Tài liệu kỹ thuật

Chuẩn Điện Quốc gia Hoa Kỳ (National Electrical Code - NEC) xác định khu vực nguy hiểm là nơi "Có nguy cơ cháy nổ do các khí hoặc hơi dễ cháy, chất lỏng dễ cháy, bụi cháy, sợi hoặc hạt bay dễ cháy."

Các kiểu khu vực nguy hiểm

Vùng I

Theo NEC, có ba kiểu khu vực nguy hiểm. Kiểu đầu tiên tạo ra bởi sự hiện diện của các loại khí dễ cháy hoặc hơi trong không khí, như khí gas tự nhiên hoặc hơi xăng. Khi có khí này trong không khí sẽ xuất hiện nguy cơ cháy nổ, sẽ gây nên đám cháy nếu nếu một nguồn điện hoặc các nguồn phát lửa xuất hiện. Phân loại vùng nguy hiểm này là vùng I (Class I Hazardous Location). Vùng I nguy hiểm (Class I Hazardous Location) là vùng trong đó có khí hoặc hơi dễ cháy. Các vùng I điển hình là:

• Nhà máy lọc dầu, kho chứa xăng và khu vực pha chế;
• Khu vực chưng cất mà có xuất xuất hiện hơi dễ cháy;
• Khu vực phun sơn;
• Khu bảo dường máy bay (Aircraft hangars) và khu vực cấp nhiên liệu;
• Nhà máy điện khí mà quá trình vận hành bao gồm lưu trữ và quản lý khí đốt hóa lỏng hoặc khí tự nhiên.

Vùng II

Vùng II nguy hiểm theo NEC là khu vực hiện diện của bụi cháy. Hạy bụi cháy, lơ lửng trong không khí, có thể gây ra một vụ nổ mạnh mẽ như là một xảy ra tại nhà máy lọc dầu. Vùng II điển hình gồm:

• Băng chuyển;
• Nhà máy bột và thức ăn chăn nuôi;
• Nhà máy sản xuất sử dụng hoặc lưu trữ bột magnesium hoặc bột nhôm;
• Nhà máy nhựa, dược phẩm, pháo hoa;
• Nhà máy tinh bột hoặc bánh kẹo;
• Nhà máy gia vị, đường hoặc chế biến ca cao;
• Nhà máy tuyển than hoặc xử lý các bon.

Vùng III

Vùng III nguy hiểm (Class III hazardous locations) theo NEC là có sợi hoặc bụi dễ cháy, do các loại vật liệu được xử lý, lưu trữ, chế biến. Các sợi và bụi không được lọc khỏi không khí, sẽ đọng lại xung quanh máy móc hoặc thiết bị chiếu sáng và tỏa nhiệt, một tia lửa hoặc kim loại nóng có thể gây cháy. Một số dạng vùng III điển hình:

• Nhà máy dệt, bông sợi;
• Nhà máy chế biến sợi bông, hạt lanhs;
• Nhà máy chết biến gỗ, mùn cưa.

Tình trạng khu vực nguy hiểm

Ngoài vùng nguy hiểm, NEC còn xét đến tình trạng khu vực nguy hiểm là những nguy cơ xuất hiện. Mã của chất nguy hiểm được đưa vào trong mô tả trong hai phần, đầu tiên, điều kiện bình thường, và, thứ hai, điều kiện bất thường.

Trong điều kiện bình thường, chất nguy hiểm dự kiến sẽ có mặt trong hoạt động sản xuất hàng ngày hoặc trong quá trình sửa chữa và bảo trì hoạt động thường xuyên.

Khi chất độc hại dự kiến sẽ được đóng trong thùng kín hoặc các hệ thống khép kín xuất hiện khi bị đổ vỡ do vô ý hoặc thao tác thì tình trạng gọi là "bất thường."

Mã cho hai tình trạng này rất đơn giản: Division 1- Bình thường và Division 2 - Bất bình thường. Class I, Class II và Class III vùng nguy hiểm có thể thuộc Division 1 hoặc Division 2.

Ví dụ điển hình khu vực nguy hiểm Class I, Division 1 là khu vực chứa dầu hoặc gần van nhà máy lọc dầu, tỏng đó chất liệu dễ cháy luôn xuất hiện trong điều kiện vận hành bình thường.

Chúng ta đã phân loại ba khu vực nguy hiểm:

Class I - khí gas hoặc hơi dễ cháy

Class II - bụi

Class III - sợi và bụi bay

 Và các điều kiện

Division 1 - Điều kiện bình thường

Division 2 - Điều kiện không bình thường

Nhóm khí gas (Class I)

Khi và hơi gas có tính chất lí hóa học khác nhau ảnh hưởng đến khả năng và mức độ nghiêm trọng của một vụ nổ. Tính chất bao gồm nhiệt độ ngọn lửa, năng lượng phát nổ tối thiểu, giới hạn nổ mức trên và mức dưới và trọng lượng phân tử. Kiểm tra thực nghiệm dùng xác định các thông số như khoảng cách tối đa thử nghiệm an toàn, nguồn lửa tối thiểu, áp lực vụ nổ và thời gian gây áp suất, nhiệt độ đánh lửa tự phát, và tốc độ tối đa tăng áp lực. Mỗi chất có một sự kết hợp khác nhau của các thuộc tính được xếp hạng trong việc lựa chọn thiết bị cho khu vực nguy hiểm.

Mức độ bảo vệ thiết bị

Trong những năm gần đây, Mức độ bảo vệ thiết bị (Equipment Protection Level - EPL) được quy định rõ cho các mức bảo vệ. Mức bảo vệ cần thiết sẽ liên quan đến khu vực nguy hiểm sử dụng theo bảng mô tả dưới đây:

Phân loại nhiệt độ

Một yếu tố xem xét khác là phân loại nhiệt độ thiết bị. Nhiệt độ bề mặt hoặc bất kỳ bộ phận của thiết bị tiếp xúc với khu vực nguye hiểm phải được kiểm tra để không vượt quá 80% nhiệt độ tự động đánh lửa của khí hoặc hơi trong khu vực nguy hiểm mà các thiết bị được sử dụng.

Phân loại nhiệt độ trên nhãn thiết bị theo bảng sau: