Что нас сподвигло написать это ознакомительное пособие?
Перед специалистом, желающим получить представление о взрывозащите электрооборудования в газовых средах, встает вопрос, с чего начать и где найти базовые источники информации. И тут далеко все не так просто. Если обратиться к ИНТЕРЕНЕТУ, то на соответствующий запрос любой поисковой системы сразу вывалится огромный объем рекламы различных производителей взрывозащищенного оборудования и органов по сертификации. Почерпнуть что-либо ценное становится очень трудоемким делом. Но это еще не единственная проблема.
Для изучения можно перейти к самим стандартам. Но общепринятая форма изложения в них материала такова, что стандарты содержат конечные постулаты и утверждения без указаний причин их использования. Стандарты на взрывозащищенное электрооборудование вынужденно воспринимаются специалистами «на веру», как библия. В них недостаточно объясняются (а иной раз совсем не объясняется) причины выдвигаемых требований к конструкциям устройств и их узлам.
При первоначальном чтении стандартов по взрывозащите возникают вопросы – зачем категорируются взрывоопасные газовые среды; из-за чего эти категории связаны с видами взрывозащиты электрооборудования; почему разные виды взрывозащиты привязаны к разным категориям взрывоопасных газовых сред; почему электрооборудование с одним и тем же видом взрывозащиты должно применяться в разных категориях сред.
Эти вопросы и освещаются, в том числе, в нашем ознакомительном пособии. При этом их рассмотрение опирается на вероятностные характеристики, т. к. сам взрыв газовой среды является, как правило, лишь вероятным событием, а анализировать ситуацию необходимо до взрыва, оценивая степень его вероятности (ведь после того, как взрыв произошел, защищать уже нечего и не от чего). Для этого нами применяются элементы Теории Вероятности.
Для удобства чтения пособия в Приложении А приведены элементы Теории Вероятности и все используемые обозначения, связанные с Теорией Вероятности.
В данном ознакомительном пособии рассматривается не сама взрывозащита детально, а идеологический подход к ее построению, в частности, с использованием элементов Теории Надежности. Для удобства чтения пособия в Приложении Б приведены элементы Теории Надежности.
Ознакомительное пособие рассчитано на тех, кто реально хочет понять, почему надо делать так, как сказано в стандартах, т. е. помочь людям разобраться в вопросах взрывозащиты на начальном этапе.
Пособие написано с учетом опыта работы с взрывозащищенным оборудованием в ООО «Техбезопасность».
С уважением к читателям, авторы.
1. Взрывоопасные газовые среды
Рассмотрим основные понятия и определения, связанные с объектом применения взрывозащищенного электрооборудования – опасными по воспламенению газовыми средами.
Некоторые вещества могут гореть в воздушной среде.
Этот процесс часто сопровождается выделением значительного количества тепла и может сопровождаться повышением давления и выбросом опасных горючих веществ.
Легковоспламеняющимися и/или горючими следует считать вещества, способные сформировать взрывоопасную среду, если в смеси с воздухом они способны к самоподдерживающемуся распространению пламени.
Взрыв – это быстро протекающая реакция окисления или распада, вызывающая резкое повышение температуры, давления или одновременно того и другого вместе.
После воспламенения веществ может последовать взрыв.
В отличие от обычного горения, взрыв является самоподдерживающимся распространением зоны реакции (пламени) во взрывоопасной среде.
Взрыв характеризуется следующими показателями:
a) максимальное давление взрыва;
б) максимальная скорость нарастания давления взрыва.
(скорость нарастания и давления взрыва меняться в зависимости от конфигурации объема, в котором происходит взрыв (происходит искривление фронта распространения пламени с возникновением конвекции, поджатия и т. п.))
При взрыве следует рассматривать следующие возможные поражающие факторы, например:
a) пламя;
б) тепловое излучение;
в) ударная волна;
г) разлетающиеся осколки;
д) опасные выбросы веществ.
1.3. Взрывоопасная газовая среда
Взрывоопасная газовая среда – это смесь горючих веществ в виде газов, паров, тумана или пыли с воздухом при атмосферных условиях, в которой после воспламенения происходит самоподдерживающееся распространение горения.
Характеристики смеси горючего вещества с воздухом дают информацию о поведении вещества при горении и показывают, способно ли вещество спровоцировать горение или взрыв. Такими характеристиками являются:
a) минимальная энергия воспламенения (минимальный воспламеняющий ток – МВТ, смотри описание вида защиты – искробезопасная цепь);
б) температура воспламенения взрывоопасной среды.
в) безопасный экспериментальный максимальный зазор (БЭМЗ).
Безопасный экспериментальный максимальный зазор (БЭМЗ) – это максимальный зазор в соединении между двумя частями внутренней камеры испытательной установки, которая при воспламенении внутренней газовой смеси и при заданных условиях предотвращает воспламенение внешней газовой смеси через соединение длиной 25 мм для любых концентраций газа или паров, проходящих испытания в воздушной среде.
