Động cơ điện chống cháy nổ yêu cầu các chứng nhận an toàn nào?

Tại sao Chứng nhận Động cơ Điện Chống Cháy Nổ là Yêu cầu Bắt buộc trong Khu Vực Nguy Hiểm

Khi vận hành thiết bị điện trong các khu vực có khả năng xảy ra nổ, an toàn tuyệt đối không được bỏ qua. Một tia lửa từ động cơ không được chứng nhận đúng cách có thể dẫn đến các vụ nổ lớn, gây thiệt hại trung bình hơn bảy trăm bốn mươi nghìn đô la cho các công ty, theo nghiên cứu của Ponemon năm ngoái. Vì lý do này, các tổ chức quốc tế như IECEx đã đặt ra các quy định nghiêm ngặt về loại chứng nhận cần thiết. Các động cơ thông thường đơn giản là không có các biện pháp bảo vệ cần thiết cho những môi trường nguy hiểm này. Quy trình chứng nhận về cơ bản kiểm tra xem động cơ có đáp ứng các yêu cầu cụ thể được thiết kế để ngăn ngừa chính xác thảm họa như vậy xảy ra hay không.

• Chứa các vụ nổ bên trong các vỏ bọc gia cố
• Ngăn nhiệt độ bề mặt gây cháy khí hoặc bụi xung quanh
• Duy trì độ bền vững dưới các đợt tăng áp suất

Không có chứng nhận, các cơ sở có nguy cơ bị xử phạt hành chính, đình chỉ hoạt động và gây ra tổn hại nghiêm trọng cho con người. Điều này khiến việc xác nhận bởi bên thứ ba trở thành yêu cầu bắt buộc đối với mọi thiết bị triển khai trong khu vực nguy hiểm.

Phương pháp bảo vệ chống cháy nổ kiểu Ex d quy định các yêu cầu chứng nhận cho động cơ điện chống cháy nổ như thế nào

Vỏ chống cháy nổ Ex d ngăn chặn sự bùng nổ bên trong mà không lan truyền ra ngoài

Vỏ chống cháy nổ Ex d ngăn ngừa nổ trong khu vực nguy hiểm bằng cách khống chế ngọn lửa bên trong. Những vỏ này chịu được các vụ nổ nội bộ nhờ cấu tạo chắc chắn, đảm bảo ngọn lửa được làm nguội xuống dưới nhiệt độ bắt cháy trước khi thoát ra ngoài. Các yếu tố thiết kế quan trọng bao gồm:

• Chiều dài đường thoát lửa và dung sai khe hở (ví dụ: ≤0,2 mm đối với khí nhóm IIC)
• Các mối nối chịu áp lực được định mức cho lực nổ 1,5 lần lực nổ dự kiến
• Độ dày vật liệu vượt quá mức tối thiểu theo tiêu chuẩn IEC 60079-1

Giải pháp khống chế này cho phép vận hành an toàn tại những nơi tồn tại khí hoặc bụi dễ cháy.

Tiêu chí Thiết kế và Kiểm tra Quan trọng cho Chứng nhận Động cơ Điện Chống Nổ theo Ex d

Chứng nhận yêu cầu xác thực nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn IEC 60079-1. Các động cơ phải trải qua:

1. Kiểm tra áp lực ở áp suất tham chiếu 1,5×
2. Xác minh nhiệt độ đảm bảo nhiệt độ bề mặt thấp hơn điểm tự bắt cháy của khí
3. Kiểm tra truyền lửa với hỗn hợp nổ

Nhà sản xuất phải lập tài liệu chứng nhận vật liệu, sự phù hợp về kích thước và kiểm soát sản xuất tại nhà máy. Các phòng thí nghiệm bên thứ ba xác minh thiết kế thông qua thử nghiệm phá hủy, bao gồm các thử nghiệm quá áp và đánh giá độ bền đường lan truyền lửa.

Phối hợp Chứng nhận Động cơ Điện Chống Nổ với Phân loại Khu vực Nguy hiểm (Khu vực và Phân vùng)

An toàn là yếu tố cực kỳ quan trọng khi làm việc trong môi trường dễ nổ, và điều này bắt đầu bằng việc đảm bảo động cơ điện chống cháy nổ phải có các chứng nhận phù hợp với khu vực nguy hiểm cụ thể. Trên thế giới về cơ bản có hai hệ thống chính được sử dụng cho mục đích này: hệ thống Khu vực (Zone) theo tiêu chuẩn IEC/ATEX, và hệ thống Phân vùng (Division) theo quy định NEC và CEC. Với hệ thống Zone, chúng ta đánh giá mức độ rủi ro thông qua các con số — Zone 0 đến 2 áp dụng cho khí và hơi, trong khi Zone 20 đến 22 dành cho các mối nguy từ bụi, về cơ bản cho thấy tần suất xuất hiện nguy cơ từ liên tục đến thỉnh thoảng. Ngược lại, hệ thống Division chia thành các nhóm (Class), trong đó Class I xử lý khí, Class II xử lý bụi, và Class III xử lý sợi. Trong mỗi nhóm lại có Phân vùng 1 (Division 1) dành cho các mối nguy thường xuyên, và Phân vùng 2 (Division 2) dành cho những trường hợp chỉ xảy ra trong điều kiện bất thường. Việc xác định sai có thể dẫn đến thảm họa, bởi chỉ những động cơ được chứng nhận cụ thể cho phân loại của từng địa điểm mới có thể ngăn tia lửa hoặc nhiệt gây nổ. Điều đó có nghĩa là việc kiểm tra từng dấu hiệu chứng nhận một cách cẩn thận so với yêu cầu thực tế tại mỗi vị trí lắp đặt là absolutely essential trước khi bất kỳ thiết bị nào được đưa vào vận hành.

Khu vực 1/2 so với Phân khu 1/2: Đồng bộ hóa xếp hạng động cơ điện chống cháy nổ với mức độ rủi ro đặc thù theo khu vực

Khu vực 1 và Phân khu 1 về cơ bản mô tả cùng một điều khi nói đến mức độ rủi ro. Đây là những khu vực mà các khí hoặc hơi dễ nổ xuất hiện thường xuyên trong suốt quá trình vận hành bình thường. Đối với các động cơ lắp đặt tại những vị trí này, bắt buộc phải có chứng nhận Ex d hoặc được ghi nhãn là chống nổ. Điều này giúp kiểm soát bất kỳ vụ nổ nào xảy ra bên trong thiết bị. Tiếp đến là Khu vực 2 và Phân khu 2, được xem là ít nguy hiểm hơn. Các mối nguy hiểm chỉ xuất hiện trong thời gian ngắn khi có sự cố, chứ không xảy ra trong điều kiện vận hành bình thường. Tuy nhiên, động cơ đặt trong những khu vực này vẫn cần duy trì tính chất chống cháy nổ. Điểm thuận lợi là các yêu cầu kiểm tra không khắt khe bằng so với các khu vực rủi ro cao hơn. Dù vậy, vẫn có những điểm khác biệt quan trọng giữa các phân loại này.

Tại Vùng 2/Phân khu 2, khoảng trống chứng nhận giữa các hệ thống gây ra 27% sự cố không tuân thủ (NEC 2022). Luôn ưu tiên động cơ có chứng nhận kép để đảm bảo khớp chính xác với vùng/phân khu nhằm loại bỏ các lỗ hổng an toàn.

Các Hệ thống Chứng nhận Toàn cầu Chính cho Động cơ Điện Chống Nổ: ATEX, IECEx, UL và CSA

Các động cơ điện được thiết kế cho ứng dụng chống cháy nổ cần có các chứng nhận khu vực cụ thể trước khi có thể hoạt động an toàn tại những khu vực nguy hiểm nơi có khả năng xảy ra nổ. EU yêu cầu chứng nhận ATEX đối với tất cả thiết bị sử dụng trong môi trường dễ cháy nổ, theo Chỉ thị 2014/34/EU. Đối với các công ty hoạt động toàn cầu, IECEx cung cấp một hệ thống tiêu chuẩn được công nhận tại hơn năm mươi quốc gia trên thế giới, giúp giảm chi phí kiểm tra lặp lại khi di chuyển thiết bị giữa các khu vực. Tại Bắc Mỹ, cách thức vận hành lại khác biệt. Trên thị trường Hoa Kỳ, chứng nhận UL phù hợp với các tiêu chuẩn NEC, trong khi các hoạt động tại Canada tuân theo hướng dẫn của CSA. Tuy nhiên, điểm chung giữa các quy trình chứng nhận khác nhau này là họ đều kiểm tra các yếu tố an toàn thiết yếu như khả năng vỏ động cơ ngăn chặn tia lửa và nhiệt độ có duy trì trong giới hạn an toàn trong quá trình vận hành hay không.

Bản đồ tuân thủ theo khu vực: Khi nào cần lựa chọn ATEX, IECEx, UL hoặc CSA cho động cơ điện chống cháy nổ

Chọn các chứng nhận dựa trên vị trí lắp đặt và khung pháp lý quy định:

ATEX là tiêu chuẩn được lựa chọn cho phần lớn các cơ sở nằm trong Liên minh Châu Âu. Khi xuất khẩu hoặc hoạt động tại những khu vực không có tiêu chuẩn địa phương rõ ràng, IECEx trở nên phù hợp hơn. Tại Bắc Mỹ, các công ty thường cần chứng nhận UL hoặc CSA vì những tiêu chuẩn này phù hợp với Quy định Kỹ thuật Điện Quốc gia và Quy định Kỹ thuật Điện Canada. Nhiều nhà sản xuất cuối cùng đều lấy cả hai chứng nhận bởi khách hàng thường yêu cầu dù ở bất kỳ vị trí nào. Các quy định thay đổi khá thường xuyên, vì vậy việc kiểm tra cập nhật hằng năm hoặc vài năm một lần là rất cần thiết. Xu hướng hướng tới việc chuẩn hóa trên phạm vi toàn cầu khiến các tiêu chuẩn như IECEx hiện đang được áp dụng tại các quốc gia ASEAN. Việc hoàn tất đúng các thủ tục giấy tờ theo khu vực sử dụng thiết bị sẽ giúp tránh những rắc rối khi thanh tra và đảm bảo hoạt động diễn ra liên tục, không bị gián đoạn bất ngờ.