โซนและดิวิชันของพื้นที่อันตราย: การจัดประเภทพื้นที่กำหนดอุปกรณ์ของท่านอย่างไร

ข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์ที่จะถูกนำเข้าไปในโรงงานทุกฉบับเริ่มต้นที่จุดเดียวกัน และไม่ใช่เอกสารข้อมูลจำเพาะ แต่เริ่มจากแบบ ได้แก่แบบการจำแนกพื้นที่อันตราย ซึ่งแบ่งไซต์งานเป็นบริเวณตามความเป็นไปได้ที่จะมีบรรยากาศติดไฟและระยะเวลาที่มี หากอ้างอิงถูกต้อง คำถามเรื่องอุปกรณ์ก็ตอบได้เอง หากผิด คุณอาจซื้อผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการรับรองของแท้ทุกประการ แต่ไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้ในจุดที่คนของคุณทำงานจริง

มีสองระบบที่ใช้ทั่วโลกในการอธิบายโซนพื้นที่อันตราย และระบบแบบ division ของอเมริกาเหนือที่เป็นญาติกัน ทั้งสองมีส่วนซ้อนทับกันแต่ไม่เหมือนกัน และผู้ดำเนินการรายใหญ่ส่วนใหญ่ต้องใช้ทั้งสองระบบ คู่มือนี้อธิบายว่าแต่ละระบบกำหนดอะไร ใครเป็นผู้ตัดสิน และคำตอบมีความหมายอย่างไรเมื่อคุณกำลังซื้ออุปกรณ์พกพา ไม่ใช่มอเตอร์

Zone: ระบบของ IEC และยุโรป

ระบบโซนแบ่งตามชนิดของสารก่อน แล้วจึงแบ่งตามความน่าจะเป็น สำหรับก๊าซ ไอ และละอองมีสามโซน กำหนดใน IEC 60079-10-1 สำหรับฝุ่นที่ติดไฟได้มีอีกสามโซน กำหนดใน IEC 60079-10-2

เอกสารแนวทางมักระบุจำนวนชั่วโมงโดยประมาณประกอบคำอธิบายเหล่านี้ เช่น มากกว่าหนึ่งพันชั่วโมงต่อปีสำหรับ Zone 0 ระหว่างสิบถึงหนึ่งพันสำหรับ Zone 1 และต่ำกว่าสิบสำหรับ Zone 2 ตัวเลขเหล่านี้เป็นเครื่องมือช่วยวางแผนที่หลักปฏิบัติบางฉบับใช้ ส่วนนิยามในมาตรฐานเขียนโดยอิงความน่าจะเป็นและระยะเวลาในการทำงานตามปกติ ไม่ใช่จำนวนชั่วโมง และการศึกษาการจำแนกพื้นที่ควรอภิปรายบนพื้นฐานของกระบวนการ ไม่ใช่การคำนวณตัวเลข

มีสองประเด็นเกี่ยวกับโซนฝุ่นที่มักถูกมองข้าม ประเด็นแรกคือฝุ่นและก๊าซถูกจำแนกแยกจากกัน ไซต์งานจึงเป็น Zone 2 สำหรับก๊าซและ Zone 21 สำหรับฝุ่นในตำแหน่งทางกายภาพเดียวกันได้ และอุปกรณ์ต้องเป็นไปตามทั้งสองอย่าง ประเด็นที่สองคือโซนฝุ่นถูกกำหนดโดยชั้นฝุ่นสะสมและการดูแลความสะอาดพอๆ กับกลุ่มเมฆฝุ่น จึงเป็นเหตุผลที่โรงบรรจุถุงปุ๋ยหรือโรงงานจัดการแร่อาจมีการจำแนกฝุ่นที่เข้มงวดกว่าที่ฝุ่นที่มองเห็นได้บ่งชี้

Division: ระบบของอเมริกาเหนือ

National Electrical Code หรือ NFPA 70 แบ่งแบบต่างออกไป Article 500 แบ่งตาม class ตามชนิดของวัสดุติดไฟ แล้วจึงแบ่งตาม division ตามความน่าจะเป็น

• Class I ครอบคลุมก๊าซไวไฟ ไอที่เกิดจากของเหลวไวไฟ และไอที่เกิดจากของเหลวติดไฟได้
• Class II ครอบคลุมฝุ่นที่ติดไฟได้
• Class III ครอบคลุมเส้นใยและเศษปลิวที่ติดไฟได้
• Division 1 หมายถึงอันตรายมีอยู่ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ หรือเกิดบ่อยเนื่องจากการซ่อม การบำรุงรักษา หรือการรั่วไหล
• Division 2 หมายถึงอันตรายมีอยู่เฉพาะภายใต้สภาวะผิดปกติ เช่น ภาชนะหรือระบบระบายอากาศขัดข้อง

ความแตกต่างเชิงโครงสร้างที่สำคัญคือ ระบบ division มีสองประเภท ขณะที่ระบบโซนมีสามประเภท Zone 0 และ Zone 1 อยู่ภายใน Division 1 ทั้งคู่ ส่วน Zone 2 สอดคล้องกับ Division 2 ความไม่สมมาตรนี้เป็นเหตุผลที่ไม่สามารถเทียบสองระบบแบบกลไกได้ทั้งสองทิศทาง และเป็นที่มาของกฎการยอมรับข้ามระบบส่วนใหญ่ในข้อบังคับ

อเมริกาเหนือยังจัดกลุ่มวัสดุต่างออกไปด้วย Class I แบ่งย่อยเป็น Groups A, B, C และ D ซึ่งมีอะเซทิลีน ไฮโดรเจน เอทิลีน และโพรเพนเป็นตัวแทนตามลำดับ เทียบกับกลุ่มก๊าซ IEC คือ IIC, IIB และ IIA ฝุ่น Class II แบ่งย่อยเป็น Groups E, F และ G ครอบคลุมฝุ่นโลหะ ฝุ่นคาร์บอน และฝุ่นอย่างธัญพืช แป้ง และพลาสติก เทียบกับกลุ่มฝุ่น IEC คือ IIIC, IIIB และ IIIA

พื้นที่ถูกจำแนกจริงอย่างไร

การจำแนกเป็นการศึกษาทางวิศวกรรม ไม่ใช่การตัดสินตามดุลยพินิจ โดยเริ่มจากแหล่งปล่อยออกไปสู่ภายนอก

1. ระบุสารอันตรายที่มีอยู่และคุณสมบัติ ได้แก่ จุดวาบไฟ ความหนาแน่นไอ ขีดจำกัดการระเบิดต่ำสุด อุณหภูมิติดไฟได้เอง และสำหรับฝุ่นคืออุณหภูมิติดไฟต่ำสุดของกลุ่มเมฆและของชั้นฝุ่น
2. ระบุแหล่งปล่อยทุกแห่ง ได้แก่ หน้าแปลน ก้านวาล์ว จุดเก็บตัวอย่าง ซีลปั๊ม ช่องระบาย ท่อระบายน้ำ งานจัดการแบบเปิด แขนขนถ่าย และอื่นๆ
3. จัดระดับการปล่อยแต่ละแห่งเป็นแบบต่อเนื่อง ปฐมภูมิ หรือทุติยภูมิ ตามว่าเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง เป็นครั้งคราวในการทำงานปกติ หรือเฉพาะเมื่อผิดปกติ ระดับการปล่อยสอดคล้องใกล้เคียงกับโซนที่เกิดขึ้น
4. ประเมินการระบายอากาศ ทั้งความพร้อมใช้งานและประสิทธิผล ซึ่งอาจยกระดับหรือลดระดับโซนที่เกิดขึ้น
5. กำหนดขอบเขตของแต่ละโซนในสามมิติและบันทึกลงในแบบ พร้อมตารางประกอบที่ระบุแหล่งปล่อยทุกแห่งและเหตุผลสนับสนุน

ระเบียบวิธีมาจาก IEC 60079-10-1 และ IEC 60079-10-2 และในทางปฏิบัติใช้ควบคู่กับหลักปฏิบัติของอุตสาหกรรม ได้แก่ Energy Institute model code of safe practice ส่วนที่ 15 ซึ่งใช้อย่างแพร่หลายสำหรับสถานประกอบการปิโตรเลียม API RP 505 สำหรับการจำแนกแบบโซน และ API RP 500 สำหรับการจำแนกแบบ division ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ รวมถึง NFPA 497 และ NFPA 499 สำหรับพื้นที่กระบวนการเคมีและฝุ่นติดไฟได้ในอเมริกาเหนือ

ใครเป็นผู้จำแนก และเหตุใดจึงไม่ใช่ผู้จัดจำหน่าย

หน้าที่นี้เป็นของผู้ดำเนินการโรงงาน ไม่ใช่ผู้ขายอุปกรณ์ ในบริเตนใหญ่ DSEAR กำหนดให้นายจ้างมีหน้าที่ประเมินความเสี่ยงจากสารอันตราย จำแนกสถานที่ที่อาจเกิดบรรยากาศระเบิดได้เป็นโซน และบันทึกผล ข้อกำหนดสถานที่ทำงานของยุโรป 1999/92/EC กำหนดเช่นเดียวกันผ่านเอกสารการป้องกันการระเบิด ในสหรัฐอเมริกา การจำแนกพื้นที่ต้องมีการบันทึกและพร้อมให้ผู้ออกแบบ ติดตั้ง ตรวจสอบ บำรุงรักษา และใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าในพื้นที่นั้นเข้าถึงได้

ในทางปฏิบัติ การศึกษานี้ดำเนินการโดยวิศวกรความปลอดภัยกระบวนการหรือการป้องกันความสูญเสีย ทบทวนโดยตัวแทนจากฝ่ายกระบวนการ เครื่องกล ไฟฟ้า และปฏิบัติการ และอนุมัติโดยผู้มีอำนาจทางเทคนิค ผลลัพธ์คือชุดแบบพร้อมตาราง และในไซต์งานที่บริหารดี จะมีทะเบียนพื้นที่อันตรายที่ระบุอุปกรณ์ Ex ที่ติดตั้งในแต่ละโซนพร้อมเลขที่อ้างอิงใบรับรอง

ผลต่อการจัดซื้อนั้นเรียบง่ายและควรบอกตรงๆ กับผู้จัดจำหน่ายที่พยายามช่วยเหลือ: ผู้ขายอุปกรณ์ไม่สามารถบอกโซนของคุณได้ พวกเขาบอกได้เพียงว่าอุปกรณ์ของตนเหมาะกับอะไร การจับคู่ทั้งสองเป็นการตัดสินใจทางวิศวกรรมของคุณ และต้องมีแบบการจำแนกวางอยู่ตรงหน้า

อะไรเปลี่ยนไปเมื่อไซต์งานใช้ NEC 505 หรือ 506

โครงการในอเมริกาเหนือไม่ได้ถูกบังคับให้ใช้ division เท่านั้น Article 505 เสนอระบบโซนเป็นทางเลือกสำหรับพื้นที่ Class I และ Article 506 ทำเช่นเดียวกันสำหรับฝุ่นที่ติดไฟได้ รวมถึงเส้นใยและเศษปลิวที่ติดไฟได้ โดยใช้ Zone 20, 21 และ 22 ผู้ดำเนินการระหว่างประเทศหลายรายที่มีสินทรัพย์ในสหรัฐอเมริกา และผู้รับเหมา EPC หลายรายที่ทำงานตามมาตรฐานระดับโลก เลือกใช้เส้นทางแบบโซน เพื่อให้แนวคิดการจำแนกเดียวครอบคลุมทั้งพอร์ตโฟลิโอ

มีสามสิ่งที่เปลี่ยนไปเมื่อใช้ระบบโซน ระเบียบวิธีจำแนกเป็นไปตามแนวทาง IEC วิศวกรชาวยุโรปจึงอ่านแบบได้โดยไม่ต้องแปล การทำเครื่องหมายอุปกรณ์เปลี่ยนเป็นรูปแบบ AEx ป้ายจึงเขียนว่า Class I, Zone 1, AEx ib IIC T4 Gb แทน Class I, Division 1, Groups C, D, T4 และตัวอักษรระดับการป้องกันอุปกรณ์ที่คุ้นเคยก็ปรากฏขึ้น และตรรกะการเลือกอุปกรณ์เป็นไปตามความสัมพันธ์ระหว่างโซนกับ EPL ไม่ใช่ความสัมพันธ์แบบ division

สิ่งที่ไม่เปลี่ยนคือมันยังเป็น NEC อยู่ อุปกรณ์ยังต้องขึ้นทะเบียนสำหรับพื้นที่นั้นโดยห้องปฏิบัติการทดสอบที่เป็นที่ยอมรับในระดับประเทศ การเลือกระบบเป็นการตัดสินใจของโครงการที่มีการบันทึกไว้ ไม่ใช่สิ่งที่เลือกใช้ทีละพื้นที่ตามความชอบ และกฎการยอมรับข้ามระบบของข้อบังคับยังคงใช้ได้ ข้อที่เกี่ยวข้องที่สุดสำหรับผู้ซื้ออุปกรณ์คือ อุปกรณ์ที่ขึ้นทะเบียนและทำเครื่องหมายสำหรับ Zone 0, 1 หรือ 2 ใช้ได้ในพื้นที่ Class I Division 2 สำหรับก๊าซชนิดเดียวกันและระดับอุณหภูมิที่เหมาะสม แต่พื้นที่ Division 1 ไม่อยู่ในข้อยกเว้นนั้น นี่คือเหตุผลที่ข้อกำหนดโทรศัพท์ Class I Division 1 เป็นเป้าหมายการรับรองแยกต่างหาก ไม่ใช่งานเอกสารที่ต่อยอดจากแฟ้ม ATEX

จากโซนสู่อุปกรณ์

เมื่อการจำแนกเสร็จสิ้น การเลือกอุปกรณ์เป็นไปตามลำดับสั้นๆ โซนกำหนดระดับการป้องกันอุปกรณ์ที่ต้องใช้ EPL กำหนดว่าหลักการป้องกันใดยอมรับได้ จากนั้นกลุ่มก๊าซหรือฝุ่นและระดับอุณหภูมิคัดกรองสิ่งที่เหลือ และช่วงอุณหภูมิแวดล้อมที่ได้รับการรับรองคัดกรองอีกครั้ง

ระดับการป้องกันที่สูงกว่าตอบสนองข้อกำหนดที่ต่ำกว่าได้เสมอ อุปกรณ์ Ex ia ที่มี EPL Ga ใช้ใน Zone 1 และ Zone 2 ได้ แต่ในทางกลับกันไม่ได้เลย กฎการเลือกอุปกรณ์อยู่ใน IEC 60079-14 ซึ่งครอบคลุมการออกแบบและการติดตั้งระบบด้วย และระบบการตรวจสอบหลังจากนั้นอยู่ใน IEC 60079-17

ทำไมอุปกรณ์พกพาจึงเป็นกรณีที่ยากกว่าอุปกรณ์ติดตั้งประจำที่

อุปกรณ์ติดตั้งประจำที่คิดได้ง่าย มันอยู่ที่พิกัดเดียวภายในโซนเดียวตลอดอายุการใช้งาน แต่โทรศัพท์ในกระเป๋าไม่เป็นเช่นนั้น ตลอดกะเดียว พนักงานภาคสนามอาจผ่านห้องควบคุมที่ไม่ได้จำแนก ทางเดิน Zone 2 พื้นที่ปั๊ม Zone 1 และบริเวณใกล้จุดเก็บตัวอย่าง หลายรอบ

สิ่งนี้ส่งผลที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ต่อข้อกำหนด: ต้องเลือกอุปกรณ์พกพาตามโซนที่เข้มงวดที่สุดที่จะเข้าไป ไม่ใช่โซนโดยเฉลี่ย ในโรงงานกระบวนการส่วนใหญ่คือ Zone 1 จึงเป็นเหตุผลที่ข้อกำหนดโทรศัพท์มือถือ Zone 1 ที่จริงจังเป็นจุดเริ่มต้นปกติ ไม่ใช่ตัวเลือกระดับพรีเมียม และเหตุผลที่โทรศัพท์ที่ใช้ได้เฉพาะ Zone 2 สร้างปัญหาด้านการควบคุมตามขั้นตอน แทนที่จะแก้ปัญหาด้านอุปกรณ์ การควบคุมความเสี่ยงนั้นด้วยคำสั่งอย่างเดียวหมายถึงการขอให้คนที่ถือโทรศัพท์จำเส้นแบ่งบนแบบ ขณะที่กำลังทำงานอย่างอื่นอยู่

ฝุ่นเป็นเรื่องที่สองที่ผู้ใช้อุปกรณ์พกพามักเข้าใจผิด หากส่วนใดของเส้นทางผ่านพื้นที่ Zone 21 ซึ่งในไซต์งานด้านแร่ ปุ๋ย ธัญพืช พอลิเมอร์ และถ่านหินแทบทุกแห่งเป็นเช่นนั้น อุปกรณ์ต้องมีเครื่องหมายสำหรับฝุ่นนอกเหนือจากเครื่องหมายสำหรับก๊าซ ใบรับรองสำหรับก๊าซอย่างเดียวไม่ใช่คำตอบบางส่วนสำหรับโซนฝุ่น แต่ไม่ได้กล่าวถึงเลย

รายการตรวจสอบเชิงปฏิบัติก่อนกำหนดข้อกำหนดใดๆ

• ขอแบบการจำแนกพื้นที่อันตรายฉบับปัจจุบันพร้อมตารางประกอบ ไม่ใช่สรุปด้วยวาจา
• ไล่ดูเส้นทางที่ผู้ใช้เดินจริง และจดโซนก๊าซที่เข้มงวดที่สุดและโซนฝุ่นที่เข้มงวดที่สุดของแต่ละเส้นทาง
• บันทึกกลุ่มก๊าซและกลุ่มฝุ่นของสารที่เกี่ยวข้อง และระดับอุณหภูมิที่กำหนดโดยอุณหภูมิติดไฟของสารเหล่านั้น
• บันทึกอุณหภูมิแวดล้อมสุดขั้วของไซต์งาน รวมถึงความร้อนจากแสงอาทิตย์ในโรงงานกลางแจ้ง และการเริ่มเครื่องในที่เย็นช่วงฤดูหนาว
• ยืนยันว่าไซต์งานจำแนกแบบโซนหรือแบบ division และหากอยู่ภายใต้ NEC ให้ยืนยันว่าใช้ Article ใด
• เขียนทั้งหมดนี้ลงในข้อกำหนดก่อนที่จะเปิดดูหน้าผลิตภัณฑ์ใดๆ

IS-04Z1 มุ่งเป้าไปที่ใด

SAMS IS-04Z1 ออกแบบสำหรับ Zone 1 และ Zone 21 ครอบคลุมทั้งก๊าซและฝุ่นในอุปกรณ์เครื่องเดียว โดยมีเครื่องหมายเป้าหมาย ATEX คือ II 2 G Ex ib IIC T4 และเป้าหมาย NEC 500 Class I Division 1 การรับรองอยู่ระหว่างดำเนินการก่อนเปิดตัวในไตรมาส 4 ปี 2026 ดังนั้นการสนทนากับผู้ซื้อในขณะนี้จึงเป็นเรื่องการจับคู่การจำแนกพื้นที่กับข้อกำหนด ไม่ใช่การออกใบรับรอง บริบทด้านภูมิภาครายประเทศอยู่ในหน้าตลาด รวมถึง สหรัฐอเมริกา เยอรมนี ออสเตรเลีย และ อินเดีย และบทความอื่นในชุดว่าด้วยการปฏิบัติตามข้อกำหนดอยู่ในคลังบทความเชิงลึกของเรา

คำถามที่พบบ่อย

แหล่งข้อมูลทางการ

• HSE: DSEAR
• ภาพรวมพื้นที่อันตราย (Ex) ของ IEC
• คณะกรรมาธิการยุโรป: อุปกรณ์ ATEX
• OSHA 29 CFR 1910.307
• NFPA 70 (National Electrical Code)