Mogu li se PTFE izmjenjivači topline koristiti u eksplozivnim atmosferama?

Fabrika prerađuje zapaljive rastvarače. Svaka oprema u blizini mora biti ocijenjena za opasne lokacije. PTFE izmjenjivači topline su odlični za korozivnu hemiju, ali da li su sigurni za upotrebu u prisustvu eksplozivnih para? Koje certifikacije i zahtjevi za instalaciju važe?

U eksplozivnoj atmosferi, bilo u zoni 1 ili 2 za gasove ili u zoni 21 ili 22 za zapaljivu prašinu, nema mesta za greške. Jedna zagrijana površina, jedna zalutala iskra, jedno statičko pražnjenje mogli bi pokrenuti katastrofalnu zapaljivu izmišljotinu. PTFE izmjenjivači topline savršeni su za oštre kiseline, otapala i kloride koji bi brzo razgradili nehrđajući čelik ili egzotične legure. Zbog svojih neprijanjajućih i hemijski inertnih cijevi i omotača, oni su poželjna opcija za procesno hlađenje ili grijanje u farmaceutskoj, finoj-hemijskoj i poluvodičkoj industriji. Međutim, okruženje koje zahteva zaštitu od korozije takođe zahteva potpunu procenu rizika od paljenja u skladu sa ATEX direktivom 2014/34/EU i IECEx šemama sertifikacije.

Jezgro izmjenjivača topline rijetko je izvor paljenja. PTFE nije-provodljiv i neće stvoriti iskru pod normalnim radom. Prave opasnosti su od komunalnih i pomoćnih uređaja koji ga opslužuju, kao što su krugovi pare ili vrućeg-ulja koji mogu pregrijati površinu, senzori temperature kojima je potrebna električna energija, kontrolni ventili koji mogu imati solenoide, pa čak i jednostavan čin metalnog alata koji udari u okvir tokom održavanja. Na primjer, senzor namijenjen samo za opću{5}}upotrebu u atmosferi plina Zone 1 mogao bi generirati unutrašnju iskru koja bi bila dovoljna da zapali oblak pare. Izmjenjivač bi stoga trebao biti integriran u zaštitnu strategiju koja eliminira sve moguće puteve paljenja.

Bezbedan dizajn se zasniva na ograničenju površinske temperature. Sve mješavine plina ili prašine imaju poznatu temperaturu samopaljenja (AIT) i temperaturu paljenja sloja ili oblaka u slučaju prašine. Maksimalna temperatura površine na strani procesa i na strani uslužnog sistema - u najgorem slučaju zaprljanja, ometanog protoka ili dovoda pare pri punom pritisku - mora biti ispod temperaturne klase (T1-T6) ili određenog AIT atmosfere. Za tipičnu paru rastvarača u Zoni 1 sa AIT od 220 stepeni, površina izmenjivača mora uvek biti ispod 200 stepeni (T3 klasa). Za to proizvođači koriste preveliku površinu za prijenos topline, precizne blokade protoka i redundantne temperaturne sonde. U praksi to općenito znači da je pomoćni fluid (para ili termalno ulje) ograničen posebnom odobrenom kontrolnom petljom.

Električne komponente priključene na izmjenjivač ili koje nadgledaju izmjenjivač moraju imati potpunu{0}}zonsku zaštitu. Zona 1: Neophodni su samosigurni (Ex i) predajnici temperature, vatrootporne (Ex d) razvodne kutije ili povećana{3}}sigurnosna (Ex e) kućišta. Čak i jednostavan RTD mora imati ATEX / IECEx oznaku sa tačnom grupom gasa (IIA, IIB, IIC) i temperaturnom klasom. U mnogim jurisdikcijama, ne-električni dijelovi -- jednostavno mehanički izmjenjivači bez električnih dodataka -- klasificirani su kao jednostavna mehanička oprema. Oni sami po sebi ne moraju imati ATEX sertifikat pod uslovom da ne stvaraju varnice, vruće površine preko AIT-a ili statička naelektrisanja koja bi se mogla zapaliti. Međutim, instalater još uvijek mora dokazati da cijeli sistem odgovara zahtjevima zone.

Pročišćavanje i stvaranje tlaka nude dodatni nivo zaštite za zatvorene ili polu{0}}zatvorene objekte. Ako imate tip X ili Y pročišćavanje inertnim azotom, možete smanjiti unutrašnju klasifikaciju ormara sa instrumentima u njemu sa Zone 1 na ne-opasan. Tada možete koristiti standardne komponente unutra. Za velike kućište-i- PTFE izmjenjivače koji se nalaze u zoni 2, infiltracija zapaljivih para je spriječena trajnim blagim nadpritiskom sa čistim zrakom ili dušikom, pod uvjetom da je sam sistem za pročišćavanje certificiran i nadgledan sa-sigurnim blokadama.

Odabir i montaža prolaze kroz reguliranu rutinu. Prvo, studiju klasifikacije područja mora izvršiti kvalifikovana osoba ili ovlašteni organ koji će odrediti specifičnu zonu, grupu plinova i temperaturnu klasu. Tek tada procesni inženjer može odabrati PTFE izmjenjivač s površinskom-ocjenom temperature koja je jednaka ili veća od te klase. Renomirani proizvođači danas nude uređaje koji su unaprijed{4}}certificirani za zonu 1/21 ili zonu 2/22 sa rezultatima testiranja treće strane-koji pokazuju površinske temperature pod blokiranim-uslovima protoka i nad{11}pritiskom. Ako se izmjenjivač isporučuje bez električnih dijelova, odgovornost za certifikaciju prelazi na paket dodatne opreme-ventila, instrumenata i kablova, od kojih će svaki morati imati vlastitu ATEX/IECEx oznaku. Dokumentacija mora biti potpuna: certifikati materijala koji pokazuju da je PTFE čist, dnevnici zavarivanja (ako se koriste), podaci iz testova površinske temperature i vodiči za instalaciju koji posebno navode aktivnosti u opasnim područjima.

Uporedite ovaj sistematski pristup sa iskušenjem da koristite običan PTFE izmjenjivač bez-ocjene "jer je samo plastika". Takva oprema nema podatke o klasifikaciji temperature, nema certificiranu temperaturu površine i nema sljedivost za sprječavanje statičkog elektriciteta ili varnica. U postavci Zone 1 ne samo da nije-usklađen, već je i nezakonit i, što je još važnije, opasan. U roku od nekoliko minuta od poremećaja protoka, nekontrolisani dovod pare može gurnuti zid cijevi iznad AIT-a. Prekidač blizine bez sertifikata može da iskri u normalnoj kalibraciji. Certificirane jedinice su skuplje, ali ako to uporedite sa cijenom eksplozije, izgubljenim životima, oštećenim postrojenjima, zakonskim kaznama, to nije poređenje.

Sigurnosna petlja je zatvorena stalnim pregledom i održavanjem. Prolijevanje zapaljivog procesnog fluida na vanjskoj strani izmjenjivača može predstavljati dodatnu opasnost. Prilikom svakog preokreta, zaptivni spojevi moraju biti ispitani na integritet. Tamo gdje je potrebno za rasipanje statičkog elektriciteta, električne trake za spajanje moraju ostati netaknute. Svaka zamena senzora ili ventila mora biti direktna zamena originalnog sertifikata. Ako zamjena 'sviđa mi se za slično' ne smatra Ex oznaku, certifikat cijelog sistema je nevažeći.

Ukratko, PTFE izmjenjivači topline mogu bezbedno da rade u eksplozivnim atmosferama pod uslovom da je svaki deo sistema - površinske temperature, električnih pomoćnih jedinica, pročišćavanja, dokumentacije i održavanja - dizajniran prema tačnim kriterijumima zone. Certifikacija nije papirologija. To je inženjersko jamstvo da oprema neće postati izvor paljenja kakav nikada nije namjeravao da bude. U sigurnosti procesa postoji samo jedno pravilo: morate uskladiti okruženje sa opremom, a ne obrnuto. Ako se slijedi ova ideja, jedinstvena otpornost na koroziju PTFE-a pretvara se u prednost, a ne u rizik, omogućavajući hemijskim fabrikama da rade efikasno i iznad svega bezbedno na najtežim opasnim mestima.