Princip funkce

1. Co je tlakování a profukování?
2. Které normy jsou relevantní?
3. Základní provoz v prostředí s nebezpečnými plyny, prachem, nebo plynovou a prašnou atmosférou
4. Co se používá pro tlakování a profukování?
5. Jaké jsou požadavky na profukování?
6. Jaké jsou požadavky na tlakování?
7. Jaká zařízení lze chránit?

Tlakování a profukování je způsob ochrany, který využívá stlačený vzduch nebo inertní plyn pro eliminaci a prevenci poškození elektronických zařízení v závěrunebezpečnými látkami, jako je plyn, prach, nebo jejich kombinace. 

NFPA 496 je norma pro klasifikace Třída/Divize a IEC 60079-2 je norma pro Zóny. To jsou ovšem pouze normy pro tlakování a profukování, a jsou pouze jedním dílkem celé mozaiky. V úvahu je třeba vzít také kabeláž, teplotu a materiál závěru a zařízení. Například vodiče vedoucí do závěru a ze závěru ven nejsou součástí systému profukování a budou muset být chráněny. Klasifikace oblasti určuje, co je možné použít a jaké normy musí být splněny.
  

Pro prostředí s výbušnými plyny:  

Je nutné profukování pro eliminaci přítomnosti jakýchkoli hořlavých plynů uvnitř závěru. Pro zajištění bezpečnosti musí být dosaženo určitého objemu ochranného plynu na vnitřní objem závěru. Norma NFPA 496 požaduje čtyři výměny celého objemu a norma IEC60079-2 požaduje pět výměn celého objemu. Průtok závěrem je měřený nebo certifikovaný, aby bylo zajištěno úplné profukování závěru.

Po profouknutí ochranného závěru musí být uvnitř závěru udržován tlak. Pro udržování tlaku je do závěru přiváděn nízký průtok ochranného plynu, aby byl tlak v závěru udržován na minimální bezpečné hodnotě. Jeho hodnota závisí na normě NFPA 496 nebo IEC60079-2. Trvalý průtok ochranného plynu pro tlakování je vyžadován pro většinu závěrů z důvodu netěsnosti dvířek, okének, kabelových průchodek apod..

Pro prostředí s nebezpečným prachem:

Nebezpečný prach je nutné nejprve fyzicky odstranit ze závěru. Po vyčištění se závěr utěsní a natlakuje. Tlakování se obvykle provádí nízkým průtokem ochranného plynu, který udržuje tlak v závěru nad minimální bezpečnou hodnotou podle normy NFPA 496 nebo IEC60079-2. Konstantní průtok ochranného plynu je požadován pro většinu závěrů z důvodu netěsnosti dvířek, okének, kabelových průchodek apod. Profukování se neprovádí, protože přetlakové ventily obvykle musí být vybaveny lapačem jisker, který nepropouští prachové částice.

Pro prostředí s nebezpečným prachem a plynem:

Závěr musí být nejprve zbaven veškerého hořlavého prachu a poté profouknutím zbaven veškerého hořlavého plynu. Tlakové komponenty zůstávajístejné, ale minimální bezpečný tlak se může lišit. Obvykle vyžaduje nebezpečný prach vyšší bezpečný tlak v závěru, podle použité normy.

Po úspěšném profouknutí a/nebo vyčištění a natlakování závěru je možné zařízení bezpečně používat. Pokud tlak klesne pod minimální bezpečnou úroveň, je nutná reakce. V závislosti na normě použité pro klasifikaci oblasti se rozsah této reakce může měnit od odpojení ochranného závěru od napětí ihned nebo po předem nastavené prodlevě (pro postup vypnutí) až po aktivaci optického nebo zvukového alarmu obsluze, která provede opatření, ale ponechá ochranný závěr pod napětím.

U všech systémů je vyžadován přetlakový ventil, který uvolní nadměrný tlak v závěru. Přetlaková zařízení jsou také vyžadována pro pouze prachová prostředí, protože regulátor může selhat do závěru může proudit nadměrný průtok.

Pro tlakování a profukování závěrů se používá ochranný plyn. Ve většině závodů je to stlačený vzduch. Některé aplikace používají vzduch v tlakových lahvích a některé inertní plyn, například dusík. Při návrhu přívodu ochranného plynu je nutné zvážit několik parametrů:

• Přiváděný ochranný plyn musí být čistý. Podívejte se do norem a na parametry systému přívodu ochranného plynu, kde je uvedeno, jaký typ média je vyžadován. Pro udržování kvality by měl být vždy použitregulátor a filtr.
• Regulátor by měl být použit pro udržování konstantního průtoku pro tlakování. Může být také vyžadován pro stanovení výměnného objemu závěru při profukování. Neregulované přívody mohou vyvolávat extrémní změny tlaku. Pokud tlak poklesne pod minimum, může dojít k přerušení nebo vypnutí systému. Nadměrný tlak může deformovat nebo poškodit okna, těsnění a kabelové průchodky závěru.
• Zkontrolujte, zda má zdroj ochranného plynu dostatečnou kapacitu pro zajištění maximálního průtoku. 
• Zkontrolujte, zda jsou přívody ochranného plynu do ochranného závěru dostatečně velké, aby zajistily maximální průtok plynu během profukování.
   

Předpokládá se, že během spouštění se uvnitř závěru vyskytují hořlavé plyny v koncentraci dostatečné pro vytvoření rizika požáru při provozu zařízení.

Profukování je metoda vyplachování hořlavého plynu ven ze závěru tak, aby jeho koncentrace zůstávala poddolní mezí výbušnosti (LEL) nebezpečného plynu. Dobu potřebnou k vypuzení nebezpečných látek ze závěru ovlivňuje několik faktorů, včetně průtoku do a ze závěru, velikost závěru, počet požadovaných výměn objemu, architektura vnitřku závěru a jeho pevnost. Pokud má ochranný závěr více oddílů, měl by být přívod ochranného plynu strategicky umístěn na takových místech, aby bylo zaručeno profukování všech rohů a koutů. Délku profukování určují použité normy, ale bývá typicky:

• NFPA 496:4 výměny objemu/ 10 výměn objemu u motorů 

Profukování obvykle vyžaduje řízený průtok ochranného plynu do závěru a vhodný přetlakový ventil pro vypouštění. Doporučeným postupem je umístit ventil na dno závěru a přívod ochranného plynu do horní části, pokud je nebezpečný plyntěžší než vzduch. Důležitější je ovšem zajistit, aby byl ze závěru vytlačencelý objem. Při certifikaci závěrů může certifikační subjekt vyžadovat test pro ověření, zda je uvedená doba skutečně dostatečná. Buďte připraveni požádat certifikační agenturu, pokud bude takový test vyžadován.

Profukování velkých závěrů může být problematické, protože se zvyšuje otevírací tlak ochranného ventilu závěru. Tlakzávisí na velikosti plochy povrchu, což u větších povrchů znamená vyšší sílu:

• Velikost = 3 x 5 x 1,5“ = 22,5 cu. Ft
• Velikost dvířek závěru = 2 x 4 ft
• Průtok při tlaku v závěru = 30 scfm při 4 in wc ( 27,6 in wc = 1 psi)
• Průtok při tlaku v závěru = 12 scfm při 2 in wc ( 27,6 in wc = 1 psi)
• Počet výměn objemu = 4 in wc: to je v psi= 4/27,6 = 0,1445 psi

Při průtoku 30 scfm bude tlak v závěru přibližně 4 in wc nebo 0,1445 psi.

• Síla působící na dvířka bude 8 (sq ft) x 0,1445 (lbs/sq in) x 144 (sq in/sq ft) = 166 liber.
  Doba profukování = 4 výměny objemu x 22,5 sq.ft. / 30 scfm = 3 minuty

Při průtoku 12 scfm bude tlak v závěru přibližně 2 in wc nebo 0,0725 psi.

• Síla působící na dvířka bude 8 (sq ft) x 0,0725 (lbs/sq in) x 144 (sq in/sq ft) = 83 liber.
  Doba profukování = 4 výměny objemu x 22,5 sq.ft. / 12 scfm = 7,5 minuty.

Někdy mohou být větší závěryzesíleny pro vyšší tlak.

Závěry se tlakují po profouknutí nebo vyčištění od prachu. Tlakování brání vniknutí nebezpečné atmosféry zpět do závěru. Konstantní průtokochranného plynu do závěru je vyžadován jako prevence netěsnosti dvířek, oken, těsnění, kabelových průchodek, apod. Průtok pro tlakování je obvykle nižší než pro profukování a než je otevírací tlak přetlakového ventilu, ale mohou nastat případy, kdy bude muset být vyšší než otevírací tlak ventilu, aby bylo možné chladit závěr.

Při nastavování tlaku pro závěr se ujistěte, že tlak je vyšší než přesně minimální bezpečný tlak systému, ale nižší než otevírací tlak přetlakového ventilu. Pokud je například minimální bezpečný tlak nastaven na 0,25 in wc a otevírací tlak ventilu je 1,0 in wc, nastavte tlakovací tlak v závěru na 0,5 in wc. S tímto vyšším tlakem je větší šance, že poklesy tlaku v přívodním systému nespustí alarm nebo nezpůsobí vypnutí systému. 

Chránit lze většinu elektronických zařízení, avšak před použitím může být nutné provést drobné úpravy. Zařízení uvnitř závěru, který není vhodný pro nebezpečnou atmosféru, bude součástí tlakovacího a profukovacího systému. Pokud je část zařízenízcela utěsněná, pak musí být otevřena tak, aby ochranný plyn mohl proudit skrz celé zařízení. Možnosti minimálního otevření konzultujte s příslušnou normou. Elektronické součásti jako mikročipy, tranzistory, patice apod., nemusejí být vždy profukovány. Pokud je nutné část zařízení modifikovat, aby byly splněny požadavky pro profukování a tlakování, vždy se obraťte na jejich výrobce a ujistěte se, že úpravy nebudou mít vliv na bezpečnost a záruku.