Poradnik doboru silników przeciwwybuchowych do środowisk zapylonych podczas przetwarzania zboża
1. Tragedia, której można zapobiec
W 2023 roku w młynie doszło do eksplozji pyłu wywołanej przegrzaniem łożysk w wyniku nagromadzenia się kurzu na powierzchni silnika. W wyniku wtórnej eksplozji zginęło trzech pracowników, a pięciu zostało rannych. Dochodzenie wykazało, że silnik, którego to dotyczy, miał jedynie podstawowe zabezpieczenie i nie miał certyfikatu wybuchu pyłu.
To nie jest odosobniony przypadek. W latach 2018–2025 w chińskim przemyśle przetwórstwa zbóż odnotowano 47 przypadków eksplozji pyłu, z czego 37% było bezpośrednio związanych z niewłaściwym doborem sprzętu elektrycznego.
2. Dlaczego wyspecjalizowane silniki są niezbędne w środowiskach zapylonych
Podczas przetwarzania ziarna powstają palne pyły (mąka, mąka kukurydziana, skrobia). Kiedy stężenie zawieszonego pyłu osiągnie dolną granicę wybuchowości (około 50 g/m3 dla mąki) i występuje źródło zapłonu o wystarczającej energii, następuje eksplozja.
Trzy główne zagrożenia związane ze standardowymi silnikami w zapylonym środowisku:
- Pogorszenie odprowadzania ciepła: Warstwy pyłu działają jak izolacja, podnosząc wzrost temperatury silnika o 20–30 K i przyspieszając starzenie się smaru łożyskowego.
- Łożyska będące źródłem zapłonu: Zablokowane odprowadzanie ciepła → rosnąca temperatura łożyska → przekroczenie minimalnej temperatury zapłonu warstwy pyłu (≈300°C).
- Wyładowania statyczne: Plastikowe osłony wentylatorów i nieprzewodzące powłoki generują elektryczność statyczną w przepływie powietrza z dużą prędkością, potencjalnie powodując bezpośredni zapłon chmur pyłu.
3. Co oznacza certyfikacja Ex tD A21
Zgodnie z normą GB 12476 obszary przetwarzania zboża są zazwyczaj klasyfikowane jako Strefa 21 (sporadyczne występowanie chmur pyłu). Obowiązujące oznaczenie to:
Ex tD A21 IP65 T85°C
Podział parametrów:
| Parametr |
Oznaczający |
Znaczenie dla przetwórstwa zboża |
| Były tD |
Ochrona przeciwwybuchowa pyłu poprzez obudowę |
Ogranicza wnikanie kurzu i kontroluje temperaturę powierzchni |
| A21 |
Nadaje się do strefy 21 |
Dla obszarów, na których występują sporadyczne chmury pyłu |
| IP65 |
Pyłoszczelny + chroniony przed strumieniem wody |
Zapobiega przedostawaniu się cząstek mąki do komory łożyska i skrzynki zaciskowej |
| T85°C |
Maksymalna temperatura powierzchni 85°C |
Znacznie poniżej temperatury zapłonu warstwy pyłu mąki (≈300°C) |
4. Kluczowe środki techniczne
4.1 Konstrukcja antystatyczna
- Odlewany wirnik aluminiowy z powłoką antystatyczną (rezystywność powierzchniowa ≤ 10⁹ Ω)
- Przewodząca nylonowa osłona wentylatora, rezystancja uziemienia ≤ 10 Ω
- Wszystkie części niemetalowe przechodzą testy antystatyczne zgodnie z IEC 60079-0
4.2 Optymalizacja rozpraszania ciepła
- Odstęp między żebrami chłodzącymi zwiększono o 30%, aby ograniczyć powstawanie mostków pyłowych
- Wykończenie powierzchni obudowy Ra ≤ 3,2 μm w celu zminimalizowania przylegania kurzu
- Wbudowany termistor PTC do monitorowania temperatury uzwojenia w czasie rzeczywistym
4.3 Ulepszenia pieczęci
- Obudowa łożyska: uszczelka labiryntowa + uszczelka wargowa o podwójnej konstrukcji
- Skrzynka zaciskowa z uszczelką silikonową, moment dokręcania śrub kontrolowany w zakresie 8–10 N·m
- Wejście kablowe z dławnicą przeciwwybuchową, kompatybilne z kablami zbrojonymi
5. Zweryfikowane dane testowe
W niezależnych testach laboratoryjnych symulujących środowisko pyłu mąki (stężenie 500 g/m3, czas trwania 8 godzin):
| Przedmiot testowy |
Silnik standardowy |
Ten silnik przeciwwybuchowy |
Kryteria akceptacji |
| Przedostanie się pyłu do komory łożyska |
2,3 g |
0,02 g |
≤ 0,1 g |
| Maksymalny wzrost temperatury powierzchni |
92 tys |
58 tys |
≤ 80 tys |
| Szybkość spadku rezystancji izolacji |
18% |
3% |
≤ 10% |
| Napięcie statyczne |
850 V |
12 V |
≤ 100 V |
6. Zalecenia dotyczące wyboru
W przypadku zastosowań związanych z przetwarzaniem ziarna należy ustalić następujące priorytety:
- Pierwszy wybór: Ex tD A21 IP65 T85°C z powłoką antystatyczną
- Drugi wybór: Ex tb IIIB T85°C (hybryda gaz + pył, odpowiednia tam, gdzie mogą również występować gazy łatwopalne)
- Niezalecane: Tylko niecertyfikowane silniki o stopniu ochrony IP54
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
