Khi thảo luận về các tiêu chuẩn thiết kế và an toàn của thiết bị điện cho các vị trí nguy hiểm, thuật ngữ "Class 1 Division 2" thường được sử dụng. Hiểu Class 1 Division 2 đòi hỏi rất quan trọng để đánh giá tác động của nó đối với sự an toàn và chức năng của thiết bị trong những môi trường này. Sự phân loại này do Chuẩn Điện Quốc gia Hoa Kỳ (National Electrical Code - NEC) đặt ra, nhấn mạnh tầm quan trọng của các biện pháp an toàn cụ thể và những cân nhắc về thiết kế đối với thiết bị hoạt động trong môi trường có khả năng gây nổ.
Class 1 Division 2 là gì?
NEC, thuộc Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia (NFPA), phân loại các khu vực nguy hiểm là nơi "Có nguy cơ cháy nổ do các khí hoặc hơi dễ cháy, chất lỏng dễ cháy, bụi cháy, sợi hoặc hạt bay dễ cháy.". Class 1 Division 2 đề cập đến các khu vực có thể có khí, hơi hoặc chất lỏng dễ cháy trong điều kiện hoạt động bình thường nhưng không có khả năng gây ra rủi ro nổ. Tuy nhiên, điều quan trọng cần nhớ là việc không tuân thủ các tiêu chuẩn Class 1 Div 2 vẫn có thể nguy hiểm. Tia lửa điện hoặc bề mặt nóng từ thiết bị không tuân thủ có thể đốt cháy các vật liệu dễ cháy, gây nổ và thương tích nghiêm trọng.
Các kiểu khu vực nguy hiểm
Class I
Theo NEC, có ba kiểu khu vực nguy hiểm. Kiểu đầu tiên tạo ra bởi sự hiện diện của các loại khí dễ cháy hoặc hơi trong không khí, như khí gas tự nhiên hoặc hơi xăng. Khi có khí này trong không khí sẽ xuất hiện nguy cơ cháy nổ, sẽ gây nên đám cháy nếu nếu một nguồn điện hoặc các nguồn phát lửa xuất hiện. Phân loại vùng nguy hiểm này là vùng I (Class I Hazardous Location). Vùng I nguy hiểm (Class I Hazardous Location) là vùng trong đó có khí hoặc hơi dễ cháy. Các vùng I điển hình là:
- Nhà máy lọc dầu, kho chứa xăng và khu vực pha chế;
- Khu vực chưng cất mà có xuất xuất hiện hơi dễ cháy;
- Khu vực phun sơn;
- Khu bảo dường máy bay (Aircraft hangars) và khu vực cấp nhiên liệu;
- Nhà máy điện khí mà quá trình vận hành bao gồm lưu trữ và quản lý khí đốt hóa lỏng hoặc khí tự nhiên.
Class II
Vùng II nguy hiểm theo NEC là khu vực hiện diện của bụi cháy. Hạy bụi cháy, lơ lửng trong không khí, có thể gây ra một vụ nổ mạnh mẽ như là một xảy ra tại nhà máy lọc dầu. Vùng II điển hình gồm:
- Băng chuyển;
- Nhà máy bột và thức ăn chăn nuôi;
- Nhà máy sản xuất sử dụng hoặc lưu trữ bột magnesium hoặc bột nhôm;
- Nhà máy nhựa, dược phẩm, pháo hoa;
- Nhà máy tinh bột hoặc bánh kẹo;
- Nhà máy gia vị, đường hoặc chế biến ca cao;
- Nhà máy tuyển than hoặc xử lý các bon.
Class III
Vùng III nguy hiểm (Class III hazardous locations) theo NEC là có sợi hoặc bụi dễ cháy, do các loại vật liệu được xử lý, lưu trữ, chế biến. Các sợi và bụi không được lọc khỏi không khí, sẽ đọng lại xung quanh máy móc hoặc thiết bị chiếu sáng và tỏa nhiệt, một tia lửa hoặc kim loại nóng có thể gây cháy. Một số dạng vùng III điển hình:
- Nhà máy dệt, bông sợi;
- Nhà máy chế biến sợi bông, hạt lanhs;
- Nhà máy chết biến gỗ, mùn cưa.
Tình trạng khu vực nguy hiểm
Ngoài vùng nguy hiểm, NEC còn xét đến tình trạng khu vực nguy hiểm là những nguy cơ xuất hiện. Division 1 là điều kiện bình thường và Division 2 là điều kiện bất thường.
Trong điều kiện bình thường, chất nguy hiểm sẽ có mặt trong hoạt động sản xuất hàng ngày hoặc trong quá trình sửa chữa và bảo trì hoạt động thường xuyên.
Khi chất độc hại được đóng trong thùng kín hoặc các hệ thống khép kín bị rò rỉ với lý do bị đổ vỡ do vô ý hoặc thao tác thì tình trạng gọi là "bất thường."
Mã cho hai tình trạng này rất đơn giản: Division 1- Bình thường và Division 2 - Bất bình thường. Class I, Class II và Class III vùng nguy hiểm có thể thuộc Division 1 hoặc Division 2.
Ví dụ điển hình khu vực nguy hiểm Class I, Division 1 là khu vực chứa dầu hoặc gần van nhà máy lọc dầu, trong đó chất liệu dễ cháy luôn xuất hiện trong điều kiện vận hành bình thường.
Vai trò quan trọng của Class 1 Division 2 đối với màn hình HMI
Màn hình HMI tuân thủ Class 1 Division 2 thường kết hợp các tính năng cụ thể để giảm thiểu rủi ro đánh lửa. Những tính năng này có thể bao gồm:
- Thiết kế không phát ra tia lửa: Vật liệu và linh kiện giúp giảm thiểu việc tạo ra tia lửa trong quá trình vận hành.
- Bo mạch an toàn: Mạch điện có năng lượng đầu ra hạn chế, đảm bảo chúng không thể tạo ra tia lửa gây cháy ngay cả trong điều kiện lỗi
Đặc biệt trong các ngành như dầu khí, sản xuất hóa chất, dược phẩm và lĩnh vực y tế, việc tuân thủ các tiêu chuẩn Class 1 Div 2 là rất quan trọng. Các lĩnh vực này thường hoạt động trong môi trường có không khí dễ cháy nổ, khiến việc lựa chọn thiết bị tuân thủ trở thành ưu tiên hàng đầu để đảm bảo an toàn và tính toàn vẹn trong vận hành.
Một ví dụ hàng đầu về công nghệ HMI đáp ứng tiêu chuẩn an toàn Class 1 Div 2 là nXT của CIMON. HMI này được thiết kế dành riêng cho môi trường nguy hiểm, cung cấp các tính năng mạnh mẽ đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả. nXT được thiết kế để chịu được những thách thức của các cài đặt như vậy, bao gồm cả việc ngăn chặn sự đánh lửa trong môi trường có khả năng chứa khí hoặc hơi nổ.
Kết luận
Hiểu được tầm quan trọng của việc phân loại Class 1 Div 2 rất quan trọng đối với các kỹ sư trong môi trường nguy hiểm, đảm bảo vận hành an toàn các thiết bị điện. Khi các ngành công nghiệp tiếp tục phát triển, việc tích hợp an toàn với tiến bộ công nghệ trở nên quan trọng hơn bao giờ hết, khiến việc tuân thủ Class 1 Div 2 trở thành yếu tố quan trọng cần cân nhắc trong việc phát triển và triển khai thiết bị công nghiệp.