Zawory kulowe pneumatyczne są często specyfikowane dla środowisk niebezpiecznych i wybuchowych, ponieważ napęd pneumatyczny eliminuje energię elektryczną w siłowniku — znacznie zmniejszając ryzyko zapłonu. Zakłady obsługujące gazy łatwopalne, lotne rozpuszczalniki, atmosfery pyłowe lub opary węglowodorów potrzebują niezawodnych, iskrobezpiecznych rozwiązań zaworowych. Ten artykuł omawia, dlaczego zawory kulowe pneumatyczne są preferowane w takich warunkach, istotne kwestie zgodności i najlepsze praktyki w zakresie bezpiecznej eksploatacji.
Iskrobezpieczeństwo zaczyna się od braku elementów elektrycznych w mechanizmie napędowym. Systemy pneumatyczne wykorzystują sprężone powietrze do napędzania ruchu, więc w samym siłowniku nie ma iskier, gorących powierzchni ani łuków elektrycznych. W połączeniu z odpowiednio dobranymi zaworami elektromagnetycznymi i szafami zdalnego sterowania zlokalizowanymi w strefach bezpiecznych lub w obudowach przeciwwybuchowych, systemy zaworów kulowych pneumatycznych mogą spełniać rygorystyczne wymagania dla stref zagrożonych, takie jak ATEX, IECEx i północnoamerykańskie standardy Klasa/Podział.
Wybór materiału jest kluczowy. W przypadku mediów węglowodorowych stal nierdzewna lub stopy odporne na korozję są odporne na degradację ze strony płynów procesowych i chemikaliów czyszczących. Części ciśnieniowe powinny być weryfikowane zgodnie z odpowiednimi dyrektywami dotyczącymi urządzeń ciśnieniowych. Materiały uszczelnień i gniazd muszą wytrzymywać kontakt z chemikaliami, zachowując jednocześnie niską wydajność uszczelnienia; powszechne są warianty PTFE, podczas gdy specjalne fluoropolimery lub konstrukcje z metalowymi gniazdami mogą być potrzebne w ekstremalnych warunkach.
Zachowanie w przypadku awarii jest kolejnym krytycznym atrybutem bezpieczeństwa. Siłowniki jednostronnego działania (ze sprężyną powrotną) zapewniają, że zawór przemieszcza się do bezpiecznej pozycji w przypadku utraty powietrza instrumentalnego — albo otwierając się w celu zmniejszenia ciśnienia, albo zamykając się w celu odizolowania niebezpiecznego przepływu, w zależności od logiki bezpieczeństwa. Systemy bezpieczeństwa (SIS) często opierają się na tym deterministycznym zachowaniu w sekwencjach awaryjnego wyłączenia. Właściwe zaprojektowanie logiki bezpieczeństwa powinno być wykonywane we współpracy z inżynierami ds. bezpieczeństwa procesowego i być zgodne ze standardami takimi jak IEC 61511.
Uszczelnianie i kontrola emisji uciekających są kluczowe dla bezpieczeństwa środowiskowego i zgodności z przepisami. Zawory stosowane w usługach związków organicznych lotnych (VOC) muszą minimalizować emisje uciekające, aby spełniać lokalne i międzynarodowe standardy emisji. Materiały uszczelniające o niskiej emisji, podwójnie uszczelnione trzpienie i konstrukcje z mieszkami zmniejszają wycieki. Regularne harmonogramy wykrywania wycieków i konserwacji są często wymagane przez organy regulacyjne i powinny być zintegrowane z programem zgodności zakładu.
Praktyki instalacyjne w strefach zagrożonych podkreślają separację i podział na strefy. Wyspy zaworów pneumatycznych, rozdzielacze zaworów elektromagnetycznych i jednostki przygotowania powietrza są powszechnie umieszczane w bezpiecznych lub oczyszczonych szafach zlokalizowanych poza strefami sklasyfikowanymi, minimalizując potencjalne źródła zapłonu. Gdy urządzenia elektryczne są wymagane w pobliżu procesu, należy używać sprzętu przeciwwybuchowego lub iskrobezpiecznego z certyfikatem i instalować go zgodnie z klasyfikacją strefy i lokalnymi przepisami.
Testy operacyjne i testy dowodowe są wymaganymi elementami programu zaworów zorientowanego na bezpieczeństwo. Okresowe testy funkcjonalne potwierdzają, że siłowniki, elektromagnesy i urządzenia sprzężenia zwrotnego działają poprawnie w warunkach awarii. W przypadku zaworów w pętlach SIS, interwały testów dowodowych są obliczane na podstawie wskaźników awaryjności i analizy ryzyka i muszą być udokumentowane zgodnie z IEC 61511 lub odpowiednim standardem w Twojej jurysdykcji.
Dokumentacja i identyfikowalność zwiększają kulturę bezpieczeństwa. Każdy zawór powinien mieć jasny BOM, certyfikaty materiałowe, zapisy testów i dzienniki konserwacji. W przypadku incydentu lub audytu ta identyfikowalność demonstruje należytą staranność i wspiera dochodzenia przyczynowe.
Podsumowując, pneumatyczne zawory kulowe są szczególnie dobrze przystosowane do środowisk niebezpiecznych i wybuchowych ze względu na ich beziskrowy napęd, opcje bezpieczeństwa i solidną konstrukcję mechaniczną. W połączeniu z odpowiednimi materiałami, kontrolą emisji, praktykami instalacyjnymi i zgodnością z międzynarodowymi standardami bezpieczeństwa, systemy zaworów kulowych pneumatycznych zapewniają niezawodne i bezpieczne rozwiązanie do kontrolowania krytycznych strumieni procesowych.