Пожаровзрывоопасность веществ и материалов

Класс взрывоопасности зерновой пыли

Зерновой пыли присвоен третий класс опасности по пожароопасности, взрывоопасности, токсичности. По этой причине функционирование объектов, где зерно хранится, обрабатывается и перерабатывается, контролирует Гостехнадзор РФ в рамках Правил, утвержденных Приказом от 15 ноября 2016 г. № 475.

Вероятность взрыва зерновой пыли появляется при достижении нижнего концентрационного порога взрываемости. Данный показатель составляет 20-40 г/м3 (зависит от продукта). При расчете вентиляционной системы ориентируются на 10% НКПВ. Систему пожарной и взрывобезопасности предписано применять, если в вентиляционной системе концентрация пыли от зерна превышает 2 г/м3.

Взрывоопасность угольной пыли

Основными факторами, влияющими на взрывчатость угольной пыли, являются ее дисперсность и концентрация, выход летучих веществ, зольность и содержание влаги, а также вид источника воспламенения и состав шахтного воздуха.

Дисперсностью угольной пыли называется степень измельченности частичек пыли. Наиболее опасны в отношении взрыва пылевые частицы размером от 10 до 75 мкм. Тонкодисперсная пыль размером менее 10 мкм обладает пониженной взрывчатостью. Наиболее высокими взрывчатыми свойствами обладает угольная пыль с размерами частиц 45 мкм.

Выход летучих веществ. При массовой доле летучих частиц менее 10% угольная пыль практически не обладает взрывчатыми свойствами. При наличии 10-25% летучих веществ степень взрывчатости угольной пыли очень быстро возрастает, при выходе летучих более 25% взрывчатость увеличивается менее быстрыми темпами. Наиболее легко взрывается пыль с содержанием летучих от 17% до 32%.

При увеличении содержания метана повышается степень взрывчатости угольной пыли и снижается нижний предел ее взрывоопасной концентрации:

Содержание метана в воздухе,%	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
Нижний предел взрывоопасной концентрации пыли, г/м3	30	20	15	10	8	5

Для предупреждения взрывов угольной пыли на каждой шахте, отрабатывающей пласты, опасные по пыли, осуществляются мероприятия, основанные на применении воды (гидропылевзрывозащита) и на применении инертной пыли (сланцевая пылевзрывозащита)

В местах интенсивного отложения пыли (конвейерные выработки, погрузочные пункты, участки выработок у опрокидывателей, сопряжения лав с вент.штреками и др.), а также в обводненных выработках должны применяться способы предупреждения взрывов угольной пыли, основанные только на использовании воды.

Классификация взрывоопасных смесей

Категории взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом:

Категория смеси	Наименование смеси	БЭМЗ, мм
I	Рудничный метан	Более 1,0
II	Промышленные газы и пары	—
IIА	То же	Более 0,9
IIВ	» »	Более 0,5 до 0,9
IIС	» »	До 0,5

Под рудничным метаном следует понимать рудничный газ, в котором кроме метана содержание газообразных углеводородов – гомологов метана С2 – С5 – не более 0,1 объемной доли, а водорода в пробах газов из шпуров сразу после бурения – не более 0,002 объемной доли общего объема горючих газов.

Безопасный экспериментальный максимальный зазор (БЭМЗ) – максимальный зазор между фланцами оболочки,
через который не проходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в
воздухе.

Группы взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом по температуре самовоспламенения:

Группа	Температура самовоспламенения смеси, °С
Т1	Выше 450
Т2	» 300 до 450
Т3	» 200 до 300
Т4	» 135 до 200
Т5	» 100 до 135
Т6	» 85 до 100

Температура самовоспламенения – самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит
резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Контрольные вопросы

1. Дать определение понятий: “тление”, “горение”, “взрыв” и указать факторы, их реализующие.2. Что является взрывоопасной смесью, взрывоопасной средой?3. Что является источником зажигания во взрывоопасных зонах?4. Что образует взрывоопасную газовую среду?5. Чем образуется пылевоздушная взрывоопасная среда?6. Дать определение НКПВ и ВКПВ (НПВ и ВПВ).7. Как оценивается опасная ВЗОС по значениям НКПВ и ВКПВ?8. Дать определение горючих газов и их классификацию на легкие, тяжелые и сжиженные.9. Дать определение горючих жидкостей и их классификацию на ЛВЖ и ГЖ.10. Дать определение НТПВ и ВТПВ и их использование для оценки газопаровоздушных ВЗОС.11. Дать определение понятий: “температура вспышки”, “температура воспламенения”.12. Что такое самовоспламенение и тление? Дать определение температуры самовоспламенения и температуры тления.

Определение понятий

Кроме технологического оборудования, есть целый ряд систем безопасности зданий и сооружений – охранно-пожарная сигнализация, системы оповещения о пожаре, видеонаблюдения, контроля доступа и еще ряд других систем, к которым также предъявляются требования в отношении безопасной эксплуатации во взрывоопасной среде.

Грамотный подбор решений и качественно выполненный монтаж сводят к минимуму вероятность воспламенения взрывоопасной среды.

Прежде чем мы поговорим про эти системы, не лишне вспомнить, что же такое взрывозащищенное электрооборудование и взрывоопасная среда.

Взрывозащищенное электрооборудование – это электротехническое изделие (электротехническое устройство, электрооборудование) специального назначения, которое выполнено таким образом, что устранена или затруднена возможность воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации данного изделия.

Взрывоопасная среда – смесь с воздухом, при атмосферных условиях, горючих веществ в виде газа, пара, тумана или пыли, горение в которой после воспламенения распространяется на весь объем взрывоопасной смеси.

Свойства и состав зерновой пыли

Состав зерновой пыли разнообразен: помимо частиц разрушенного зерна могут присутствовать части культурных растений, минеральная пыль (частицы почвы), семена сорняков, споры грибков, насекомые и т.д. Около 5% общей массы составляют частицы, размер которых не превышает 4 мкм.

Концентрация. При близком взаимном расположении частичек пыли возгорание одних приводит к быстрому нагреву соседних до температур, выше температуры воспламенения, что провоцирует взрыв. Если между частицами пыли недостаточно воздуха, окисление замедляется – вместо взрыва наблюдается медленное горение.
Фракция пылевых частиц. Между пылинками малого размера интенсивность контакта выше, в результате чего взрыв сильнее.
Состав частиц. От химического состава пылевых частиц зависит минимальная температура возгорания, а также показатель минимальной энергии воспламенения.
Уровень влажности пыли. Чем выше показатель, тем меньше риск воспламенения и взрыва, поскольку энергия сначала расходуется на испарение влаги. Параметры окружающей среды (температура возуха, влажность). При повышенной влажности воздуха растет уровень влажности пыли, рассеивается статический заряд.

Классификация и маркировка взрывозащищенного электрооборудования

Уровни взрывозащиты электрооборудования (наименования и знаки обозначений):

Повышенной надёжности против взрыва	2
Взрывобезопасное	1
Особовзрывобезопасное

Взрывозащищенное электрооборудование может иметь следующие виды взрывозащиты:

Взрывонепроницаемая оболочка	d
Заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением защитным газом	ρ
Искробезопасная электрическая цепь	i
Кварцевое заполнение оболочки с токоведущими частями	q
Масляное заполнение оболочки с токоведущими частями	о
Специальный вид взрывозащиты	s
Защита вида «е»	е

Группы взрывозащищенного электрооборудования по области его применения:

Электрооборудование	Знак группы
Рудничное, предназначенное для подземных выработок шахт и рудников	I
Для внутренней и наружной установки (кроме рудничного)	II

Подгруппы электрооборудования группы II с видами взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» и (или) «искробезопасная электрическая цепь»:

Знак группы электрооборудования	Знак подгруппы электрооборудования	Категория взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищенным
II	–	IIА, IIВ и IIС
IIA	IIA
IIВ	IIА и IIВ
IIC	IIА, IIВ и IIС

Примечание. Знак II применяется для электрооборудования, не подразделяющегося на подгруппы.

Температурные классы электрооборудования группы II:

Знак температурного класса электрооборудования	Предельная температура, °С	Группа взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищенным
Т1	450	Т1
Т2	300	Т1, Т2
Т3	200	Т1-Т3
Т4	135	Т1-Т4
Т5	100	Т1-Т5
Т6	85	Т1-Т6

В маркировку по взрывозащите электрооборудования в указанной ниже последовательности входят:

знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0);
знак Ех, указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование;
знак вида взрывозащиты (d, i, q, o, s, e);
знак группы или подгруппы электрооборудования (II, IIА, IIВ, IIС);
знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6).

Периодичность проведения мероприятий по пылевзрывозащите горных выработок

Выработка (участок выработки)	Способ предупреждения взрыва	Периодичность выполнения работ
Погрузочные пункты лав, погрузочные пункты углеспусков, гезенков и скатов, а также участки конвейерных штреков на протяжении не менее 25 м. в обе стороны от указанных мест	Обмывка или осланцевание. Связывание смачивающе-связывающим раствором.	Не реже одного раза в смену. Не реже одного раза в 5 смен.
Участки откаточных выработок на протяжении 25 м. от опрокидывателей, участки откаточных штреков, уклонов и бремсбергов на протяжении 25 м. от их сопряжений.	Обмывка или осланцевание. Связывание смачивающе-связывающим раствором.	Не реже одного раза в сутки. Не реже одного раза в 5 суток.
Подготовительные выработки, проводимые по углю и породе, на протяжении 50 м. от их забоев	Обмывка или осланцевание. Связывание смачивающе-связывающим раствором.	Не реже одного раза в сутки. Не реже одного раза в 5 суток.
Конвейерные выработки: а) почва и элементы конструкции конвейера	Зачистка почвы и обмывка Зачистка почвы и осланцевание	Не реже одного раза в сутки. то же
б) бока и кровля в районе погрузочных пунктов и на протяжении 25 м. от них по направлению вентиляционной струи.	Обмывка или осланцевание. Связывание смачивающе-связывающим раствором.	Не реже одного раза в смену. Не реже одного раза в 5 смен.
в) на остальном протяжении	Обмывка или осланцевание. Связывание смачивающе-связывающим раствором.	Не реже одного раза в месяц Не реже одного раза в пять месяцев

Материал корпуса электрооборудования

В зависимости от того, в какой зоне будет установлено электрооборудование, его корпус может быть выполнен из пластика, сплава алюминия, стали или нержавеющей стали.

Оборудование в металлических корпусах во взрывоопасной зоне в обязательном порядке заземляют, а в неметаллических корпусах – изготавливают из специального пластика с антистатическими добавками либо окрашивают корпус токопроводящей краской.

Как правило, электрооборудование в металлических корпусах применяют для защиты наружных установок, где высоки

требования по защите корпуса от неблагоприятных факторов внешней среды и большая разница между нижней и верхней температурой эксплуатации. Требования по степеням защиты, обеспечиваемым оболочками (код IP), определены в ГОСТ 14254–2015 (IEC 60529:2013). Электрооборудование в пластиковых корпусах и с низким кодом IP, как правило, применяют в помещениях.

Классификация взрывоопасных зон

Зоны класса В-I – зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях, и т. п.

Зоны класса В-Iа – зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Зоны класса В-Iб – зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей:

Горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15 % и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях по ГОСТ 12.1.005-76 (например, машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок).

Помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых по условиям технологического процесса исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения, имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения. Взрывоопасная зона условно принимается от отметки 0,75 общей высоты помещения, считая от уровня пола, но не выше кранового пути, если таковой имеется (например, помещения электролиза воды, зарядные станции тяговых и стартерных аккумуляторных батарей).

Пункт 2 не распространяется на электромашинные помещения с турбогенераторами с водородным охлаждением при условии обеспечения электромашинного помещения вытяжной вентиляцией с естественным побуждением; эти электромашинные помещения имеют нормальную среду.

К классу В-Iб относятся также зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в небольших количествах, недостаточных для создания взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения, и в которых работа с горючими газами и ЛВЖ производится без применения открытого пламени. Эти зоны не относятся к взрывоопасным, если работа с горючими газами и ЛВЖ производится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами.

Зоны класса В-Iг – пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ (за исключением наружных аммиачных компрессорных установок) надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры), эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.

К зонам класса В-Iг также относятся: пространства у проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений со взрывоопасными зонами классов В-I, В-Iа и В-II (исключение — проемы окон с заполнением стеклоблоками); пространства у наружных ограждающих конструкций, если на них расположены устройства для выброса воздуха из систем вытяжной вентиляции помещений со взрывоопасными зонами любого класса или если они находятся в пределах наружной взрывоопасной зоны; пространства у предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и технологических аппаратов с горючими газами и ЛВЖ.

Зоны класса В-II – зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (например, при загрузке и разгрузке технологических аппаратов).

Зоны класса В-IIа – зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, указанные в описании зон класса В-II, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Прокладка кабеля сквозь стены и перекрытия

Еще одна немаловажная проблема – переход из зоны в зону через стены и перекрытия

Не всегда компании, выполняющие монтажные работы, подходят к этому вопросу с должным вниманием и ответственностью, они подчас «забывают» качественно уплотнить участки прохода кабеля через стены и перекрытия. В соответствии с требованиями ВСН 332-74 проходы одиночных кабелей сквозь внутренние стены и междуэтажные перекрытия следует выполнять в отрезках водогазопроводных труб, заделанных цементным раствором

Кабель должен быть уплотнен путем заполнения трубы составом УС-65 с набивкой кабельного джута или асбестового шнура. Для надежного уплотнения бронированного кабеля без наружного поливинилхлоридного покрова на участке прохода его сквозь стену следует снять броню, заземляющие проводники припаять к броне с двух сторон прохода и присоединить их к болтам на трубах для создания непрерывности цепи заземления брони.

Вариант прокладки кабеля сквозь стену представлен на рис. 5.

Другой, более современный способ прокладки кабеля сквозь стены и перегородки, – использование взрывозащищенных уплотнительных модулей, установленных в муфты или рамы. Достоинством данного метода является многоразовость конструкции, когда каждый из уплотнительных модулей можно в любой момент заменить на другой, более подходящий под тип используемого кабеля. Такой способ позволяет оперативно прокладывать новые кабели или заменять кабели, вышедшие из строя. Вариант использования таких модулей представлен на рис. 6.

Это лишь то немногое, на что хотелось бы обратить внимание при начале работ на взрывоопасных объектах. В рамках данной статьи невозможно охватить все проблемы и нюансы применения взрывозащищенного электрооборудования

Поэтому глубокое изучение даже тех немногих документов, которые были упомянуты, позволит избежать ошибок при проектировании, монтаже, эксплуатации взрывозащищенного оборудования на опасных объектах и, прежде всего, сохранит человеческие жизни.

Опубликовано: Каталог «Пожарная безопасность»-2018Посещений: 14901

Автор

В рубрику «Пожарная безопасность» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Маркировка взрывозащиты

Ех-маркировка по ГОСТ 31610.0–2014 (IEC 60079-0:2011) «Взрывобезопасные среды.

Часть 0. Общие требования» состоит из нескольких цифробуквенных символов, несущих определенную информацию, и имеет следующую структуру:

первый знак – знак уровня взрывозащиты;
Ех – знак принадлежности к взрывозащищенному оборудованию;
третий знак – вид взрывозащиты;
четвертый знак – группа по области применения;
пятый знак – температурный класс;
шестой знак – опять же знак уровня взрывозащиты, но у же на европейский манер – Ga, Gb и Gc.

В конце маркировки взрывозащиты может стоять знак Х или U: Х указывает на специальные условия безопасного применения электрооборудования, U служит для обозначения Ех-компонента.

Резьба трубная коническая

Дюймовая резьба с конусностью 1:16 (угол конуса ?=3°34’48″). Угол профиля при вершине 55°

Номинальные значения наружного, среднего и внутреннего диаметров трубной конической резьбы, размеры указаны в мм

Типоразмер и обозначение резьбы	Обозначение размера резьбы, в дюймах	Шаг P	Номинальный диаметр резьбы D, наружный диаметр резьбы d	Средний диаметр D2, d2	Внутренний диаметр D1, d1	Рабочая длина резьбы*	Длина наружной резьбы от торца до основной плоскости*
02R	1/4	1,337	13,157	12,301	11,445	9,7	6,0
01R	3/8	1,337	16,662	15,806	14,950	10,1	6,4
1R	1/2	1,814	20,955	19,793	18,631	13,2	8,2
2R	3/4	1,814	26,441	25,279	24,117	14,5	9,5
3R	1	2,309	33,249	31,770	30,291	16,8	10,4
4R	1 1/4	2,309	41,910	40,431	38,952	19,1	12,7
5R	1 1/2	2,309	47,803	46,324	44,845	19,1	12,7
6R	2	2,309	59,614	58,135	56,656	23,4	15,9
7R	2 1/2	2,309	75,184	73,705	72,226	26,7	17,5
8R	3	2,309	87,884	86,405	84,926	29,8	20,6

Классификация электрооборудования

По уровню взрывозащиты электрооборудование подразделяется на:

электрооборудование повышенной надежности против взрыва;
взрывобезопасное электрооборудование;
особо взрывобезопасное электрооборудование.

Критерии присвоения того или иного уровня взрывозащиты электрооборудованию изложены в ГОСТ 31610.0–2014 (IEC 60079-0:2011).

Вид взрывозащиты – специальные меры, предусмотренные в электрооборудовании с целью предотвращения воспламенения окружающей взрывоопасной среды, совокупность средств взрывозащиты электрооборудования, установленных ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах» и стандартами из перечня, утвержденного под ТР ТС 012/2011. Каждому виду взрывозащиты соответствует определенный символ:

d, e, i, m, n, o, p, q, s – для электрооборудования, предназначенного для работы во взрывоопасных газовых средах;
t, i, m, p, s – для электрооборудования, предназначенного для работы во взрывоопасных пылевых средах;
fr, d, c, b, k, p – для неэлектрического оборудования.

По области применения оборудование делится на следующие группы:

I – рудничное взрывозащищенное электрооборудование, предназначенное для применения в подземных выработках шахт, рудников и в их наземных строениях, опасных по рудничному газу и/или горючей пыли;
II – взрывозащищенное электрооборудование для внутренней и наружной установки, предназначенное для потенциально взрывоопасных сред, кроме подземных выработок шахт и рудников и их наземных строений, опасных по рудничному газу и/или пыли;
III – оборудование, предназначенное для применения во взрывоопасных пылевых средах (кроме подземных выработок шахт и их наземных строений).

Электрооборудование групп II и III может подразделяться на подгруппы (IIA, IIB или IIC, IIIA, IIIB, IIIC) в соответствии с категорией взрывоопасности взрывоопасной газовой среды и характеристикой конкретной взрывоопасной пылевой среды, для которой оно предназначено.

Температурный класс соответствует максимальной температуре поверхности электрооборудования. Различают шесть температурных классов (табл. 1).

Кроме того, на корпус оборудования или табличку наносится специальный знак взрывобезопасности (рис.2).