ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО · ATEX и IECEx · ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПОДЪЕМНЫЕ ЦИЛИНДРЫ
Взрывозащищенный материал ATEX
Гидравлические подъемные цилиндры
Классификация зон · Риск возгорания · Сертификация
Гидравлический привод, используемый во взрывоопасной атмосфере — гидравлический подъемный цилиндр на палубе морской платформы, насосная станция химического завода, зернохранилище или покрасочная камера — не воспламеняет атмосферу просто потому, что он гидравлический. Риск возникает из-за специфических источников воспламенения, связанных с гидравлической системой: горячие поверхности от засоренного шланга или заблокированного охладителя, статическое электричество от высокоскоростного потока жидкости через непроводящий шланг и механические искры от металлического контакта при выходе из строя компонента под нагрузкой. Стандарты ATEX 2014/34/EU и IECEx устанавливают рамки для классификации взрывоопасности, оценки источников воспламенения, связанных с подъемным цилиндрическим оборудованием, и выбора компонентов, которые снижают или устраняют эти источники до приемлемого уровня для зоны, в которой работает оборудование.
IECEx
ATEX Cat 2 / Cat 3
Подъемные цилиндры · Техническое обеспечение взрывоопасных зон ATEX · Июль 2026 г.
СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ · ОПИСАНИЕ ЗОН И КАТЕГОРИЙ ОБОРУДОВАНИЯ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ СТАНДАРТАМ ATEX
ЗОНА 1 (газ)
Cat 2G
В нормальных условиях эксплуатации периодически может возникать взрывоопасная газовая атмосфера — для лифтовых цилиндров и связанных с ними гидравлических компонентов требуется оборудование категории ATEX 2G.
ЗОНА 2 (газ)
Cat 3G
Взрывоопасная газовая атмосфера при нормальной эксплуатации маловероятна, но возможна — оборудование категории 3G подходит; большинство морских установок с подъемными баллонами относятся к зоне 2.
ЗОНА 21 (пыль)
Кот 2D
Вероятность образования взрывного пылевого облака при нормальной эксплуатации — зернохранилища, мукомольные заводы, предприятия по переработке сыпучих материалов, где в пылевой зоне работают подъемные цилиндры — высока вероятность его образования.
ТЕМПЕРАТУРА ПОВЕРХНОСТИ
T4 = 135°C макс.
Температурный класс T4 (максимальная температура поверхности 135°C) является стандартной спецификацией для большинства баллонов подъемного типа, используемых в опасных зонах на морских платформах и химических заводах.
РАЗДЕЛ 01
Зоны ATEX и категории оборудования — Общие положения
Директива ATEX (ATmosphères EXplosibles) 2014/34/EU делит взрывоопасные атмосферы на зоны в зависимости от частоты и продолжительности их присутствия и присваивает соответствующие категории необходимого оборудования. Каждый компонент системы должен соответствовать или превышать допустимый уровень опасности для зоны, в которой работает подъемный цилиндр:
ЗОНА 0 / ЗОНА 20
Взрывоопасная атмосфера присутствует постоянно или в течение длительного времени — внутри резервуара, сосуда или технологического трубопровода. Требуется оборудование категории 1G/1D. Зона 0 редко совпадает с зоной работы подъемных цилиндров — любой цилиндр, приводящий в действие клапан или люк на сосуде в зоне 0, находится в зоне 1 снаружи. Различие между зоной внутри сосуда и зоной внешней рабочей среды имеет решающее значение для правильной классификации.
ЗОНА 1 / ЗОНА 21
В нормальных условиях эксплуатации периодически может возникать взрывоопасная атмосфера — вблизи фланцевых соединений, сальниковых уплотнений насосов и в помещениях газокомпрессоров, где ожидаются небольшие утечки, предусмотренные технологическим процессом. Требуется оборудование категории 2G/2D. Гидравлические подъемные цилиндры на погрузочных рукавах, крановых лебедках и реакторных мешалках в Зоне 1 требуют компонентов категории 2 и огнестойкой жидкости.
ЗОНА 2 / ЗОНА 22
Взрывоопасная атмосфера маловероятна при нормальной эксплуатации, но возможна при неисправности оборудования — на открытых палубах морских платформ, погрузочных площадках и в зонах резервуарных парков. Допустимо использование оборудования категории 3G/3D. Большинство морских установок гидравлических подъемных цилиндров работают в Зоне 2 — это наиболее распространенное обозначение ATEX, встречающееся на практике, и требования к проектированию менее обременительны, чем в Зоне 1, при этом все еще требуется наличие официальной документации, подтверждающей соответствие требованиям ATEX.
IECEx IECEx — это международный эквивалент ATEX, охватывающий ту же систему классификации зон и категории оборудования для стран, не входящих в ЕС. Сертификация IECEx требуется для оборудования, включая лифтовые цилиндры, используемые в Австралии, на Ближнем Востоке, в Индии и других странах, принявших стандарты серии IEC 60079. Сертификат ATEX не принимается автоматически как IECEx — изделие должно быть отдельно протестировано и сертифицировано по IECEx, хотя технические требования тесно совпадают. При запросе информации о лифтовом цилиндре для взрывоопасной зоны укажите, какая сертификация требуется (ATEX, IECEx или обе).
РАЗДЕЛ 02
Источники возгорания в контурах гидравлических подъемных цилиндров
Каждый потенциальный источник возгорания в гидравлической цепи должен быть оценен с учетом зоны, в которой работает оборудование. Стандарт IEC 60079-10-1 определяет тринадцать категорий источников возгорания — следующие четыре наиболее актуальны для гидравлических систем, включая подъемные цилиндры:
ГОРЯЧИЙ
ПОВЕРХНОСТИ
Внешние поверхности цилиндра подъемника, шланга или корпуса гидравлического силового агрегата могут достигать температуры воспламенения, если: (а) засоренный шланг создает падение давления, которое преобразует гидравлическую энергию в тепло в локальной области; (б) выходит из строя маслоохладитель, и температура масла поднимается выше 80°C, передавая тепло на все поверхности; или (в) огнестойкая жидкость заменяется минеральным маслом, которое затем воспламеняется на горячей поверхности. Класс температуры поверхности (от T1 до T6, от 450°C до 85°C макс.) определяет, какие газовые группы атмосфер могут воспламениться — T4 (135°C) является наиболее распространенным требованием для атмосфер нефтяных газов.
МЕХАНИЧЕСКИЙ
ИСКРЫ
Если шток или цилиндр гидравлического подъемника выходит из строя под нагрузкой, и стальные компоненты соприкасаются друг с другом или с конструкцией машины на высокой скорости, трение может вызвать искры при температурах выше 1000°C — значительно выше температуры самовоспламенения всех распространенных технологических газов. Это считается неисправностью, и ее устранение заключается в обеспечении структурной целостности подъемника посредством регулярного осмотра, соблюдения требований к нагрузке и отсутствия модификаций, снижающих запас прочности конструкции штока, торцевой крышки или цилиндра.
СТАТИЧЕСКИЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Высокоскоростной поток минерального масла через непроводящий шланг генерирует статический заряд — масло действует как движущийся диэлектрик, разделяя положительный и отрицательный заряды, которые не могут рассеяться через непроводящую стенку шланга. Если заряд накапливается до достаточного напряжения, происходит искровой разряд в любом проводящем фитинге или корпусе клапана в цепи. Решением является использование проводящих гидравлических шлангов во всех гидравлических цепях взрывоопасных зон (электропроводящий тип EN ISO 6945) и заземление всех металлических компонентов к системе заземления предприятия.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ
МАСЛЯНЫЙ СПРЕЙ
Микроскопическая утечка в шланге высокого давления при 200 бар приводит к образованию мелкодисперсного тумана из капель масла с огромной суммарной площадью поверхности — по сути, гидравлического аэрозоля. Аэрозоль минерального гидравлического масла с размером капель менее 10 микрон может воспламениться от горячих поверхностей или искр при более низком уровне энергии, чем основная масса жидкости. Наиболее распространенным сценарием возгорания, связанным с гидравлическими системами, является разрыв шланга, в результате которого происходит выброс минерального масла вблизи источника возгорания. Огнестойкая гидравлическая жидкость полностью исключает этот риск — испытания на распыление при полном давлении подтверждают, что жидкость не поддерживает пламя даже при прямом воспламенении.
РАЗДЕЛ 03
Огнестойкая жидкость — обязательное требование для использования в опасных зонах.
Минеральное гидравлическое масло легковоспламеняемо — его температура вспышки обычно составляет 170–220 °C, а температура самовоспламенения — 300–370 °C. На морских установках разрыв шланга вблизи подъемного цилиндра, в результате чего минеральное масло попадает на горячую поверхность или возникает электрическая искра, представляет собой вероятный сценарий пожара. Стандарты NFPA 120 и NORSOK S-001 предписывают использование огнестойкой гидравлической жидкости в опасных зонах. Основные типы огнестойких жидкостей для гидравлических контуров в опасных зонах:
| ТИП ЖИДКОСТИ | ТОЧКА ВОЗГОРАНИЯ | ТЕСТ НА РАСПЫЛЕНИЕ | Уплотнение подъемного цилиндра | ЛУЧШЕЕ ПРИЛОЖЕНИЕ |
|---|---|---|---|---|
| Водно-гликолевая смесь ГФУ | Нет (на водной основе) | Проходить | EPDM или NBR | Минимальный риск возгорания, низкая стоимость. Вызывает коррозию цинка и кадмия — удалите из контура перед заправкой. |
| Полиольный эфир HFDU | >300°C | Проходить | EPDM, а не NBR. | Обладает наилучшими смазывающими свойствами и самым широким диапазоном температур; предпочтителен для применения в морских системах и подъемных цилиндрах. Биоразлагаемый. |
| HFDR фосфатный эфир | >240°C | Проходить | Только EPDM и PTFE | Используется в системах смазки и управления турбинами; в гидравлических контурах на металлургических заводах и в опасных зонах электростанций. |
Критическое состояние: Замена огнестойкой жидкости минеральным маслом в сертифицированном контуре лифтового цилиндра аннулирует сертификацию ATEX всей системы. Тип жидкости является определенным элементом оценки риска возгорания системы — ее изменение требует повторной оценки и одобрения со стороны органа, ответственного за документацию по взрывозащите (EPD) объекта, до любой заправки.
РАЗДЕЛ 04
Выбор компонентов для гидравлических подъемных контуров, соответствующих требованиям ATEX.
В цепи, расположенной в опасной зоне, помимо корпуса гидравлического подъемного цилиндра, содержится множество компонентов — каждый из них должен быть оценен с учетом особенностей данной зоны. Следующие рекомендации охватывают основные компоненты:
КОРПУС ПОДЪЕМНОГО ЦИЛИНДРА
Цилиндр лифтового баллона, шток, торцевые крышки и уплотнения образуют неэлектрический механический узел. Стандартный стальной лифтовой баллон, заполненный огнестойкой жидкостью, не представляет собой механического источника возгорания, препятствующего использованию в Зоне 2. Для Зоны 1 требуется официальное заключение IHA в соответствии с EN 13463-1, и баллон должен иметь маркировку Ex.
Электродвигатель и насос
Гидравлический привод, вращающий подъемный цилиндр, является наиболее важным компонентом системы, соответствующим требованиям ATEX. Электродвигатель должен иметь сертификат ATEX/IECEx, соответствующий зоне — как правило, Ex d (взрывозащищенный корпус) для зоны 1 или Ex ec (повышенная безопасность) для зоны 2. Электродвигатель, соответствующий требованиям ATEX, является самым дорогим элементом комплектации, требующим длительного срока поставки — его следует определить и заказать в первую очередь при планировании проекта в опасной зоне.
Электромагнитные клапаны
Любой электромагнитный распределительный клапан в цепи взрывоопасной зоны является электрическим компонентом и должен иметь сертификат ATEX для данной зоны. Для зоны 1 стандартными являются взрывозащищенные электромагнитные катушки Ex d; для зоны 2 — электромагниты повышенной безопасности Ex ec или искробезопасные электромагниты Ex nA. Сертификация ATEX для электромагнитных клапанов должна соответствовать классификации зоны — установка электромагнитного клапана зоны 2 в зоне 1 является нарушением требований, независимо от того, возникала ли когда-либо электрическая дуга в этом клапане.
ДАТЧИКИ И ИЗМЕРИТЕЛИ ДАВЛЕНИЯ
Датчики давления и другие измерительные приборы в цепи должны иметь сертификат ATEX для данной зоны. Наиболее распространенным подходом являются искробезопасные (Ex ia) датчики, подключенные к стабилитрону или гальваническому изолятору в безопасной зоне — сам датчик может быть компактным и простым, поскольку вся его энергия ограничивается барьером, а не взрывозащищенным корпусом вокруг корпуса датчика. Убедитесь, что маркировка ATEX датчика содержит информацию о правильной газовой группе для места установки.
В комплектацию Zone 2 входят подъемный цилиндр с системой IHA, двигатель ATEX, электромагнитные клапаны ATEX, датчики Ex ia, токопроводящий шланг, жидкость HFDU и документ о взрывозащите. морской гидравлический цилиндр В ассортимент входят конфигурации подъемных цилиндров, для которых предусмотрена оценка опасности возгорания для применения в зоне 2.
РАЗДЕЛ 05
Требования к документации и сертификации
Для соответствия требованиям ATEX требуется документация на двух уровнях: сертификация отдельных компонентов и документ по взрывозащите на системном уровне.
СЕРТИФИКАТ КОМПОНЕНТА
Сертификаты ATEX или IECEx для каждого электрического компонента. Электродвигатели, электромагнитные клапаны, датчики и корпуса управления должны иметь действующий сертификат ATEX (ЕС) или сертификат IECEx (международный). В сертификате указывается концепция защиты (Ex d, Ex ec, Ex ia и т. д.), группа оборудования (I — горнодобывающая промышленность, II — наземная промышленность), категория (1, 2 или 3) и группа газов (IIA, IIB, IIC). Убедитесь в действительности сертификата — сертификаты ATEX могут истечь или быть отозваны, если орган по сертификации отзовет разрешение из-за несоответствий, обнаруженных после сертификации.
МЕХ ИХА
Оценка опасности возгорания неэлектрического механического оборудования. Корпус гидравлического подъемного цилиндра представляет собой неэлектрическое механическое устройство — для него не требуется сертификат ATEX от уполномоченного органа, но требуется оценка опасности воспламенения (IHA) в соответствии с EN 13463-1 для установок в Зоне 1. Оценка IHA определяет, может ли какой-либо из тринадцати типов источников воспламенения, указанных в IEC 60079-10-1, генерироваться подъемным цилиндром при нормальной работе или в условиях прогнозируемых неисправностей, и подтверждает, что каждый источник был контролирован до приемлемого уровня для данной зоны.
ЭПД
Документ по взрывозащите — требуется в соответствии с Директивой ATEX для пользователей 1999/92/EC. Ответственность за экологическую декларацию (ЭПД) несет оператор объекта, а не поставщик баллонов для подъема грузов. ЭПД — это документ, в котором указаны все зоны, вещества, меры по предотвращению возгорания и все оборудование в каждой зоне, включая систему баллонов для подъема грузов. ЭПД необходимо обновлять всякий раз, когда в опасную зону добавляется новое оборудование, включая установку новых баллонов для подъема грузов — необходимо подтвердить все данные. лифтовые цилиндры Добавленные в опасные зоны элементы регистрируются. Поставщик лифтовых цилиндров предоставляет документацию на компоненты; инженер по охране труда и окружающей среды на объекте готовит и поддерживает экологическую декларацию продукции.
ПРОВЕРКА
Периодическая проверка в соответствии со стандартом IEC 60079-17. Все оборудование, соответствующее требованиям ATEX, включая контур подъемного цилиндра, должно проверяться с интервалами, определенными в EPD. Визуальный осмотр проводится при каждом плановом останове на техническое обслуживание; тщательный осмотр — ежегодно; детальный осмотр — каждые 3–5 лет в зависимости от режима работы. Любые модификации (замена уплотнений, замена шлангов, замена клапанов) должны быть задокументированы и проверены на соответствие требованиям ATEX — несанкционированная модификация, вводящая несертифицированный компонент, делает недействительным соответствие всей цепи требованиям ATEX.
РАЗДЕЛ 06
Примеры применения — морские платформы и химические заводы
Два примера применения иллюстрируют, как структура ATEX используется на практике при установке гидравлических подъемных цилиндров:
ПРИМЕР А — ЦИЛИНДР ПОДЪЕМНИКА ЛЮКА МОРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
Зона: Зона 2 (открытая площадка, при нештатной ситуации возможно выделение газовых паров из соседнего технологического оборудования).
Технические характеристики лифтового цилиндра: Диаметр цилиндра 80 мм, ход поршня 600 мм, шток и цилиндр из нержавеющей стали для защиты от коррозии в морских условиях, уплотнения из EPDM для совместимости с высокотемпературными жидкостями, оценка опасности воспламенения согласно EN 13463-1 (зона 2, неэлектрическая), сертификация материала NORSOK M-001.
Жидкость: Полиольный эфир HFDU, температура вспышки >300°C, пройден тест на распыление по стандарту EN ISO 15029-2, полностью биоразлагаем, соответствует требованиям по риску разлива за борт.
Двигатель и соленоид: Двигатель ATEX Ex ec IIB T4; электромагнитные катушки ATEX Ex d IIB T4 на распределительном клапане; датчик давления Ex ia, подключенный через стабилитрон в шкафу управления безопасной зоны.
ПРИМЕР B — ПОДЪЕМНЫЙ ЦИЛИНДР МЕШАЛКИ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ЗАВОДА
Зона: Зона 1 (возгоревшие пары растворителя, присутствующие в нормальных условиях эксплуатации вокруг фланцев корпуса реактора).
Технические характеристики лифтового цилиндра: Диаметр цилиндра 100 мм, ход поршня 400 мм, шток с твердым хромированием, уплотнения из FKM (совместимы с HFDU), официальная оценка опасности воспламенения ATEX в соответствии с EN 13463-1, подтверждающая пригодность для категории 2G, маркировка Ex на заводской табличке, маркировка CE с участием уполномоченного органа.
Жидкость: Полиольный эфир HFDU — устойчив к растворителям, огнестойкий, совместим с условиями химического производства и уплотнениями FKM.
Двигатель и соленоид: Двигатель ATEX Ex d IIC T4 (классификация IIC включает водород, ацетилен, а также обычные пары); электромагнитный клапан Ex d IIC T4; датчики давления и положения Ex ia IIC T4. Классификация IIC выбирается в зависимости от конкретного растворителя, используемого в реакторе.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ
Вопросы по цилиндрам подъема ATEX
В 01
Требуется ли сертификат ATEX для самого подъемного цилиндра или только для электрических компонентов в цепи?
Это наиболее часто неправильно понимаемый аспект соответствия требованиям ATEX. Корпус лифтового цилиндра является неэлектрическим механическим устройством и не требует сертификата от уполномоченного органа (сторонней испытательной лаборатории) для установок в Зоне 2. Для Зоны 2 производитель предоставляет Декларацию соответствия и Оценку опасности воспламенения (ООС), подтверждающие, что механические источники воспламенения были контролированы. Для Зоны 1 ООС является обязательной, и — в зависимости от используемой концепции защиты — может потребоваться участие уполномоченного органа. Электрические компоненты в цепи (двигатель, электромагнитные клапаны, датчики, панели управления) — это другое дело: каждый электрический компонент в любой зоне ATEX требует сертификата от уполномоченного органа, независимо от зоны. Распространенная ошибка — сертификация всех электрических компонентов при предположении, что корпус цилиндра автоматически соответствует требованиям без какой-либо документации — ООС требуется даже для Зоны 2 для демонстрации соответствия требованиям Директивы ATEX к механическому оборудованию.
В 02
В настоящее время наш морской подъемный цилиндр работает на минеральном масле. Этот район теперь переклассифицирован в Зону 2 — какие изменения необходимы?
Переклассификация существующей системы на минеральном масле в зону ATEX требует систематической проверки соответствия. Во-первых, гидравлическая жидкость должна быть заменена с минерального масла на огнестойкое — полиэфир HFDU является предпочтительным выбором для большинства морских и нефтехимических применений, совместимым с уплотнениями из EPDM, используемыми в системе. Вся система должна быть осушена, промыта и заполнена огнестойкой жидкостью. Во-вторых, необходимо составить акт приемки, подтверждающий пригодность для зоны 2 — если акт приемки отсутствует, производитель (или компетентный инженер-гидравлик, выступающий в качестве его технического представителя) должен составить его. В-третьих, все электрические компоненты в системе — двигатель, электромагнитные клапаны, реле давления, термостаты — должны быть заменены на сертифицированные по ATEX аналоги для зоны 2, если они еще не сертифицированы. В-четвертых, гидравлический шланг должен быть подтвержден как электропроводящий и заземлен. В-пятых, необходимо обновить декларацию экологической безопасности объекта (EPD), чтобы отразить переклассификацию и новый статус оборудования. Сроки соответствия требованиям обычно составляют 4–8 недель с момента принятия решения о переклассификации зоны, в зависимости от сроков поставки оборудования, включая двигатели и соленоиды, соответствующие требованиям ATEX.
В 03
Можно ли использовать стандартный подъемный цилиндр с огнестойкой жидкостью в Зоне 1 без каких-либо дополнительных модификаций?
Использование огнестойкой жидкости исключает риск возгорания распыляемой жидкости — основную пожарную опасность. Однако один только тип жидкости не обеспечивает соответствие требованиям Зоны 1. Для Зоны 1 вся система — механическая и электрическая — должна соответствовать требованиям Категории 2G. Дополнительные требования Зоны 1, помимо огнестойкой жидкости, включают: (1) официальную инспекцию по взрывоопасным веществам в соответствии с EN 13463-1; (2) маркировку Ex на табличке баллона; (3) сертифицированные по Категории 2G электрические компоненты; (4) сертифицированный по ATEX предохранительный клапан; (5) периодическую проверку в соответствии с IEC 60079-17. Стандартный промышленный баллон без этих элементов не может использоваться в Зоне 1 без повторной документации.
В 04
Подходит ли применение подъемного цилиндра для зерновых силосов под зону ATEX 21 (горючая пыль), и чем отличаются технические характеристики от применения в газовых зонах?
Да — зерновая пыль является горючей пылью, создающей взрывоопасную атмосферу в Зоне 21 (взрывное пылевое облако вероятно при нормальной работе внутри оборудования для обработки зерна в силосах) и Зоне 22 (пылевое облако возможно при нештатных условиях на внешних участках вокруг точек разгрузки зерновых конвейеров). Цилиндры подъемников для обработки зерна в зоне 21 требуют оценки категории 2D. Основные отличия от применения в газовых зонах: (1) взрывы пыли требуют локализации — риск наиболее высок внутри силосов; (2) воспламенение пылевого облака при температуре 380–430°C, что часто менее строго соответствует классу T, чем в газовых зонах; (3) основная опасность на поверхности заключается в воспламенении нагретой поверхности цилиндра от накопившегося пылевого слоя — температура воспламенения пылевого слоя может быть всего 200°C, а максимально допустимая температура поверхности для применения в зоне 21 при работе с зерновой пылью обычно составляет две трети от температуры воспламенения пылевого слоя, которая может составлять 130–150°C; (4) торцевые заглушки и электрические корпуса должны иметь степень защиты IP6X (пыленепроницаемость) для зоны 21, а не просто IP5X, как это может быть приемлемо для защиты от дождя при установке газового оборудования на открытом воздухе.
Поставка подъемных цилиндров ATEX
Нужен лифтовой цилиндр для работы в опасной зоне?
Укажите классификацию зоны, группу газа, класс Т и требуемый тип жидкости — наши инженеры подготовят оценку опасности возгорания и предоставят необходимые данные. подъемный цилиндр Пакет документации для соответствия стандартам ATEX и IECEx.
Редактор: Cxm
