Tiêu chuẩn an toàn cháy nổ cho bơm ly tâm trục đứng model ISG100-200B IRG100-200B
Phạm vi áp dụng và khái niệm chính
Bài viết tập trung vào tiêu chuẩn an toàn cháy nổ cho bơm ly tâm trục đứng model ISG100-200B IRG100-200B, áp dụng khi bơm làm việc trong khu vực nguy hiểm có khí/dung môi dễ cháy hoặc bụi dễ cháy. Mục tiêu là bảo đảm thiết bị, mô-tơ và phụ kiện đi kèm phù hợp với ATEX/IECEx, NEC/CEC, giảm thiểu nguồn mồi cháy (tia lửa cơ khí, điện, nhiệt độ bề mặt, tĩnh điện, ma sát).
Khung tiêu chuẩn – quy định phải biết
ATEX (EU) và IECEx (quốc tế)
ATEX 2014/34/EU: quy định thiết bị dùng trong môi trường nổ tại EU.
Nhóm/Loại thiết bị: Group II (công nghiệp bề mặt), Category 1/2/3 (mức bảo vệ tăng dần từ 3 → 1).
EPL (Equipment Protection Level): Ga/Gb/Gc cho khí, Da/Db/Dc cho bụi.
IECEx: hệ thống chứng nhận quốc tế tương đương về nội dung kỹ thuật với ATEX (IEC 60079 series).
NEC/CEC (Mỹ/Canada)
Class/Division hoặc Zone:
Class I (khí hơi), Class II (bụi), Class III (sợi, lint).
Division 1/2 hoặc Zone 0/1/2 (khí) – Zone 20/21/22 (bụi).
Động cơ và tủ điện của ISG100-200B IRG100-200B nếu lắp trong vùng nguy hiểm phải có nhãn phù hợp (ví dụ Class I, Division 1, Group C,D hoặc Ex d IIB T4 Gb).
Ký hiệu xếp hạng nhiệt và nhóm khí/bụi
Temperature Class (T1–T6) xác định nhiệt độ bề mặt tối đa (T6 ≤ 85 °C). Chọn T-class thấp hơn nhiệt độ bốc cháy của môi chất.
Nhóm khí: IIA/IIB/IIC (IIC là khắt khe nhất).
Nhóm bụi: IIIA/IIIB/IIIC (IIIC cho bụi dẫn điện).
Yêu cầu thiết kế cho vỏ bơm – cụm thủy lực
Vỏ bơm và buồng xoắn (volute)
Vật liệu: gang cầu hoặc thép không gỉ (304/316L) theo môi chất; thành dày đủ chịu áp, tính đến áp suất thiết kế + surge.
Giới hạn nhiệt độ bề mặt: bảo đảm T-class; cần khoảng cách khe hở hợp lý để giảm ma sát giữa bánh công tác–vỏ.
Tránh nguồn mồi cơ khí:
Dùng vòng chặn/nhẫn mòn (wear ring) bằng đồng thau/bronze hoặc vật liệu ít phát tia lửa.
Quản lý sai lệch đồng tâm và độ rung để loại trừ cọ xát bất thường.
Chống tĩnh điện: phủ sơn dẫn điện kháng tĩnh, nối đất vỏ bơm; dây đai/khớp nối dùng vật liệu phân tán tĩnh điện nếu có.
Phớt cơ khí – buồng phớt
Ưu tiên phớt cơ khí cân bằng (balanced seal) giảm ma sát và phát nhiệt.
Cụm xả – làm mát phớt: kế hoạch flush (ví dụ Plan 11/32), barrier/buffer với chất lỏng không cháy; giám sát áp/ nhiệt tại buồng phớt.
Với môi trường bụi dễ nổ, tránh rò rỉ – chọn phớt đôi hoặc hộp nhồi có purge nếu điều kiện cho phép.
Bánh công tác – trục – ổ đỡ
Cân bằng động bánh công tác đến cấp G2.5 (hoặc tốt hơn) để giảm rung.
Ổ bi/ổ đỡ có cảm biến nhiệt/ rung; biện pháp bôi trơn thích hợp (dầu mạch kín) hạn chế oxy hóa – quá nhiệt.
Trục tiếp địa (shaft grounding) khi dùng biến tần (VFD) để triệt dòng rò gây pitting.
Yêu cầu cho mô-tơ và điện – điểm mồi điện
Động cơ phòng nổ
Chọn động cơ có cấp bảo vệ nổ phù hợp:
Ex d (chống nổ kiểu vỏ kín chịu nổ), Ex e (an toàn tăng cường), Ex nR/Ex ec cho khu vực Zone 2 (ít nghiêm ngặt hơn).
IP tối thiểu IP55/IP66, nắp cáp Ex.
Nameplate phải thể hiện: Ex marking, T-class, EPL, dải nhiệt độ môi trường, số chứng chỉ.
Biến tần (VFD) và phụ kiện
VFD phải ATEX/IECEx phù hợp hoặc lắp ngoài vùng nổ; bộ lọc/đầu cáp đạt Ex.
Bảo vệ quá tải, mất pha, kẹt trục, mất nước mồi để ngăn quá nhiệt.
Quản trị rủi ro theo vòng đời – lắp đặt, vận hành, bảo trì
Phân vùng nguy hiểm & chọn cấu hình bơm
Đánh giá phân vùng (Hazardous Area Classification) theo IEC 60079-10-1 (khí)/-10-2 (bụi) hoặc NFPA/NEC trước khi chọn bơm.
Nếu ISG100-200B IRG100-200B bơm nước sạch trong không gian không phân vùng, không cần cấu hình Ex. Nếu bơm dung môi (ethanol, toluene …) trong Zone 1, cần Ex d IIB T4 Gb (ví dụ) cho mô-tơ và phụ kiện liên quan.
Lắp đặt – nối đất – thông gió
Đế bơm chắc chắn, lắp đệm chống rung, căn đồng trục chuẩn.
Liên kết đẳng thế (equipotential bonding) cho bơm, đường ống, tank.
Thông gió khu vực bơm để khuếch tán hơi dễ cháy, tránh tích tụ.
Giám sát tình trạng
Cảm biến nhiệt độ ổ bi, đầu phớt, nhiệt độ vỏ; cảm biến rung (mm/s).
Công tắc áp suất – lưu lượng – mực để ngăn chạy khan.
Liên động an toàn: dừng bơm khi vượt T-class, vượt rung, mất chất làm kín.
Bảo trì định kỳ theo chuẩn
Kiểm tra theo IEC 60079-17 (khảo sát định kỳ thiết bị Ex); hồ sơ CM/PM theo rủi ro.
PTW (Permit-to-Work), quy trình khí nóng – thở khí khi bảo trì; thử kín, kiểm rò tại mặt bích/phớt sau lắp.
Tài liệu – chứng nhận – nhãn mác
Hồ sơ tuân thủ bắt buộc
Certificate ATEX/IECEx của mô-tơ/thiết bị điện, Declaration of Conformity, hồ sơ đánh giá rủi ro.
Bảng tên (nameplate) trên tổ hợp bơm/mô-tơ thể hiện rõ Ex marking, T-class, EPL, IP, dải nhiệt độ môi trường.
Ví dụ ký hiệu (minh họa)
II 2G Ex d IIB T4 Gb / II 2D Ex tb IIIC T120°C Db IP66
Group II (công nghiệp bề mặt); Category 2 cho khí (Zone 1) và bụi (Zone 21).
Ex d (vỏ chống nổ) nhóm khí IIB, T4; Ex tb bảo vệ bụi IIIC với Tmax 120°C; EPL Gb/Db; IP66.
Khuyến nghị cấu hình cho ISG100-200B IRG100-200B theo mức nguy cơ
Trường hợp 1 – Khu vực an toàn (không phân vùng)
Bơm tiêu chuẩn, mô-tơ IE3/IE4, bảo vệ IP55-66, cảm biến chống chạy khan, nối đất đầy đủ để phòng tĩnh điện trong đường ống nhựa/lót.
Trường hợp 2 – Zone 2 / Division 2 (nguy cơ thấp – khí)
Mô-tơ Ex ec/Ex nR hoặc Ex e, T3/T4 theo môi chất; đầu cáp Ex; VFD đặt ngoài vùng nổ; cảm biến nhiệt/vibration.
Trường hợp 3 – Zone 1 / Division 1 (nguy cơ trung bình – khí)
Mô-tơ Ex d IIB/IIC T4 Gb; hộp đấu nối, ống conduit/cable gland Ex; phớt cân bằng, plan flush; cảm biến nhiệt vỏ/phớt; interlock mất dòng – quá nhiệt.
Trường hợp 4 – Bụi Zone 21/22
Mô-tơ Ex tb/Ex tc với Tmax phù hợp; IP66-67; kiểm soát bụi bám trên vỏ để không vượt T-class; nối đất chống tĩnh.
Các sai sót thường gặp cần tránh
Chọn T-class chưa xét nhiệt độ bề mặt khi chạy lệch điểm làm việc (quá tải → nóng vỏ).
Không tính surge pressure → ma sát bất thường ở wear ring tạo tia lửa.
Đặt VFD trong vùng nổ không đúng chuẩn; thiếu bonding đường ống.
Bỏ qua kiểm rung sau cân tâm, dẫn đến cọ xát và quá nhiệt phớt.
Không cập nhật hồ sơ Ex sau thay thế mô-tơ/phụ kiện.
Kết luận
Để đáp ứng tiêu chuẩn an toàn cháy nổ cho bơm ly tâm trục đứng model ISG100-200B IRG100-200B, cần đồng bộ từ chứng nhận Ex (ATEX/IECEx/NEC), xếp hạng T-class/nhóm khí-bụi, thiết kế cơ khí chống mồi lửa (khe hở – wear ring – phớt cân bằng – kiểm rung), đến lựa chọn mô-tơ phòng nổ, VFD phù hợp, nối đất – thông gió – giám sát nhiệt/rung và bảo trì theo IEC 60079-17. Khi phân vùng đúng, chọn cấu hình chuẩn và vận hành giám sát chặt, ISG100-200B IRG100-200B sẽ làm việc an toàn, ổn định ngay cả trong môi trường có nguy cơ cháy nổ, giảm thiểu rủi ro dừng máy và chi phí sự cố.
