Главный инженер НПЗ получает штраф от Ростехнадзора — на технологической площадке с классификацией «взрывоопасная зона 1» висит обычная уличная камера в корпусе IP66. Формально она защищена от воды и пыли, но не имеет никакого отношения к взрывозащите. Инспектор фиксирует нарушение ТР ТС 012/2011, объект получает предписание, служба безопасности снимает камеры и остаётся без наблюдения в самом важном месте — там, где нужен контроль утечек, перегрева насосов и очагов возгорания. Разбираемся, почему в Ex-зонах работают только тепловизоры с сертифицированной взрывозащитой, как читать маркировку типа 1Ex d IIC T4 Gb и как DWTECH делает Ex-версии на базе серийной оптики.
Почему обычная камера в Ex-зоне под запретом
Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах» — это базовый документ, по которому Ростехнадзор проверяет объекты нефтегаза и химии. Он делит взрывоопасные зоны по вероятности присутствия горючей смеси в воздухе:
- Зона 0 — взрывоопасная смесь присутствует постоянно или длительно (внутри резервуара с нефтепродуктом, в паровом пространстве).
- Зона 1 — смесь может появляться при нормальной работе (рядом с дыхательными клапанами, у сливо-наливной эстакады, в зоне насосной).
- Зона 2 — смесь появляется только при аварии и кратковременно (окружающее пространство вокруг зоны 1).
Классификация по ПУЭ (гл. 7.3) частично пересекается: класс В-I ≈ зона 1, класс В-Iа ≈ зона 2, класс В-Iг — наружные установки. На практике проектировщик КИП работает с обеими классификациями одновременно — ТР ТС для сертификации оборудования, ПУЭ для электромонтажа.
Обычная уличная камера с корпусом IP66 в зоне 1 или 2 — прямое нарушение. Класс IP описывает защиту от воды и пыли, но не имеет ничего общего с взрывозащитой. Даже если внутри камеры нет открытых контактов, любая искра при коммутации реле, перегорании оптрона или короткое замыкание в блоке питания способны воспламенить смесь паров бензина с воздухом. Именно поэтому в Ex-зоне применяется только оборудование, прошедшее сертификацию по ТР ТС 012/2011 с соответствующей Ex-маркировкой.
Как читать Ex-маркировку
Стандартная маркировка Ex-тепловизора выглядит как «1Ex d IIC T4 Gb». Пять позиций, каждая несёт технический смысл — разберём построчно.
Для тепловизоров чаще всего применяется вид «d» — взрывонепроницаемая оболочка (flameproof). Корпус выдерживает внутренний взрыв газа и не даёт пламени вырваться наружу. Второй частый вариант — «e» (повышенная безопасность) для клеммных коробок и кабельных вводов. Обозначение «Gb» в конце означает, что оборудование допущено к работе в зоне 1 (и, соответственно, в зоне 2). «Ga» — допуск для зоны 0, самый жёсткий уровень, для тепловизионных камер практически не применяется.
Тепловизор во взрывозащищённом корпусе на технологической площадке НПЗ
IIB для нефтебазы, IIC для водорода
Группа взрывоопасной смеси определяет, для каких газов сертифицировано оборудование. Это не маркетинговая градация, а физика — разные газы имеют разную минимальную энергию воспламенения и разный максимальный экспериментальный безопасный зазор (МЭБЗ).
- IIA — метан, пропан, бутан, аммиак. Наименее «нервные» газы.
- IIB — этилен, коксовый газ, пары большинства нефтепродуктов. Базовая группа для нефтебаз, НПЗ, автомобильных газозаправочных станций.
- IIC — водород, ацетилен, сероуглерод. Самая жёсткая группа: требует наименьших зазоров и наибольших энергий воспламенения. Обязательна для водородных производств, установок гидрокрекинга, ацетиленовых цехов и электролиза воды.
Правило старшинства: оборудование, сертифицированное для IIC, покрывает и IIB, и IIA. Обратное неверно. Если проектировщик закладывает камеру IIB на объект, где по паспорту площадки идёт водородосодержащая смесь, получит отказ на приёмке. При выборе тепловизора для нефтегазового объекта смотрите паспорт производственной площадки: как правило, для нефтебазы, наливной эстакады и обычного НПЗ достаточно IIB, а для установок изомеризации, гидроочистки и водородной сети — только IIC.
Температурные классы T3–T6 — что значат
Температурный класс задаёт максимально допустимую температуру любой наружной поверхности оборудования при нормальной работе и в режиме единичного отказа. Смысл простой: если температура корпуса окажется выше температуры самовоспламенения газовой смеси в окружающем воздухе, произойдёт взрыв без всякой искры.
Практика: для обычной нефтебазы и НПЗ проектировщик закладывает как минимум T3, для этиленовых производств и площадок с органическими растворителями — T4. Правило старшинства работает и здесь: T6 покрывает всё «выше». Для тепловизора класс T4 (135 °C) достижим без активного охлаждения — процессор камеры и подогрев стекла при штатной работе греют корпус слабо. T5–T6 требуют либо теплоотвода на массивный радиатор, либо ограничения мощности схемы.
Применение на объектах нефтегаза и химии
Взрывозащищённый тепловизор для нефтегазовой промышленности — это не «камера в железном ящике». Это законченная система, где выбор класса Ex, температурного класса и оптики определяется технологической зоной объекта.
Нефтебаза и наливная эстакада. Задача — раннее обнаружение утечек нефтепродукта и очагов возгорания на резервуарах, у сливо-наливных стояков и в обваловании. Технологическая зона обычно классифицируется как В-Iг (наружная установка) с зонами 1 и 2 у клапанов и стояков. Оптимальная маркировка: 1Ex d IIB T3 Gb. Тепловизор регистрирует локальный нагрев резервуара и разлив тёплого продукта на грунт задолго до открытого пламени — сценарий подробно разобран в материале тепловизор для нефтебазы и НПЗ.
НПЗ, технологические установки. На установках первичной переработки, риформинга, гидроочистки применяют более строгую маркировку. Для основных технологических площадок — 1Ex d IIB T3 Gb, для установок гидрокрекинга и водородных сетей — 1Ex d IIC T4 Gb. На эстакадах и в межблочном пространстве возможен класс 2Ex (для зоны 2) с более мягкими требованиями к корпусу.
АГНКС и ГРС. Автомобильные газонаполнительные компрессорные и газораспределительные станции — компактные объекты с высокой концентрацией опасностей. Метан относится к группе IIA, температура самовоспламенения — около 537 °C, но для унификации применяют IIB T4 как «покрывающий» вариант.
Магистральный газопровод. Линейные крановые узлы, компрессорные станции, узлы редуцирования. Ex-камеры ставятся на подступах к узлам и в самих технологических блоках. Классификация — обычно зона 2 у крановых узлов и зона 1 внутри компрессорных цехов.
Химия и нефтехимия. Наиболее разнообразные требования: от IIB T4 на общих площадках до IIC T5 в цехах с сероуглеродом или этиленоксидом. Здесь без внимательного чтения паспорта площадки и согласования с технологом камеру не подобрать.
Все перечисленные объекты относятся к критической инфраструктуре и требуют не только сертификации по ТР ТС 012/2011, но и учёта требований импортозамещения для отечественных нефтегазовых компаний.
Как DWTECH делает Ex-версии на базе серийной оптики
Мы не разрабатываем Ex-корпус «с нуля» под каждый заказ — это долго и дорого. Логика другая: берём серийный оптический модуль с проверенной характеристикой и упаковываем его в сертифицированный взрывонепроницаемый корпус.
Основа Ex-версии — оптические модули из серийной линейки. Для стационарных задач это DWT-SD с матрицей 640×512 и атермальным объективом от 10 до 100 мм — камера регистрирует тепловой контраст с NETD ≤40 мК, что достаточно для раннего обнаружения нагретого пятна на резервуаре или трубопроводе. Для агрессивной морской и химической среды берём DWT-SD-SS с корпусом из нержавеющей стали SS304 — она устойчива к парам органических кислот и к морскому туману на береговых терминалах.
Для поворотных задач — обзор большой площадки одним постом с автоматическим обходом по программе — используем модули серии СИГМА из линейки поворотных тепловизоров на базе DWT-IS-C4137D-T6100D или DWT-IS-C4152D-LRF с лазерным дальномером до 6 км. Для дальнего наблюдения на удалённых участках трассы магистрального трубопровода — серию ИПСИЛОН, DWT-IV-C4152D с матрицей 1280×1024 и трансфокатором 50–350 мм.
Ex-корпус подбирается под задачу. Стандартная маркировка 1Ex d IIB T4 Gb закрывает большинство нефтегазовых объектов; для водорода делаем IIC. Защитное окно — германий или ZnSe с DLC-покрытием, устойчивое к абразиву и агрессивным средам. Кабельные вводы — сертифицированные Ex e. Питание — 24 В постоянного тока с искробезопасными барьерами или через сертифицированный БП в отдельном шкафу за пределами Ex-зоны.
Такая архитектура «серийная оптика плюс сертифицированный корпус» даёт заказчику предсказуемый результат: технические характеристики канала известны и подтверждены на серийных изделиях, а взрывозащита — на сертифицированной оболочке. Подробнее о взрывозащищённых тепловизорах DWTECH и о разработке под ТЗ заказчика — на страницах решений. Смежные сценарии раннего обнаружения возгораний — в материале тепловизор для раннего обнаружения пожара.
