Czy wymienniki ciepła PTFE można stosować w atmosferach wybuchowych?

W fabryce przetwarzane są łatwopalne rozpuszczalniki. Wszelkie urządzenia znajdujące się w pobliżu muszą być przystosowane do lokalizacji niebezpiecznych. Wymienniki ciepła PTFE doskonale nadają się do chemii żrącej, ale czy można ich bezpiecznie używać w obecności wybuchowych oparów? Jakie certyfikaty i wymagania instalacyjne mają zastosowanie?

W atmosferach wybuchowych, czy to w strefie 1 lub 2 dla gazów, czy też w strefie 21 lub 22 dla pyłów palnych, nie ma miejsca na błędy. Jedna rozgrzana powierzchnia, jedna zabłąkana iskra, jedno wyładowanie statyczne mogą wywołać katastrofalną miksturę zapalającą. Wymienniki ciepła PTFE doskonale nadają się do trudnych kwasów, rozpuszczalników i chlorków, które szybko degradują stal nierdzewną lub stopy egzotyczne. Ze względu na nieprzywierające-i chemicznie obojętne rurki i osłony są one preferowaną opcją do chłodzenia lub ogrzewania procesów w przemyśle farmaceutycznym,-chemicznym i półprzewodnikowym. Jednakże środowisko wymagające ochrony antykorozyjnej wymaga również pełnej oceny ryzyka zapłonu zgodnie z dyrektywą ATEX 2014/34/UE i schematami certyfikacji IECEx.

Rdzeń wymiennika ciepła rzadko jest źródłem zapłonu. PTFE nie przewodzi-i podczas normalnej pracy nie wytwarza iskry. Prawdziwe zagrożenia wynikają z obsługujących ją mediów i urządzeń pomocniczych, takich jak obwody pary lub gorącego-oleju, które mogą przegrzać powierzchnię, czujniki temperatury wymagające zasilania elektrycznego, zawory sterujące, które mogą mieć solenoidy, a nawet zwykłe uderzenie metalowych narzędzi w ramę podczas konserwacji. Na przykład czujnik przeznaczony wyłącznie do użytku ogólnego-w atmosferze gazowej Strefy 1 może wygenerować iskrę wewnętrzną, która wystarczyłaby do zapalenia chmury par. Wymiennik powinien zatem być zintegrowany ze strategią ochronną, która eliminuje wszystkie możliwe drogi zapłonu.

Bezpieczna konstrukcja opiera się na ograniczeniu temperatury powierzchni. Wszystkie mieszaniny gazów lub pyłów mają znaną-temperaturę samozapłonu (AIT), a w przypadku pyłów – temperaturę zapłonu warstwy lub chmury. Maksymalna temperatura powierzchni po stronie procesowej i po stronie użytkowej - w najgorszym przypadku zanieczyszczenia, utrudnionego przepływu lub dopływu pary przy pełnym ciśnieniu - musi być niższa od klasy temperaturowej (T1-T6) lub szczególnego AIT atmosfery. Dla typowych par rozpuszczalników Strefy 1 z AIT wynoszącym 220 stopni, powierzchnia wymiennika musi być zawsze niższa niż 200 stopni (klasa T3). W tym celu producenci wykorzystują zbyt dużą powierzchnię wymiany ciepła, dokładne blokady przepływu i redundantne sondy temperatury. W praktyce oznacza to ogólnie, że przepływ płynu użytkowego (para wodna lub olej termiczny) jest ograniczany przez oddzielną, zatwierdzoną pętlę regulacyjną.

Elementy elektryczne podłączone do wymiennika lub monitorujące wymiennik muszą być wyposażone w kompletną ochronę-odpowiedniej strefy. Strefa 1: Wymagane są iskrobezpieczne (Ex i) przetworniki temperatury, ognioszczelne (Ex d) skrzynki przyłączeniowe lub obudowy o podwyższonym-bezpieczeństwie (Ex e). Nawet prosty czujnik RTD musi mieć etykietę ATEX / IECEx z dokładną grupą gazu (IIA, IIB, IIC) i klasą temperaturową. W wielu jurysdykcjach-części nieelektryczne – po prostu wymienniki mechaniczne bez elektrycznych urządzeń pomocniczych – są klasyfikowane jako proste urządzenia mechaniczne. Nie muszą same posiadać certyfikatu ATEX, pod warunkiem, że nie wytwarzają iskier, gorących powierzchni nad AIT lub ładunków statycznych, które mogłyby się zapalić. Jednak instalator nadal musi udowodnić, że cały system spełnia wymagania strefy.

Oczyszczanie i zwiększanie ciśnienia zapewniają dodatkowy poziom ochrony obiektów zamkniętych lub półzamkniętych. Jeśli masz przedmuch typu X lub Y za pomocą obojętnego azotu, możesz obniżyć wewnętrzną klasyfikację szafki zawierającej instrumenty ze Strefy 1 do strefy innej niż-niebezpieczna. Następnie możesz użyć standardowych komponentów wewnątrz. W przypadku dużych wymienników-płaszczowych i{{7}rurowych PTFE znajdujących się w Strefie 2, przedostawaniu się łatwopalnych oparów zapobiega stałe, łagodne nadciśnienie czystym powietrzem lub azotem, pod warunkiem, że sam system oczyszczania jest certyfikowany i monitorowany-bezpiecznymi blokadami.

Wybór i instalacja podlegają regulowanej procedurze. W pierwszej kolejności wykwalifikowana osoba lub organ notyfikowany musi przeprowadzić badanie klasyfikacji obszaru, które określi konkretną strefę, grupę gazową i klasę temperaturową. Tylko wtedy inżynier procesu może wybrać wymiennik PTFE o temperaturze powierzchni-równej lub wyższej od tej klasy. Renomowani producenci oferują dziś urządzenia, które są wstępnie-certyfikowane dla Strefy 1/21 lub Strefy 2/22, a wyniki testów-przeprowadzonych przez strony trzecie wykazują temperatury powierzchni w warunkach zablokowanego-przepływu i-podwyższonego ciśnienia. Jeśli wymiennik jest dostarczany bez części elektrycznych, odpowiedzialność za certyfikację przechodzi na pakiet akcesoriów,-zawory, przyrządy i okablowanie, z których każdy będzie musiał mieć własne oznaczenie ATEX/IECEx. Dokumentacja musi być kompletna: certyfikaty materiałowe potwierdzające czystość PTFE, dzienniki spawania (jeśli były stosowane), dane z testów temperatury powierzchni i instrukcje instalacji, które szczegółowo określają czynności w obszarach niebezpiecznych.

Porównaj to systematyczne podejście z pokusą stosowania zwykłego,-niedopuszczalnego wymiennika PTFE, „ponieważ jest to tylko plastik”. Sprzęt taki nie posiada danych dotyczących klasyfikacji temperatur, certyfikowanego limitu temperatury powierzchni ani możliwości śledzenia w celu zapobiegania wyładowaniom elektrostatycznym lub iskrzeniom. W strefie 1 jest to nie tylko niezgodne-, ale także niezgodne z prawem i, co ważniejsze, niebezpieczne. W ciągu kilku minut od zakłócenia przepływu niemonitorowany dopływ pary może wypchnąć ściankę rury ponad AIT. Przełącznik zbliżeniowy bez certyfikatu może wywołać iskrę podczas normalnej kalibracji. Jednostki certyfikowane są droższe, ale jeśli porównać to z kosztem eksplozji, ofiar śmiertelnych, uszkodzeń instalacji i kar finansowych, nie jest to porównanie.

Ciągła kontrola i konserwacja zamyka pętlę bezpieczeństwa. Wycieki palnego płynu procesowego na zewnątrz wymiennika mogą stwarzać dodatkowe zagrożenia. Przy każdym naprawie należy sprawdzić szczelność połączeń uszczelnianych. Tam, gdzie jest to wymagane w celu rozproszenia ładunków elektrostatycznych, taśmy łączące elektrycznie muszą pozostać nienaruszone. Jakakolwiek wymiana czujnika lub zaworu musi stanowić bezpośrednią wymianę oryginalnego certyfikatu. Jeżeli wymiana typu „podobne na podobne” nie uwzględnia oznaczenia Ex, certyfikat całego systemu jest nieważny.

Podsumowując, wymienniki ciepła PTFE można bezpiecznie eksploatować w atmosferach wybuchowych, pod warunkiem, że każda część systemu - temperatura powierzchni, urządzenia elektryczne, czyszczenie, dokumentacja i konserwacja - została zaprojektowana dokładnie według kryteriów danej strefy. Certyfikacja to nie papierkowa robota. To gwarancja inżynieryjna, że ​​sprzęt nie stanie się źródłem zapłonu, jakim nigdy nie miał być. W bezpieczeństwie procesowym obowiązuje tylko jedna zasada: otoczenie należy dopasować do sprzętu, a nie odwrotnie. Jeśli zastosuje się tę ideę, wyjątkowa odporność korozyjna PTFE stanie się zaletą, a nie zagrożeniem, umożliwiając fabrykom chemicznym efektywną i przede wszystkim bezpieczną pracę w najtrudniejszych niebezpiecznych miejscach.