EN
Aký materiál plášťa odolného proti plameňu zvoliť pre výrobky axiálnych ventilátorov odolných voči výbuchu
Z technického hľadiska materiál plášťa axiálneho ventilátora odolného voči výbuchu nie je len estetickou voľbou – priamo určuje, či ventilátor dokáže uzavrieť vnútornú udalosť zapálenia, odolať korozívnym prostrediam a spĺňať požiadavky klasifikácie zón na mieste inštalácie. Pri práci so špecifikáciami vetrania pre projekty v nebezpečných oblastiach sa otázka materiálu objaví už v skorom štádiu – a pravidelne spôsobuje problémy zakúpajúcim stranám, ktoré sa sústreďujú na výkon pri toku vzduchu a plášť považujú za vedľajšiu záležitosť.
Ak je vašou prioritou výber axiálneho ventilátora s ochranou proti výbuchu, ktorý úspešne prejde certifikačnú auditnú kontrolu a bude spoľahlivo fungovať počas prevádzky, rozhodnutie o materiále krytu si zaslúži štruktúrované posúdenie namiesto predpokladu podľa zvyku. Nižšie je porovnanie hlavných možností – hliníkovej zliatiny, mäkkej ocele a nehrdzavejúcej ocele – vrátane podmienok, za ktorých má každá z nich zmysel.
Prečo je materiál krytu dôležitý pre axiálne ventilátory s ochranou proti výbuchu
Axiálny ventilátor s ochranou proti výbuchu musí spĺňať dve odlišné požiadavky, ktoré sa priamo týkajú materiálu krytu. Po prvé, kryt musí byť schopný udržať akýkoľvek vnútorný oblúk alebo zapálenie bez toho, aby došlo k šíreniu plameňa do okolitého prostredia. Po druhé, vonkajší povrch nesmie predstavovať riziko statického výboja alebo iskrenia v prítomnosti horľavých plynov, výparov alebo prachu.
Podľa smernice ATEX (2014/34/EÚ) a podobných noriem, ako sú AMCA typy A, B a C pre konštrukcie odolné voči iskreniu, povolené materiály pre plášť a minimálne hrúbky stien nie sú ponechané na uváženie výrobcu. Sú viazané na skupinu zariadení (plyn alebo prach), klasifikáciu zóny (zóna 1/2 pre plyny, zóna 21/22 pre prach) a teplotnú triedu (T1 až T6 pre atmosféry s plynmi). To znamená, že materiál plášťa, ktorý je prijateľný pre inštaláciu v zóne 2, nemusí spĺňať požiadavky pre zónu 1 bez dodatočných návrhových opatrení.
Porovnanie hlavných možností materiálu plášťa
Plášť z hliníkovej zliatiny
Hliník je najbežnejšou voľbou materiálu plášťa pre axiálne ventilátory so zvýšenou odolnosťou proti výbuchu v štandardných priemyselných aplikáciách – za tým stojí pevné technické a cenové odôvodnenie. Ponúka výhodný pomer pevnosti ku hmotnosti, dobrú obrábateľnosť pre presné spojenia plameňových dráh a prirodzenú odolnosť voči korózii, vhodnú pre mierne vlhké alebo mierne korozívne prostredia.
Avšak jedna hranica, ktorá sa často prehliada: zliatiny hliníka – najmä tie s vysokým obsahom horčíka – môžu pri náraze na rziavú oceľ vytvárať iskry schopné vyvolať požiar. Z tohto dôvodu niektoré špecifikácie skupiny ATEX II (povrchový priemysel, atmosféry s plynom) občas ukladajú obmedzenia používania hliníkových plášťov v blízkosti zmesí vodík–vzduch alebo acetylén–vzduch, kde dokonca aj trením vyvolaná iskra môže stačiť na zapálenie. Ak ide o cieľové použitie so zásobovaním plynmi skupiny IIC, mal by sa dodávateľ opýtať, či bol jeho hliníkový plášť testovaný podľa príslušného štandardu.
Pre väčšinu aplikácií v zóne 2 a zóne 22 – vetranie chemických procesov, výfukové systémy pre miestnosti na náter farbou, všeobecné priestory v továrňach – sa stále ukazujú ako spoľahlivé a cenovo výhodné riešenia lisované hliníkové alebo pieskové hliníkové plášte s vhodnou hrúbkou stien a certifikovanými plameňovými dráhami.
Plášť z mäkkého ocele
Mäkká oceľ, zvyčajne dodávaná vo forme horúco valcovaných alebo studeno valcovaných spracovaných puzdier s ochranným povlakom, je najvhodnejšou voľbou v prípadoch, keď má mechanická odolnosť prednosť pred hmotnosťou. Oceľ lepšie zvláda nárazové zaťaženia ako hliník a je štrukturálne tuhšia pri väčších veľkostiach ventilátorov, kde liatie stáva príliš drahé.
Nevýhodou pozorovanou v praxi je zvýšená náchylnosť ku korózii. Puzdro z mäkkej ocele bez primeranej povrchovej úpravy sa v prostredí s vysokou vlhkosťou alebo mierne korozívnym prostredím degraduje rýchlejšie ako hliníkové alebo nehrdzavejúce oceľové puzdrá. Pri vonkajších inštaláciách v pobrežných alebo chemických prostrediach je nutné udržiavať ochranný povlak; inak puzdro stratí štrukturálnu celistvosť v oblasti spojov plameňovej dráhy – presne tam, kde je najkritickejšia rozmerná presnosť.
Z hľadiska odolnosti voči iskreniu kontakt ocele s oceľou skutočne spôsobuje vznik iskier, čo znamená, že vzdialenosť medzi impelérom a krytom a výber materiálov musia byť starostlivo riadené. Konštrukcia typu B podľa štandardu AMCA (beziskrová) zvyčajne obmedzuje kombinácie materiálov impeléra a krytu, a to bez ohľadu na to, či je vonkajší plášť vyrobený z ocele alebo z iného základného materiálu.
Nerezový plášť
Plášte z nehrdzavejúcej ocele – najčastejšie z tried 304 alebo 316 – sú uprednostňovanou voľbou pre vysokej úrovne korozívne chemické prostredia, vetranie v potravinárskych alebo farmaceutických čistých miestnostiach a aplikácie v pobrežných alebo morských oblastiach, kde je odolnosť voči soľnému oparu požiadavkou pri návrhu.
Pre konfigurácie axiálnych ventilátorov s ochranou proti výbuchu, inštalované v potrubných systémoch na prepravu chlórovaných plynov, kyslých par alebo iných agresívnych médií, ponúka nehrdzavejúca oceľ odolnosť voči korózii, ktorú hliník a uhlíková oceľ nemôžu počas viacročnej prevádzky spoľahlivo poskytnúť. Kompenzáciou je vyššia cena materiálu a výroby a tiež niekoľko ťažšie zostavy v porovnaní s hliníkovými ekvivalentmi rovnakej veľkosti.
Dôležitá technická poznámka: nehrdzavejúca oceľ nie je z povahy neiskriaca. Pri vysokonapäťovom náraze môže nehrdzavejúca oceľ vytvárať iskry, aj keď je energia zapálenia všeobecne nižšia ako u uhlíkovej ocele. Pre aplikácie skupiny IIC ani nehrdzavejúca oceľ, ani hliník automaticky nespĺňajú požiadavky na odolnosť voči iskreniu; celkové posúdenie návrhu – vrátane materiálu obežného kolesa, medzier a obvodových rýchlostí – sa musí preskúmať vzhľadom na príslušný štandard.
Ako priradiť materiál plášťa k klasifikácii zóny
Najspoľahlivejší prístup k výbere materiálu pre kôrku je postupovať späť od klasifikácie zóny inštalačnej oblasti:
- Zóna 0 / Zóna 20: Najvyššia úroveň nebezpečenstva. Väčšina konštrukcií axiálnych ventilátorov nie je vhodná na nepretržitú prítomnosť horľavého prostredia. Výber materiálu pre kôrku sa v tejto zóne zvyčajne prenáša na výrobcu zariadenia v rámci úplného posúdenia návrhu podľa ATEX kategórie 1G/1D.
- Zóna 1 / Zóna 21: Prítomnosť nebezpečného prostredia je občasná. Vyžaduje sa ATEX kategória 2G/2D. Materiál kôrky musí výrobca potvrdiť ako súčasť certifikovaného návrhu – posúdenie Notifikovanej organizácie sa týka celého systému ochranného puzdra, nie len samotného materiálu.
- Zóna 2 / Zóna 22: Prítomnosť nebezpečného prostredia je výnimočná alebo abnormálna. Platí ATEX kategória 3G/3D. Povolené je širšie spektrum materiálov pre kôrku a mnoho štandardných výbušne bezpečných axiálnych ventilátorov je navrhnutých tak, aby vyhovovalo tejto klasifikácii s kôrkami z hliníka alebo mäkkej ocele.
Pre kupujúcich, ktorí nakupujú prostredníctvom obchodných kanálov, je praktickým krokom požiadať výrobcu o vyhlásenie o zhode a certifikát skúšky typu EHS, ktoré uvádzajú kategóriu zariadenia, skupinu plynov a teplotnú triedu pre certifikovaný návrh. Materiál použitý na puzdro v certifikovannom prototypy musí byť rovnaký ako v sériovej výrobe – náhrady za účelom zníženia nákladov nie sú v rámci tohto systému prípustné.
Ďalšie faktory ovplyvňujúce výber okrem typu materiálu
Materiál puzdra je jednou z dimenzií rozhodovania o výbere. Dva ďalšie faktory, ktoré súvisia s voľbou materiálu, stojí za zmienku:
Prevádzkový teplotný rozsah: Teplotná trieda T4 (teplota povrchu nepresahujúca 135 °C) je bežný základ pre mnoho chemických a ropa-plynových aplikácií. Hliník si dobre udržiava svoje štrukturálne vlastnosti v rámci bežných prevádzkových rozsahov, avšak v aplikáciách s vyššími okolitými teplotami alebo vysokými prevádzkovými cyklami sa musí pri návrhu plameňovej dráhy zohľadniť koeficient tepelnej rozťažnosti hliníka v porovnaní so oceľovými komponentmi.
Kombinácia materiálu kolesa a plášťa: Pre výbušne bezpečné axiálne ventilátory a výbušne bezpečné trubkové axiálne ventilátory musí byť materiál kolesa kompatibilný s materiálom plášťa, aby boli splnené požiadavky na odolnosť voči iskreniu. Bežnou kombináciou je hliníkové koleso s hliníkovým alebo nehrdzavejúcim oceľovým plášťom; v korozívnych chemických prostrediach sa používajú nerezové kolesá s nerezovými plášťmi. Kombinácie rôznych materiálov je potrebné výslovne overiť v certifikačnej dokumentácii výrobcu.
Zhrnutie: Výber vhodného materiálu plášťa
Z hľadiska technickej evaluácie neexistuje jediný materiál pre kôru, ktorý by bol univerzálne vhodný pre axiálne ventilátory s výbušnou ochranou. Hliníková zliatina pokrýva väčšinu štandardných priemyselných a chemických procesných aplikácií s vyváženým pomerom nákladov a výkonu. Nízkouhlíková oceľ je vhodná tam, kde mechanická odolnosť má vyššiu prioritu ako hmotnosť a korózne riziká. Nechrhnutá oceľ je správnou voľbou pre aplikácie v korozívnom prostredí alebo v oblastiach s vysokými hygienickými požiadavkami, kde trvanlivosť materiálu ospravedlňuje vyššiu jednotkovú cenu.
Nadväzujúcim princípom je, že výber materiálu pre kôru musí byť stopeľný cez certifikovaný dizajn, ktorý bol posúdený vzhľadom na konkrétnu klasifikáciu zóny, skupinu plynov a teplotnú triedu vašej inštalácie. Pre kupujúcich, ktorí spolupracujú so zavedeným dodávateľom priemyselných ventilátorov, je požiadanie dokumentov o certifikácii v štádiu špecifikácie – a nie až po umiestnení objednávky – najefektívnejším spôsobom, ako sa vyhnú drahým problémom s opätovnou kvalifikáciou v neskorších fázach.
