- Газовые зоны 0, 1 и 2 определены в IEC 60079-10-1, а пылевые зоны 20, 21 и 22 — в IEC 60079-10-2 по вероятности и длительности присутствия взрывоопасной среды.
- Division 1 охватывает и Зону 0, и Зону 1, тогда как Зона 2 соответствует Division 2, поэтому две системы нельзя механически сопоставлять в обоих направлениях.
- Классификация зон — обязанность эксплуатирующей организации, а не поставщика; производитель устройства может указать, для чего пригодно его оборудование, но не может сказать вам, какая у вас зона.
- Переносное устройство необходимо выбирать для наиболее тяжёлой зоны, в которую оно попадёт, а при наличии на маршруте любой пылевой Зоны 21 требуется и маркировка по пыли.
Любая спецификация на оборудование, которое будут носить по предприятию, начинается с одного и того же места, и это не технический паспорт. Она начинается с чертежа — чертежа классификации взрывоопасных зон, который делит объект на области по вероятности присутствия горючей среды и по её длительности. Определите эту основу правильно — и вопрос об устройстве решится сам. Ошибётесь — и вы можете купить вполне подлинное сертифицированное изделие, которое нельзя применять там, где реально работают ваши люди.
В мире используются две системы описания взрывоопасных зон и североамериканский аналог — классы и подразделения (divisions). Они пересекаются, но не идентичны, и большинству крупных операторов приходится работать с обеими. В этом руководстве объясняется, что говорит каждая из них, кто принимает решение и что означает результат, когда вы покупаете устройство, а не двигатель.
Зоны: система IEC и Европы
Зональная система делит среды по виду, а затем по вероятности. Для газов, паров и туманов предусмотрены три зоны, определённые в IEC 60079-10-1. Для горючих пылей предусмотрены ещё три, определённые в IEC 60079-10-2.
| Зона | Среда | Взрывоопасная атмосфера |
|---|---|---|
| Зона 0 | Газ, пар, туман | Присутствует постоянно, в течение длительного времени или часто |
| Зона 1 | Газ, пар, туман | Может возникать время от времени при нормальной эксплуатации |
| Зона 2 | Газ, пар, туман | Маловероятна при нормальной эксплуатации, а если возникает, то лишь на короткое время |
| Зона 20 | Горючая пыль | Присутствует постоянно, в течение длительного времени или часто |
| Зона 21 | Горючая пыль | Может возникать время от времени при нормальной эксплуатации |
| Зона 22 | Горючая пыль | Маловероятна при нормальной эксплуатации, а если возникает, то лишь на короткое время |
В руководящих документах к этим описаниям часто добавляют ориентировочное число часов: примерно более тысячи часов в год для Зоны 0, от десяти до тысячи для Зоны 1 и менее десяти для Зоны 2. Эти цифры — вспомогательный инструмент планирования, используемый в некоторых сводах правил. Определения в стандарте сформулированы через вероятность и длительность при нормальной эксплуатации, а не через часы, и обоснование классификации должно опираться на технологический процесс, а не на арифметику.
Две особенности пылевых зон постоянно упускают из виду. Первая: пыль и газ классифицируются независимо, поэтому на одном и том же месте может быть Зона 2 по газу и Зона 21 по пыли, и оборудование должно удовлетворять обоим требованиям. Вторая: пылевые зоны определяются не только облаками, но и слоями и порядком уборки, поэтому цех фасовки удобрений или установка обработки минерального сырья могут иметь более жёсткую пылевую классификацию, чем подсказывает видимая пыль.
Подразделения: североамериканская система
National Electrical Code, NFPA 70, использует иное деление. Статья 500 делит среды на классы — по тому, что представляет собой горючее вещество, а затем на подразделения (divisions) — по вероятности.
- Class I охватывает горючие газы, пары, образующиеся из легковоспламеняющихся жидкостей, и пары, образующиеся из горючих жидкостей.
- Class II охватывает горючие пыли.
- Class III охватывает воспламеняемые волокна и летучие частицы.
- Division 1 означает, что опасность присутствует при нормальных условиях эксплуатации либо часто — из-за ремонта, технического обслуживания или утечек.
- Division 2 означает, что опасность присутствует только в ненормальных условиях, например при разрушении ёмкости или отказе вентиляции.
Важное структурное отличие состоит в том, что в системе подразделений две категории, а в зональной — три. Зона 0 и Зона 1 обе входят в Division 1. Зона 2 соответствует Division 2. Эта асимметрия и есть причина, по которой две системы нельзя механически сопоставлять в обоих направлениях, и она лежит в основе большинства правил перекрёстного признания в нормах.
Северная Америка группирует материалы тоже иначе. Class I подразделяется на группы A, B, C и D, характеризуемые ацетиленом, водородом, этиленом и пропаном соответственно, тогда как в IEC используются группы газов IIC, IIB и IIA. Пыли Class II подразделяются на группы E, F и G, охватывающие металлические пыли, углеродистые пыли и такие пыли, как зерновая, мучная и пластмассовая, тогда как в IEC используются группы пыли IIIC, IIIB и IIIA.
Как на самом деле классифицируют зону
Классификация — это инженерное исследование, а не вопрос субъективной оценки. Оно строится от источников выделения наружу.
- Определить опасные вещества и их свойства: температуру вспышки, плотность паров, нижний предел взрываемости, температуру самовоспламенения, а для пылей — минимальную температуру воспламенения облака и слоя.
- Определить все источники выделения: фланцы, штоки клапанов, точки отбора проб, уплотнения насосов, воздушники, дренажи, операции с открытым обращением, наливные стояки и так далее.
- Определить степень выделения как непрерывную, первую или вторую — в зависимости от того, происходит ли оно непрерывно, время от времени при нормальной эксплуатации или только при нарушениях. Степень выделения тесно связана с итоговой зоной.
- Оценить вентиляцию, её доступность и эффективность: она может повысить или понизить итоговую зону.
- Определить протяжённость каждой зоны в трёх измерениях и нанести её на чертежи с сопроводительной таблицей, в которой перечислены все источники выделения и приведено обоснование.
Методика основана на IEC 60079-10-1 и IEC 60079-10-2 и на практике применяется наряду с отраслевыми сводами правил: Energy Institute model code of safe practice, часть 15, широко используется для нефтяных объектов, API RP 505 — для зональной классификации и API RP 500 — для классификации по подразделениям в нефтегазовой отрасли, а NFPA 497 и NFPA 499 — для химических технологических зон и горючих пылей в Северной Америке.
Кто классифицирует и почему это никогда не поставщик
Эта обязанность лежит на эксплуатирующей организации, а не на поставщике оборудования. В Великобритании DSEAR возлагает на работодателя обязанность оценивать риск от опасных веществ, классифицировать по зонам места, где могут возникать взрывоопасные атмосферы, и документировать результат. Европейская директива 1999/92/EC требует того же через документ по взрывозащите. В США классификация зон должна быть задокументирована и доступна тем, кто проектирует, монтирует, проверяет, обслуживает и эксплуатирует там электрооборудование.
На практике исследование проводит инженер по технологической безопасности или предотвращению потерь, его рассматривают представители технологов, механиков, электриков и эксплуатации, а утверждает техническая служба. Результатом становится комплект чертежей с таблицей, а на хорошо организованном объекте — ещё и реестр взрывоопасных зон, в котором перечислено установленное в каждой зоне Ex-оборудование со ссылками на сертификаты.
Вывод для закупок прост, и его стоит прямо сказать любому поставщику, который пытается помочь: производитель устройства не может сообщить вам вашу зону. Он может сказать, для чего пригодно его оборудование. Сопоставление одного с другим — ваше инженерное решение, и для него необходим чертёж классификации.
Что меняется, если объект использует NEC 505 или 506
Североамериканские проекты не привязаны к подразделениям. Статья 505 предлагает зональную систему как альтернативу для зон Class I, а статья 506 делает то же для горючих пылей, воспламеняемых волокон и летучих частиц, используя Зоны 20, 21 и 22. Многие международные операторы с активами в США и многие EPC-подрядчики, работающие по глобальному стандарту, выбирают зональный путь, чтобы единая философия классификации охватывала весь портфель.
При этом меняются три вещи. Методика классификации следует подходу IEC, поэтому европейский инженер читает чертежи без перевода. Маркировка оборудования переходит на форму AEx, так что на этикетке вместо Class I, Division 1, Groups C, D, T4 будет написано Class I, Zone 1, AEx ib IIC T4 Gb, и появляются привычные буквы уровня взрывозащиты оборудования. А логика выбора опирается на соотношение зоны и EPL, а не на соотношение подразделений.
Не меняется то, что это по-прежнему NEC. Оборудование всё так же должно иметь листинг для данной зоны, выданный национально признанной испытательной лабораторией; выбор системы — документированное проектное решение, а не то, что применяется по предпочтению на отдельных участках; и действуют собственные правила перекрёстного признания норм. Самое важное из них для покупателя устройства: оборудование с листингом и маркировкой для Зоны 0, 1 или 2 допускается в зонах Class I Division 2 для того же газа и подходящего температурного класса, но зона Division 1 этим допущением не охватывается. Именно поэтому требование телефона Class I Division 1 — это отдельная цель сертификации, а не бумажная формальность поверх досье ATEX.
От зоны к устройству
Когда классификация установлена, выбор идёт по короткой цепочке. Зона определяет требуемый уровень взрывозащиты оборудования. EPL определяет, какие виды взрывозащиты приемлемы. Затем группа газа или пыли и температурный класс отсеивают оставшееся, а сертифицированный диапазон температур окружающей среды отсеивает его ещё раз.
| Классификация | Минимальный EPL | Типичные приемлемые виды взрывозащиты | Эквивалент NEC по подразделениям |
|---|---|---|---|
| Зона 0 | Ga | Ex ia, Ex ma | Class I, Division 1 |
| Зона 1 | Gb | Ex ia, Ex ib, Ex db, Ex eb, Ex mb, Ex pxb | Class I, Division 1 |
| Зона 2 | Gc | Ex ic, Ex ec, Ex mc, Ex nR, Ex pzc | Class I, Division 2 |
| Зона 20 | Da | Ex ia с маркировкой по пыли, Ex ta | Class II, Division 1 |
| Зона 21 | Db | Ex ib с маркировкой по пыли, Ex tb | Class II, Division 1 |
| Зона 22 | Dc | Ex ic с маркировкой по пыли, Ex tc | Class II, Division 2 |
Более высокий уровень защиты всегда удовлетворяет более низкому требованию. Устройство Ex ia с EPL Ga можно использовать в Зоне 1 и Зоне 2; обратное неверно никогда. Сами правила выбора содержатся в IEC 60079-14, который также охватывает проектирование и монтаж установки, а последующие режимы проверок описаны в IEC 60079-17.
Почему переносное устройство — более сложный случай, чем стационарное
О стационарном оборудовании рассуждать легко. Оно находится в одной точке, в одной зоне, в течение всего срока службы. Телефон в кармане — нет. За одну смену полевой оператор может несколько раз пройти через неклассифицированную операторную, проход в Зоне 2, насосную площадку в Зоне 1 и непосредственную близость точки отбора проб.
Для спецификации отсюда следует неизбежный вывод: переносное устройство необходимо выбирать для наиболее тяжёлой зоны, в которую оно попадёт, а не для средней. На большинстве технологических предприятий это Зона 1, поэтому серьёзное требование к мобильному телефону для Зоны 1 — это обычная отправная точка, а не премиальная опция, а аппарат только для Зоны 2 создаёт проблему процедурного контроля, вместо того чтобы решать проблему оборудования. Управлять этим риском одними инструкциями — значит просить человека с телефоном помнить границу на чертеже, пока он занят другим делом.
Пыль — второе, в чём ошибаются пользователи переносных устройств. Если любая часть маршрута пересекает Зону 21 — а на объектах по обработке минералов, удобрений, зерна, полимеров и угля это почти всегда так, — устройству нужна маркировка и по пыли, и по газу. Сертификат только на газ не даёт частичного ответа для пылевой зоны; в отношении неё он молчит.
Практический чек-лист перед составлением спецификации
- Получите действующие чертежи классификации взрывоопасных зон и сопроводительную таблицу, а не устный пересказ.
- Проследите реальные маршруты ваших сотрудников и отметьте на каждом наиболее тяжёлую газовую и наиболее тяжёлую пылевую зону.
- Зафиксируйте группу газа и группу пыли для задействованных веществ, а также температурный класс, определяемый их температурами воспламенения.
- Зафиксируйте крайние значения температуры окружающей среды на объекте, включая солнечный нагрев на открытых площадках и холодные пуски зимой.
- Выясните, классифицирован ли объект по зонам или по подразделениям, а если он подпадает под NEC — какая статья применяется.
- Внесите всё это в спецификацию до того, как откроете хотя бы одну страницу изделия.
На что ориентирован IS-04Z1
SAMS IS-04Z1 разработан для Зоны 1 и Зоны 21, охватывает газ и пыль в одном устройстве; целевая маркировка ATEX — II 2 G Ex ib IIC T4, целью является также NEC 500 Class I Division 1. Сертификация ведётся в преддверии запуска в 4 квартале 2026 года, поэтому сейчас разговор с покупателем идёт о сопоставлении классификации и спецификации, а не о выдаче сертификата. Региональный контекст по странам приведён на страницах рынков, включая США, Германию, Австралию и Индию, а остальные материалы по соответствию требованиям собраны в нашей библиотеке «Аналитика».
Часто задаваемые вопросы
Сколько часов в год составляет Зона 1?
Некоторые руководства приводят для Зоны 1 ориентировочное значение от десяти до тысячи часов в год — против более тысячи для Зоны 0 и менее десяти для Зоны 2. Это вспомогательные средства планирования, используемые в некоторых сводах правил. Стандарт определяет зоны по вероятности и длительности при нормальной эксплуатации, а не по часам, поэтому классификацию следует обосновывать процессом.
Можно ли классифицировать одно место и по газу, и по пыли?
Да. Пыль и газ классифицируются независимо, поэтому одно и то же место может быть Зоной 2 по газу и Зоной 21 по пыли, и оборудование там должно удовлетворять обоим требованиям. Пылевые зоны определяются слоями и порядком уборки не меньше, чем облаками, поэтому цех фасовки удобрений или установка обработки минерального сырья могут иметь более жёсткую пылевую классификацию, чем подсказывает видимая пыль.
Каковы североамериканские эквиваленты групп газов IEC IIA, IIB и IIC?
Class I по NEC делится на группы A, B, C и D, характеризуемые ацетиленом, водородом, этиленом и пропаном соответственно, тогда как в IEC используются группы газов IIC, IIB и IIA. Пыли Class II делятся на группы E, F и G, охватывающие металлические пыли, углеродистые пыли и такие пыли, как зерновая, мучная и пластмассовая, тогда как в IEC используются группы пыли IIIC, IIIB и IIIA.
Может ли объект в США использовать зоны вместо подразделений?
Да. Статья 505 NEC предлагает зональную систему как альтернативу для зон Class I, а статья 506 делает то же для горючих пылей и волокон, используя Зоны 20, 21 и 22. Тогда классификация следует подходу IEC, а маркировка использует форму AEx, но оборудование всё равно должно иметь листинг для данной зоны, выданный национально признанной испытательной лабораторией.