Fejlett sorba épített folyamatérzékelők veszélyes (poros) környezetekhez
Folyamatok optimalizálása, biztonság garantálása
1. Folyamatokivóság igényes környezetekben
Azokban az iparágakban, ahol gyúlékony anyagok, beleértve az éghető porokat, gázokat vagy gőzöket vannak jelen, a működési biztonság biztosítása a folyamatok hatékonyságának fenntartása mellett kiemelkedő fontosságú. A veszélyes környezet olyan műszereket igényel, amelyek nemcsak pontos és megbízható adatokat szolgáltatnak, hanem megfelelnek a robbanásvédelem szigorú követelményeinek is.
Rheonics elkötelezett amellett, hogy élvonalbeli, beépített folyamatfelügyeleti megoldásokat kínáljon, amelyek lehetővé teszik az iparágak számára, hogy biztonságosan és hatékonyan optimalizálják működésüket. Ex-tanúsítvánnyal rendelkező érzékelőinket, amelyek a belső biztonság elvén alapulnak, úgy terveztük, hogy zökkenőmentesen integrálhatók legyenek a veszélyes helyszíneken zajló folyamatokba, segítve a gyújtóforrások megelőzését és az üzem általános biztonságának javítását.
Ez a dokumentum áttekintést nyújt a veszélyes környezetek, különösen a porrobbanás kockázatával járó környezetek jelentette kihívásokról, és bemutatja Rheonics„gyújtószikramentes, beépített viszkoziméterek és sűrűségmérők, amelyeket a kritikus alkalmazásokban való megbízhatóságra és megfelelőségre terveztek.”
2. Veszélyes (poros) környezetek megértése
2.1. A porrobbanások természete
A porrobbanás a levegőben lebegő finom részecskék gyors égése zárt vagy részben zárt térben. Amikor egy éghető por megfelelő koncentrációban szétszóródik és gyújtóforrással érintkezik, robbanáshoz vezethet. Számos szerves anyag, szintetikus anyag és fém képezhet éghető port.
Ahhoz, hogy porrobbanás történjen, öt feltételnek kell teljesülnie:
-
Éghető por: Magának az anyagnak éghetőnek kell lennie. A 0.5 mm-nél kisebb részecskeméretű éghető porok esetében robbanás akkor következhet be, ha a por a levegőben a minimális robbanási koncentráció (MEC) feletti koncentrációban diszpergálódik. A MEC a legalacsonyabb koncentráció (általában gramm/köbméterben mérve), amelynél a porfelhő meggyulladhat és robbanást terjeszthet. A gázokkal ellentétben az éghető poroknak általában nincs meghatározott felső robbanási határuk (UEL), mivel nagyon magas koncentrációknál a porfelhők hajlamosak elveszíteni a diszperziót, és az oxigén rendelkezésre állása nem elegendő az égés fenntartásához.
| Anyag | MEC (g/m³) | Pontosítás |
|---|---|---|
| Gabonapor | 125 | Nagy robbanékonyság, gyakori a mezőgazdaságban |
| Szénpor | 30 | A nagyon finom szénpor robbanásveszélyes lehet |
| Liszt | 60 | Széles körben ismert robbanásveszély malmokban |
| Cukor | 125 | A finom porcukor rendkívül robbanásveszélyes |
| Alumíniumpor | 100 | Nagyon reaktív fémpor |
| Szennyvíziszap | 250 | A szárazságtól és az összetételtől függ |
1. táblázat. Minimális robbanási koncentráció
A táblázatban szereplő értékek referenciaként szolgálnak; a végfelhasználóknak kell megerősíteniük az alkalmazásukhoz tartozó tényleges MEC-értéket. Robbanási szabványok javasoljuk a használatát az Ön által használt pormennyiség mért értékei, nem csak általánosakat, a védelmi rendszerek tervezésekor.
-
Szórás: A porrészecskéknek megfelelő koncentrációban kell lenniük a levegőben.
-
Oxigén: Az égéshez levegőnek (vagy más oxidálószernek) kell jelen lennie.
-
Gyújtásforrás: Elegendő energia a szétszórt porfelhő meggyújtásához (pl. szikrák, forró felületek, statikus elektromosság).
-
Elzárás: Zárt tér vagy zárt tér, amelyben nyomás keletkezhet.
Ezen elemek bármelyikének eltávolítása megakadályozhatja a porrobbanást. Az ilyen területeken használt berendezéseket úgy kell megtervezni, hogy megakadályozzák a gyújtóforrássá válást.
2.2. Hol található az éghető por?
Az éghető por meglepően széles iparágakban és folyamatokban jelent veszélyt. Minden olyan tevékenység, amely éghető anyagból származó finom, száraz részecskéket hoz létre vagy kezel, kockázatot jelenthet.
Porveszélynek kitett iparágak:
A porképződés gyakori folyamatai:
Éghető porok típusai:
2.3. A porrobbanási hajlamot befolyásoló fő tényezők
Míg a „Porrobbanás Pentagonja” felvázolja a szükséges feltételeket, magának a pornak és környezetének számos jellemzője jelentősen befolyásolja a robbanás valószínűségét és súlyosságát. Ezen tényezők megértése kulcsfontosságú a kockázatértékeléshez és a hatékony biztonsági intézkedések végrehajtásához.
| Jellegzetes | Leírás és jelentőség | Robbanékonyságra gyakorolt hatás |
|---|---|---|
| Részecskeméret és alak | A kisebb részecskék (< 500 µm) nagyobb felülettel rendelkeznek, ami növeli az égés sebességét. Ezek a finom részecskék tömegükhöz képest nagyobb felülettel rendelkeznek, ami miatt reaktívabbak a levegőben – gyorsabban meggyulladnak és égnek. A pelyhes vagy rostos formák szintén növelhetik a kockázatot. | Kisebb/finomabb részecskék = Nagyobb kockázat és súlyosság |
| Nedvességtartalom | A száraz por könnyebben szétszóródik és meggyullad. A nedvesség megkötheti a részecskéket és elnyelheti a hőt. | Alacsonyabb páratartalom = Nagyobb kockázat |
| Minimális robbanási koncentráció (MEC) | A levegőben lévő minimális porkoncentráció, amely lángot terjeszthet. Ez alatt túl sovány a felrobbanáshoz. | Alacsonyabb MEC = Nagyobb kockázat (kevesebb por szükséges a robbanáshoz) |
| Minimális gyújtási energia (MIE) | A legkisebb energia (mJ-ban), amely optimális körülmények között egy porfelhő meggyújtásához szükséges. | Alacsonyabb MIE = Magasabb kockázat (könnyebben meggyullad) |
| Kst érték (deflagrációs index) | A nyomásemelkedési sebességet méri (bar·m/s) egy tesztrobbanás során. Porok osztályozására szolgál (St 0-tól St 3-ig). | Magasabb Kst = Súlyosabb robbanás |
| Pmax (Maximális robbanási nyomás) | Optimális por-levegő keverék robbanása során keletkező maximális nyomás. Fontos a szellőzőnyílás és a védőburkolat kialakítása szempontjából. | Magasabb Pmax = Nagyobb roncsoló erő |
| Porfelhő gyulladási hőmérséklete (MIT felhő) | A legalacsonyabb hőmérséklet (°C), amelyen a porfelhő forró felülettel érintkezve meggyullad. |
2.4. Veszélyes övezet besorolása poratmoszférák esetén
A veszélyes területeket zónákba sorolják a robbanásveszélyes légkör jelenlétének valószínűsége alapján. Az éghető porok esetében a tipikus osztályozások (a ... szerint) a következők: IEC szabványok) a következők:
| Zóna | Leírás | Robbanásveszélyes poratmoszféra valószínűsége |
|---|---|---|
| Zone 20 | Robbanásveszélyes por légkör van jelen folyamatosan, A hosszú időszakokvagy gyakran. | Nagyon magas |
| Zone 21 | Robbanásveszélyes poratmoszféra van Valószínű előfordulni normál működés alkalmanként. | Magas |
| Zone 22 | Robbanásveszélyes poratmoszféra van nem valószínű normál működés közben előfordul; ha mégis előfordul, akkor rövid ideig | Alacsony |
2.5. Berendezésvédelmi szintek (EPL)
A veszélyes területeken való használatra szánt berendezésekhez berendezésvédelmi szintet (EPL) rendelnek, amely jelzi a különböző zónákban való alkalmasságukat.
| EPL | Megfelelő zóna(k) | A védelem szintje |
|---|---|---|
| Da | Zone 20 | Nagyon magas |
| Db | Zone 21 | Magas |
| Dc | Zone 22 | Megerősített |
2.6. A robbanásvédelem alapelvei
Számos védelmi technikát alkalmaznak a berendezések biztonságának garantálására veszélyes területeken. Rheonics érzékelők, az elsődleges módszer a Gyújtószikramentes („Ex i”).
Egyéb elterjedt védelmi módszerek közé tartoznak a lángálló tokozások („Ex d”), a fokozott biztonságú („Ex e”) és a tokozású („Ex m”) stb., mindegyiknek sajátos elvei és alkalmazásai vannak.
| Védelmi módszer | Alapelv | Zóna alkalmassága | Viszkozitás/sűrűség alkalmazási kontextus | Tipikus felhasználási eset poros környezetben | Főbb előnyei |
|---|---|---|---|---|---|
| Védelem tokozással (Ex t) | A pormentes burkolat (IP6X) megakadályozza a por bejutását; szabályozza a felületi hőmérsékletet a por begyulladásának elkerülése érdekében. | 20. / 21. / 22. zóna | Ideális a következők bekerítéséhez: Rheonics poros helyeken található távadóknál. Védi az elektronikát csomagolás, őrlés vagy porkezelés során. | Élelmiszeriparban, gabonafélékben, gyógyszeriparban és vegyi anyagokban használják, ahol a levegőben lévő por állandó vagy gyakori. | Egyszerű, masszív, széles körben elfogadott porvédelemhez. |
| Gyújtószikramentes (Ex i) | Korlátozza az áramkörökben az elektromos és hőenergiát, megakadályozva a gyulladást – még hiba esetén is. | 20-as zóna (Ex ia), 21-es zóna (Ex ib) | Rheonics Az SRV/SRD érzékelők Ex ia védelmet nyújtanak, lehetővé téve a biztonságos használatot reaktorokban, silókban vagy finom porokat tároló csővezetékekben. | Tökéletes szuszpendált szilárd anyagokat tartalmazó folyadékok viszkozitásának/sűrűségének ellenőrzésére vagy oldószer-párolgás közben | Magas biztonság; lehetővé teszi az élő szervizelést. |
| Nyomástartás (Ex pD) | A burkolaton belüli enyhe túlnyomás megakadályozza a por bejutását. Általában bekapcsolás előtt ki kell tisztítani. | 21./22. zóna | Konzervház szabvány Rheonics távadók vagy átalakítók panelekben. Átfúvató vezérlőt igényel. | Nagy elektromos szekrényekben vagy vezérlőpanelekben használják szakaszos keverőrendszerekhez. | Lehetővé teszi a nem robbanásveszélyes alkatrészek használatát. |
| Kapszulázás (Ex m) | A kritikus elektronikai elemeket szigetelőanyaggal zárják le, hogy elszigeteljék a légkörtől. | 21./22. zóna | Kis interfészmodulokat vagy jelkondicionálókat védhet poros területeken. | Kompakt távadókban vagy egyedi elektronikában használatos zárt, poros tartályokban. | Kompakt és védelmet nyújtó. |
| Porgyulladásbiztos (DIP) | A lezárt burkolat megakadályozza, hogy a belső gyulladás meggyújtsa a külső poratmoszférát. | II. osztály, 1./2. kategória (NFPA/NEC) | Ex t-hez hasonló. Észak-Amerikában NEMA 9 szabványú házakkal használják érzékelő elektronikához. | Gabonasilókban, faporban, lisztmalmokban. Gyakran beépített sűrűségérzékelőkkel a silókban. | Elismert az észak-amerikai kódokban. |
| Fokozott biztonság (Ex e) | Normál üzem közben nincs szikraképződés vagy magas hőmérséklet. Nem alkalmazható olyan alkatrészeknél, amelyek ívet vagy szikrát okozhatnak. | 21./22. zóna | Használható elosztódobozokhoz vagy sorkapcsokhoz Rheonics érzékelők biztonságos másodlagos helyeken. | Passzív berendezésekhez legjobb, ahol alacsony energiafogyasztású csatlakozásokat kell fenntartani. | Alacsony költség, egyszerű kialakítás. |
| NEMA 9. típus | Észak-amerikai szabvány poros környezetben használt szekrényekhez. Megakadályozza, hogy a belső gyulladás a porral érintkezzen. | II. osztály, 1. divízió | Robbanásbiztos burkolat szükséges érzékelő-adókhoz vagy átalakítókhoz. | Alkalmas poros élelmiszer- és italgyártáshoz, valamint műanyagadalékanyagokhoz. | UL/CSA által jóváhagyott porálló tokozás. |
| Lángálló (Ex d) | Belsőleg korlátozza a robbanást; megakadályozza a külső por- vagy gázatmoszféra gyulladását. | Főleg gázhoz (korlátozott portartalommal) | Nem ajánlott poros környezetben közvetlenül használni a por felhalmozódásával járó szellőzési és hűtési problémák miatt. | Pormentes burkolatokkal kombinálható, de poros területeken ritkán használják viszkozitás/sűrűség mérésére. | Erős fizikai védelem, gázruha. |
| NEMA 10. típus | Bányászati biztonsági burkolat – belülről visszatartja a robbanást. | Bányászati specifikus | Nem használható együtt Rheonics érzékelők; jobban alkalmazhatók nagy teherbírású bányászati vezérlőkhöz. | Földalatti szénbányászati vagy éghető kőporral teli területekre tervezték. | Bányászati minősítésű. |
3. Rheonics Megoldások: Gyújtószikramentes, sorba épített folyamatfelügyelet
Rheonics innovatív folyadékérzékelő technológiára specializálódott. Beépített viszkozitásmérőink (SRV) és sűrűség- és viszkozitásmérők (SRD) igényes folyamatkörülményekre tervezték őket, és globális Ex tanúsítványokkal rendelkeznek, így ideálisak veszélyes környezetben való alkalmazásra különböző iparágakban.
Főbb előnyei Rheonics Ex-tanúsítvánnyal rendelkező érzékelők:
4. Rheonics Ex-tanúsítvánnyal rendelkező érzékelők portfóliója
4.1. Rheonics SRV – Beépített viszkozitásmérő
Az SRV egy robusztus és megbízható, sorba épített folyamatviszkoziméter, amely valós idejű viszkozitás- és hőmérsékletméréseket biztosít.
Működési elv
Egy szabadalmaztatott, szimmetrikusan kiegyensúlyozott torziós rezonátort használ. A folyadék viszkózus ellenállását a rezonáló elemen méri, amelyből kiszámítja a dinamikus viszkozitást. Egy beágyazott Pt1000 érzékelő pontos hőmérséklet-mérést biztosít.
Főbb jellemzők:
- Folyamatos, valós idejű viszkozitásmérés.
- Integrált nagy pontosságú hőmérsékletmérés (Pt1000).
- Nincsenek mozgó alkatrészek, tömítések vagy csapágyak – gyakorlatilag karbantartásmentes.
- Érzéketlen az áramlási sebességre, turbulenciára és rezgésekre.
- Széles viszkozitási tartomány.
- Kompakt és könnyen telepíthető.
- Különböző folyamatcsatlakozók állnak rendelkezésre.
| Vizsgált paraméter | Érték/Tartomány | Egységek |
|---|---|---|
| Viszkozitási tartomány | pl. 0.1 – 10 000+ (Ellenőrizze az adott modellt) | cP |
| Hőmérséklet tartomány | pl. -40 és +300 között (lásd az adott modellt) | ° C |
| nyomás tartomány | pl. 500-ig (Tekintse meg az adott modellt) | bár |
| Nedvesített anyagok | 316L rozsdamentes acél, Hastelloy C22 (opciók) | - |
| Folyamatkapcsolatok | NPT, karima, Tri-Clampstb. (opciók) | - |
| Ex tanúsítványok | ATEX, IECEx (Ex ia) | - |
ATEx
ATEX: II 1 G Ex ia IIC/IIB/IIA T6 … T1 Ga vagy II 1 D Ex ia IIIC T200 85°C … 435°C Da
IECEx
IECExEx ia IIC/IIB/IIA T6 … T1 Ga vagy Ex ia IIIC 200°C hőmérséklet 85°C … 435°C Da
- JPEx: Például ia IIC/IIB/IIA T6 … T1 Ga vagy Ex ia IIIC T 200 85°C … 435°C Da (Japán Ex tanúsítvány)
- Kulcsszavak: Például ia IIIC T200 85 °C…435 °C Da (Koreai robbanásvédelmi tanúsítvány)
- Zóna alkalmassága:
- 0., 1., 2. zóna (gázok, gőzök)
- 20., 21., 22. zóna (porok)
Élelmiszer feldolgozás
A tészta viszkozitásának, az édesipari bevonatok, a tejtermékek állagának ellenőrzése porok (liszt, cukor, tejpor) kezelése esetén.
Gyógyszeripar
Granulálás, bevonási eljárások, por állagú anyagokat tartalmazó API-gyártás.
Vegyszerek
Polimerizáció, gyantagyártás, por állagú katalizátorok vagy adalékanyagok kezelése.
Festékek és bevonatok
A viszkozitás ellenőrzése a keverési és felhordási szakaszokban, ahol pigmentek és töltőanyagok vannak jelen.
Bányászat és ásványok
Iszap viszkozitásának szabályozása finom ásványi porok keletkezésekor.
Pulp & Paper
Konyhák bevonása, keményítő előkészítése.
4.2. Rheonics SRD – Beépített sűrűség- és viszkozitásmérő
Az SRD kiterjeszti a képességeit SRV a sűrűség, a viszkozitás és a hőmérséklet egyidejű, soron belüli mérésének biztosításával.
Működési elv
Hasonló a SRV, a SRD szabadalmaztatott kiegyensúlyozott torziós rezonátort használ. A fejlett algoritmusok elemzik a rezonátor viselkedését a folyadékban, hogy függetlenül meghatározzák a sűrűséget és a viszkozitást, valamint a hőmérsékletet egy beágyazott Pt1000.
Főbb jellemzők:
- Sűrűség, viszkozitás (dinamikus és kinematikus) és hőmérséklet egyidejű valós idejű mérése.
- Az SRV összes jellemzője (robusztusság, mozgó alkatrészek hiánya, pontosság stb.). Az egyetlen különbség a viszkozitási tartomány.
- Kritikus adatokat szolgáltat a koncentrációméréshez, a minőségellenőrzéshez és a fázisdetektáláshoz.
- Széles működési tartomány sűrűség és viszkozitás tekintetében.
| Vizsgált paraméter | Érték/Tartomány | Egységek |
|---|---|---|
| Sűrűségtartomány | pl. 0 – 4 (Tekintse meg az adott modellt) | g/cc |
| Viszkozitási tartomány | pl. 0.1 – 10 000+ (Ellenőrizze az adott modellt) | cP |
| Hőmérséklet tartomány | pl. -40 és +300 között (lásd az adott modellt) | ° C |
| nyomás tartomány | pl. 500-ig (Tekintse meg az adott modellt) | bár |
| Nedvesített anyagok | 316L rozsdamentes acél, Hastelloy C22 (opciók) | - |
| Folyamatkapcsolatok | NPT, karima, Tri-Clampstb. (opciók) | - |
| Ex tanúsítványok | ATEX, IECEx (Ex ia) | - |
ATEx
ATEX: II 1 G Ex ia IIC/IIB/IIA T6 … T1 Ga vagy II 1 D Ex ia IIIC T200 85°C … 435°C Da
IECEx
IECExEx ia IIC/IIB/IIA T6 … T1 Ga vagy Ex ia IIIC 200°C hőmérséklet 85°C … 435°C Da
Zóna alkalmassága:
- 0., 1., 2. zóna (gázok, gőzök)
- 20., 21., 22. zóna (porok)
Élelmiszer feldolgozás
Tejpor visszaállítása, cukor feloldása, összetevők keverése, ahol a sűrűség a koncentrációt jelzi.
Vegyszerek
Az oldatok koncentrációjának, a reakcióvégpontoknak és a termékminőségnek a monitorozása por állagú alapanyagok használata esetén.
Bányászat és ásványok
A szállítás és a feldolgozás optimalizálására a zagy sűrűségét és viszkozitását használják.
Építőanyagok
Cementiszap állaga, adalékanyagok a betongyártásban.
Mezőgazdaság
A takarmánykeverék állagának ellenőrzése, műtrágyatermelés.
5. A biztonság garantálása: Tervezés, minőség és megfelelőség
Rheonics elkötelezett a termékei biztonságának és minőségének legmagasabb szintű biztosítása iránt.
6. Telepítés és karbantartás veszélyes területeken
A megfelelő telepítés elengedhetetlen az Ex-tanúsítvánnyal rendelkező berendezések biztonságának és teljesítményének fenntartásához.
7. Szolgáltatás és támogatás
Rheonics átfogó támogatást kínál ügyfeleinek, beleértve a kezdeti konzultációkat, az érzékelők kiválasztását, a telepítési útmutatást és az értékesítés utáni szervizt. Szakértői csapatunk készséggel áll rendelkezésére az alkalmazásokkal kapcsolatos kérdésekben, és biztosítja érzékelőink optimális teljesítményét az Ön konkrét folyamatkörnyezetében.
8. Ról ről Rheonics
Rheonics globális vezető szerepet tölt be az innovatív inline viszkozitásmérők és sűrűségmérők fejlesztésében és gyártásában. Küldetésünk, hogy megbízható és pontos folyadékérzékelő megoldásokkal lássuk el az iparágakat, amelyek a hatékonyságot, a minőséget és a biztonságot szolgálják. A kutatás-fejlesztésre összpontosítva folyamatosan arra törekszünk, hogy élvonalbeli technológiát szállítsunk, amely megfelel ügyfeleink világszerte változó igényeinek.
9. Kapcsolatba lépni Rheonics
További információk Rheonics Ex tanúsítvánnyal rendelkező érzékelők és megoldások veszélyes környezetekhez, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot:
Rheonics Kft
Svájc
Rheonics Inc.
USA
Jogi nyilatkozat
Ez a dokumentum csak tájékoztató jellegű. Mindig a hivatalos dokumentumot kell figyelembe venni. Rheonics a termék dokumentációját, tanúsítványait és telepítési kézikönyveit a konkrét műszaki részletek, biztonsági utasítások és jóváhagyott üzemeltetési feltételek tekintetében, mielőtt bármilyen terméket telepítene vagy használna. Rheonics a terméket veszélyes környezetben. A felhasználó felelőssége a vonatkozó helyi és országos biztonsági előírások betartása.