危险场所 (HazLoc) 分类概述

行业和解决方案

危险场所分类

危险场所 (HazLoc) 材料分类要求指南。

危险场所 (HazLoc) 是指由于存在易燃气体、蒸气或易燃粉尘等物质而可能发生爆炸或火灾的区域。 常见的危险场所行业包括石油和天然气、化学加工、面粉加工、纺织业和采矿业。HazLoc 材料分类和认证在确保设备安全运行和防止灾难性事故方面发挥着至关重要的作用。HazLoc 的分类由各种不同的组织和管理机构确定。

关于 NEC 和 IEC

美国和全球标准

有多个组织和管理机构对危险场所进行分类。美国国家消防协会 (NFPA) 发布的国家电气规范 (NEC) 的概述和比较定义了类别、级别和组别,而国际电工委员会 (IEC) 定义了危险场所设备的区域和组别。

NEC 将 HazLoc 划分为类别、级别和组别,而 IEC 则创建了一个包含区域和组别的分区体系。 为了避免混淆,NEC 的级别是基于正常与异常运行期间存在的危险来确定的。例如,将日常运行与维护或故障排除任务进行比较,而 IEC 区域则基于存在危险的频率或持续时间来划分。

 

火源存在的时间量与风险图

NEC 分类

有许多类型和组合的预防措施可以确保人们在危险环境中的安全。以下是与不同 NEC 类别、级别和组别相关的一些一般预防措施示例。预防措施包括:

 

I 类:有易燃气体或蒸气的区域。

  • 接地并粘接:电气设备和导电材料应正确接地并粘接,以防止静电积聚和火花。
  • 防爆外壳:设计用于承受和容纳内部爆炸的外壳。
  • 内在安全设备:用于尽量减少火花或发热的低能耗设备。

 

II 类:存在易燃粉尘的区域。

  • 定期清洁和内务管理:经常清洁,以尽量减少易燃粉尘的积累。
  • 集尘系统:从空气中捕获并清除灰尘颗粒的系统,防止灰尘在设备和表面积聚。
  • 抗火花工具:由减少火花的材料制成的工具。

 

III 类:有易燃纤维或飞絮的区域,如棉花或锯末。

  • 定期维护和检查:例行检查以识别和维修潜在的火源。
  • 正确储存和处理:易燃纤维或飞絮应存放在指定的容器中,并执行程序以防止积聚和接触火源。
  • 使用阻燃服:工人可能需要穿阻燃服,以便在意外着火时尽量减少火势蔓延。

 

存在气体、蒸气和易燃粉尘的危险物质区
危险物质的种类

气体、蒸气或液体

种类和区域

 

I 类 NEC 区域 0 每年达到易燃浓度的易燃气体、蒸汽或液体的存在时间超过 1,000 小时的区域。
区域 1 每年达到易燃浓度的易燃气体、蒸汽或液体的存在时间在 10 到 1,000 小时的区域。
区域 2 在正常操作条件下不会出现达到易燃浓度的易燃气体、蒸气或液体的区域,或者每年存在时间不到 10 小时的区域。

易燃粉尘

种类和区域

II 类 NEC 区域 20 在防尘外壳内连续释放。以空气中可燃粉尘云的形式持续存在、长时间存在或短期内频繁存在于爆炸性环境的场所。例如,铣削机或气动输送系统。
区域 21 主要释放级别。在正常运行中可能偶尔出现爆炸性环境(以空气中可燃粉尘云的形式)的场所。例如,经常打开的装袋点和检查端口。
区域 22 次要释放级别。在正常运行中不太可能出现爆炸性环境(以空气中可燃粉尘云的形式)的场所,即使确实出现,也只会持续很短的时间。例如,盖子安装不当造成的泄露或溢出。

NEC 分级

根据危险物质存在的可能性和持续时间对危险区域进行分级。预防措施包括:

 

I 级:经常存在危险物质的环境。 

  • 严格的出入控制:通过锁门、安全协议和适当培训等措施,限制授权人员的出入。
  • 连续监测:通过气体探测器、粉尘监测系统和自动警报获取有关潜在危险的实时信息,以便立即采取应对措施,进行疏散。
  • 专用通风:专用的通风系统,如防爆风扇、管道系统和气流控制,以保持安全条件。

 

II 级:仅在异常条件下才存在危险物质的环境。

  • 设备检查和维护,以识别并维修潜在的火源。
  • 定期清洁,以尽量减少易燃粉尘的积累和在表面的堆积。
  • 应急响应计划:概述处理异常情况的具体程序,包括泄漏、故障或其他事故。充分的培训、稳定通信系统和疏散路线至关重要。

危险物质存在的条件

级别和区域

 

NEC 分级图
I 级 II 级
在正常运行状态下就存在危险。 很少存在危险或仅在异常运行状态下才存在危险

 

 

IEC 区域图
0 20 1 21 2 22
危险气体或粉尘持续或长时间存在。 在正常运行状态下可能存在危险气体或粉尘。 在正常运行期间和短时间内不太可能存在危险气体或粉尘。

HazLoc 符号是一种用于传达有关危险场所信息的图形表示法。 它们通常由两部分组成:象形图和字母数字代码。象形图直观地显示了危险类型,例如爆炸或火灾,而字母数字代码则提供了额外的详细信息,例如危险材料的类别、级别和组别。虽然 HazLoc 符号的基本原理在不同的标准中是相似的,但 NEC、ATEX 和 CSA 在实践上仍存在一些差异。

危险设备标签标识

危险场所的设备标签标识

防护类型

这些通用的 HazLoc 标签有助于识别设备的防护等级以及是否适合在危险场所中使用。每个标签都标有特定的安全功能和特性,旨在降低与爆炸性环境、易燃气体、易燃粉尘和其他危险元素相关的风险。

 

防护类型 符号 区域 概述
内在安全型 ia 区域 0 设计用于限制可用的电能,以防止因火花或加热效应而着火,确保在潜在爆炸性环境中安全运行。
ib 区域 1
ic 区域 2
防火型 da 区域 0 旨在防止火焰和热气体逸出,确保任何内部爆炸都被安全地控制在设备内。
db 区域 1
dc 区域 2
增强安全型 eb 区域 1 包括增强型绝缘、保护外壳和温度控制等功能,以提高整体安全性。
ec 区域 2
无火花型 nA 区域 2 不会产生足以点燃易燃气体或蒸气的火花或高温的设备。
全密封型 nC 区域 2
限制能源型 nL 区域 2
限制呼吸型 nR 区域 2
防尘防火型 ta 区域 20 该设备的结构和设计最大限度地减少了在存在易燃粉尘的危险场所发生粉尘相关爆炸或火灾的风险。
tb 区域 21
tc 区域 22
吹扫和加压型 pxb 区域 1、2 旨在通过在外壳内产生正压来防止有害气体或灰尘进入。
pyb 区域 1、2
pzc 区域 2
液体浸泡型 ob 区域 1 设备浸泡在保护性液体(如油)中,以防止在外壳外的爆炸性环境中着火。
oc 区域 2
密封型 ma 区域 1 设备用树脂材料封装,以防止通过封装内的火花或加热而着火。
mb 区域 2
mc 区域 3

材料

着火特性定义了危险运行状态下可用的材料。材料根据 NEC 分级体系分为不同的类别和组别,根据 IEC 分区体系分为不同的组别。

 

分级体系 (NEC)
分区体系 (IEC)
材料
类别/组别 材料 组别
乙炔 I 类,A 组 乙炔 IIC
氢气 I 类,B 组 氢气
乙烯 I 类,C 组 乙烯 IIB
丙烷 I 类,D 组 丙烷 IIA
甲烷(矿井) N/A* 甲烷(矿井) I
金属粉尘 II 类,E 组 导电粉尘 IIIC
煤炭粉尘 II 类,F 组 绝缘粉尘 IIIB
谷物粉尘 II 类,G 组
纤维/飞絮 III 类 易燃飞絮 IIIA

*矿井不在分级体系的范围内(加拿大和美国)

预防措施

A 组 - 乙炔气体

  • 正确接地并粘接
  • 充分通风
  • 防爆外壳

 

B 组 - 氢气

  • 正确遏制和泄漏检测
  • 持续通风
  • 定期检查和维护设备

 

C 组 - 乙烯气体和蒸气

  • 正确接地并粘接
  • 使用防爆外壳

 

D 组 - 碳氢化合物气体和蒸气,如汽油

  • 消除潜在的火源
  • 定期检查和维护设备
  • 有效接地并粘接

 

E 组 - 金属粉尘,如铝或镁

  • 有效的集尘系统
  • 定期清洁设备
  • 无火花工具和设备

 

F 组 - 含碳粉尘,如煤、木炭或焦炭粉尘

  • 粉尘控制措施
  • 定期内务管理
  • 危险材料处理

 

G 组 - E 组或 F 组未涵盖的易燃粉尘,例如谷物粉尘、木屑和塑料粉尘

  • 粉尘消减策略
  • 定期检查和维护
  • 员工培训和意识:这应涵盖正确的处理、存储和清理程序。

最大表面温度

     美国标准 国际标准
T1 450°C 842°F 450°C
T2 300°C 572°F 300°C
T2A 280°C 536°F --
T2B 260°C 500°F --
T2C 230°C 446°F --
T2D 215°C 419°F --
T3 200°C 392°F 200°C
T3A 180°C 356°F --
T3B 165°C 329°F --
T3C 160°C 320°F --
T4 135°C 275°F 135°C
T4A 120°C 248°F --
T5 100°C 212°F 100°C
T6 85°C 185°F 85°C

设备防护等级 (EPL) 是指设备成为火源的可能性。 根据 IEC/EN 60079 标准,EPL 是通过评估在正常和罕见运行状态下是否会出现火源的风险因素来建立的。

材料 ATEX 类别 EPL 区域
气体 1G Ga 区域 0、1、2
2G Gb 区域 1、2
3G Gc 区域 2
粉尘 1D Da 区域 20、21、22
2D Db 区域 21、22
3D Dc 区域 22
采矿 M1 Ma  
M2 Mb

这些认证和监管机构在 HazLoc 分类、分组和分级的创建和标准化过程中发挥着至关重要的作用, 为确保危险区域所用设备的安全性和合规性提供了指导方针和要求。每个管理机构都有其特定的重点、覆盖范围和管辖权,以满足各自地区和行业的独特需求和法规。

国家电气规范 (NEC):国家电气规范 (NEC) 是业界广泛认可的标准,主要用于美国危险场所的电气安装。它为 HazLoc 分类、分组和分级的创建提供了指导方针和要求,确保了电气设备在这些环境中的安全运行。NEC 之间的一个显著特点是,它特别关注电气安装,同时全面覆盖了各种危险区域分类。

 

国际电工委员会 (IEC):国际电工委员会 (IEC) 是一个全球性组织,负责为在危险区域使用的电气设备制定国际标准。由 IEC 颁发的 IECEx 认证可确保设备符合 HazLoc 分类,分组和分级的国际安全要求。IEC 的一个显著特点是其全球影响力和认可度,使其适用于全球所有的 HazLoc 分类。

 

加拿大标准协会 (CSA):加拿大标准协会 (CSA) 负责在加拿大颁发危险场所认证,这些认证等同于 NEC 和 IECEx 提供的认证。CSA 标准在加拿大范围内定义 HazLoc 分类、分组和分级方面发挥着重要作用。CSA 的一个显著特点是,它特别关注加拿大的法规和要求,确保符合国家安全标准。

 

欧洲 ATEX 指令:欧洲 ATEX(大气爆炸物)指令规定了在欧盟境内危险区域使用的设备和防护系统的要求。它为 HazLoc 分类、分组和分级的分类提供了指导方针,以确保在潜在爆炸性环境中使用的设备的安全。ATEX 指令的一个显著特点是其对电气和非电气设备的全面覆盖,能够应对各种危险。

 

拟在潜在爆炸性环境中使用的设备和防护系统法规 2016(UKEX 法规):此前符合欧洲 ATEX 指令的 UKEX 法规已因脱欧而进行了修订。虽然 ATEX 和 UKEX 可能会继续有类似的要求,但认证申请需要同时提交给这两个监管机构。

 

职业安全与健康管理局 (OSHA):OSHA 是美国的一个监管机构,负责制定和执行工作场所(包括危险场所)的安全标准。虽然没有特别关注 HazLoc 的分类、分组和分级,但 OSHA 法规仍纳入了适用于这些环境的一般安全要求,确保对工人的保护并防止事故和安全事件的发生。OSHA 的一个显著特点是其范围更广,除危险场所外,它还涵盖了各种行业和工作场所的安全法规。

 

 

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TE Connectivity 可以提供一系列可靠的传感器,确保在危险环境中提供高水平的保护和准确性。例如,我们的 HazLoc 系列 AST 压力传感器已通过 CSA 认证,可用于气体和粉尘爆炸性环境区域。此外,这些传感器还采用了数字补偿技术,可在极端温度下保持精确的压力和温度测量。通过与 TE 等在危险环境中提供安全性和准确性的公司合作,工程师可以就防爆和/或阻燃解决方案的选择和实施做出明智的决策,从而保护生命和资产。