ป้องกันการระเบิด ปลอดภัยในตัวเอง และทนการระเบิด: สามคำนี้หมายความว่าอะไรกันแน่

ทุกเดือน ผู้ซื้อที่มองหาเครื่องโทรศัพท์ที่พกเข้าโรงกลั่น โรงแยกก๊าซ หรือห้องพ่นสีได้อย่างถูกต้อง พิมพ์ explosion proof mobile phone, flameproof mobile phone และ intrinsically safe phone ลงในช่องค้นหาเดียวกัน โดยเข้าใจว่าทั้งสามวลีหมายถึงผลิตภัณฑ์เดียวกัน แต่ไม่ใช่ ทั้งสามวลีหมายถึงแนวคิดทางวิศวกรรมสามแบบที่ต่างกัน และมีเพียงแบบเดียวที่หาได้จริงในอุปกรณ์ที่พกใส่กระเป๋าได้

ความแตกต่างนี้เป็นเรื่องเชิงพาณิชย์ ไม่ใช่เชิงวิชาการ ข้อกำหนดการจัดซื้อที่ขอ “โทรศัพท์กันระเบิด” หลวมเกินไปจนเครื่องทนทานสำหรับ Zone 2 และเครื่องปลอดภัยในตัวเองสำหรับ Zone 1 ตอบได้ทั้งคู่ และรุ่นที่ถูกกว่ามักชนะ ข้อกำหนดที่ระบุโซน ระดับการป้องกันอุปกรณ์ และหลักการป้องกันที่ยอมรับได้ จะไม่มีทางถูกตอบด้วยอุปกรณ์ที่ไม่ถูกต้อง บทความนี้เขียนขึ้นเพื่อพาคุณจากข้อกำหนดแบบแรกไปสู่แบบหลัง

สามคำ สามแนวคิดที่ต่างกัน

การป้องกันการระเบิดไม่เคยมีวิธีเดียว มีเทคนิคที่ได้รับการยอมรับเป็นกลุ่ม แต่ละเทคนิคจัดการสามเหลี่ยมการติดไฟจากคนละทิศทาง และแต่ละเทคนิคเขียนไว้เป็นส่วนแยกของอนุกรม IEC 60079 เทคนิคสามแบบเป็นต้นเหตุของความสับสนเกือบทั้งหมด

Flameproof ที่มีเครื่องหมาย Ex d คือการกักเก็บ มาตรฐานคือ IEC 60079-1 แนวคิดคือยอมรับว่าส่วนผสมที่ระเบิดได้จะเข้าไปในเปลือกหุ้มได้ และยอมรับว่าชิ้นส่วนไฟฟ้าภายในอาจทำให้ติดไฟ จากนั้นสร้างเปลือกหุ้มให้รอดจากการระเบิดภายในโดยไม่แตก และให้ทุกรอยต่อและช่องเพลาเป็นช่องว่างที่ยาว แน่น และกลึงอย่างแม่นยำ ช่องว่างนั้นเรียกว่า flamepath ทำให้ก๊าซที่ไหลออกเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิติดไฟของบรรยากาศโดยรอบก่อนไปถึง คือการกักเก็บและการทำให้เย็น ไม่ใช่การป้องกัน

Explosion proof คือชื่อเรียกแบบอเมริกาเหนือของแนวคิดเดียวกัน ใน National Electrical Code, NFPA 70 อุปกรณ์ explosionproof นิยามไว้ในเงื่อนไขเดียวกัน คือเปลือกหุ้มที่ทนต่อการระเบิดของก๊าซหรือไอที่ระบุซึ่งเกิดขึ้นภายใน และป้องกันการติดไฟของบรรยากาศโดยรอบ ดังนั้น “explosion proof” และ “flameproof” จึงเป็นชื่อเรียกตามภูมิภาคสองชื่อของเทคนิคเดียวกัน หากคุณใช้คำว่า ex proof phone หรือ exproof phone ในการสอบถาม นี่คือความหมายตามตัวอักษรของคำเหล่านั้น แม้ว่าแทบไม่เคยเป็นสิ่งที่ผู้สอบถามต้องการ

ความปลอดภัยในตัวเอง ที่มีเครื่องหมาย Ex i คือการป้องกัน มาตรฐานคือ IEC 60079-11 แทนที่จะสร้างป้อมปราการรอบวงจรที่จุดระเบิดได้ ให้ออกแบบวงจรไม่ให้กลายเป็นวงจรที่จุดระเบิดได้ตั้งแต่แรก แรงดัน กระแส พลังงานที่สะสมในตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ และอุณหภูมิพื้นผิวของส่วนประกอบถูกจำกัดทั้งหมด เพื่อไม่ให้ประกายหรือจุดร้อนที่อุปกรณ์สร้างได้มีพลังงานพอจุดก๊าซที่ระบุ ไม่มีสิ่งใดต้องกักเก็บ เพราะไม่มีสิ่งใดที่สามารถจุดอะไรได้

กลุ่มหลักการป้องกันทั้งหมด

การเห็นภาพรวมทั้งหมดพร้อมกันช่วยได้ เพราะการสนทนาเรื่องโทรศัพท์สำหรับพื้นที่อันตรายเกี่ยวข้องกับอย่างน้อยสี่แบบในนี้

เครื่องหมายเก่าอย่างหนึ่งยังพบในเอกสารข้อมูลจำเพาะและบันทึกเก่าของไซต์: Ex nA อุปกรณ์ไม่ก่อประกายไฟ จากมาตรฐาน “type of protection n” IEC 60079-15 ซึ่งไม่มีอยู่ในมาตรฐานนั้นอีกแล้ว เมื่อ IEC 60079-15 เปลี่ยนเป็นฉบับที่ห้า Ex nA ถูกยกเลิกและข้อกำหนดถูกรวมเข้าใน IEC 60079-7 เป็นระดับการป้องกัน Ex ec Ex nA และ Ex ec อธิบายระดับการป้องกันเดียวกัน หากคุณอ่านข้อกำหนดหรือทะเบียนอุปกรณ์ที่ยังระบุ nA ให้ถือว่าเป็น ec ส่วน nL แบบจำกัดพลังงานกลายเป็น Ex ic ภายใต้ IEC 60079-11 ด้วยหลักการเดียวกัน เรื่องนี้สำคัญเมื่อเปรียบเทียบใบเสนอราคาสองฉบับที่ใช้ถ้อยคำคนละยุคสำหรับขีดความสามารถ Zone 2 เดียวกัน

เหตุใดโทรศัพท์กันระเบิด (explosion proof) จึงไม่ใช่ผลิตภัณฑ์จริง

โทรศัพท์ flameproof มีอยู่จริง เป็นผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมธรรมดา ยึดกับผนังหรือเสาข้างโรงสูบน้ำ และหากดูเอกสารข้อมูลจำเพาะจะเห็นว่าเหตุใดแนวคิดนี้จึงย่อขนาดลงเป็นเครื่องโทรศัพท์ไม่ได้ โทรศัพท์อุตสาหกรรม Ex d ทั่วไปเป็นกล่องอะลูมิเนียมหล่อหรือสเตนเลสขนาดประมาณ 200 x 330 x 130 มิลลิเมตร น้ำหนักที่เผยแพร่อยู่ระหว่างประมาณ 7 ถึง 12 กิโลกรัม มวลนั้นไม่ใช่การตกแต่ง แต่คือต้นทุนที่แท้จริงเป็นโลหะของ flamepath ที่ได้รับการรับรองและเปลือกหุ้มที่ออกแบบให้รอดจากการระเบิดภายใน

ลองนับสิ่งที่สมาร์ทโฟนต้องเปิดสู่ภายนอก: หน้าจอสัมผัสที่ผู้ใช้ต้องกดผ่าน ช่องไมโครโฟน ช่องลำโพง หน้าต่างกล้อง ขั้วต่อชาร์จอย่างน้อยหนึ่งช่อง และปุ่มต่างๆ ทุกจุดคือช่องเปิดในเปลือกหุ้ม และภายใต้หลักการ flameproof ทุกช่องเปิดต้องกลายเป็น flamepath ที่ได้รับการรับรอง หรือชุดประกอบปิดผนึกที่ได้รับการรับรองแยกต่างหาก คุณจะต้องสร้างภาชนะรับแรงดันที่กลึงขึ้นมาพร้อมหน้ากระจก และยังต้องจัดการกับเซลล์ลิเทียมที่อยู่ภายในอีก ผลลัพธ์จะหนักหลายกิโลกรัม ราคาสูงกว่าตัวโทรศัพท์มาก และไม่มีใครจะแบกขึ้นบันไดไปยังจุดเก็บตัวอย่าง

เมื่อเปรียบเทียบกัน ความปลอดภัยในตัวเองย่อขนาดได้ดีเยี่ยม เพราะโทรศัพท์เป็นอุปกรณ์พลังงานต่ำอยู่แล้ว เครื่องโทรศัพท์ทำงานที่ไม่กี่โวลต์จากเซลล์เดียว งานวิศวกรรมเป็นของจริงและไม่ง่าย: หน่วยงานรับรองประเมินการจุดระเบิดจากประกายไฟและความร้อนของทุกวงจร แบตเตอรี่และวงจรป้องกันได้รับความสนใจเป็นพิเศษ และการประเมินทำภายใต้สภาวะความผิดพร่อง ไม่ใช่เฉพาะการทำงานปกติ แต่ทำได้ในอุปกรณ์ที่มีขนาดและน้ำหนักเท่าโทรศัพท์ทั่วไป ซึ่งเป็นเหตุผลที่เครื่องโทรศัพท์สำหรับพื้นที่อันตรายที่เชื่อถือได้ทุกรุ่นในตลาดเป็นอุปกรณ์ Ex i

ดังนั้นเมื่อเอกสารข้อมูลจำเพาะโฆษณา explosion proof phone สำหรับ Zone 1 สิ่งที่อยู่เบื้องหลังคือโทรศัพท์ปลอดภัยในตัวเอง คำทางการตลาดกับคำในใบรับรองเพียงแค่เลื่อนห่างจากกัน

ia, ib และ ic: ส่วนที่ผู้ซื้อมักข้าม

ความปลอดภัยในตัวเองไม่ใช่สิ่งเดียว IEC 60079-11 กำหนดสามระดับ และความแตกต่างอยู่ที่จำนวนความผิดพร่องที่การออกแบบต้องรอดได้ขณะที่ยังไม่สามารถจุดระเบิดได้

• Ex ia ปลอดภัยเมื่อมีความผิดพร่องที่นับได้สองจุดเกิดพร้อมกันในทุกการรวมกัน มีระดับการป้องกันอุปกรณ์ Ga และเป็นระดับเดียวที่เหมาะกับ Zone 0
• Ex ib ปลอดภัยเมื่อมีความผิดพร่องหนึ่งจุด มี EPL Gb และเหมาะกับ Zone 1
• Ex ic ปลอดภัยในการทำงานปกติ มี EPL Gc และเหมาะกับ Zone 2

ระดับการป้องกันที่สูงกว่าตอบสนองข้อกำหนดที่ต่ำกว่าได้เสมอ ดังนั้นอุปกรณ์ Ex ia ใช้ได้ใน Zone 1 และ Zone 2 และอุปกรณ์ Ex ib ใช้ได้ใน Zone 1 และ Zone 2 แต่ไม่ใช่ Zone 0 นี่คือสิ่งที่มีประโยชน์ที่สุดอย่างเดียวในสตริงเครื่องหมายทั้งหมด และเป็นสิ่งที่มักหายไปเมื่อเขียนข้อกำหนดด้วยภาษาการตลาด เครื่องโทรศัพท์สองรุ่นอาจขายเป็น ex mobile phone ทั้งคู่ แต่ถ้ารุ่นหนึ่งเป็น Ex ic IIC T4 Gc และอีกรุ่นเป็น Ex ib IIC T4 Gb ก็ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่แข่งกัน แต่เป็นอุปกรณ์สำหรับพื้นที่ต่างกันสองแห่งของโรงงาน

กับดัก Zone 2

โทรศัพท์ทนทานจำนวนมากที่วางตลาดเป็นผลิตภัณฑ์ hazardous area phone ได้รับการรับรองเฉพาะ Zone 2 และ Zone 22 โดยมักผ่านความปลอดภัยเพิ่มระดับ ec นั่นเป็นการรับรองที่ถูกต้องและเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์จริง แต่ไม่ใช่อุปกรณ์ Zone 1 และ Zone 1 คือที่ที่พนักงานภาคสนาม ทีมบำรุงรักษา และทีมตรวจสอบใช้เวลาส่วนใหญ่ในโรงงานกระบวนการส่วนใหญ่

การตรวจใช้เวลาห้าวินาทีเมื่อรู้ว่าต้องดูที่ไหน ให้หาตัวอักษรระดับการป้องกันอุปกรณ์ที่ท้ายสตริงเครื่องหมาย Gb หมายถึงใช้ได้กับ Zone 1 Gc หมายถึงใช้ได้เฉพาะ Zone 2 หากเครื่องหมายเป็น Ex ec หรือ Ex nA ก็เป็นอุปกรณ์ Zone 2 ไม่ว่าพาดหัวในโบรชัวร์จะระบุว่าอย่างไร หากผู้จัดจำหน่ายเสนอ zone 1 mobile phone และเครื่องหมายในใบรับรองลงเอยที่ Gc ใบเสนอราคานั้นไม่เป็นไปตามข้อกำหนด และความไม่ตรงกันควรอยู่ในการชี้แจงประกวดราคา ไม่ใช่ในรายงานอุบัติเหตุที่ไซต์สองปีให้หลัง

การอ่านสตริงเครื่องหมาย

เครื่องหมายแบบยุโรปสำหรับโทรศัพท์ก๊าซ Zone 1 มีลักษณะดังนี้

II 2 G Ex ib IIC T4 Gb

อ่านจากซ้ายไปขวา II คือกลุ่มอุปกรณ์ หมายถึงอุตสาหกรรมพื้นผิว ไม่ใช่เหมือง 2 คือ category ของอุปกรณ์ ATEX ซึ่งตรงกับ Zone 1 สำหรับก๊าซ G หมายถึงก๊าซ ไม่ใช่ฝุ่น อุปกรณ์ที่ครอบคลุมทั้งสองจะมีสตริงที่สองลงท้ายด้วย D Ex นำเข้าสู่ชนิดของการป้องกัน ia คือความปลอดภัยในตัวเองที่ระดับสองความผิดพร่อง IIC คือกลุ่มก๊าซ ซึ่งเข้มงวดที่สุด ครอบคลุมบรรยากาศไฮโดรเจนและอะเซทิลีนรวมถึงทุกอย่างใน IIA และ IIB T4 คืออุณหภูมิชั้น อุณหภูมิพื้นผิวสูงสุด 135 °C Gb คือระดับการป้องกันอุปกรณ์ ยืนยัน Zone 1

นอกจากสตริงนั้น คุณควรเห็นช่วงอุณหภูมิแวดล้อม ค่าพิกัด IP หมายเลขใบรับรอง และสำหรับอุปกรณ์ ATEX คือเครื่องหมาย CE พร้อมหมายเลขสี่หลักของ notified body ที่ดูแลคุณภาพการผลิต เราอธิบายสตริงเครื่องหมายโดยละเอียดยิ่งขึ้น ควบคู่กับตารางแนบของใบรับรองที่เครื่องหมายนั้นมา ในคู่มือการรับรองในคลังบทความเชิงลึกของเรา

เหตุใดถ้อยคำจึงแยกออกจากกัน และเหตุใดการค้นหาจึงสะท้อนเรื่องนี้

คำศัพท์แยกตามภูมิภาคแล้วรั่วไหลไปปะปนกัน ในอเมริกาเหนือ เปลือกหุ้ม explosionproof เป็นเทคนิค Division 1 ที่เป็นแกนหลักสำหรับมอเตอร์ กล่องต่อสาย โคมไฟ และสถานีควบคุม “explosion proof” จึงกลายเป็นคำย่อในภาคสนามสำหรับ “ใช้ได้อย่างปลอดภัยในที่ที่มีก๊าซ” ในบางส่วนของเอเชียใต้และอ่าวอาหรับ คำที่ใช้ทั่วไปสำหรับแนวคิดเดียวกันคือ “flameproof” และคำสอบถาม flame proof mobile หมายถึงเพียงโทรศัพท์สำหรับพื้นที่อันตราย ไม่มีอะไรเฉพาะเจาะจงไปกว่านั้น ในยุโรป ข้อกำหนด ATEX ทำให้คำว่า ATEX อยู่บนทุกสิ่ง ผู้ซื้อจึงขอ ATEX mobile phone หรือ ATEX phone เมื่อหมายถึงอุปกรณ์ที่ได้รับการรับรอง ไม่ว่าจะใช้หลักการใด

ทั้งหมดนี้ไม่ใช่ข้อผิดพลาดที่ต้องแก้ในการสนทนา แต่ควรแก้ในเอกสาร ภาษาที่ใช้ค้นหากับภาษาที่ใช้ในข้อกำหนดเทคนิคต่างกันได้ และผู้จัดจำหน่ายที่เข้าใจทั้งสองแบบทำงานด้วยง่ายกว่าผู้ที่คอยสอนเรื่องศัพท์เฉพาะ

สิ่งที่ควรเขียนในข้อกำหนดการจัดซื้อ

ต่อไปนี้คือโครงข้อกำหนดที่อุปกรณ์ผิดประเภทไม่สามารถตอบสนองได้ ให้แทนค่าในวงเล็บเหลี่ยมด้วยค่าจากแบบการจำแนกพื้นที่อันตรายของไซต์งานของคุณเอง

1. การจำแนกพื้นที่ อุปกรณ์ต้องเหมาะสมกับก๊าซใน [Zone 1] และฝุ่นใน [Zone 21] ตามที่จำแนกภายใต้ IEC 60079-10-1 และ IEC 60079-10-2 หรือเหมาะสมกับ [Class I, Division 1, Groups C and D] ในกรณีที่ไซต์งานจำแนกพื้นที่ตาม NEC 500
2. ระดับการป้องกันอุปกรณ์ EPL ขั้นต่ำ [Gb] สำหรับก๊าซ และ [Db] สำหรับฝุ่น ไม่ยอมรับอุปกรณ์ที่ระบุเฉพาะ Gc หรือ Dc
3. กลุ่มก๊าซและกลุ่มฝุ่น กลุ่มก๊าซ [IIC] กลุ่มฝุ่น [IIIC]
4. ระดับอุณหภูมิ [T4] หรือดีกว่า โดยระบุช่วงอุณหภูมิแวดล้อมที่ได้รับการรับรอง และต้องครอบคลุม [ลบ 20 ถึง บวก 55] °C
5. หลักการป้องกัน ความปลอดภัยในตัวเองตาม IEC 60079-11 ที่ระดับ [ia หรือ ib] ไม่ยอมรับ increased safety ระดับ ec, non-sparking nA และ restricted breathing nR สำหรับพื้นที่นี้
6. การรับรอง ใบรับรองความสอดคล้อง (Certificate of Conformity) IECEx ที่ยังมีผลอยู่ และสำหรับอุปกรณ์ที่วางจำหน่ายในตลาดยุโรป ต้องมีใบรับรองการตรวจสอบแบบ EU-type ตาม ATEX สำหรับไซต์งานในสหรัฐอเมริกา ต้องมีการขึ้นทะเบียนสำหรับพื้นที่ที่จำแนกโดยห้องปฏิบัติการทดสอบที่เป็นที่ยอมรับในระดับประเทศ
7. เอกสาร ตารางแนบใบรับรอง เงื่อนไขเฉพาะในการใช้งานทั้งหมดในกรณีที่หมายเลขใบรับรองมีส่วนต่อท้าย X คำประกาศความสอดคล้อง และคู่มือการใช้งาน โดยต้องส่งมอบก่อนการมอบสัญญา
8. การทำเครื่องหมาย ภาพถ่ายป้ายผลิตภัณฑ์จริง เพื่อตรวจสอบเทียบกับใบรับรองทีละอักขระ

สองข้อในรายการนี้ทำหน้าที่สำคัญที่สุด ข้อ 2 ตัดการนำอุปกรณ์ Zone 2 มาทดแทน ข้อ 5 ตัดปัญหาเรื่องคำศัพท์ เพราะระบุแนวคิดการป้องกันโดยตรง ไม่ใช่หมวดหมู่ทางการตลาด หากไม่ได้เปลี่ยนอะไรอย่างอื่น ให้เขียนสองข้อนี้

โทรศัพท์ Class I Division 1 อยู่ตรงไหน

ผู้ซื้อที่ไซต์งานใช้มาตรฐานแบบอเมริกันมักขอ โทรศัพท์ Class I Division 1 และการเทียบกันไม่ได้เป็นแบบหนึ่งต่อหนึ่งทั้งหมด อุปกรณ์ที่ทำเครื่องหมายแบบ Zone ได้รับการยอมรับในพื้นที่ Division 2 ตามกฎการยอมรับข้ามระบบใน NEC Article 500 แต่พื้นที่ Division 1 โดยทั่วไปต้องใช้อุปกรณ์ที่ขึ้นทะเบียนสำหรับ Division 1 นี่คือเหตุผลที่ผู้ผลิตที่มุ่งเป้าทั้งสองระบบต้องดำเนินโครงการรับรองสองโครงการ ไม่ใช่โครงการเดียว และเหตุผลที่ใบรับรอง ATEX หรือ IECEx เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอต่อข้อกำหนด Division 1 ของสหรัฐอเมริกา เราอธิบายทั้งสามระบบและขอบเขตของการยอมรับร่วมกันไว้ในคู่มือแยกต่างหาก

IS-04Z1 อยู่ตรงไหน

SAMS IS-04Z1 ออกแบบสำหรับ Zone 1 และ Zone 21 โดยมีเครื่องหมายเป้าหมาย ATEX คือ II 2 G Ex ib IIC T4 และเป้าหมาย NEC 500 Class I Division 1 สำหรับโครงการในอเมริกาเหนือ อยู่ในช่วงก่อนเปิดตัว การรับรองอยู่ระหว่างดำเนินการ และมีกำหนดเปิดตัวในไตรมาส 4 ปี 2026 ดังนั้นในปัจจุบันสิ่งที่ควรขอคือเอกสารข้อมูลจำเพาะและตารางการรับรองเป็นลายลักษณ์อักษร ไม่ใช่ใบรับรองที่ยังไม่มี แนวทางด้านกฎระเบียบรายประเทศอยู่ในหน้าตลาด รวมถึง สหราชอาณาจักร เยอรมนี สหรัฐอเมริกา และ ซาอุดีอาระเบีย

สรุปสั้นๆ

Explosion proof และ flameproof เป็นเทคนิคเดียวกันที่มีสองชื่อตามภูมิภาค หมายถึงการกักเก็บแรงระเบิดไว้ภายใน และเหมาะกับอุปกรณ์ติดตั้งบนผนังมากกว่าอุปกรณ์พกพา ความปลอดภัยในตัวเองคือการจำกัดพลังงาน เป็นหลักการที่โทรศัพท์สำหรับพื้นที่อันตรายที่น่าเชื่อถือทุกรุ่นใช้ และระดับทั้งสามเป็นตัวกำหนดว่าอุปกรณ์เข้าโซนใดได้ ให้เขียนโซน EPL และหลักการป้องกันลงในข้อกำหนด แล้วปัญหาเรื่องคำศัพท์ก็จะหมดไป

คำถามที่พบบ่อย

แหล่งข้อมูลทางการ

• ภาพรวมพื้นที่อันตราย (Ex) ของ IEC
• ระบบ IECEx
• HSE: DSEAR
• OSHA 29 CFR 1910.307
• NFPA 70 (National Electrical Code)