Wie wählt man einen explosionsgeschützten Radar-Füllstandtransmitter aus? Zertifizierung, Gefahrenbereich und Anwendung

1. Was ist ein explosionssicherer Radarpegelsender?

Ein explosionsgeschützter Radar-Füllstandsgeber verwendet kein grundlegend anderes Messprinzip.

Es ist immer noch ein Radar-Füllstandmessgerät, das elektromagnetische Wellen verwendet, um den Abstand zur Oberfläche des gemessenen Mediums zu messen.

Der Unterschied ist:

Das elektrische und mechanische Design des Instruments erfüllt spezifische Sicherheitsanforderungen für gefährliche explosionsfähige Umgebungen und trägt die für das Projekt erforderliche Explosionsschutzzertifizierung oder Ex-Kennzeichnung.

Gefährliche Gebiete können Folgendes umfassen:

Entzündbare Gase;
Entzündbare Dämpfe;
Entzündbare Nebel;
Brennbarer Staub.

Im Rahmen des europäischen ATEX-Rahmens kann eine potenziell explosive Atmosphäre auftreten, wenn sich Luft unter bestimmten Bedingungen mit brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Staub vermischt und eine Mischung bildet, die entzündet werden kann.

Daher ist der Kernzweck des Explosionsschutzes nicht, das Radar "genauer messen" zu lassen, sondern:

Damit das Instrument in dem spezifizierten Gefahrenbereich sicher verwendet werden kann.

2. Welche Branchen benötigen üblicherweise explosionssicheres Radar?

Gemeinsame Anwendungen umfassen:

Erdöl;
Erdgas;
Raffination;
chemische Verarbeitung;
Lagerung von Lösungsmitteln;
Tanks für Erdölprodukte;
Alkohol und andere brennbare Flüssigkeiten;
Kohlestaub;
Körner;
Zement und bestimmte brennbare Pulver;
Chemische Pulver;
Pharmazeutische Rohstoffe.

Ob ein Explosionsschutz erforderlich ist, lässt sich jedoch nicht allein aus dem Branchennamen ableiten.

Ob sich eine Anlage in einem Gefahrenbereich befindet, und die spezifische Gefahrenbereichsklassifizierung sollten durch die Dokumentation über die Projektgestaltung und die Gefahrenbereichsklassifizierung festgelegt werden.

3. Warum eignet sich die Radartechnik zur Füllstandsmessung in gefährlichen Lagertanks?

Radar ist eine berührungslose kontinuierliche Füllstandsmesstechnologie.

Die Antenne wird normalerweise an der Spitze des Vorratsbehälters installiert, und der Messprozess erfordert keine Schwimmer oder mechanischen Übertragungskomponenten, um sich zusammen mit dem Flüssigkeitsstand zu bewegen.

Dies gibt Radar breite Anwendungspotential in:

korrosive Medien;
Flüchtige Medien;
Hochtemperaturanwendungen;
Hochdruckspeicherbehälter;
Staubige Silos.

Industrieradarprodukte sind auch für extreme Temperatur- und Druckbedingungen sowie für Gefahrenbereichszertifizierungsanforderungen erhältlich. So sind etwa 26 GHz Industrieradarprodukte mit ATEX, IECEx und anderen Zertifizierungen sowie Hochtemperatur- und Hochdruckversionen erhältlich.

Ein Punkt muss jedoch hervorgehoben werden:

Ein Standardradarsender kann nicht automatisch als explosionssicher angesehen werden, nur weil er berührungslose Messungen verwendet.

4. Was ist der Unterschied zwischen ATEX und IECEx?

ATEX

ATEX betrifft in erster Linie Geräte, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen innerhalb der Europäischen Union bestimmt sind.

Der derzeit geltende Rechtsrahmen für Geräte ist die Richtlinie 2014/34/EU, die Geräte und Schutzsysteme regelt, die auf dem EU-Markt zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen in Verkehr gebracht werden.

Daher werden die ATEX-Anforderungen bei der Lieferung von Ausrüstung für gefährliche Bereiche in der Europäischen Union häufig überprüft.

IECEx

IECEx ist ein internationales Zertifizierungssystem, das von der IEC für Geräte und zugehörige Dienstleistungen in explosionsgefährdeten Atmosphären eingerichtet wurde.

Das IECEx Certified Equipment Scheme verwendet unabhängige Tests, Zertifizierungen und Qualitätsbewertungen von Drittanbietern, um Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Atmosphären zu zertifizieren.

Verschiedene Länder und einzelne Projekte können unterschiedliche Anforderungen an die Zertifikatsannahme haben. Daher sollte die Beschaffung immer der endgültigen Projektspezifikation folgen.

5. Ist eine "Ex" -Markierung allein genug für ein explosionssicheres Radar?

Nein.

Die explosionsgeschützte Auswahl erfordert die Überprüfung der vollständigen Ex-Kennzeichnung.

Informationen, die normalerweise überprüft werden müssen, umfassen:

ob es sich bei der gefährlichen Umgebung um Gas oder Staub handelt;
Zonenklassifizierung;
Schutzniveau der Ausrüstung;
Art des Explosionsschutzes;
Gasgruppe;
Temperaturklasse;
Umgebungstemperaturbereich;
Nummer der Bescheinigung;
Einbaubedingungen.

Beispielsweise ist ein für einen bestimmten Gas-Gefahrenbereich zertifizierter Radarsender nicht automatisch für jeden brennbaren Staub-Gefahrenbereich geeignet.

Daher sollten die Auftragsunterlagen nicht einfach folgende Angaben enthalten:

„Explosionssicher erforderlich.

Wann immer dies möglich ist, sollten die spezifischen Explosionsschutzanforderungen festgelegt werden.

6. Warum müssen Staubsilos auch für den Explosionsschutz bewertet werden?

Viele Anwender gehen METRAVON aus, dass die Explosionsgefahr auf Erdölgase oder Lösungsmittel beschränkt ist.

In Wirklichkeit kann brennbarer Staub, der mit Luft in einer geeigneten Konzentration gemischt wird, auch eine explosive Atmosphäre bilden.

Das europäische ATEX-Rahmenwerk umfasst auch ausdrücklich explosive Atmosphären, die durch brennbaren Staub gebildet werden.

Daher Projekte, die Folgendes umfassen:

Körner;
Mehl,
Pulverzucker;
bestimmte chemische Pulver;
Kohlestaub;

sollte die vom Sicherheitsplanungspersonal des Projekts festgelegte Einstufung des Gefahrenbereichs aufweisen. Der Explosionsschutz sollte nicht ignoriert werden, nur weil das gemessene Medium ein Feststoff ist.

7. Ist explosionssicheres Radar völlig unabhängig von Temperatur, Druck und Dampf?

Diese Aussage sollte vorsichtig verwendet werden.

Im Vergleich zu vielen herkömmlichen Messtechnologien hat Radar im Allgemeinen eine starke Anpassungsfähigkeit an:

Dichteänderungen;
Viskositätsänderungen;
Normale Druckschwankungen;
Normale Temperaturschwankungen.

Industrielle Freiraumradarhersteller heben auch stabile Messungen unter wechselnden Dampf-, Temperatur- und Druckbedingungen als wichtigen Anwendungsvorteil hervor.

Es ist jedoch nicht korrekt zu sagen, dass Radar "unter allen Bedingungen völlig unberührt" ist.

Zum Beispiel:

Starke Kondensation kann die Antenne bedecken;
Materialaufbau an der Antenne kann das Signal dämpfen;
Gesättigte Dampfumgebungen können eine besondere Kompensation erfordern;
Extreme Temperaturen jenseits der Instrumentenflugberechtigung können das Gerät beschädigen;
Der Prozessdruck muss innerhalb der Nenngrenzen des Flansches und des Dichtungssystems bleiben.

Einige industrielle Radarprodukte, die in Sattdampfanwendungen eingesetzt werden, verwenden sogar eine spezielle dynamische Dampfkompensationstechnologie, die selbst zeigt, dass extreme Dampfumgebungen nicht einfach so behandelt werden sollten, dass sie keine Auswirkungen auf die Messung haben.

8. Beeinflusst Staub in einem explosionssicheren Silo die Radarmessung?

Radar hat im Allgemeinen Vorteile in staubigen Umgebungen im Vergleich zu Messtechnologien, die auf Schallausbreitung durch die Luft angewiesen sind.

Zwei Faktoren müssen jedoch noch in konkreten Projekten berücksichtigt werden:

Erstens: Staub in der Luft ausgesetzt

Richtig ausgewählte industrielle Radargeräte können in der Regel unter staubigen Bedingungen effektiv arbeiten.

Zweitens: Langzeitstaubansammlung auf der Antennenoberfläche

Wenn sich auf der Antenne eine dicke Staubschicht oder gehärtete Ablagerungen bilden, kann es dennoch zu einer Signaldämpfung kommen.

Daher sollten explosionsgeschützte Staubanwendungen auch Folgendes berücksichtigen:

Antennenstruktur;
Luftspülung;
Reinigung und Wartung;
Einbaulage.

Wenn ein Luftreinigungssystem verwendet wird, muss das Spülverfahren selbst auch die Sicherheitsanforderungen des Projekts erfüllen.

9. Welche zusätzlichen Installationsanforderungen gelten für explosionssicheres Radar?

Zusätzlich zu den normalen mechanischen Einbauvorschriften für Radarsender sollte besonderes Augenmerk auf Folgendes gelegt werden:

Explosionsgeschützte Kabelverschraubungen;
Erdung;
Potentialausgleich;
Sicherheitsbarrieren;
Intrinsisch sichere Schleifenparameter;
Gehäuseschutz;
Versiegelung nicht verwendeter Kabeleingänge;
Vorschriften für das Öffnen explosionsgeschützter Gehäuse;
Einbauumgebungstemperatur;
Besondere Verwendungsbedingungen gemäß der Zertifizierung.

Die Explosionssicherheit hängt vom Gesamtsystem ab, nicht nur von einem Sensor, der ein Ex-Typenschild trägt.

IECEx behandelt auch Installation, Inspektion, Wartung und Personalkompetenz im Gefahrenbereich als separate Fachdisziplinen.

10. Welche Informationen sind beim Kauf eines explosionssicheren Radarpegelsenders erforderlich?

Es wird empfohlen, dass die Auftragsunterlagen mindestens folgende Informationen enthalten:

Prozessinformationen

mittlerer Name;
flüssig oder fest;
Messbereich;
Temperatur;
Druck;
ob Vakuum vorhanden ist;
Dampfbedingungen;
Staubbedingungen;
Schaum;
Kondensation;
Ätzwirkung.

Tankinformationen

Gesamthöhe;
Durchmesser;
Einbaulage;
Größe des Prozessanschlusses;
Montagedüsenhöhe;
interne Strukturen;
Rührwerk;
Füllstellung.

Elektrische Informationen

24 V Gleichstrom oder andere Stromversorgung;
4–20 mA;
HART,
RS-485;
Andere Kommunikationsbusse.

Explosionssichere Informationen

Land oder Projektstandort;
Zonenklassifizierung;
Gas- oder Staubumgebung;
Explosionsgruppe;
Temperaturklasse;
ATEX, IECEx oder lokale Zertifizierungsanforderungen.

Empfohlener explosionssicherer Radarauswahlprozess

Schritt 1 – Bestätige das Medium:Bestimmen Sie, ob es sich bei der Anwendung um eine flüssige, feste, gaserzeugende Flüssigkeit oder einen brennbaren Staub handelt.

Schritt 2 – Bestätigen Sie den gefährlichen Bereich:Identifizieren Sie die Zonenklassifizierung und ob die Umgebung für Gas, Dampf, Nebel oder Staub klassifiziert ist.

Schritt 3 – Bestätigung der Zertifizierung:Bestimmen Sie, ob ATEX, IECEx oder eine andere lokale Zertifizierung erforderlich ist.

Schritt 4 – Prozessbedingungen bestätigen:Messbereich, Temperatur, Druck, Vakuum, Dampf, Staub, Kondensation und Korrosionsbedingungen überprüfen.

Schritt 5 – Mechanische Installation bestätigen:Prüfbehälterabmessungen, Montageanschluss, Düsenhöhe, innere Hindernisse, Rührwerke und Füllposition.

Schritt 6 – Bestätigen Sie die elektrische Schnittstelle:Geben Sie die Stromversorgung, 4-20 mA, HART, RS-485 oder andere erforderliche Kommunikationssignale an.

11. Warum kann IP68 nicht verwendet werden, um festzustellen, ob ein Radar explosionssicher ist?

IP-Ratings und explosionssichere Zertifizierungen erfüllen zwei unterschiedliche technische Anforderungen.

Eine IP-Bewertung gibt hauptsächlich das Schutzniveau des Gehäuses gegen feste Fremdkörper und Wassereintritt an.

Die explosionsgeschützte Zertifizierung betrifft das Risiko, dass das Gerät in einer potenziell explosiven Atmosphäre zu einer Zündquelle wird.

Daher:

IP68 ≠ Explosionsnachweis.

Ebenso:

Explosionssicher ≠ IP68.

Beide Anforderungen sollten separat in der technischen Spezifikation des Projekts bestätigt werden.

FAQ

F1: Hat ein explosionsgeschützter Radarpegelgeber die gleiche Messgenauigkeit wie ein Standardradar?

A:Die Explosionsschutzklasse selbst bestimmt nicht die Messgenauigkeit. Die Genauigkeit hängt hauptsächlich von der Radartechnologie, der Antenne, den Signalverarbeitungsalgorithmen und den tatsächlichen Betriebsbedingungen ab.

Q2: Muss eine Chemieanlage immer explosionsgeschütztes Radar verwenden?

A:Nicht unbedingt. Die Anforderung sollte entsprechend der Einstufung des gefährlichen Bereichs des jeweiligen Anlagenstandorts festgelegt werden.

Q3: Ist Explosionsschutz in staubigen Umgebungen erforderlich?

A:Bestimmte brennbare Staubumgebungen erfordern explosionsgeschützte Ausrüstung. Die Entscheidung sollte auf den Staubeigenschaften und der Einstufung gefährlicher Bereiche beruhen.

Q4: Bedeutet die ATEX-Zertifizierung, dass das Produkt automatisch weltweit eingesetzt werden kann?

A:Nicht unbedingt. Verschiedene Länder, Anlagenbesitzer und Projekte können IECEx oder lokale Zertifizierung erfordern. Die endgültige Annahme sollte gemäß der Projektspezifikation bestätigt werden.

Q5: Was ist IECEx?

A:IECEx ist ein internationales Zertifizierungssystem, das von der IEC für Ausrüstung und damit verbundene Aktivitäten in explosionsgefährdeten Atmosphären eingerichtet wurde. Die Gerätezertifizierung erfolgt durch anerkannte Zertifizierungsstellen nach geltenden Normen.

F6: Ist ein IP68-Radar automatisch ein explosionssicheres Radar?

A:Nein. Eine IP-Schutz-Bewertung kann die explosionssichere Zertifizierung nicht ersetzen.

F7: Kann explosionsgeschütztes Radarniveau in einem Zementsilo gemessen werden?

A:Radartechnologie kann für pulverförmige Feststoffe wie Zement verwendet werden. Ob jedoch ein Explosionsschutz erforderlich ist und welches Explosionsschutzniveau notwendig ist, muss entsprechend den projektbedingten brennbaren Staub-Gefahrenflächenanforderungen ermittelt werden.

F8: Kann explosionsgeschütztes Radar in Hochtemperatur-Lagertanks eingesetzt werden?

A:Es können hochtemperaturexplosionssichere Versionen gewählt werden, das Gerät muss jedoch gleichzeitig die Anforderungen an Prozesstemperatur, Umgebungstemperatur, explosionsgeschützte Temperaturklasse und Dichtungssystem erfüllen.

Q9: Warum ist das Installationsland erforderlich, wenn ein Angebot für explosionsgeschütztes Radar angefordert wird?

A:Verschiedene Märkte und Projekte können unterschiedliche Akzeptanzanforderungen für ATEX, IECEx und lokale Zertifizierung haben.

F10: Welche Informationen benötigt METRAVON, um einen explosionsgeschützten Radarpegelsender auszuwählen?

A:Geben Sie mindestens das gemessene Medium, den Messbereich, die Temperatur und den Druck, die Tankabmessungen, den Prozessanschluss, die Gefahrenbereichsklassifizierung, die Gas- oder Staubkategorie, das erforderliche Ausgangssignal und Fotos oder Zeichnungen für die Feldinstallation an.

Schlussfolgerung

Der primäre Wert eines explosionsgeschützten Radarpegelsenders ist:

Um die Sicherheitsanforderungen eines gefährlichen explosiven Bereichs zu erfüllen und gleichzeitig eine kontinuierliche Füllstandsmessung durchzuführen.

Bei der Beschaffung sollten die Nutzer nicht nur Folgendes berücksichtigen:

die Worte ‚explosionssicher‘;
Messstrecke;
Genauigkeit;
Preis.

Folgende Faktoren müssen ebenfalls gemeinsam bestätigt werden:

Einstufung der Gefahrenbereiche + Zertifizierung + Medium + Temperatur und Druck + Antenne + Einbaustruktur.

Für Erdöl-, Chemie-, Kohle-Staub-, Getreide- und andere gefährliche Anwendungen empfiehlt METRAVON, die erforderlichen explosionsgeschützten Zertifizierungsdokumente zu definieren und die Ex-Kennzeichnung bei der Geräteauswahl zu vervollständigen. Dies hilft, Situationen zu vermeiden, in denen das Gerät die Anforderungen an die Messleistung erfüllt, aber nicht die endgültige Spezifikation des gefährlichen Bereichs des Projekts erfüllen kann.