EN
Kateri ognjevzdržni material za ohišje izbrati za izdelke osnovnih ventilatorjev za eksplozijsko nevarne cone
Z tehničnega vidika material ohišja osnovne ventilatorske enote za eksplozijsko nevarne cone ni le estetska izbira – neposredno določa, ali lahko ventilator vsebuje notranji vžig, odpornost proti korozivnim okoljem ter izpolnjuje zahteve glede razvrstitve con na vašem namestitvenem mestu. Pri delu s specifikacijami za prezračevanje v projektih v nevarnih conah se vprašanje materiala pojavi že zgodaj – in pogosto zmede kupce, ki se osredotočijo na zmogljivost pretoka zraka, pri čemer ohišje obravnavajo kot sekundarno zadevo.
Če je vaša prednost izbor osnovnega ventilatorja za eksplozijsko varno uporabo, ki bo uspešno opravil certifikacijski nadzor in se dokazal v obratovanju, potem odločitev o materialu ohišja zahteva strukturirano oceno namesto privzete predpostavke. Spodaj je primerjava glavnih možnosti – aluminijevih zlitin, mehkega jekla in nerjavnega jekla – ter pogoji, pri katerih ima vsaka možnost smisel.
Zakaj je material ohišja pomemben za eksplozijsko varne osnovne ventilatorje
Eksplozijsko varna osnovna ventilatorja morata izpolnjevati dve ločeni zahtevi, ki sta neposredno povezani z materialom ohišja. Prvič, ohišje mora biti zmožno zadržati vsak notranji lok ali vžig brez širjenja plamena v okoliški zrak. Drugič, zunanja površina ne sme postati nevarnost zaradi statičnega elektrike ali iskrenja v prisotnosti vnetljivih plinov, hlapov ali prahu.
V skladu z ATEX (direktiva 2014/34/EU) in podobnimi standardi, kot so AMCA vrste A, B in C za odpornost proti iskrenju, dovoljeni materiali ohišja ter najmanjše debeline sten niso prepuščeni izbirni pristojnosti proizvajalca. Te so povezane z grupami opreme (plin ali prašek), klasifikacijo con (cona 1/2 za pline, cona 21/22 za praške) ter razredom temperature (T1 do T6 za atmosfere z gorljivimi plini). To pomeni, da material ohišja, ki je sprejemljiv za namestitev v coni 2, lahko ne izpolnjuje zahtev za cono 1 brez dodatnih konstrukcijskih ukrepov.
Primerjava glavnih možnosti materiala ohišja
Ohišje iz aluminijaste zlitine
Aluminij je najpogostejša izbira za ohišja eksplozijsko varnih osno-radialnih ventilatorjev v standardnih industrijskih aplikacijah – za to obstajajo utemeljeni tehnični in stroškovni razlogi. Ponuja ugoden razmerje trdnosti in mase, dobro obdelovalnost za natančne spojke s plamensko potjo ter naravno odpornost proti koroziji, primerno za zmerno vlažna ali blago korozivna okolja.
Vendar obstaja ena meja, ki se pogosto prezre: aluminijaste zlitine – še posebej tiste z visoko vsebino magnezija – lahko pri udaru z rjavijo jekleno površino ustvarijo vžigalne iskre. Zato specifikacije ATEX skupine II (površinske industrije, plinasti atmosferi) včasih omejujejo uporabo aluminijastih ovojnic v bližini mešanic vodik–zrak ali acetilen–zrak, kjer lahko celo trenje povzroči iskro, dovolj močno za vžig. Če je ciljna uporaba povezana z zgradami IIC, mora dobavitelj potrditi, ali je bila njegova aluminijasta ovojnica preskušana v skladu z ustreznim standardom.
Za večino aplikacij v conah 2 in 22 – prezračevanje kemičnih procesov, izpušni sistemi za barvne pršilne kabine, splošna tovarniška območja – ostajajo litje iz aluminija pod tlakom ali peskovno litje iz aluminija z ustrezno debelino sten in certificiranimi plamenskimi potmi zanesljiva in cenovno ugodna rešitev.
Ovojnica iz mehkega jekla
Mehko jeklo, ki se običajno dobavlja kot toplotno valjani ali hladno valjani izdelani ohišji z zaščitnim premazom, je najprimernejša izbira, kadar ima mehanska trdnost prednost pred težo. Pri udarnih obremenitvah se obnaša bolje kot aluminij in je konstrukcijsko tognejše pri večjih velikostih ventilatorjev, kjer litje postane predrago.
Nedostatek, opažen v praktičnih uporabah na terenu, je podvrženost koroziji. Ohišje iz mehkega jekla brez ustrezne površinske obdelave se v atmosferah z visoko vlažnostjo ali blago korozivnimi pogoji razgrajuje hitreje kot aluminij ali nerjavno jeklo. Za zunanjie namestitve v obalnih ali kemičnih okoljih je treba zaščitni premaz redno vzdrževati; sicer bo ohišje izgubilo konstrukcijsko celovitost na spojih za varno preprečevanje iskrenja – ravno tam, kjer so dimenzijske tolerance najpomembnejše.
Z vidika odpornosti proti iskrenju stik jekla z jeklom res povzroča iskre, kar pomeni, da je treba paziti na razmik med impelerjem in ohišjem ter izbiro materialov. Konstrukcija AMCA tipa B (brez isker) običajno omejuje kombinacije materialov impelerja in ohišja, in ta omejitev velja ne glede na to, ali je ohišje iz jekla ali drugega osnovnega materiala.
Ohišje iz nerjavnega jekla
Ohišja iz nerjavnega jekla – najpogosteje iz razredov 304 ali 316 – so najprimernejša za zelo korozivne kemične okolja, prezračevanje v čistih prostorih za hrano ali farmacevtske namene ter obalne ali morske aplikacije, kjer je odpornost proti solnemu pršenju konstrukcijsko zahtevana.
Za konfiguracije osno-ventilatorskih ventilatorjev za zaščito pred eksplozijo, nameščenih v kanalnih sistemih za obratovanje kloriranih plinov, kislih hlapov ali drugih agresivnih medijev, ponuja nerjavnega jekla odpornost proti koroziji, ki aluminija in mehkega jekla v večletnem obratovalnem življenju zanesljivo ne morejo doseči. Nadomestek je višja cena materiala in izdelave ter nekoliko težji sestavi v primerjavi z aluminijastimi izvedbami iste velikosti.
Pomembna tehnična opomba: nerjavno jeklo ni po naravi neproduktivno za iskrenje. Pri visokoenergijskem udaru lahko nerjavno jeklo povzroči iskrenje, čeprav je energija za vžig splošno nižja kot pri ogljikovem jeklu. Za uporabe v skupini IIC niti nerjavno jeklo niti aluminij samodejno ne izpolnjujeta zahtev za odpornost proti iskrenju; celotna ocena konstrukcije – vključno z materialom impelera, razmiki in površinskimi hitrostmi – se mora preveriti glede na ustrezen standard.
Kako prilagoditi material ohišja klasifikaciji cone
Najzanesljivejši pristop pri izbiri materiala ohišja je delati nazaj od razvrstitve con območja namestitve:
- Cona 0 / Cona 20: Najvišja stopnja nevarnosti. Večina konstrukcij osnih ventilatorjev ni primerna za neprekinjeno prisotnost vnetljivega ozračja. Izbor materiala ohišja je tu običajno prepuščen proizvajalcu opreme v okviru popolne pregledne ocene ATEX kategorije 1G/1D.
- Cona 1 / Cona 21: Prisotnost nevarnega ozračja je občasna. Zahtevana je ATEX kategorija 2G/2D. Material ohišja mora potrditi proizvajalec kot del certificirane konstrukcije – pregled pooblaščenega organa zajema celoten sistem ohišja, ne le materiala sam po sebi.
- Cona 2 / Cona 22: Prisotnost nevarnega ozračja je redka ali nenavajena. Velja ATEX kategorija 3G/3D. Dovoljen je širši nabor materialov za ohišja in mnogi standardni izdelki za osne ventilatorje z eksplozijsko varnim ohišjem so zasnovani tako, da izpolnjujejo to klasifikacijo z ohišji iz aluminija ali mehkega jekla.
Za kupce, ki nabavljajo prek trgovinskih kanalov, je praktičen korak zahtevati izdelovalčevo izjavo o skladnosti in potrdilo o EU-tipu preskusa, ki določa kategorijo opreme, skupino plinov in temperaturno razred za certificirano zasnovo. Material ohišja, uporabljen v certificiranem prototipu, se mora ujemati z materialom serijske enote – zamenjave za znižanje stroškov niso sprejemljive v okviru te uredbe.
Dodatni dejavniki izbire poleg vrste materiala
Material ohišja je ena dimenzija odločitve o izbiri. Dva druga dejavnika, ki vplivata na izbiro materiala, sta še posebej pomembna:
Območje delovne temperature: Temperaturna klasa T4 (temperatura površine ne presega 135 °C) je običajna izhodiščna točka za številne kemijske in naftno-gazovne aplikacije. Aluminij ohranja svoje strukturne lastnosti dobro znotraj običajnih obratovalnih območij, vendar je pri aplikacijah z višjo okoljsko temperaturo ali visokimi obratovalnimi obremenitvami treba upoštevati koeficient toplotnega raztezkanja aluminija v primerjavi s komponentami iz jekla pri načrtovanju varnostne reže za ugasitev plamena.
Kombinacija materiala impelera in ohišja: Pri eksplozijsko varnih osno vlečnih ventilatorjih in eksplozijsko varnih cevnih osno vlečnih ventilatorjih mora biti material impelera združljiv z materialom ohišja, da se izpolnijo zahteve glede odpornosti proti iskrenju. Pogosto uporabljena kombinacija je aluminijasti impeler z aluminijastim ali mehkim jeklenim ohišjem; pri korozivnih kemijskih aplikacijah se uporabljajo impelerji iz nerjavnega jekla skupaj z ohišji iz nerjavnega jekla. Kombinacije različnih materialov je treba izrecno potrditi v certifikacijski dokumentaciji proizvajalca.
Povzetek: Izbor ustrezne vrste materiala za ohišje
Z tehničnega vidika ocene ni nobenega enega materiala za ohišje, ki bi bil univerzalno pravilen za uporabo osijskih ventilatorjev za eksplozijsko varne aplikacije. Aluminijeva zlitina pokriva večino standardnih industrijskih in kemičnih procesnih aplikacij z uravnoteženim razmerjem med stroški in zmanskimi lastnostmi. Mehka jeklena pločevina je primerna tam, kjer je mehanska trdnost pomembnejša od teže in korozije. Nerjavnega jekla se uporablja v korozivnih atmosferah ali aplikacijah z visoko higieno, kjer trajnost materiala opravičuje višjo enotno ceno.
Nadrejeni načelo je, da izbor materiala za ohišje mora biti sledljiv certificiranemu načrtu, ki je bil ocenjen glede na specifično klasifikacijo cone, skupino plinov in temperaturno klasifikacijo vaše namestitve. Za kupce, ki sodelujejo z uveljavljenim dobaviteljem industrijskih ventilatorjev, je zahteva dokumentacije o certifikaciji že v fazi specifikacije – namesto po oddaji naročila – najučinkovitejši način, da se izognejo dragim težavam z ponovno kvalifikacijo kasneje v procesu.
