Klasse I, Abteilung 1 Elektrische Aktuatoren für die nordamerikanische Öl- und Gasventilautomatisierung
Öl- und Gasförder-, Lager-, Pipeline- und Raffinerieanlagen enthalten oft Bereiche, in denen brennbare Gase oder Dämpfe vorhanden sein können. Elektromotoren, Schalter und elektronische Komponenten können Wärme oder elektrische Funken erzeugen, daher erfordert die Auswahl eines Ventilaktuators für diese Standorte mehr als nur den Vergleich von Drehmoment und Betriebsgeschwindigkeit.
Ingenieure müssen die Gefahrenbereichsklassifizierung, die Gasgruppe, die Temperaturklasse, den Schutz vor Umwelteinflüssen, das Ventildrehmoment und die Steuerungsanforderungen überprüfen, bevor sie einen explosionsgeschützten elektrischen Aktuator spezifizieren.
Warum Klasse I, Abteilung 1 wichtig ist
Im nordamerikanischen System für Gefahrenbereiche identifiziert Klasse I Bereiche, die brennbare Gase oder Dämpfe enthalten. Abteilung 1 weist darauf hin, dass gefährliche Konzentrationen kontinuierlich, periodisch oder während des normalen Betriebs auftreten können. Die Gruppen C und D umfassen repräsentative Gase wie Ethylen und Propan.
Ein Aktuator, der an diesen Standorten verwendet wird, muss eine Zertifizierung und Kennzeichnung tragen, die der Projektklassifizierung entspricht. Ein Standard-Außenaktuator kann einen Klasse I, Abteilung 1 elektrischen Aktuator nicht einfach ersetzen, nur weil sein Gehäuse die Schutzart IP67 oder IP68 aufweist.
Eine IP-Schutzart beschreibt den Schutz gegen das Eindringen von Staub und Wasser. Die explosionsgeschützte Zertifizierung befasst sich damit, ob elektrische Geräte eine Zündquelle in der umgebenden gefährlichen Atmosphäre darstellen können. Beide Anforderungen können relevant sein, aber sie dienen unterschiedlichen Zwecken.
Wichtige Auswahlfaktoren für Öl- und Gas-Anwendungen
Bestätigen Sie die Bereichsklassifizierung
Der erste Schritt ist die Überprüfung der spezifizierten Klasse, Abteilung, Gruppe und des Temperaturcodes. Die DCL-explosionsgeschützte Aktuatorreihe trägt nordamerikanische Kennzeichnungen, einschließlich Klasse I, Abteilung 1, Gruppen C und D, T5/T6, sowie Klasse I, Zone 1, AEx db IIC T5/T6 Gb.
T5 und T6 stellen unterschiedliche maximale Oberflächentemperaturgrenzen dar. Der richtige Temperaturcode muss gemäß dem Prozessmedium, seiner Zündtemperatur und den geltenden Zertifizierungsdokumenten ausgewählt werden. Der allgemeine Begriff „explosionsgeschützt“ reicht für die endgültige technische Genehmigung nicht aus.
Berechnen Sie das Ventildrehmoment mit einem Zuschlag
Das Ausgangsdrehmoment des Aktuators muss das maximale Betriebsdrehmoment des Ventils unter tatsächlichen Prozessbedingungen überschreiten. Ventildurchmesser, Differenzdruck, Dichtungsdesign, Flüssigkeitsviskosität, Ablagerungen und lange Betriebsunterbrechungen können das zum Öffnen oder Schließen eines Ventils erforderliche Drehmoment erhöhen.
Die DCL-Ex-Serie deckt Standard-Ausgangsdrehmomente von 50 bis 3000 Nm ab. Die Produktdokumentation empfiehlt die Auswahl eines Aktuators mit etwa dem 1,1- bis 1,3-fachen des vom Ventilhersteller angegebenen Ventildrehmoments. Dieser Zuschlag kann Betriebsschwankungen ausgleichen, sollte aber keine projektspezifische Drehmomentberechnung ersetzen.
Definieren Sie das Steuersignal und die Position bei Stromausfall
Ventile in der Öl- und Gasindustrie können Isolations-, Abschalt- oder Durchflussregelungsaufgaben übernehmen. Ein/Aus-Aktuatoren eignen sich für den vollständigen Öffnungs- und Schließbetrieb. Modulierende Versionen können 4–20 mA, 1–5 VDC oder 2–10 VDC Befehle empfangen und ein 4–20 mA Rückmeldesignal für die Position liefern.
Wenn ein Ventil nach einem Stromausfall in eine definierte Position fahren muss, sollte ein optionales Fail-Safe-Modul spezifiziert werden. Die Sicherheitsstellung kann als vollständig geöffnet, vollständig geschlossen oder als aktuelle Position konfiguriert werden. Dieses System verwendet einen Superkondensator oder eine Batterie anstelle eines mechanischen Feder-Rückstellmechanismus.
Überprüfen Sie Umgebungs- und Montagebedingungen
Die Gehäuseschutzart, die Umgebungstemperatur, die Kabeleinführungen und die Ventilaufnahme müssen ebenfalls überprüft werden. DCL-explosionsgeschützte elektrische Aktuatoren verfügen über eine Gehäuseschutzart IP68, einen angegebenen Umgebungstemperaturbereich von -25 °C bis +55 °C und ISO 5211 Direktmontageoptionen.
IP68 unterstützt ein definiertes Maß an Schutz gegen das Eindringen von Staub und Wasser, aber die Produktliteratur gibt keine kontinuierliche Eintauchtiefe oder -dauer an. Der Aktuator sollte daher ohne zusätzliche technische Bestätigung nicht als für den dauerhaften Unterwassereinsatz geeignet beschrieben werden.
DCL Explosionsgeschützte Elektrische Aktuator-Reihe
Die DCL-Ex-Reihe umfasst die Modelle Ex05, Ex10, Ex20, Ex40, Ex60, Ex100, Ex200 und Ex300 mit einem Standard-Ausgangsdrehmoment von 50 bis 3000 Nm. Verfügbare Konfigurationen umfassen Ein/Aus-Steuerung, Positionsrückmeldung und modulierte Steuerung. Optionale Funktionen sind Modbus-Kommunikation, Überdrehmomentschutz, eine Antibeschlagheizung und ein Fail-Safe-Rücklauf.
Für ein nordamerikanisches Öl- und Gasprojekt sollte die Auswahl mit der Gefahrenbereichsklassifizierung beginnen, gefolgt von Ventildrehmoment, Stromversorgung, Steuersignal, Betriebszeit und erforderlicher Sicherheitsstellung. Ein Klasse I, Abteilung 1 elektrischer Aktuator ist nur dann geeignet, wenn seine Zertifizierung, Modellkonfiguration und Installationsbedingungen mit der Anwendung übereinstimmen.