近代化された工業生産、加工、輸送、保管は、様々な爆発性物質、液体、ガスを周囲環境に発生させる可能性があります。これらの生成物は公共の安全上の問題を引き起こす可能性があります。近年、産業施設で発生した多くの爆発事故は、これらの危険物質に関する規制の理解不足を浮き彫りにしています。
爆発の危険性が高い産業には、鉄鋼、石油化学、オートメーション、船舶、食品製造、製薬、倉庫オートメーション、リサイクル可能なバッテリー、製紙パルプ、エレクトロニクス、半導体などが含まれますが、これらに限定されるものではありません。その結果、サウンダ、表示灯、LEDライ、ストロボ、制御ボックス向けの防爆型および本質安全型の製品が開発されました。
爆発性環境の定義
継続的な化学反応(爆発など)を起こすには、主に 3 つの要因が関係します。
上記のうち、最も一般的に無視されるのは発火源と発火物質です。これは、ほとんどの人が一般的に火が唯一の発火源であり、石油とディーゼルが唯一の危険物質であると考えているためです。
発火源とは、高エネルギー密度を有するあらゆる発生源と正しく定義されるべきです。炎、高温ガス、高温表面、機械加工、電流、電気アーク、電磁波、光源、プラズマイオン、超音波、熱反応、熱放射、衝撃波、断熱圧縮などは、最終的に爆発に至る化学反応を引き起こす危険な発火源とみなされます。
多くの人が、石油・ガス>化学物質>日用品(例:バガス、コーンスターチ)の順に危険度が高いと誤解しています。しかし実際には、コーンスターチやバガスといった日用品も、想像を絶する爆発力を持つ可能性があります。物質の危険性は、発火源、酸素の相対濃度(気体、液体)、反応面積、そして物質自体のエネルギー遷移に大きく依存します。これらの条件が適切な場所とタイミングで満たされると、化学反応の連鎖が起こり、ナノ秒単位の時間枠で爆発を引き起こす可能性があります。一旦、正の連鎖反応が発生すると、発火源、酸素、物質のいずれかが枯渇するまで、逆のプロセスが停止することはありません。
防爆認証承認の基礎
発火源を制御することは、一般的に本質安全(IS)設計と呼ばれます。回路設計から、すべての電子部品が、より劣悪な条件下でも高い電位エネルギーの集中に耐えられるようにします。電子回路は、等価容量を制限するか、最大電圧、電流、電力、または表面温度を制限します。これらの規格はすべてIEC 60079-11に由来し、ATEX、FM、UL、CSA、NEPSIなど、各国の規格や規制によって異なります。
もう一つの制御方法は、爆発の発生を想定し、内部の製品を隔離して爆発を封じ込めることです。これにより、火炎伝播につながる火炎経路がなくなります。この方法により、腐食、信頼性の問題、風化(Oリングの劣化など)の影響を受ける構造部品は防爆性を保ち、IEC-60079-1、60079-2、およびIEC 60079-13の要件に準拠します。
発火源を制御する3つ目の方法は、不活性物質で発火源を隔離し、酸素を含んだ環境との接触を回避することです。このような酸素欠乏環境では、当然爆発は発生しません。例としては、発火点の高い不活性油体、不活性粉末、回路基板コーティング、電子機器の射出硬化などが挙げられます。
設備と適切なエリアの使用
以下は、さまざまな規格の機器保護レベル (EPL) のリストです。
|
機器保護レベル |
ATEX(欧州規格) |
FM、UL(アメリカ規格) |
リスク |
説明 |
|
Ga(空気、液体) |
ゾーン0 |
クラスI |
非常に高い |
爆発性物質と接触する可能性のある場所に直接機器を設置することができます。例:ガソリンスタンドのガス貯蔵タンク内 |
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Gb(空気、液体) |
ゾーン1 |
クラスI |
高い |
爆発性物質と接触する可能性のある場所に機器を間接的に設置する場合がある |
|
Gc(空気、液体) |
ゾーン2 |
クラスI |
低い |
爆発性物質との接触頻度が低い場所(例:ガソリンスタンドのオフィスなど)に機器を直接設置できます。 |
|
Da(ほこり) |
ゾーン20 |
クラスII |
非常に高い |
爆発性物質と接触する可能性のある場所に直接機器を設置することができます。例:化学工場のガス貯蔵タンク内 |
|
Db(ほこり) |
ゾーン21 |
クラスII |
高い |
爆発性物質と接触する可能性のある場所に間接的に機器を設置することができます。例:化学工場のガス貯蔵タンクの外 |
|
Dc(ほこり) |
ゾーン22 |
クラスII |
低い |
爆発性物質との接触頻度が低い場所(例:ガソリンスタンドのオフィスなど)に機器を直接設置できます。 |
|
Ma(地下鉱物) |
通電 |
クラスIII |
|
鉱山で使用される地下設備は、爆発性物質と直接接触するものとみなされます。エネルギーを発生できる発火源については、通電されているものとみなされます。 |
|
Mb(地下鉱物) |
通電停止 |
クラスIII |
|
鉱山で使用される地下設備は、爆発性物質と直接接触するものとみなされます。エネルギーを発生しない発火源については、非通電状態とみなされます。 |
物質の爆発能力分類
|
物質爆発能力 |
EU規格ATEX |
米国規格FM、UL |
説明 |
|
ガス、液体 |
I |
鉱業 |
代表的な物質 - メタン |
|
ガス、液体 |
IIA |
クラスI / グループD |
代表的な物質 - プロパン |
|
ガス、液体 |
IIB |
クラスI / グループC |
代表的な材料 - エチレン |
|
ガス、液体 |
IIB+H2 |
クラスI / グループB |
代表的な物質 - 水素 |
|
ガス、液体 |
IIC |
クラスI / グループA |
代表的な材料 - アセチレン |
|
固体、粉塵 |
IIIA |
クラスIII |
可燃性飛散物 |
|
固体、粉塵 |
IIIB |
クラス II、グループ G |
非導電性ダスト |
|
固体、粉塵 |
IIIB |
クラス II、グループ F |
炭素質ダスト |
|
固体、粉塵 |
IIIC |
クラス II、グループ E |
導電性ダスト |
温度分類
|
温度クラス |
Atex欧州規格 |
FM、UL(米国規格NEC 505) |
FM、UL(米国規格NEC 500) |
|
T1 |
450 ℃ |
450 ℃ |
450 ℃ |
|
T2 |
300 ℃ |
300 ℃ |
300 ℃ |
|
T2A |
該当なし |
該当なし |
280 ℃ |
|
T2B |
該当なし |
該当なし |
260 ℃ |
|
T2C |
該当なし |
該当なし |
230 ℃ |
|
T2D |
該当なし |
該当なし |
215 ℃ |
|
T3 |
200 ℃ |
200 ℃ |
200 ℃ |
|
T3A |
該当なし |
該当なし |
|
|
T3B |
該当なし |
該当なし |
|
|
T3C |
該当なし |
該当なし |
|
|
T4 |
135 ℃ |
135 ℃ |
135 ℃ |
|
T4A |
該当なし |
該当なし |
120 ℃ |
|
T5 |
100 ℃ |
100 ℃ |
100 ℃ |
|
T6 |
85 ℃ |
85 ℃ |
85 ℃ |
防爆タイプ



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