В то время как классификация зон по стандартам ATEX или IECEx определяет, в каких местах мобильное устройство может эксплуатироваться в соответствии с законодательством, код взрывозащиты Ex объясняет, каким образом устройство физически предотвращает взрыв. Понимание этих лежащих в основе инженерных принципов позволяет специалистам по технике безопасности и отделам закупок выбирать оборудование, специально адаптированное к физическим рискам, характерным для их объекта.
Компания Atexxo Manufacturing специализируется на преобразовании самого передового в мире мобильного оборудования в полностью сертифицированное взрывозащищенное оборудование. Ниже приводится обзор основных методов взрывозащиты, принципов их действия, а также того, как они сочетаются для создания безопасных промышленных устройств.
Предотвращение против локализации: Ex i и Ex d
Двумя наиболее значимыми подходами в сфере мобильных устройств для взрывоопасных зон являются предотвращение и локализация.
- Ex i (искробезопасность): превентивная стратегия. Внутренняя электрическая схема сконструирована таким образом, чтобы строго ограничивать ток, напряжение и тепловую энергию. Это гарантирует, что даже в условиях неисправности электрические искры или нагрев поверхности физически не смогут достичь минимальной энергии воспламенения (MIE) окружающих газов. Искробезопасность подразделяется на Ex ia (безопасность при одновременном выходе из строя двух компонентов, требуется для зоны 0), Ex ib (безопасность при выходе из строя одного компонента, стандарт для зоны 1) и Ex ic (безопасность при нормальной работе, применяется для зоны 2).
- Ex d (огнеупорный / взрывозащищённый): стратегия локализации. Конструкция типа Ex d исходит из того, что внутри корпуса может возникнуть внутренняя искра или произойти отказ аккумулятора. Безопасность обеспечивается за счёт прочного, устойчивого к давлению внешнего корпуса. В случае внутреннего возгорания расширяющиеся горячие газы вытесняются через прецизионно обработанные каналы, называемые «траекториями пламени». Эти узкие каналы быстро охлаждают выходящий газ до температуры ниже температуры самовоспламенения наружного воздуха. В компании Atexxo Manufacturing мы применяем прецизионные технологии проектирования корпусов типа Ex d, чтобы обеспечить безопасное использование флагманских потребительских устройств — таких как новейшие iPhone от Apple— в средах зон 1 и 2 без снижения их вычислительной мощности.
Изоляция компонентов и предотвращение образования дуги: Ex m и Ex e
Помимо первичных цепей и внешних корпусов, к отдельным внутренним компонентам применяются специальные методы защиты:
- Ex m (герметизация): Изолирует компоненты повышенной опасности путем их полного покрытия твёрдой непроводящей смолой (процесс, известный как заливка). Поскольку летучие газы физически не могут достичь электрических компонентов, возгорание исключено. В сфере мобильной электроники классификация Ex m повсеместно применяется к высокоэнергетическим литий-ионным аккумуляторным батареям и модулям беспроводной зарядки.
- Ex e (повышенная безопасность): Предотвращает возникновение дуг, искр и чрезмерного нагрева поверхности в ходе нормальной эксплуатации за счет увеличения физического расстояния между проводящими элементами (соблюдение строгих требований к длине пути утечки и межэлектрическому зазору) и использования высококачественных изоляционных материалов. В сертифицированных смартфонах принципы Ex e часто применяются к внешним зарядным разъёмам, переключателям и разъёмам для прохождения сильных токов.
Физическое предотвращение: Ex t для опасностей, связанных с пылью
Газы и горючие пыли представляют совершенно разные физические угрозы. В то время как защита от газов ориентирована на ограничение энергии и локализацию пламени, защита от пыли (Ex t) основана на физическом предотвращении проникновения.
Мелкие проводящие частицы (такие как алюминиевая, графитовая или зерновая пыль) могут вызвать короткое замыкание в микроэлектронных устройствах, если попадут внутрь корпуса. Защита типа Ex t требует пыленепроницаемого уплотнения, что напрямую связано со степенью защиты IP6X (обычно IP68 для полного погружения в жидкость и изоляции от пыли).
Чтобы узнать, как эти концепции защиты соотносятся с конкретными опасностями на производстве и компонентами устройств, воспользуйтесь нашим интерактивным инструментом ниже:
Сочетание концепций защиты в современном мобильном оборудовании
Высокопроизводительные промышленные смартфоны редко полагаются на один-единственный метод защиты. Вместо этого инженеры сочетают несколько методов взрывозащиты (Ex) в различных аппаратных компонентах, чтобы обеспечить работоспособность в течение всей смены при одновременном соблюдении строгих стандартов ATEX и IECEx.
Например, современный смарт-терминал, адаптированный для работы в условиях ATEX, может иметь следующую комбинированную цепочку сертификатов: Ex ib mb IIC T4 Gb / Ex tb IIIC T135°C Db:
| Компонент устройства | Стандарт защиты | Конструктивный механизм |
| Логическая плата и драйверы дисплея | Ex ib (искробезопасность) | Схема с ограничением энергии, предотвращающая образование искр |
| Модуль литиевой батареи | Ex mb (герметизация) | Герметизация твёрдой смолой, изолирующая химическую энергию |
| Внешний корпус и уплотнения | Ex d / Ex tb (взрывозащита и защита от пыли) | Корпус с защитой от взрыва, оснащённый пыленепроницаемыми уплотнителями класса защиты IP68 |
Благодаря подбору для каждого компонента оптимальной схемы защиты компания Atexxo поставляет компактные и многофункциональные мобильные терминалы, способные безопасно работать в условиях зон 1, 2, 21 и 22.
Часто задаваемые вопросы
В чём заключается основное практическое различие между типами защиты Ex i (искробезопасный) и Ex d (взрывонепроницаемый)?
Конструкция Ex i предотвращает взрывы за счёт ограничения электрической и тепловой энергии, благодаря чему образование искр физически невозможно. Конструкция Ex d допускает возможность возникновения внутренней искры, но использует прочный корпус для локализации взрыва и охлаждения выходящих газов, чтобы они не могли воспламенить внешнюю атмосферу.
Почему современные флагманские смартфоны редко сертифицируются по классу Ex ia для зоны 0?
Класс защиты Ex ia требует, чтобы оборудование оставалось безопасным даже при возникновении двух независимых внутренних неисправностей. Флагманские смартфоны требуют значительной мощности для работы высокоскоростных многоядерных процессоров, ярких дисплеев и современных камер, что делает практически невозможным ограничение электрической энергии до уровней Ex ia без существенного снижения производительности устройства. Следовательно, Зона 1 (Ex ib или Ex d) является базовым стандартом эксплуатации для высокопроизводительных промышленных интеллектуальных устройств.
Достаточен ли класс защиты от газа (Ex i или Ex d) для зон с горючими пылями?
Нет. Концепции защиты от газа предусматривают оценку горючих паров. Для законной эксплуатации в средах с горючими пылями (зона 21 или зона 22) оборудование должно иметь четко указанный класс защиты от пыли (например, Ex t или Ex tb) наряду с сертифицированным классом пыленепроницаемости (IP6X).
