Análisis detallado de las diferencias entre zonas con riesgo de explosión y zonas sin riesgo de explosión. Introducción.

Análisis detallado de las diferencias entre zonas con riesgo de explosión y zonas sin riesgo de explosión.

Introducción

Basándose en los requisitos de selección de transmisores de presión de alta temperatura y en la experiencia de puesta en marcha e inspección de seguridad en proyectos de ingeniería química, petroquímica y energética, este artículo establece una distinción sistemática entre zonas con riesgo de explosión y zonas sin riesgo. Se definen los criterios de clasificación de zonas, los requisitos de instrumentación y equipos, y los aspectos esenciales de la gestión in situ. Asimismo, se abordan las dificultades comunes en la delimitación de zonas, la selección de transmisores de presión de vapor y transmisores de presión industriales, y las inspecciones relacionadas con la supervisión de la seguridad.

El objetivo principal de separar las zonas con riesgo de explosión de las zonas sin riesgo de explosión es evitar que los gases, vapores y polvos combustibles se mezclen con el aire y formen atmósferas explosivas.

Explicación sencilla y comprensible a nivel práctico:

Zona de riesgo de explosión: La gestión se centra en la eliminación de fuentes de ignición generadas por instrumentos y dispositivos eléctricos. Todos los transmisores de presión industriales y de vapor instalados en esta zona deberán contar con una protección antiexplosiva adecuada. Los transmisores de presión de alta temperatura, los transmisores de presión HART y los transmisores de presión absoluta deberán seleccionarse de acuerdo con la clasificación de riesgo del sitio.

Zona sin riesgo de explosión: La gestión se centra en impedir la entrada de sustancias combustibles. Se mantiene un entorno operativo seguro mediante distancias de seguridad, ventilación mecánica, blindaje a presión positiva y cierres herméticos. Se permite el uso de transmisores convencionales sin certificación a prueba de explosiones.

1. Localizar todas las fuentes de liberación de sustancias.

La clasificación de zonas no puede basarse en etiquetas básicas como áreas de bombeo o parques de tanques. Es necesario identificar individualmente cada posible punto de fuga; estos son también los puntos clave para la instalación de transmisores de presión de alta temperatura.

En el caso de las bombas centrífugas, inspeccione los sellos mecánicos, los puertos de drenaje y ventilación, las válvulas de raíz para manómetros, los puertos de conexión para transmisores de presión industriales y las bridas en las entradas y salidas del equipo.

En los tanques de almacenamiento, examine las válvulas de ventilación, los puertos de toma de presión para la detección del nivel de líquido, las salidas de drenaje y las juntas de carga y descarga de material. Los sistemas de monitoreo de nivel de líquido suelen estar equipados con transmisores de presión de vapor para la adquisición de datos.

En los reactores, verifique las aberturas de alimentación, las boquillas de muestreo, las tuberías de ventilación y los sellos del eje del agitador. Todos los transmisores de presión de alta temperatura instalados en las tuberías de proceso deben cumplir con las especificaciones a prueba de explosiones.

Los riesgos de fugas varían según la posición en un mismo dispositivo. Los sellos mecánicos tienden a tener fugas debido a vibraciones prolongadas; las fugas en las bridas se producen por juntas, tensiones en las tuberías y deformación térmica; los puntos de muestreo liberan fluidos con frecuencia durante el funcionamiento; la dispersión del líquido descargado depende del diseño de las tuberías de recuperación posteriores.

Los puntos de fuga deben estar claramente marcados en los planos de distribución de zonas. Las indicaciones vagas, como "zona del tanque" o "zona de la bomba", dificultarán la selección de instrumentos antiexplosivos adecuados al sustituir transmisores de presión de vapor, corregir peligros ocultos o someterse a inspecciones de seguridad oficiales.

2. La clasificación de zonas depende de la frecuencia de aparición de los medios peligrosos.

Las zonas explosivas a base de gas se clasifican como Zona 0, Zona 1 y Zona 2.

Zona 0: La cavidad interna de los tanques de almacenamiento y los reactores, donde existe gas explosivo de forma continua. Los transmisores de presión de alta temperatura son los instrumentos de campo preferidos.

Zona 1: Áreas que rodean los puertos de muestreo y las conexiones de carga y descarga donde se forman intermitentemente mezclas de gases combustibles. Los transmisores de presión HART antideflagrantes son adecuados para su uso.

Zona 2: Proximidad a bridas, vástagos de válvulas y juntas de instrumentación donde las sustancias combustibles solo se fugan brevemente. Los transmisores de presión absoluta estándar y los transmisores de presión industriales cumplen con los requisitos de funcionamiento.

Las zonas con riesgo de explosión de polvo se dividen en Zona 20, Zona 21 y Zona 22, siguiendo los mismos principios de evaluación que las zonas con riesgo de gas.

Los rangos de difusión de gases peligrosos no pueden determinarse únicamente mediante la experiencia. Los cálculos exhaustivos deben tener en cuenta la volatilidad del medio, la temperatura y la presión del proceso, la dirección del chorro de fuga, la ventilación, las ataguías y las zanjas subterráneas. Las fugas de hidrocarburos licuados a alta temperatura y alta presión abarcan áreas de propagación más extensas, por lo que todos los transmisores de presión de vapor a lo largo de las tuberías requieren configuraciones mejoradas a prueba de explosiones.

3. La difusión de gases se produce en un espacio tridimensional; no se fíe únicamente de los dibujos en 2D.

Los gases de baja densidad, como el hidrógeno y el metano, ascienden y se acumulan en los espacios superiores. Los transmisores de presión HART y los transmisores de presión de alta temperatura instalados en techos y plataformas elevadas deberán cumplir con estándares de seguridad más estrictos.

Los gases pesados, incluido el gas licuado de petróleo, se dispersan cerca del suelo. Los transmisores de presión industriales instalados en tuberías subterráneas no pueden tener una clasificación de resistencia a explosiones reducida.

Los nuevos refugios contra la lluvia y la densa disposición de los equipos alterarán la circulación del aire. Es necesario reevaluar los límites de las zonas de riesgo originales y sustituir los transmisores de presión absoluta correspondientes.

Sin tabiques herméticos en los puntos de penetración de las paredes de las zanjas, los gases combustibles pueden propagarse a grandes distancias en el interior de los edificios. Los transmisores de presión industriales comunes, no a prueba de explosiones, ubicados dentro de los edificios se convertirán en graves riesgos de ignición.

4. La seguridad de las zonas sin riesgo de explosión depende de medidas de protección a largo plazo.

En salas de distribución eléctrica, salas de armarios de instrumentos y refugios de analizadores, se pueden utilizar instrumentos convencionales sin transmisores de presión de alta temperatura. Sin embargo, el conjunto completo de ajustes de protección de seguridad debe permanecer operativo en todo momento.

Distancia de separación segura fija desde puntos de fuga medios, entrada de aire fresco libre de contaminación, valor de presión positiva interior cualificado, puertas de cierre automático, orificios de penetración de tuberías totalmente sellados, zanjas subterráneas segmentadas y alarmas de enclavamiento de baja presión funcionales.

La activación del indicador luminoso del ventilador no garantiza la seguridad de la habitación. Para una evaluación exhaustiva, se requieren curvas de datos en tiempo real y registros de alarmas de medidores de presión diferencial combinados con transmisores de presión de vapor.

Entre los riesgos de seguridad más comunes en las instalaciones se incluyen las puertas permanentemente abiertas y las aberturas sin sellar en las paredes, que rompen la barrera de aislamiento. Las habitaciones que originalmente eran seguras y no peligrosas pueden convertirse en zonas de riesgo de explosión, lo que hace que los transmisores de presión absoluta convencionales sean inseguros.

5. Nunca juzgue el rendimiento a prueba de explosiones únicamente por la marca "Ex" en la carcasa.

Al adquirir transmisores de presión para alta temperatura y para vapor, no se fíe únicamente del logotipo Ex impreso en la carcasa. Inspeccione individualmente el grado de riesgo, el grupo de gases, el grupo de temperatura, el nivel de protección del equipo, la estructura a prueba de explosiones y las especificaciones del cable de soporte.

Desglose del marcado de la muestra Ex db IIC T4 Gb

Ejemplo: Marca de identificación universal para instrumentos utilizados en atmósferas explosivas.

db: Construcción de carcasa ignífuga, ampliamente utilizada para transmisores de presión HART de Zona 1.

IIC: Grupo de gases de alto riesgo. Los transmisores de presión de vapor utilizados en procesos químicos relacionados con hidrógeno y acetileno deben cumplir con esta norma.

T4: Clasificación de la temperatura superficial del equipo. Las condiciones de trabajo a alta temperatura priorizan los transmisores de presión de alta temperatura.

Gb: Nivel de protección de equipos designado para entornos de Zona 1

La selección inadecuada de equipos, como la instalación de transmisores de presión de vapor a prueba de explosiones dentro de la Zona 0 o la adaptación de transmisores de presión industriales comunes para procesos basados ​​en hidrógeno, provocará que el equipo no supere las inspecciones de aceptación de la supervisión de seguridad.

6. La instalación estandarizada determina la capacidad real a prueba de explosiones.

La certificación a prueba de explosiones de los transmisores de presión de alta temperatura y de vapor nuevos de fábrica está calibrada para las carcasas originales del fabricante, las superficies de unión ignífugas y los conjuntos de cajas de terminales. Las perforaciones o sustituciones de componentes no autorizadas en las instalaciones anularán la certificación a prueba de explosiones.

Los prensaestopas deben coincidir perfectamente con el diámetro exterior de los cables de los transmisores de presión absoluta. Los puertos de entrada de cables no utilizados deben sellarse con tapones antideflagrantes originales. Los transmisores de presión industriales con una clasificación de resistencia al agua IP únicamente no pueden utilizarse en zonas con riesgo de explosión.

7. La igualación de parámetros en todo el bucle es obligatoria para los circuitos intrínsecamente seguros.

El cumplimiento de un transmisor de presión de alta temperatura no puede evaluarse únicamente por la etiqueta de un solo dispositivo. Todos los componentes del circuito (transmisor, barrera de seguridad, cables y sistema de puesta a tierra) deben cumplir con los mismos parámetros, que es el estándar de inspección fundamental para la selección del transmisor.

Al sustituir transmisores de presión de vapor y transmisores de presión industriales, verifique la potencia nominal del instrumento, los parámetros de salida de la barrera de seguridad y la capacitancia e inductancia distribuidas del cable. Los cables intrínsecamente seguros y los cables de alimentación deben tenderse por separado dentro de gabinetes con las distancias de seguridad especificadas.

Se recomienda utilizar una hoja de registro de circuitos intrínsecamente seguros. Registre el modelo, la longitud del cable y los parámetros completos a prueba de explosiones de los transmisores de presión HART y de alta temperatura. La rápida comparación de parámetros durante el reemplazo de piezas evita un rendimiento inadecuado del circuito.

Conclusión

Tres criterios fundamentales para diferenciar las zonas con riesgo de explosión de las que no lo presentan: fuentes de liberación de sustancias, estado de la ventilación y rutas de difusión de gases.

Seleccione transmisores de presión para alta temperatura, vapor e industriales según su clasificación para zonas peligrosas e implemente una instalación estandarizada para garantizar la seguridad operativa. Si fallan los sistemas de protección en salas no a prueba de explosiones, los transmisores de presión absoluta convencionales generarán graves riesgos de explosión.