En enkel forklaring på begrepene innen eksplosjonsbeskyttelse: Ex i, Ex d, Ex m, Ex e og Ex t

Mens en ATEX- eller IECEx-soneklassifisering angir hvor en mobil enhet lovlig kan brukes, forklarer Ex-beskyttelseskoden hvordan enheten fysisk forhindrer en eksplosjon. Ved å forstå disse underliggende tekniske prinsippene kan sikkerhetsansvarlige og innkjøpsteam velge maskinvare som er spesielt tilpasset de fysiske risikoene ved deres anlegg.

Hos Atexxo Manufacturing har vi spesialisert oss på å omdanne verdens mest avanserte mobile maskinvare til fullt sertifisert eksplosjonssikkert utstyr. Her følger en oversikt over de viktigste metodene for eksplosjonsbeskyttelse, hvordan de fungerer og hvordan de kombineres for å skape sikre industrielle enheter.

Forebygging kontra inneslutning: Ex i og Ex d

De to viktigste prinsippene innen mobilitet i eksplosjonsfarlige områder er forebygging og inneslutning.

• Ex i (egensikkerhet): En forebyggende strategi. De interne elektriske kretsene er utformet for å strengt begrense strøm, spenning og termisk energi. Dette sikrer at elektriske gnister eller overflatevarme, selv under feilforhold, fysisk sett ikke kan nå den minimale antennelsesenergien (MIE) for gassene i omgivelsene. Egensikkerhet er videre inndelt i Ex ia (sikker ved to samtidige komponentfeil, påkrevd for sone 0), Ex ib (sikker ved én feil, standard for sone 1) og Ex ic (sikker under normal drift, brukes for sone 2).
• Ex d (flammesikker / eksplosjonssikker): En inneslutningsstrategi. Ex d-konstruksjonen tar høyde for at det kan oppstå en intern gnist eller et batterisvikt inne i huset. Sikkerheten ivaretas av et robust, trykkbestandig ytre kabinett. Dersom det oppstår en intern antenning, presses de ekspanderende, varme gassene gjennom presisjonsbearbeidede kanaler, såkalte flammebaner. Disse smale kanalene kjøler raskt ned den utstrømmende gassen til under selvantennelsestemperaturen til luften utenfor. Hos Atexxo Manufacturing benytter vi presisjonskonstruert Ex d-kapsling for å bringe flaggskip-forbrukerprodukter – som de nyeste Apple-iPhone-modellene– trygt inn i miljøer i sone 1 og sone 2 uten å redusere prosessorkraften deres.

Komponentisolering og lysbueeliminering: Ex m og Ex e

I tillegg til primærkretser og eksterne hus benyttes spesialiserte beskyttelsesmetoder for bestemte interne komponenter:

• Ex m (innkapsling): Isolerer komponenter med høy risiko ved å omslutte dem fullstendig med en fast, ikke-ledende harpiks (en prosess kjent som «potting»). Siden flyktige gasser fysisk ikke kan nå de elektriske komponentene, er antennelse umulig. I mobilelektronikk brukes Ex m rutinemessig på høyeffektive litium-ion-batteripakker og trådløse lademoduler.
• Ex e (økt sikkerhet): Forhindrer lysbuer, gnister og overdreven overflatevarme under normal drift ved å øke den fysiske avstanden mellom ledende elementer (ved å overholde strenge krav til krypeavstand og lufteavstand) og ved bruk av høykvalitets isolasjonsmaterialer. På sertifiserte smarttelefoner brukes Ex e-prinsippene ofte på eksterne ladeterminaler, brytere og høystrømskontakter.

Fysisk avskjerming: Ex t for støvfarer

Gasser og brennbart støv utgjør helt forskjellige fysiske trusler. Mens gassbeskyttelse fokuserer på energibegrensning og flammeinneslutning, er støvbeskyttelse (Ex t) basert på fysisk utelukkelse.

Fine ledende partikler (som aluminium, grafitt eller kornstøv) kan forårsake kortslutning i mikroelektronikken hvis de slipper inn i kabinettet. Ex t-beskyttelse krever støvtett forsegling, som er direkte knyttet til en IP6X-klassifisering for inntrengningsbeskyttelse (vanligvis IP68 for fullstendig nedsenking og støvisolering).

Bruk vårt interaktive verktøy nedenfor for å utforske hvordan disse beskyttelseskonseptene passer til spesifikke farer i anlegget og enhetskomponenter:

Kombinering av beskyttelseskonsepter i moderne mobil maskinvare

Høyytelsesindustrielle smarttelefoner er sjelden avhengige av én enkelt beskyttelsesmetode. I stedet kombinerer ingeniører flere Ex-teknikker på tvers av ulike maskinvarekomponenter for å levere funksjonalitet gjennom hele skiftet, samtidig som de oppfyller strenge ATEX- og IECEx-standarder.

For eksempel kan en moderne Atexxo-konvertert smartterminal ha en kombinert sertifiseringsstreng som Ex ib mb IIC T4 Gb / Ex tb IIIC T135°C Db:

Ved å tilpasse hver komponent til det optimale beskyttelseskonseptet leverer Atexxo elegante, fullt utstyrte mobile terminaler som kan brukes sikkert i miljøer i sone 1, sone 2, sone 21 og sone 22.

Ofte stilte spørsmål

Hva er den viktigste praktiske forskjellen mellom Ex i (egensikkerhet) og Ex d (flammesikker)?

Ex i forhindrer eksplosjoner ved å begrense elektrisk og termisk energi slik at det fysisk ikke kan dannes gnister. Ex d tar høyde for at det kan oppstå en intern gnist, og bruker et robust kabinett for å innkapsle eksplosjonen og kjøle ned gasser som slipper ut, slik at de ikke kan antenne atmosfæren utenfor.

Hvorfor er moderne flaggskip-smarttelefoner sjelden sertifisert som Ex ia for sone 0?

En Ex ia-klassifisering krever at maskinvaren forblir sikker selv ved to uavhengige interne feil. Flaggskip-smarttelefoner trenger betydelig strøm for å drive høyhastighets flerkjerneprosessorer, lyse skjermer og avanserte kameraer, noe som gjør det praktisk talt umulig å begrense den elektriske energien til Ex ia-nivåer uten å svekke enhetens ytelse. Følgelig er sone 1 (Ex ib eller Ex d) driftsstandarden for industrielle smarte enheter med høy ytelse.

Er en gassbeskyttelsesklassifisering (Ex i eller Ex d) tilstrekkelig for soner med brennbart støv?

Nei. Gassbeskyttelseskonsepter tar for seg brennbare damper. For å kunne brukes lovlig i miljøer med brennbart støv (sone 21 eller sone 22), må utstyret uttrykkelig være merket med en støvbeskyttelsesklassifisering (for eksempel Ex t eller Ex tb) i tillegg til en sertifisert støvtett inngangsklassifisering (IP6X).