防爆エリアに設置できる機器とは

新米の季節ですね!この時期のごはんが大好物なSMASHブログ記者の「SMASH」くんです。

SMASHくん

前回の記事では、遠隔監視機器を選定するに当たって考慮すべき環境要因に関して説明しました。

この記事では、前回記事と関連して、さらに特別な機器選定が必要な防爆エリアに設置できる機器に関して説明します。

防爆とは

工場やプラントでは、可燃性ガスや可燃性粉じん等の可燃性物質を取り扱う現場も多くあります。これらの可燃性物質は、ガスでは空気と混合したり、粉じんでは空間に充満したりすると爆発・引火する危険があります。よって、このような可燃性物質を取り扱う現場に使用する遠隔監視機器は、機器自体が着火源とならないような特別な対策を講じる必要があります。

このように着火源にならない特別な対策を講じた機器を防爆機器と言います。
この記事では、特に可燃性ガスに着目して、防爆および防爆機器の基本的な部分を説明します。

防爆機器が必要な現場とは

防爆機器の説明に入る前にまず、防爆機器が必要な現場とはどういった現場なのかを説明します。

防爆機器が必要な現場を簡単に言ってしまうと、「可燃性ガスが存在する可能性がある現場」となります。
具体的には、プラントの生成物が可燃性ガス・溶液である現場や、可燃性ガスや・溶液を原料として扱う現場、可燃性の塗料等を使用する現場では、防爆機器の使用が必要です。

防爆エリアの危険度

それでは、防爆の観点でどのような点に注意を払う必要があるか見ていきましょう。
防爆機器が必要な現場でさらに考慮が必要な点は、「可燃性ガスが発生する頻度」「可燃性ガスの種類」です。この2点を見ることによって、その現場の防爆上の位置づけを明確にすることができます。

発生頻度は「ゾーン」で、種類は「ガスの爆発しやすさ」と「発火温度」の2つで分類されます。可燃性ガスの発生頻度を表すゾーンは、0~2の数字で表現され、以下の表のように発生頻度と危険度となります

ゾーン 可燃性ガスの発生頻度 危険度
ゾーン0 常時
ゾーン1 時々
ゾーン2 異常時

ゾーンそれぞれでそのエリアの危険度が判別でき、使用する防爆機器も危険度に合わせて、選ぶ必要があります。

また、現場で使用している可燃性ガスの種類も考慮する必要があります。可燃性ガスは、ガスの種類によって、爆発・発火のしやすさが異なるため、ガスの種類にあった防爆機器を選ぶ必要があります。
可燃性ガスの種類は、「爆発のしやすさ」と「発火温度」で分類されます。防爆機器における分類では、爆発のしやすさ=ガスグループIIA、IIB、IIC、発火温度=温度等級T1~T6+で判別が可能です。
温度等級は防爆機器の最高表面温度ごとに分類され、以下のようになります。

温度等級

さらに、各ガスグループおよび温度等級における代表的な可燃性ガスを以下に示します。

ガスグループ

上記のようにゾーンと可燃性ガスの種類を特定することで、その現場で必要とされる防爆機器の種類が決定できます。

防爆機器の種類

防爆機器は、防爆性能を実現している構造によって、いくつかの種類の分類ができます。さらに、各防爆構造によって対応できるゾーンが異なるため、防爆構造の機器をゾーンに合わせて選ぶ必要があります。

ここでは、防爆機器の中で多く採用されている耐圧防爆構造・本質安全防爆構造に関して簡単に説明します。

◆耐圧防爆構造 “d”

耐圧防爆構造は、防爆機器の容器内で可燃性ガスが爆発した場合に、防爆機器の容器が内部の爆発に対して耐え、かつ内部の爆発が防爆機器の外にある他の可燃性ガスに引火させないように設計を施した防爆機器です。設計の思想上、回転機等の大きなエネルギーを使用する機器で多く採用されています。
また、耐圧防爆構造は、ゾーン1から対応が可能となります。

◆本質安全防爆構造 “i”

本質安全防爆構造とは、正常状態および仮定した故障状態で、可燃性ガスを爆発・発火させるような火花や高温部分が生じないような設計を施した防爆機器であり、唯一ゾーン0で使用可能な防爆構造です。設計上、機器内で使用されるエネルギーを制限することとなるため、低電力の機器で多く採用されています。

さらに本質安全防爆は、考慮する故障状態の数によって、ia、ib、icの3種類に分類され、それぞれ対応可能なゾーンが異なりますので、注意が必要となります。
(ia=ゾーン0、ib=ゾーン1、ic=ゾーン2)

防爆機器の選定

ここまでで防爆機器を選ぶ上で考慮すべき設置環境および防爆機器に関して説明しました。実際の防爆機器には防爆性能を示す表記があり、その標記を読み解くことで設置環境に適合する機器であるかの判別が可能です。
最後に、防爆機器における標記の読み方の例を説明します。

◆耐圧防爆構造の例

耐圧防爆構造

先頭の「d」の表記が耐圧防爆構造であることを示し、これによりゾーン1で使用可能であることがわかります。さらに、「IIB T3」という標記から対象となる可燃性ガスが特定されます。

◆安全本質防爆構造の例

安全本質防爆構造

先頭の「ia」の表記が本質安全防爆構造であることを示し、これによりゾーン0で使用可能であることがわかります。さらに、「IIC T4」という標記から対象となる可燃性ガスが特定されます。

まとめ

ここまで、防爆エリアに設置可能な機器に関してご説明しました。

この記事を3行にまとめると

  1. 防爆エリアにおける可燃性ガス発生頻度:ゾーンの把握が重要
  2. 可燃性ガスの爆発(ガスグループ)・発火しやすさ(温度等級)の把握が重要
  3. 防爆エリアのゾーン・ガスグループ・温度等級に適合した防爆機器を選定

となります!
※本記事における防爆の説明は国際電気標準会議(IEC)の国際規格をもとにしております。

ここまで読んでいただいた皆さまへ、私たちは防爆に対応した製品を用意しています。

製品紹介:保守保全遠隔監視システムSMASH

SMASHは、本質安全防爆構造で認証を取得した遠隔監視システムです。

  • 防爆仕様:ic IIB T4

SAMSHは上記のようにゾーン2の防爆エリアでご使用いただけます。また、「IIB T4」に該当する可燃性ガスに対応しております。

SMASHの詳細情報・質問・見積もり等のご相談についてはHPもしくはお問い合わせフォームよりお気軽にお問い合わせください。

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編集後記-編集長の「SMASHマン」より-

SMASHマンの頭も、もちろん防爆仕様です!ゾーン2の防爆エリアでも駆けつけますよ!

ぜひ次回もお楽しみに!
最後まで読んでいただきありがとうございました!!