Ένα χημικό εργοστάσιο χειρίζεται εύφλεκτους διαλύτες. Οποιοσδήποτε εξοπλισμός στην περιοχή πρέπει να αξιολογηθεί για επικίνδυνες τοποθεσίες. Οι εναλλάκτες θερμότητας PTFE είναι ιδανικοί για τη διαβρωτική χημεία, αλλά μπορούν να γίνουν ασφαλείς για χρήση όπου ενδέχεται να υπάρχουν εκρηκτικοί ατμοί; Ποιες πιστοποιήσεις και πρακτικές εγκατάστασης απαιτούνται;
Σε εκρηκτικές ατμόσφαιρες-είτε Ζώνη 1 ή 2 για αέρια είτε Ζώνη 21 ή 22 για εύφλεκτες σκόνες-το περιθώριο σφάλματος είναι μηδέν. Μια μόνο καυτή επιφάνεια, αδέσποτος σπινθήρας ή στατική εκκένωση μπορεί να αναφλέξει ένα εύφλεκτο μείγμα με καταστροφικές συνέπειες. Οι εναλλάκτες θερμότητας πολυτετραφθοροαιθυλενίου (PTFE) υπερέχουν στον χειρισμό επιθετικών οξέων, διαλυτών και χλωριδίων που θα καταστρέφουν γρήγορα τον ανοξείδωτο χάλυβα ή τα εξωτικά κράματα. Οι μη κολλώδεις, χημικά αδρανείς σωλήνες και τα κελύφη τους τα καθιστούν την πρώτη επιλογή για ψύξη ή θέρμανση διεργασιών σε φαρμακευτικές, λεπτές{10}}χημικές εγκαταστάσεις και εγκαταστάσεις ημιαγωγών. Ωστόσο, το ίδιο το περιβάλλον που απαιτεί την αντοχή τους στη διάβρωση απαιτεί επίσης αυστηρή αξιολόγηση κινδύνου ανάφλεξης{12}στο πλαίσιο της Οδηγίας ATEX 2014/34/EU και των συστημάτων πιστοποίησης IECEx.
Ο ίδιος ο πυρήνας του εναλλάκτη θερμότητας είναι σπάνια η πηγή ανάφλεξης. Το PTFE δεν είναι-αγώγιμο και δεν παράγει σπινθήρες από την κανονική λειτουργία. Οι πραγματικοί κίνδυνοι πηγάζουν από τις βοηθητικές εφαρμογές που το εξυπηρετούν: κυκλώματα ατμού ή ζεστού λαδιού που μπορεί να υπερθερμάνουν την επιφάνεια, αισθητήρες θερμοκρασίας που απαιτούν ηλεκτρική ενέργεια, βαλβίδες ελέγχου που ενδέχεται να ενσωματώνουν ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες και ακόμη και την απλή ενέργεια μεταλλικών εργαλείων που χτυπούν το πλαίσιο κατά τη συντήρηση. Σε μια ατμόσφαιρα αερίου Ζώνης 1, για παράδειγμα, ένας αισθητήρας που έχει αξιολογηθεί μόνο για γενική-χρήση θα μπορούσε να παράγει έναν εσωτερικό σπινθήρα επαρκή για την ανάφλεξη ενός νέφους ατμών. Ο εναλλάκτης πρέπει επομένως να ενσωματωθεί σε μια ιδέα προστασίας που εξαλείφει κάθε πιθανή διαδρομή ανάφλεξης.
Ο επιφανειακός-περιορισμός θερμοκρασίας αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο του ασφαλούς σχεδιασμού. Κάθε μείγμα αερίου ή σκόνης έχει μια τεκμηριωμένη θερμοκρασία αυτόματης-ανάφλεξης (AIT) και, για τις σκόνες, μια θερμοκρασία ανάφλεξης στο στρώμα ή στο σύννεφο. Η μέγιστη θερμοκρασία επιφάνειας τόσο της πλευράς της διεργασίας όσο και της πλευράς χρησιμότητας-που μετράται στη χειρότερη-ρυπαντική περίπτωση, μπλοκαρισμένη ροή ή παροχή ατμού σε πλήρη πίεση-πρέπει να παραμένει κάτω από την κατηγορία θερμοκρασίας (T1–T6) ή το συγκεκριμένο AIT της ατμόσφαιρας. Για έναν τυπικό ατμό διαλύτη Ζώνης 1 με AIT 220 μοιρών, η επιφάνεια του εναλλάκτη δεν πρέπει ποτέ να υπερβαίνει τους 200 βαθμούς (κατηγορία Τ3). Οι κατασκευαστές το επιτυγχάνουν αυτό μέσω υπερμεγέθους{15}}περιοχής μεταφοράς θερμότητας, ακριβείς παρεμβολές ροής και περιττούς ανιχνευτές θερμοκρασίας. Στην πράξη, αυτό συχνά σημαίνει ότι το υγρό χρήσης (ατμός ή θερμικό λάδι) περιορίζεται από έναν ξεχωριστό πιστοποιημένο βρόχο ελέγχου.
Τα ηλεκτρικά εξαρτήματα που είναι προσαρτημένα ή παρακολουθούν τον εναλλάκτη απαιτούν πλήρη-την κατάλληλη προστασία. Εγγενώς ασφαλείς πομποί θερμοκρασίας (Ex i), κουτιά διακλάδωσης (Ex d) ή περιβλήματα αυξημένης ασφάλειας (Ex e) είναι υποχρεωτικά στη Ζώνη 1. Ακόμη και μια απλή RTD πρέπει να φέρει ετικέτα ATEX/IECEx που να αναφέρει την ακριβή ομάδα αερίων (IIA, IIB, IIC) και την κατηγορία θερμοκρασίας. Τα μη-ηλεκτρικά μέρη-αμιγώς μηχανικοί εναλλάκτες χωρίς ηλεκτρικά βοηθήματα-υπάρχουν στην κατηγορία "απλός μηχανικός εξοπλισμός" σε πολλές δικαιοδοσίες. Δεν απαιτούν το δικό τους πιστοποιητικό ATEX υπό την προϋπόθεση ότι δεν δημιουργούν σπινθήρες, δεν προκαλούν καυτές επιφάνειες πάνω από το AIT και δεν δημιουργούν στατικά φορτία με δυνατότητα ανάφλεξης. Ωστόσο, ο εγκαταστάτης παραμένει υπεύθυνος για την απόδειξη ότι ολόκληρο το σύστημα πληροί τις απαιτήσεις της ζώνης.
Ο καθαρισμός και η συμπίεση προσφέρουν ένα πρόσθετο επίπεδο προστασίας για κλειστές ή ημίκλειστες εγκαταστάσεις. Ο καθαρισμός τύπου X ή Y με αδρανές άζωτο μπορεί να μειώσει την εσωτερική ταξινόμηση των οργάνων του ντουλαπιού από τη Ζώνη 1 σε μη-μη επικίνδυνα, επιτρέποντας τα τυπικά εξαρτήματα μέσα. Για μεγάλους εναλλάκτες PTFE-και-σωλήνων που είναι εγκατεστημένοι στη Ζώνη 2, η συνεχής ελαφριά υπερπίεση με καθαρό αέρα ή άζωτο αποτρέπει την είσοδο εύφλεκτων ατμών, υπό την προϋπόθεση ότι το ίδιο το σύστημα εξαέρωσης είναι πιστοποιημένο και παρακολουθείται με ασφαλείς αστοχίες-.
Επομένως, η επιλογή και η εγκατάσταση ακολουθούν μια πειθαρχημένη σειρά. Πρώτον, ένα αρμόδιο άτομο ή ένας κοινοποιημένος οργανισμός πρέπει να ολοκληρώσει τη μελέτη ταξινόμησης της περιοχής, προσδιορίζοντας την ακριβή ζώνη, την ομάδα αερίων και την κατηγορία θερμοκρασίας. Μόνο τότε ο μηχανικός διεργασίας μπορεί να καθορίσει έναν εναλλάκτη PTFE του οποίου η αξιολόγηση θερμοκρασίας επιφάνειας- ταιριάζει ή υπερβαίνει αυτήν την ταξινόμηση. Οι αξιόπιστοι κατασκευαστές προμηθεύουν τώρα μονάδες προ{4}}πιστοποιημένες για τη Ζώνη 1/21 ή τη Ζώνη 2/22, συμπληρωμένες με αναφορές δοκιμών τρίτων-που δείχνουν θερμοκρασίες επιφάνειας σε σενάρια αποκλεισμένης-ροής και υπέρ{11}}πίεσης. Εάν ο εναλλάκτης παρέχεται χωρίς ηλεκτρικά εξαρτήματα, το βάρος πιστοποίησης μετατοπίζεται στη βοηθητική συσκευασία-βαλβίδες, όργανα και καλώδια-το καθένα από τα οποία πρέπει να φέρει τη δική του σήμανση ATEX/IECEx. Η τεκμηρίωση πρέπει να είναι εξαντλητική: πιστοποιητικά υλικού που επιβεβαιώνουν την καθαρότητα PTFE, αρχεία συγκόλλησης (όπου υπάρχουν), δεδομένα δοκιμών θερμοκρασίας επιφάνειας{16}και εγχειρίδια εγκατάστασης που αναφέρονται ρητά σε επικίνδυνες-πρακτικές περιοχής.
Αντιπαραθέστε αυτήν την πειθαρχημένη προσέγγιση με τον πειρασμό να εγκαταστήσετε έναν τυπικό, μη{0}}εναλλάκτη PTFE "επειδή είναι απλώς πλαστικός". Αυτός ο εξοπλισμός δεν φέρει δεδομένα-ταξινόμησης θερμοκρασίας, κανένα πιστοποιημένο όριο θερμοκρασίας-επιφανειών και καμία ιχνηλασιμότητα για αποφυγή στατικών ή σπινθήρων. Σε ένα περιβάλλον Ζώνης 1, δεν είναι απλώς-μη συμβατό. είναι παράνομο και, πολύ πιο σημαντικό, μη ασφαλές. Μια μη ελεγχόμενη παροχή ατμού θα μπορούσε να ωθήσει το τοίχωμα του σωλήνα πάνω από το AIT μέσα σε λίγα λεπτά από τη διαταραχή της ροής. Ένας μη πιστοποιημένος διακόπτης εγγύτητας θα μπορούσε να προκαλέσει σπινθήρα κατά τη συνήθη βαθμονόμηση. Το κόστος μιας πιστοποιημένης μονάδας είναι υψηλότερο, αλλά το κόστος μιας έκρηξης{10}}απώλειες ζωών, κατεστραμμένο εργοστάσιο, κανονιστικά πρόστιμα-καθιστούν τη σύγκριση χωρίς νόημα.
Η συνεχής επιθεώρηση και συντήρηση κλείνει τον βρόχο ασφαλείας. Διαρροές εύφλεκτου υγρού διεργασίας στο εξωτερικό του εναλλάκτη μπορεί να δημιουργήσουν δευτερεύοντες κινδύνους. Οι αρμοί με φλάντζα πρέπει να ελέγχονται για ακεραιότητα σε κάθε περιστροφή. Οι ιμάντες ηλεκτρικής συγκόλλησης, όπου απαιτείται να διαχέουν το στατικό, πρέπει να παραμένουν άθικτοι. Οποιοσδήποτε αισθητήρας ή βαλβίδα αντικατάστασης πρέπει να ταιριάζει ακριβώς με την αρχική πιστοποίηση. μια αντικατάσταση "μου αρέσει-για-μου αρέσει" που αγνοεί τη σήμανση Ex ακυρώνει ολόκληρο το πιστοποιητικό συστήματος.
Συνοπτικά, οι εναλλάκτες θερμότητας PTFE μπορούν πράγματι να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια σε εκρηκτικές ατμόσφαιρες, αλλά μόνο όταν κάθε στοιχείο της εγκατάστασης-επιφανειακής θερμοκρασίας, ηλεκτρικών βοηθημάτων, καθαρισμού, τεκμηρίωσης και συντήρησης- έχει σχεδιαστεί σύμφωνα με τις ακριβείς απαιτήσεις της ζώνης. Η πιστοποίηση δεν είναι γραφική εργασία. είναι η κατασκευασμένη εγγύηση ότι ο εξοπλισμός δεν θα γίνει η πηγή ανάφλεξης που δεν προοριζόταν ποτέ να γίνει. Στην ασφάλεια της διεργασίας υπάρχει μόνο ένας κανόνας: ο εξοπλισμός πρέπει να ταιριάζει με το περιβάλλον και ποτέ το αντίστροφο. Όταν ακολουθείται αυτή η αρχή, η ασυναγώνιστη αντοχή στη διάβρωση του PTFE γίνεται πλεονέκτημα παρά κίνδυνος, επιτρέποντας στα χημικά εργοστάσια να λειτουργούν αποτελεσματικά και, κυρίως, με ασφάλεια στις πιο απαιτητικές επικίνδυνες τοποθεσίες.
