1. はじめに
何十年にもわたって国内外の化学工場でフィールド機器の受け入れテスト、プロジェクトの技術監査、{0}{0}}現場での障害トラブルシューティングを行ってきた後、私は調達エンジニアや EHS エンジニアから同じ質問に常に遭遇します。「通常のレーダー レベル送信機は、危険な化学物質の製造作業場内で義務付けられている防爆コンプライアンス基準を満たすことができるでしょうか?{1}」
私は長年の仕事の中で、防爆特性の誤解によって引き起こされた残念な調達損失を数多く目撃してきました。-多くの購買担当者は、すべてのレーダー製品には固有の防爆性能が備わっていると想定しており、初期予算を削減するために安価な非-防爆-バージョンを選択しています。商品が現場に到着した後、設備が現地の規制部門による安全受け入れ検査に合格しなかったため、貨物が全額返却され、緊急の追加調達が発生し、プロジェクト全体の建設スケジュールが遅れました。このような不必要な追加費用や建設の停滞は、標準化された購入前の仕様確認によって完全に回避できます。-
まず、業界の中核となる事実を 1 つ明確にすることが重要です。それは、防爆とは、デフォルトの構成ではなく、対象を絞ったカスタマイズされた構造設計であるということです。{0}}レーダーレベル送信機。正式な ATEX または IECEx 防爆証明書を持つ製品は、厳格な国際電気仕様に従って製造されていますが、従来の一般レーダーは非危険計器室および安全区域の冷却水タンクにのみ配備できます。{2}
このガイドでは、国際的に認知されている危険区域の分類基準を整理し、さまざまなレーダー防爆グレードを実際の化学プラントの生産シナリオと照合し、多数のプロジェクト経験から蓄積された高頻度調達の罠を要約し、実用的な選択の提案を提供します。{0}{1}この内容は、化学プラントの調達担当者が、予想外の経済的損失を生じることなく、準拠したレーダーをスムーズに選択し、公式の安全監査に合格できるように調整されています。
2. 化学生産ゾーンで爆発防止レベルの機器が義務付けられている理由-
化学生産現場は、揮発性溶剤や粉末原料によってもたらされる本質的な爆発の危険に囲まれており、そのため、世界的な安全規定に従って策定された厳格な危険区域のゾーニングが行われ、現場に設置されているすべての測定器に対して厳格なアクセスしきい値が設定されています。
メタノール、エタノール、アセトンなどの一般的な化学原料は、密閉されたタンク内部や密閉された生産作業場に漏れると、容易に揮発して可燃性混合ガスを形成します。さまざまな殺虫剤や樹脂の粉末も、特定の濃度条件下で可燃性の粉塵雲を形成する可能性があります。損傷した機器回路から発生する偶発的な電気スパークは発火源となり、重大な爆発事故を引き起こす可能性があります。
世界的な安全管理規定では、媒体の特性に応じて生産地をクラス I 可燃性ガスゾーンとクラス II 可燃性粉塵ゾーンに分けています。認定されていない非-防爆-機器を備えた生産ラインは、定期的な公式安全検査中に強制停止や是正に直面します。
可燃性媒体のリスクに加えて、頻繁な周囲温度の変化や製造作業場で時折飛び散る液体により、内部電子部品の劣化が促進されます。内部回路が露出した非-防爆-レーダーは、コンポーネントの経年劣化後にアークを発生する傾向があり、-プラントの継続運転に長期にわたる隠れた安全性の問題が残ります。
3. 防爆認定によって分けられた 3 つのコア レーダー タイプ-
レーダー製品は、防爆構造設計と第三者認証に基づいて 3 つの明確なカテゴリに分類されています。-それぞれに、化学工場内の明確な適用シーンがあります。-
3.1 本質安全レーダー (Ex ia / Ex ib、IECEx & ATEX 認定)
本質安全設計により、通常の動作状態や予期しないコンポーネントの障害に関係なく、最大動作電圧と回路電流が制限されるため、装置は内部短絡があっても点火火花を生成できません。 Ex ia は最高の防爆レベルを表し、完全に密閉された溶剤貯蔵タンクを含むゾーン 0 の恒久的に危険な場所に許可されています。- Ex ib 認定製品は、反応器の供給セクションや排出セクションなど、断続的なガス漏れのあるゾーン 1 エリアに適用されます。このタイプの製品のほとんどは、小型高圧反応容器での油水界面の正確な測定に広く使用されている波動ガイド レーダーに属しています。-
3.2 耐圧防爆エンクロージャレーダー (Ex d 認定)
耐圧防爆レーダーは厚い鋳造アルミニウムまたはステンレス鋼の完全密閉シェル構造を採用しています。内部回路の故障により筐体内で小規模な爆発が発生した場合でも、炎は筐体内に閉じ込められ、外部に広がって周囲の可燃性ガスに引火することはありません。-このような製品は主に 26 GHz および 80 GHz の非接触レーダーです-。通常、ゾーン 1 およびゾーン 2 の大型化学中間タンク ファームに設置されています。国際規格の要件により、Ex d 耐炎レーダーはゾーン 0 の継続的な危険環境内に設置することが禁止されています。
3.3 非-防爆-一般レーダー
従来の経済的なレーダーは、特別な防爆構造処理を施さずに、オープン内部回路設計と通常のプラスチック配線コネクタを採用しています。-その適用範囲は、作業場循環冷却水タンク、開放排水プール、中央制御室内の屋内監視装置など、危険のない安全なエリアに厳しく制限されています。{2}分類された危険な生産区域内にこのようなレーダーを設置することは、地域の安全監督規制に違反します。
4. 主要な構造部品がレーダーの防爆性能を決定する
4 つのコア コンポーネントの構成によって、完成したレーダー製品の実際の防爆性能が直接決まります。{0}多くの非正規製造業者は、製品銘板に正式な防爆ロゴを印刷していますが、生産コストを削減するために品質の低い不適格な付属品を採用しているため、サードパーティのサイトでの受け入れ時に防爆認定が完全に無効になります。-
認定された防爆レーダーのハウジングは、精密なシール組立技術を備えた厚みのある鋳造アルミニウムまたは 316 ステンレス鋼で作られています。-通常の非-防爆-レーダーは、アセンブリのギャップが緩い、薄肉のダイキャスト アルミニウムを使用しています。-内部回路が誤って爆発すると、シェルの隙間が緩んで炎が周囲の危険な環境に漏れ出し、生産ライン全体に大きな安全上の危険をもたらします。
認定された防爆-レーダーは、工場出荷時の真鍮またはステンレス鋼の防爆-ケーブル グランドと適合します。通常の製品には、安価なプラスチック製のネジ付きコネクタが装備されています。配線位置の隙間が緩い場合、作業場内の可燃性ガスが機器内部に侵入し、内部回路を徐々に腐食させます。
内部回路レイアウトは、2 つのグレードの製品間で明らかな違いがあります。防爆レーダーには、固定電圧および電流制限設計による低電力本質安全回路が装備されています。-一般的なレーダーは、制限のない従来の電源回路を使用しており、短絡故障後に高エネルギーの点火火花を容易に生成します。-
正式な防爆製品には、難燃性ゴムと内部シールに一体化された圧縮シール材が使用されています。{0}通常のレーダーには、経年劣化や収縮が起こりやすい一般的なシリコンガスケットが取り付けられています。長期間の使用後、劣化したシーリング部品は揮発性媒体の蒸気を効果的にブロックできなくなり、さらに内部回路の腐食や予期せぬ機器の故障につながります。-
5. 典型的な化学プラント向けのシナリオ-爆発に基づく-耐力レーダーの選択
数十年にわたるオンサイトでの試運転とアフターセールスの経験を組み合わせた、化学企業の 4 つの一般的な測定ポイントを対象とした選択ガイドです。{0}{1}{1}ゾーン 0 の危険エリアに属する密閉された完全に密閉された溶剤貯蔵タンクには、316L 標準プロセス フランジを備えた Ex ia 本質安全防爆誘導波レーダーが必要です。ゾーン 1 またはゾーン 2 のゾーンに該当する大規模なオープン化学中間タンク ファームでは、適合する防爆ケーブル グランドの完全なセットとともに、Ex d 耐炎性 80GHz 非接触レーダーを選択します。-可燃性粉末を保管する原料サイロには、クラス II 粉塵危険作業条件用に特別に設計された Ex tD 粉塵爆発認定レーダーが必要です。危険な生産ワークショップの外に配置された循環冷却水タンクでは、通常の非{13}}防爆-標準レーダーを選択して、プロジェクトの調達コストを合理的に制御できます。
6. 防爆レーダーに関して、コストのかかる 4 つのよくある調達ミス
私は化学プラントの調達をサポートしてきた数十年間で、4 つの典型的な間違った購買行動に繰り返し遭遇してきました。これらはすべて、購入者にとって不必要な多大な経済的損失を引き起こします。
最初の間違いは、対応する追跡可能な認証文書を確認せずに、製品表面に印刷された Ex ロゴのみに基づいて防爆資格を判断することです。-一部の偽造品には、有効な IECEx または ATEX 認証を取得していない偽の防爆マークが貼り付けられており、公式の安全検査に合格せず、商品全体が使用できなくなります。
2 番目のよくある間違いは、国際電気規格条項に反してゾーン 0 の常設危険タンクの場所に Ex d 耐圧防爆レーダーを配置することです。関連仕様では、ゾーン 0 作業環境内に Ex d モデルを設置することは明らかに禁止されています。
第三に、多くの購入者がガス防爆{0}認定と粉塵防爆-認定の範囲を混同しています。標準 Ex d ガス認定レーダーは、独立したクラス II 粉塵爆発認定がなければ可燃性火薬サイロに設置できません。
第 4 に、購入者は防爆グレードのみに焦点を当てており、生産媒体の中程度の腐食性能は無視しています。{0}}強酸や強アルカリの原料はフランジやシール部品を急速に腐食させ、たとえ製品が完全な正式認証を受けていたとしても、数か月以内に元の防爆構造を破壊します。{2}}
7. 防爆を有効に保つための現場設置規則-
現場での設置作業が不規則に行われると、元の工場の防爆認定が無効になります。{0}}建設チームと調達チームは 3 つの主要な設置仕様に厳密に従う必要があります。
ユーザーは、配線構造に工場で適合したオリジナルの防爆ケーブル グランドのみを採用できます。{0}}安価な通常のプラスチック コネクタと無作為に交換すると、シェルの気密性が破壊され、機器全体の防爆資格が無効になります。-
危険区域内では、通電状態でレーダーハウジングを開けないでください。無作為に分解すると、工場で予約されている耐圧防爆適合クリアランスが変更され、防爆認証が法的効力を失います。-
長期にわたる機器の振動によってケーブルが緩んだり、ケーブル グランドのシール性能が損なわれたりすることを避けるため、配線レイアウトの位置に十分なスペースを確保してください。{0}}
8. よくある質問 (FAQ)
Q1: すべての防爆レーダーはゾーン 0 の危険な化学物質タンクで機能しますか?{1}?いいえ。ゾーン 0 の設置要件を満たすのは Ex ia 本質安全レーダーのみです。 Ex d 耐炎レーダーはゾーン 1 およびゾーン 2 に制限されており、連続したゾーン 0 の密閉された溶媒容器の使用は禁止されています。
Q2: ガス爆発-防止レーダーを可燃性ダストサイロに直接設置できますか?許可されていません。粉塵爆発には、クラス II 危険区域を対象とした独立した Ex tD 認証が必要です。標準ガス Ex d 定格は、IEC61241 に基づく粉塵爆発保護をカバーできません。
Q3: 防爆レーダーは、通常の非防爆レーダーよりもはるかに高価ですか?-?適度な価格差が存在します。 Ex d-非接触レーダーのコストは一般バージョンより約 20%～30% 高くなりますが、Ex ia 本質安全誘導波はカスタマイズされた回路設計により割増料金が高くなります。極めて少額の投資により、大規模な機器の交換や、後の生産停止による損失を回避できます。-
Q4: 現場でアンテナに軽微な変更を加えた場合、防爆認定は無効になりますか?許可されていない切断、穴あけ、部品の交換は、工場の元の防爆構造を変更し、認証を無効にします。{0}すべての構造調整には工場の正式な技術確認が必要です。
9. 結論
レーダー レベル発信機には、デフォルトでは汎用防爆機能が備わっていません。-効果的な防爆性能は、専用の本質安全または耐圧防爆構造設計に加え、対応する現場の危険区域設定基準に一致する完全な第三者認証に依存します。-
化学プラントの調達チームは、正式な発注前に、ワークショップの危険分類、中程度の腐食特性、および ATEX や IECEx などの必要な認証規格を含む 3 つの主要なパラメータを確認する必要があります。安全性の受領不履行とそれに伴う生産停止の損失を防ぐため、未認定の低価格の偽造品には近づかないようにしてください。-合理的なモデルマッチングにより、レーダーのサービスサイクルを効果的に延長し、生産プロジェクトのライフサイクル全体の機器メンテナンス費用を削減できます。
作業場の危険区域設定基準を確認できない場合、または化学プラントの作業条件に適合する認定防爆レーダー仕様が必要な場合は、カスタマイズされた見積もりとパラメータの推奨事項について専門の技術チームにお問い合わせください。{0}}
10. 参考文献
- 防爆-危険場所用電気機器規格、IEC 61241 および IEC 60079 国際規格
- 本質安全防爆レーダー応用マニュアル、国際オートメーション協会 (ISA)
- ATEX 認定レーダー仕様ガイド、VEGA Grieshaber KG (2024)
- 化学プラント機器ゾーニング選択ハンドブック、エンドレスハウザー技術文書 (2023)
- 世界的な化学工場の機器の安全性受入仕様書、産業オートメーション業界の技術レポート
