник законски инсталабилан и физички безбедан на резервоару за хемикалије, посуди под притиском или силосу за цемент и пластику.

Зоне опасних подручја: Како су дефинисане зоне 0/1/2 и зоне 20/21/22

ATEX и IECEx оба деле опасне локације према вероватноћи присуства експлозивне атмосфере — што је атмосфера чешћа, то је строжа оцена опреме потребна.

Зоне за гасове

• Зона 0 — експлозивни гас присутан континуирано или дуже време (>1.000 сати годишње). Опрема овде мора имати оцену за зону 0 (Ga) — у пракси Ex ia интринзична безбедност или Ex m капсулација.
• Зона 1 — експлозивни гас је вероватан у нормалном раду (10–1.000 сати годишње). Дозвољени су и Ex d противпожарно кућиште и Ex ia.
• Зона 2 — експлозивни гас није вероватан у нормалном раду, а ако је присутан, само кратко (<10 сати годишње). Прихватљива је опрема Ex d, Ex ia или неискришна Ex nA.

Зоне за прашину

• Зона 20 — запаљива прашина је присутна непрекидно или често.
• Зона 21 — облак прашине се вероватно може јавити повремено у нормалном раду.
• Зона 22 — облак прашине није вероватан у нормалном раду, а ако је присутан, само кратко.

Још две ознаке морају бити усклађене са процесом. Група гаса класификује експлозивну супстанцу: IIA (слично пропану), IIB (слично етилену) или IIC (слично водонику и ацетилену, најзахтевнија). Температурни разред ограничава максималну температуру површине — T6 (≤ 85 °C) до T1 (≤ 450 °C) — и мора бити једнака или нижа од температуре паљења гаса или прашине. На пример, радар са ознаком Ex db IIC T6 Gb је отпоран на пламен, сертификован за групу IIC и погодан за Зону 1.

Ex d Отпорно на пламен vs Ex ia Интринзична безбедност: Два концепта заштите

Концепт заштите је физичка стратегија која спречава инструмент да запали атмосферу, и обично је прва одлука коју купац доноси.

Ex d — кућиште отпорно на пламен (контејнмент)

Ex d штити контејнментом. Кућиште предајника је робусно, машински обрађено кућиште отпорно на пламен које издржава унутрашњу експлозију и спречава њено ширење у спољашњу атмосферу. Сертификовани пламени путеви — уски, прецизно толерисани зазори на свакој прирубници и уводнику — хладе и гасе вруће гасове пре него што стигну до спољашњости.

• Обезбеђује пуну снагу петље, погодно за 4–20 mA / HART предајнике са дугим кабловима и вишеструким оптерећењима.
• Оцена Gb: погодно за Зону 1 и Зону 2, али обично не за Зону 0 са гасом.
• Захтева сертификоване противпожарне уводнице и заптивљене неискоришћене отворе; инсталација је захтевнија, а кућиште је теже.
• Температура површине кућишта (умањена за температуру процеса) мора остати испод температуре паљења атмосфере.

Ex ia — интринзична сигурност (ограничење енергије)

Ex ia штити ограничавањем енергије. Предајник и његова сигнална петља су дизајнирани тако да је електрична енергија доступна превише ниска да би запалила гас или прашину, чак и под два истовремена квара. Ограничење спроводи придружени апарат — обично галвански изолујућа или Зенер баријера у сигурној зони.

• Дозвољава рад у зони 0 (Ga) када је цео мерни ланац интринзично сигуран.
• Захтева сертификоване баријере и дизајн петље мале снаге, због чега је двожична радарска архитектура овде важна.
• Ожичење је лакше — плави интринзично сигурни каблови и често стандардне разводне кутије смањују трошкове инсталације, иако се морају прихватити трошкови баријере и ограничењима струје/напона.
• Такође важи у зони 1 и зони 2.

Многи радари за опасне зоне комбинују обе идеје: Ex d кућиште са интринзично сигурним сензором или HART путем, или Ex ia предајник са Ex d процесним заптивачем. Када специфицирате, наведите концепт који желите — Ex d, Ex ia, или хибрид Ex d/ia — јер сертификат, ожичење и цена све следе.

Заштита по зонама: Гас против прашине, потребни тип и модел радара

Ова табела мапира сваку ATEX/IECEx зону на концепт заштите који стандарди дозвољавају и на класу радара коју бисте нормално специфицирали.

Сертификација за гасне зоне и зоне прашине су независне: предајник означен за гасну зону 1 није аутоматски сертификован за зону прашине 21, и обрнуто.

Зашто 80 GHz радар блиста у опасним резервоарима и силосима

Избор фреквенције утиче на тачност, величину антене и могућност сервисирања у опасним подручјима. 80 GHz радар (W-опсег) има три предности на резервоарима и силосима са зонском класификацијом.

Мања антена, лакша и јефтинија инсталација. Таласна дужина од 80 GHz смањује антену на приближно 40 мм или мање, тако да стаје у постојеће прирубнице и млазнице — што је кључно када не можете да проширите отвор на посуди под притиском — и значи мањи продор кроз Ex d кућиште и лакшу процесну везу.

Уски угао снопа, мање лажних ехоа. На 80 GHz угао снопа пада на око 3–5°, у поређењу са 10–20° на нижим фреквенцијама. Сноп промашује зидове резервоара, преграде, намотаје и лопатице мешалице који генеришу лажне ехо сигнале, па је евалуација сигнала једноставнија, а очитавање поузданије. У силосу остаје подаље од зидова и прстенова нагомилавања који муче радар са широким снопом.

Боља продорност кроз прашину, пару и нагомилавања. Фокусирана енергија више фреквенције пролази кроз густе облаке прашине, кондензат и слојеве паре са мањим слабљењем. На цементу, летећем пепелу, пластичним пелетама и финим праховима — где је зона прашине често разлог постојања инструмента — 80 GHz радар одржава чист ехо тамо где јединице ниже фреквенције губе сигнал. За дубље поређење, погледајте 80 GHz vs 26 GHz радарски нивометри; наша страница 80 GHz радарски нивометар наводи сертификоване варијанте.

Сертификати које треба затражити: ATEX, IECEx и NEPSI

За инструменте за опасне зоне, сертификат је испорука. Затражите ова три по имену, у зависности од локације инсталације.

• ATEX — обавезан за опрему која се користи у потенцијално експлозивним атмосферама у Европској унији и EEA, у складу са Директивом 2014/34/EU. Сертификат издаје Нотификовано тело и мора бити праћен сертификатом о прегледу типа ЕУ и ЕУ декларацијом о усаглашености.
• IECEx — међународна шема заснована на серији IEC 60079, призната у 30+ земаља и од стране многих власника постројења и EPC-ова као најпреносивији сертификат — најбржи начин да радар буде прихваћен преко граница.
• NEPSI — кинеска сертификација за експлозивне атмосфере, потребна за постројења у континенталној Кини и широко коришћена од стране кинеских произвођача. Пошто је WELK кинески произвођач, NEPSI је стандардна испорука уз IECEx и ATEX, тако да један инструмент путује у европске, блискоисточне и кинеске пројекте са одговарајућом документацијом.

Како проверити сертификат за експлозивну заштиту

Број сертификата на техничком листу није доказ. Проверите пре него што пошаљете наруџбину:

1. Потражите број сертификата у онлајн бази IECEx сертификата (iecex.iec.ch) и потврдите да је важећи.
2. Потврдите да је носилац сертификата исти као произвођач од кога купујете.
3. Проверите обим покрива тачан модел, зону (0/1/2 или 20/21/22), групу гасова, температурни разред и опсег температуре околине.
4. Упоредите ознаку на плочици са сертификатом — натписна плочица уређаја мора носити идентичну ознаку (на пример, Ex db IIC T6 Gb за противпожарну јединицу за зону 1, или Ex ia IIC T6 Ga за зону 0).
5. Потврдите концепт заштите за који плаћате (Ex d, Ex ia, или оба) појављује се на сертификату.
6. Затражите комплетан пакет — за ATEX, сертификат о испитивању типа ЕУ и Изјаву о усаглашености; за IECEx, ExTR и CoC; за NEPSI, Ex сертификат — пре него што се обавежете.

Наша страница са сертификатима наводи сертификате које поседују WELK инструменти, подржане фабричким тестирањем и инспекцијом сваке јединице са Ex ознаком.

Избор противпожарног радара према примени

Резервоари за хемикалије

Резервоари за хемикалије су обично зона 1, са зоном 0 у вентилационим отворима, пламеним подручјима и одређеним простором изнад течности у реакторима. Корозивни медији доминирају одлуком о деловима који су у контакту са медијумом: изаберите антену и процесни заптивач пројектоване за одређену хемикалију — често PTFE или PFA капсулиране — и ускладите температурну класу са тачком паљења растварача. Сензор са интринзичном сигурношћу са противпожарним кућиштем је уобичајена конфигурација.

Посудe под притиском и реактори

Притисак и температура, а не само зона, одређују избор. Процесни прикључак и антена морају да носе ознаку посуде, а температура процеса смањује температуру површине кућишта, па се обично специфицира Ex d радар са високотемпературном оценом. Потражите сертификовани модел чија температурна класа важи у целом радном опсегу, укључујући циклусе стерилизације паром. Наш високотемпературни радарски нивометар је сертификован за ову примену.

Силоси за цемент, летећи пепео и пластику

Силоси су обично зона 21 или 22 са прашином, понекад са гасном опасношћу од испарљивих адитива. Захтеви су велики домет (често 30–70 м), толеранција на јаку прашину и накупљање, и оценa отпорности на прашину (Ex t) или intrinsically safe оценa за прашину. Стандардни одговор је радар од 80 GHz са дугим дометом, уским снопом и затвореном или испираном антеном. Наш радарски нивометар за силосе цемента је доказана полазна тачка.

За алармне и интерлок функције, уместо континуалног мерења нивоа, експлозивно безбедна виљушкаста прекидач нивоа је јефтинија и поуздана допуна радару.

Честе грешке при куповини мерних уређаја за ниво у опасним зонама

1. Спецификовање Ex d за зону 0. Оклопљени (фламепрооф) кућиште је оцењено са Gb и припада зони 1; гас у зони 0 захтева оцену Ga, што значи Ex ia или Ex m. Куповина Ex d за простор изнад течности у зони 0 је грешка у усклађености коју ниједан инжењеринг на лицу места не може да исправи.

2. Куповина предајника и заборављање петље. Ex ia је безбедан само уз сертификовану баријеру у петљи; Ex d је отпоран на пламен само са сертификованим отпорним на пламен уводницама и затвореним неискоришћеним отворима. Предвидите буџет за цео мерни ланац, не само за инструмент.

3. Игнорисање групе гасова и температурне класе. Опрема IIB није аутоматски важећа за примену IIC, а оцена T3 није важећа тамо где се гас запали на нижој температури. Ускладите све три ознаке — зону, групу, класу — са процесом.

4. Претпоставка да један сертификат покрива сваку регију. ATEX не задовољава аутоматски јурисдикције које признају IECEx, нити један од њих не замењује сертификат NEPSI за копнену Кину. Затражите сертификате који су вам потребни на месту уградње.

5. Заборављање сертификата за прашину. Радар сертификован за гасне зоне није сертификован за прашину. Зоне са прашином захтевају Ex t или оцену Ex ia за прашину, а заптивање кућишта и антене мора бити процењено за улазак прашине.

6. Непроверавање сертификата. Фотокопирани сертификат са исправним бројем није исто што и проверен, у оквиру обима и важећи сертификат. Користите горњу контролну листу за проверу пре него што се обавежете.

7. Потцењивање температуре. Температура процеса подиже температуру површине кућишта и може избацити уређај из његове температурне класе. Наведите стварну максималну температуру процеса, а не амбијенталну са натписне плочице, када тражите понуду.

ЧПП

Која је разлика између Ex d и Ex ia експлозивно безбедних радарских нивометара? Ex d противпожарно кућиште задржава унутрашњу експлозију у робусном кућишту и спречава ширење пламена напоље; Ex ia ограничава електричну енергију петље на ниво који је пренизак да запали атмосферу. Ex d пружа више снаге петље и обично је оцењен за Зону 1 (Gb); Ex ia је потребан за Зону 0 (Ga) и захтева сертификовану изолациону баријеру.

Може ли се експлозивно безбедни радарски нивометар користити у Зони 0? Да, али само ако предајник и његова цела петља носе оцену Зоне 0 (Ga) — у пракси Ex ia интринзична сигурност или Ex m капсулација. Стандардни Ex d противпожарни предајник је оцењен као Gb, погодан за Зону 1 и Зону 2, не за Зону 0.

Које сертификате треба да захтевам за радарски нивометар у опасним зонама? Затражите ATEX (са сертификатом о испитивању типа ЕУ и Изјавом о усаглашености) за европске пројекте, IECEx за широко међународно прихватање, и NEPSI за постројења у континенталној Кини. Ако се инструмент може премештати између региона, затражите сва три.

Како да проверим да ли је ATEX или IECEx сертификат оригиналан? Потражите број сертификата у онлајн бази података IECEx сертификата, потврдите да је носилац сертификата произвођач, и упоредите ознаку на натписној плочици (на пример Ex db IIC T6 Gb или Ex ia IIC T6 Ga), зону, групу гасова и температурну класу са обимом сертификата.

Да ли је 80 GHz радар поуздан на прашњавим силосима који носе оцену зоне експлозије прашине? Да. Уски сноп на 80 GHz одбацује прашину, кондензат и накупљање боље од радара ниже фреквенције, а сертификовани предајник за прашину (Ex t или Ex ia прашина) са заптивеном или испуханом антеном је стандардни избор за дугометражну примену у силосима у цементној и пластичној индустрији.

Набавите сертификовани експлозивно заштићени радарски мерач нивоа за вашу опасну зону

Радар са зонском оценом је добар онолико колико је добар сертификат иза њега. Пошаљите вашу класификацију зоне (ATEX или IECEx зона, група гасова, температурна класа), димензије вашег резервоара или силоса, процесне услове (медијум, температура, притисак и диелектрична константа ако је позната), и постојећу величину прирубнице или отвора продајном тиму WELK-а, и ми ћемо препоручити сертификовани експлозивно заштићени радарски мерач нивоа са одговарајућим концептом заштите — Ex d, Ex ia, или за прашину — са копијама сертификата и инжењерском понудом. Без генеричких одговора, без двосмислених ознака: модел који предложимо ће имати тачну зону, групу, класу и температурну оцену која је потребна вашем постројењу да прође инспекцију и ради безбедно.