Взрывозащищенные центробежные насосы выполняют те же задачи, что и их стандартные аналоги. Основная функция – перекачка жидкой среды вращением рабочего колеса, нагнетающего давление, создающего мощный напор.

Отличия касаются конструкции. Все токопроводящие силовые, электронные, нагревающиеся элементы изолированы, что исключает воспламенение или детонацию среды из-за термического воздействия или искрового разряда. Насосы соответствуют строгим требованиям безопасности, используются на объектах, для которых обычные устройства не подойдут. Примеры таковых – нефтеперерабатывающие, химические предприятия.

Стандартизация

Угрозы, склонные к воспламенению и детонации – горючие газы, пары жидкостей, концентрации которых в воздухе превышают допустимые показатели, пыль мелкой фракции. Для возгорания и объемного взрыва достаточно одной искры.

В таких условиях нужно использовать центробежные насосы, на корпусах которых присутствует маркировка “Ex”. Она говорит, что устройство сертифицировано по ATEX, IECEx, ТР ТС 012/2011 и другим нормативно-техническим документам, устанавливающим требования к взрывозащищенным агрегатам.

Для примера можно рассмотреть модель со следующей маркировкой:

• Ex – общий знак, говорящий о взрывозащищенном исполнении;
• D – класс защиты. В данной ситуации – оболочка, непроницаемая для детонаций;
• IIB – категория газа по степени опасности;
• T4 – температурная категория. Максимальная температура, до которой может нагреться внешний корпус.
• Gb – класс защиты.

Как достигается взрывозащищенность в насосном оборудовании?

Базовый элемент – корпус. Маркировка “d” говорит, что даже внутренняя детонация газовоздушной смеси не обернется его разрушением, сопровождаемым выходом пламени наружу. Стандарт фиксирует требования к толщине стенок, зазорам между элементами. Например, для газов категории IIA максимальный зазор – 0.9 миллиметра, IIB – 0.5, IIC – 0.3.

Требование к материалам – отсутствие искрения при механическом взаимодействии:

• Корпус – чугун, нержавейка, алюминиевый сплав с минимальной объемной долей меди.
• Рабочее колесо – бронза, нержавеющая сталь или модифицированный армированный полимер.
• Вал – сталь высокой степени легирования с покрытием, препятствующим развитию коррозии.
• Уплотнения – полимеры и эластомеры, выдерживающие продолжительный контакт с перекачиваемой средой без разрушения, образования трещин, потери исходной формы и структуры.

Герметичными должны быть кабельные вводы. Необходима комплектация электромотора датчиками, фиксирующими температуру подшипников и обмоток. При близости критических значений автоматика подает команду на экстренное отключение или снижение мощности, что исключает перегрев.

Специфика монтажа взрывозащищенных насосов

При установке учитывают особенности зоны, в которой расположено устройство. При постоянном присутствии взрывоопасной среды, механической или газообразной, используют насосы высших категорий Ga или Da. Периодическое формирование потенциально опасных условий требует моделей Gb или Db, редкое – Gc или Dc.

При подключении необходимо проконтролировать несколько параметров:

• Сопротивление заземляющей линии – не выше 4 Ом;
• Сопротивление изоляции обмоток электромотора – не менее 0.5 МОм;
• Максимально допустимые вибрации корпуса – 4.55 миллиметра в секунду.

Для достижения нужных электротехнических показателей используют надежные кабели в прочной изоляции. Компенсировать вибрации удается соответствующим вниманием к фундаменту. Основание должно быть прочным, исключающим смещения, тряску, при которой возникает риск соприкосновения деталей и формирования искрового разряда.

Взрывозащищенные и обычные насосы – сравнение

Базовые требования к стандартному насосному оборудованию – производительность и цена. Взрывозащищенность отходит на второй план, что сказывается на материалах. Как основу корпуса нередко используют полипропилен, недорогой, практичный, легкий, однако, не обладающий прочностью, выдерживающей детонации и термические воздействия.

Для взрывозащищенных версий подобные упрощения недопустимы. Выделяют несколько причин, по которым они оказываются дороже аналогов:

• Высокая прочность материалов. Облегченные полимеры не подходят. Нужны дорогие стали, цветные сплавы на основе меди и алюминия;
• Усиленные уплотнения. Не одинарные, а двойные, из модифицированных полимеров и эластомеров, справляющихся с химическими, температурными, механическими воздействиями.
• Сертификация по стандартам ТР ТС 012/2011 и ATEX. Прохождение испытаний предполагает дополнительные расходы. Производитель закладывает их в конечную стоимость.

Области применения

Взрывозащищенные насосы востребованы во всех сферах, где существует риск детонации, возгорания, спровоцированных искровым разрядом, нагревом. Пример – добыча углеводородного сырья. Склонность к воспламенению у сырой нефти ниже, чем у готового топлива, но даже она при невысоких температурах выделяет горючие пары. Исключить опасность можно использованием соответствующих насосов. Их задачи – подъем сырья из скважины, закачка бурового раствора, перегонка ископаемых между хранилищами, подземными и наземными.

АЗС и НПЗ

Эти объекты имеют дело не с сырой нефтью, а с топливом, бензином, керосином, дизелем. Температура вспышки минимальна, для воспламенения достаточно небольшой искры. Используемые в отрасли насосы характеризуются несколькими особенностями:

1. Полная изоляция нагревающихся элементов от контакта с перекачиваемой средой.
2. Усиленная изоляция токопроводящих деталей, на которых может сформироваться искровой разряд даже малой мощности.
3. Функция самовсасывания. Задача – исключение накопления горючих паров в шлангах и патрубках после остановки перекачки. Обычной пробки для герметизации недостаточно.

Горнодобывающие предприятия

Фактор риска – накопление газа метана в глубоких выработках и шахтах. При осушении, откачке грунтовых вод с нижних слоев нужно использовать исключительно взрывозащищенные насосы. Дополнительное требование к устройствам – способность работать с загрязненными жидкими средами, насыщенными механическими фракциями. В воде содержится не только песок, но обломки породы, диаметр которых часто превышает 3-4 миллиметра. Важно, чтобы прочность устройства была достаточной, позволяющей выдержать ударные воздействия.

Химия и фармацевтика

Взрывозащищенные насосы используют для работы с несколькими веществами:

• Агрессивные растворители.
• Спирты.
• Растворы на кислотной, щелочной основе, в том числе – концентрированные.
• Сжиженные газы.

Важно использовать насосы, устойчивые к коррозии. Обычная сталь не справится с агрессивными веществами, на поверхности быстро появится ржавчина. Альтернатива – нержавейка или технологичный полимер.

Аналогичные требования актуальны для предприятий пищевой промышленности, но с дополнением. В отдельную группу риска вынесены мукомольные цеха, склады, на которых хранится мука, сахарная пудра и подобные сыпучие вещества. Взвесь мучной пыли в воздухе взрывается не хуже паров бензина.

ЖКХ

В первую очередь – очистные и канализационные станции, где перерабатываются стоки, насыщенные органикой, выделяющей при разложении метан. Опасность представляют воды, загрязненные химическими веществами, растворителями, нефтепродуктами.

При внешнем и функциональном сходстве обычных и взрывозащищенных насосов они не являются взаимозаменяемыми. Использовать на опасных производствах стандартные версии нельзя – это чревато серьезной аварией, детонацией, пожаром. На ответственных объектах, НПЗ, предприятиях химической промышленности, где потенциально возможна техногенная катастрофа, следует использовать только взрывозащищенные версии.