4月7日,《Ventex及抑爆系统——应用及TÜV南德的EU ATEX型式审查认证流程》专题讲座在上海静安区成功举行,主讲人TÜV南德意志大中华集团爆炸防护业务经理Kristof De Gersem受国际粉体检测与控制联合会邀请,为参会听众做了精彩而专业的分享。
爆炸防护产品同时作为“设备”,在粉尘爆炸环境使用时需要同时具备两种认证标识:其一是设备(equipment)认证标识,用于表明产品可以在何种爆炸风险区域内使用;另一是防护系统(protective system)认证标识,用于表明供应商声明的产品爆炸防护功能经过型式试验的证明,可有保障地发挥作用。前者往往出于生产者的商业市场考虑,令购买者能够明确地获取选择信息,后者是出于欧盟法律的要求。两种认证都可由ATEX证书加以证明,证书中会明确标明相应标识以及认证使用的EN标准。在防护系统认证的证书编号中,以“X”结尾的要额外注意,其说明产品具有特殊的使用条件,供应商必须向用户提供完整的证书文本,以展示认证机构对产品的描述以及“特殊使用条件”。
Ventex阀门又称“浮球阀”,是除尘系统及粉体气力输送系统管道应用的一种爆炸隔离设备。相对于其它类型的爆炸隔离方案,其具有双向可重用、安装距离短、可垂直安装、经过FDA认证可应用于食品医药等行业的优点,虽然价格较为昂贵,仍然是不少国外企业的最优选择。Ventex阀的性能使其能够达到最短安装距离3m、最大直径DN600、最大抗压1.3MPa、最大KSt 40MPa·m/s的应用范围,对金属粉尘也同样适用。目前,对Ventex阀进行ATEX认证需要考察EN ISO 80075-36/37电气相关标准、EN 15089:2009隔爆相关标准、以及EN 14460:2018抗压相关标准。
抑爆系统(HRD)的构成包括传感器、数据采集模块、控制器、抑爆剂罐等核心组件,在应用方案中,往往部署安装在容器上的压力/火焰传感器、安装在容器上的抑爆罐、以及安装在上游管道的化学隔爆罐。全套系统的采购及维护价格相较于泄压、机械隔爆要高,但是面对紧凑的设备布局或难以开设泄压口的工艺设备,抑爆系统是最为经济的选择。除安装便利之外,抑爆系统还能对不产生爆炸的火灾加以识别和熄灭,这也是它的一大优势。在其防护系统认证时,型式试验审查相对来说比较简单,而功能安全设计审查较为复杂。
抑爆系统的功能安全设计需要考察各个组件的运行条件及失效情景,包括传感器的本安设计、控制器的供电安全栅、抑爆罐的焊接符合PED(压力容器指令)、电磁兼容性、控制软件失效、元件寿命、抑爆剂需要量的设计工具可靠性等等。现行认证标准要求供应商需要向客户披露系统的PFD(失效概率),以供进行工艺安全评估使用。PFD的确定首先需要明确预期功能描述,并根据部件的失效率(根据历史失效数据或国际供应商提供)及失效情景分级计算,此过程即为故障模式、影响和危害性分析(FMECA)。功能安全认证依据EN 14373:2021、EN 61508、EN 13445等多个标准。功能安全评估需要对非正常工作条件进行测试,持续时间估计至少1年。
功能安全设计认证中的失效概率对系统提出了定期维护要求,例如:每3年更换系统备用电池和存储器、每5年更换动作触发机构并执行罐体压力检测、对焊接工厂进行持续的QAN质量审查等。对于ATEX型式试验,还提出了两点注意事项:一是试验使用的可爆粉尘数据需要经由认证机构认可的测试机构进行测试;二是测试所用的容器直径应大于隔爆装置安装的管道直径,且管道不允许变径。
讲座还对金属粉尘的防护实践进行了讨论。由于金属粉尘燃烧爆炸的机理与有机物不同,抑爆系统对金属粉尘效果不佳,气氛惰化是更优的方案。配合闭路气体惰化和监控系统,当惰化失效时采取紧急联动停机,此时粉尘在惰化气氛中沉积下来。对采取了惰化的工艺系统,还可采取泄压、隔爆等冗余设计,但设计所使用的粉尘爆炸性参数取值仍然是尚待进一步讨论的话题。
Kristof先生与钟圣俊教授还就泄爆片、旋转下料阀认证进行了交流。本次讲座对中国粉尘防爆装备制造的国际化提出了切实建议,指出了国内制造商需要努力的方向。讲座结束后,Kristof先生特将讲义提供出来向大众公开,可从本文下方链接下载。
讲座讲义下载:PPT.pdf