Les cartouches chauffantes utilisées dans des environnements antidéflagrants-(où existent des gaz, des vapeurs, des poussières ou des fibres inflammables) doivent répondre à des critères de conception antidéflagrants- stricts et obtenir une certification officielle pour empêcher l'inflammation de l'atmosphère dangereuse par des étincelles électriques, des températures de surface élevées ou un rayonnement thermique. Le principe de base de la conception est d'isoler ou d'éliminer toutes les sources d'inflammation générées par l'appareil de chauffage pendant le fonctionnement, et la conception structurelle, la sélection des matériaux et la protection de sécurité doivent toutes être adaptées aux caractéristiques des zones à risque d'explosion. Vous trouverez ci-dessous les exigences de conception spéciales obligatoires et les normes de certification de base pour ces appareils de chauffage.
I. Exigences de conception antidéflagrantes du noyau-
1. Contrôle strict de la température de surface (exigence fondamentale)
La température de surface maximale de l'appareil de chauffage doit être inférieure d'au moins 50 degrés à la température d'inflammation du fluide inflammable dans l'environnement d'application (une marge de sécurité) et être clairement indiquée sur le produit.
- Classez le fluide dangereux (par exemple, température d'inflammation du méthane ≈538 degrés, vapeur d'essence ≈280 degrés) et déterminez l'indice T- (classe de température) du chauffage (par exemple, T1 : inférieur ou égal à 450 degrés, T2 : inférieur ou égal à 300 degrés, T3 : inférieur ou égal à 200 degrés), en faisant correspondre la classe de température au caractéristiques d'inflammation du milieu.
- Optimiser la charge superficielle du radiateur (densité de puissance) pour éviter une surchauffe locale ; Les structures de charge de grand-diamètre et de faible-surface-sont préférées pour une dissipation thermique uniforme, et des tests de simulation thermique sont nécessaires pour vérifier l'absence de points chauds locaux.
- Pour les scénarios antidéflagrants-de poussière, une conception structurelle supplémentaire anti-accumulation de poussière est nécessaire (par exemple, une surface lisse et non-poreuse) pour empêcher la combustion de poussière causée par l'accumulation de chaleur sur la surface du radiateur.
2. Conception structurelle antidéflagrante (clé pour isoler les sources d'allumage)
En fonction de la classification des zones dangereuses (zone 0/1/2 pour le gaz, zone 20/21/22 pour la poussière) et des exigences en matière de niveau antidéflagrant-, sélectionnez le type de structure antidéflagrante-approprié ; les types les plus couramment utilisés pour les cartouches chauffantes sont le type antidéflagrant (Ex d) et le type à sécurité accrue (Ex e), le type à sécurité intrinsèque (Ex ia) étant utilisé pour des scénarios spéciaux de faible consommation d'énergie.
(1) Structure antidéflagrante (Ex d) – pour la zone 1/21 et les zones à risque plus élevé
- La coque métallique (corps du tube et boîte de jonction) doit avoir une résistance à la pression d'explosion suffisante (capable de résister à la pression de la détonation du gaz explosif interne) et une conception d'espace antidéflagrant (l'espace entre les surfaces de contact de la coque, telles que les joints filetés et les joints de bride, doit être dans la limite standard). La longueur et la largeur de l'espace sont strictement calculées pour refroidir la flamme et réduire la température du gaz explosif en cas de fuite, empêchant ainsi une inflammation externe.
- Le matériau de la coque doit avoir une résistance mécanique élevée (par exemple, acier inoxydable 316L, acier au carbone avec revêtement anti-corrosion) et une résistance aux chocs élevée, sans fissures ni déformation sous pression d'explosion ; les cordons de soudure sont entièrement soudés et soumis à des tests de pression et à des tests non destructifs.
- La boîte de jonction et la connexion du corps du tube adoptent un joint labyrinthe antidéflagrant ou une structure filetée antidéflagrante (engagement du filetage supérieur ou égal à 6 dents), et le matériau d'étanchéité est en caoutchouc fluoré/silicone résistant aux hautes-températures et à l'huile-pour empêcher les gaz inflammables de pénétrer dans la coque.
(2) Structure de sécurité accrue (Ex e) – pour les zones à faible -risque de la zone 2/22
- Mettre l'accent sur la prévention des défauts électriques (court-circuit, surcharge) générateurs d'étincelles ; renforcer la conception de l'isolation, augmenter la ligne de fuite et les dégagements entre les composants électriques (répondre aux exigences de sécurité accrue pour les équipements électriques) et utiliser des bornes de câblage à haute -fiabilité (sertissage + soudage) pour éviter un mauvais contact et des étincelles.
- La coque est conçue pour être étanche à la poussière et à l'eau (IP65 ou supérieur) afin d'empêcher les fluides inflammables de pénétrer et de s'accumuler à l'intérieur ; la connexion du fil chauffant et du fil conducteur est renforcée pour éviter la casse et les étincelles causées par la dilatation et la contraction thermiques.
3. Amélioration des performances d’isolation électrique et d’étanchéité
- La charge isolante interne (poudre d'oxyde de magnésium) doit être de haute-pureté, haute-résistante aux températures et à l'humidité-résistante (pureté supérieure ou égale à 99,5 %), compactée uniformément pour éviter les décharges partielles et les étincelles causées par une mauvaise isolation ; la résistance d'isolation entre le fil chauffant et la coque doit être supérieure ou égale à 100 MΩ à 150 degrés et réussir le test de rigidité diélectrique (500 V/1 000 V CA pendant 1 min sans panne).
- La sortie du fil de plomb du radiateur et la boîte de jonction adoptent une structure d'étanchéité multi-couche (joint antidéflagrant + presse-étoupe antidéflagrant-), et le matériau d'étanchéité est résistant au milieu dans l'environnement d'application (par exemple, l'huile, l'acide et l'alcali) ; le câble passant à travers le presse-étoupe doit être un câble antidéflagrant dédié-pour empêcher les fuites de gaz à travers l'espace du câble.
- Toutes les connexions électriques (fil chauffant, fil conducteur, borne) sont exemptes de pièces métalliques exposées et le bornier de la boîte de jonction est constitué d'un matériau isolant -ignifuge (par exemple, céramique, -ignifuge PA66) avec une ligne de fuite et un dégagement répondant aux normes antidéflagrantes-.
4. Systèmes fiables de protection contre la surchauffe et les pannes
Équipé d'une protection de sécurité à plusieurs-niveaux pour couper l'alimentation électrique à temps en cas de panne du chauffage, éliminant ainsi les sources d'inflammation causées par une surchauffe ou des défauts électriques :
- Double contrôle de la température et protection contre la surchauffe : installez une-résistance thermique intégrée (PT100/PT1000) et un coupe-circuit thermique-(fusible de température) à l'intérieur du radiateur ; la résistance thermique réalise une surveillance de la température en temps réel - et un contrôle automatique de la température, et la coupure thermique - (une - fois/réinitialisable) coupe l'alimentation électrique immédiatement lorsque la température de surface dépasse la limite de sécurité.
-Protection contre les surcharges et les courts-circuits- : le circuit externe est équipé d'un disjoncteur-antidéflagrant et d'un relais thermique, qui se déclenchent rapidement lorsque le courant dépasse la valeur nominale, empêchant les étincelles et la surchauffe causées par une surcharge/un court-circuit.
- Conception de mise à la terre fiable : la coque du radiateur et la boîte de jonction sont équipées de bornes de mise à la terre dédiées-antidéflagrantes (marquées du symbole de mise à la terre), le boulon de mise à la terre est anti-desserrage (avec rondelle élastique) et la résistance de mise à la terre est inférieure ou égale à 4 Ω pour éviter l'accumulation d'électricité statique et les étincelles causées par les fuites.
5. Sélection des matériaux pour une-adaptabilité antidéflagrante et environnementale
- Matériau de la coque : sélectionnez des matériaux métalliques à haute-résistance à la corrosion-et aux hautes-températures (l'acier inoxydable 316L est le choix courant ; l'acier au carbone avec un revêtement époxy anti-corrosion pour les environnements non-corrosifs ; l'alliage de titane pour les environnements fortement corrosifs). Le matériau doit avoir une bonne soudabilité et usinabilité pour garantir l’intégrité de la structure antidéflagrante.
- Matériau de l'élément chauffant : utilisez un alliage de nickel-chrome (Cr20Ni80/Cr15Ni60) avec des performances stables à haute-température et une génération de chaleur uniforme, évitant une surchauffe locale causée par une résistance inégale ; le fil chauffant est fixé avec des supports en céramique pour éviter le déplacement et le contact avec la coque (court-circuit) dus à la dilatation et à la contraction thermique.
- Matériaux auxiliaires : tous les matériaux d'isolation, d'étanchéité et de remplissage sont ignifuges-, résistants aux hautes-températures et non-volatils (aucun dégagement de gaz nocif à haute température) ; le câblage interne de la boîte de jonction utilise un fil antidéflagrant -résistant aux températures élevées- (avec isolation en plastique fluoré) pour éviter le vieillissement et la fissuration de l'isolation.
6. Conception structurelle pour éviter les-dommages mécaniques et être étanche à la poussière et à l'eau
- Le corps du tube chauffant n'a pas d'arêtes vives ni de bavures, et la boîte de jonction est conçue avec un couvercle de protection pour éviter les dommages mécaniques (par exemple, collision, extrusion) à la structure antidéflagrante et aux pièces d'étanchéité, ce qui peut entraîner une perte de performance antidéflagrante.-.
- Le degré de protection global du radiateur est d'au moins IP65 (résistant à la poussière et aux jets d'eau) ; pour les environnements extérieurs ou humides antidéflagrants-, il est mis à niveau vers IP66/IP67 pour empêcher l'eau et la poussière de pénétrer à l'intérieur et de provoquer des défauts électriques.
II. Normes et systèmes de certification antidéflagrants de base
Les cartouches chauffantes pour les applications-anti-déflagrantes doivent passer la certification d'instituts de test tiers officiels/autorisés-, et le produit porte la marque, la qualité et le code de certification antidéflagrants- ; les principales normes mondiales de certification antidéflagrante-sont les suivantes, et la certification est obligatoire pour les produits vendus dans les régions/pays correspondants.
1. Norme nationale chinoise : série GB 3836
Norme obligatoire pour les équipements électriques-antidéflagrants en Chine, équivalente à la série CEI 60079, et base fondamentale de la certification antidéflagrante-domestique :
- GB 3836.1 : Exigences générales relatives aux équipements électriques antidéflagrants-pour atmosphères gazeuses explosives.
- GB 3836.2 : Type antidéflagrant "d" pour les atmosphères explosives gazeuses (norme clé pour la conception de structures antidéflagrantes).
- GB 3836.3 : Type de sécurité accru "e" pour les atmosphères explosives gazeuses (norme clé pour la conception de structures à sécurité accrue).
- Série GB 12476 : Normes relatives aux équipements électriques antidéflagrants-pour les atmosphères de poussières combustibles (applicables aux scénarios antidéflagrants-de poussière).
- Organisme de certification : CQST (Chongqing Special Equipment Inspection and Research Institute), NEPSI (Shanghai Electrical Apparatus Research Institute) et autres institutions nationales de test antidéflagrantes-autorisées ; le produit certifié porte la marque antidéflagrante CNEx-.
2. Norme européenne : directive ATEX 2014/34/UE
La directive obligatoire sur les équipements antidéflagrants-sur le marché de l'UE, applicable à tous les équipements électriques/mécaniques utilisés dans des environnements explosifs dans l'UE :
- Divisez les zones dangereuses en gaz (zone 0/1/2) et poussière (zone 20/21/22), et le produit doit être marqué de la marque ATEX (Ex + type antidéflagrant-+ zone + classe de température, par exemple Ex d IIB T4 Gb).
- Exiger du fabricant qu'il établisse un système de gestion de la qualité (QMS) conforme aux exigences ATEX, et la conception et la production du produit sont soumises à un contrôle de qualité strict.
- La certification est valable pour l'ensemble du marché de l'UE et les instituts de test sont des organismes notifiés reconnus par l'UE (par exemple, SGS, TÜV, Bureau Veritas).
3. Norme internationale : système de certification IECEx
Le système international de certification antidéflagrante-formulé par la CEI (Commission électrotechnique internationale), avec une reconnaissance mutuelle entre les pays membres (Chine, UE, États-Unis, Australie, etc.), est la certification antidéflagrante universelle-mondiale :
- Basé sur les normes des séries CEI 60079 (gaz) et CEI 61241 (poussière), le processus de certification est conforme aux normes internationales et le produit porte la marque IECEx.
- Le produit certifié peut être vendu dans tous les pays membres de l'IECEx sans tests ni certification répétés, ce qui est la certification préférée pour les produits-orientés vers l'exportation.
4. Norme américaine : approbation UL 1203/FM
Les principales normes de certification antidéflagrantes-sur le marché nord-américain (États-Unis, Canada), avec des exigences de test strictes :
- UL 1203 : Norme relative aux équipements électriques antidéflagrants-anti-déflagrants et-à l'inflammation de la poussière-pour les emplacements dangereux (couvre les antidéflagrants-aux gaz et à la poussière).
- Approbation FM : certification antidéflagrante-de FM Global, largement reconnue dans les industries pétrochimiques, pétrolières et gazières en Amérique du Nord, avec un accent sur la fiabilité des produits et la sécurité incendie.
- Le produit certifié porte la marque antidéflagrante UL/FM-et sa conception doit répondre aux exigences de sécurité électrique du Code national de l'électricité (NEC) des États-Unis.
5. Autres normes régionales
- Russie : certification GOST-R (basée sur la série IEC 60079, avec exigences d'adaptation locales).
- Australie/Nouvelle-Zélande : série AS/NZS 60079 (alignée sur IECEx, reconnaissance mutuelle de la certification IECEx).
- Japon : série JIS C 0901 (norme antidéflagrante-pour les équipements électriques, applicable au marché japonais).
III. Exigences clés en matière de marquage et d’application
1. Marquage antidéflagrant- : la coque et la plaque signalétique du radiateur doivent être marquées de marques antidéflagrantes claires et indélébiles-, y compris le type antidéflagrant-, la zone dangereuse, la classe de température, la marque de certification, les informations du fabricant et le modèle de produit (par exemple, Ex d IIB T3 Gb CNEx25.0001, ATEX Ex e IIC T4 Db).
2. Exigences relatives à la plaque signalétique : la plaque signalétique est faite d'un matériau métallique résistant à la corrosion-, fermement fixée et le contenu est clair et lisible ; il comprend également la puissance nominale, la tension, la température de surface et d'autres paramètres clés.
3. Installation et utilisation : l'installation doit être conforme aux exigences de conception antidéflagrante-(par exemple, le joint antidéflagrant ne doit pas être modifié ou endommagé, le presse-étoupe est adapté au diamètre de câble spécifié), et la maintenance doit être effectuée dans un environnement non-dangereux pour éviter d'endommager la structure antidéflagrante-.
4. Approbation de type : la certification antidéflagrante-anti-déflagrante concerne des modèles et des conceptions de produits spécifiques ; toute modification de la structure, du matériau ou des paramètres du radiateur (par exemple, puissance, charge de surface) nécessite une re-certification et des tests.
IV. Conclusion fondamentale
Les cartouches chauffantes utilisées dans des situations antidéflagrantes-doivent prendre l'élimination et l'isolation des sources d'inflammation comme objectif principal de conception et répondre aux exigences de contrôle de la température de surface, de structure antidéflagrante-, d'isolation/étanchéité améliorée et de protection de sécurité à plusieurs-niveaux. Le type antidéflagrant (Ex d) convient aux zones dangereuses à haut-risque (zone 1/21) et le type à sécurité augmentée (Ex e) convient aux zones à faible-risque (zone 2/22) ; pour les scénarios anti-explosion de poussière-, il doit également être conforme à la conception et aux normes dédiées à l'épreuve des explosions de poussière-.
En termes de certification, le produit doit obtenir la certification antidéflagrante officielle-correspondante selon le marché de vente (GB 3836 pour la Chine, ATEX pour l'UE, IECEx pour le monde, UL/FM pour l'Amérique du Nord), et la marque antidéflagrante-et les paramètres clés doivent être clairement marqués. Seul le chauffe-cartouche qui répond aux exigences de conception spéciales ci-dessus et qui a passé la certification officielle peut être utilisé en toute sécurité dans des environnements explosifs, empêchant ainsi efficacement les accidents d'explosion causés par les équipements de chauffage électrique.
