Soluciones de selección y configuración de grúas antideflagrantes para el sector petroquímico: guía para la clasificación de zonas de riesgo y la adaptación de los equipos
📌 Puntos clave Método de cuatro pasos para la selección de grúas antideflagrantes en el sector petroquímico: ① Determinar la zona de riesgo (Zona 1/Zona 2/Zona 21/Zona 22) →② Seleccionar el grado de protección contra explosiones (Ex dⅡBT4/CT4/Ex tD A21) →③ Determinar el tipo de grúa (puente, en voladizo o polipasto) en función de la capacidad de carga y la luz →④ Certificación CCC Ex + inspección TSG. Para instalaciones de refinería se recomienda el modelo QB Ex dⅡBT4 de 5 a 50 t; para la industria del carbón, el modelo QBZ Ex dⅡCT4 con doble certificación para polvo; y para almacenes químicos, la grúa en voladizo o el polipasto antideflagrantes BZD. El precio es entre un 40 % y un 80 % superior al de los modelos convencionales.
El sector petroquímico es el principal mercado de aplicación de las grúas antideflagrantes: las instalaciones de refinería, etileno, quimioscarbonas, química fina y fertilizantes, entre otras, necesitan equipos de elevación tanto para las tareas de mantenimiento como para la instalación de equipos y las operaciones diarias de mantenimiento y funcionamiento. Dado que en las instalaciones petroquímicas suele haber entornos con gases o polvos explosivos, no se pueden utilizar grúas convencionales, sino que es obligatorio emplear equipos especializados con certificación de protección contra explosiones. Este artículo parte de la clasificación de las zonas de riesgo en el sector petroquímico y, según el tipo de instalación, asocia uno a uno los modelos de grúas antideflagrantes, los niveles de protección y los esquemas de configuración, además de proporcionar parámetros técnicos, rangos de precios y el proceso de selección.
Clasificación de las zonas de riesgo en la industria petroquímica y correspondencia con los niveles de protección contra explosiones
Las zonas con riesgo de explosión en el sector petroquímico se clasifican según las normas GB 50058 «Norma de diseño de instalaciones eléctricas en entornos con riesgo de explosión» y GB/T 3836.15; las zonas en las que se instalan equipos de elevación suelen ser las zonas 1 y 2 (gases) y las zonas 21 y 22 (polvo). En la zona 0 (presencia continua de gases explosivos) no se instala ningún equipo eléctrico; el transporte de materiales en esta zona debe realizarse mediante sistemas totalmente neumáticos o totalmente herméticos.
Entorno gaseoso de la zona 1:Durante el funcionamiento normal pueden darse atmósferas explosivas. Lugares típicos: cerca de los reactores de las plantas de refinería, en los puntos de muestreo de las instalaciones químicas y cerca de las válvulas de respiración de las zonas de tanques. En la zona 1 deben utilizarse grúas a prueba de explosiones Ex dⅡCT4 (nivel máximo) o Ex dⅡBT4 (según el grupo de gases). Tenga en cuenta que el hidrógeno (energía mínima de ignición de 0,019 mJ) y el acetileno pertenecen a la clase IIC, por lo que deben utilizarse grúas Ex dⅡCT4; para gases de la clase IIB, como el etileno y el propano, pueden utilizarse grúas Ex dⅡBT4.
Entorno gaseoso de la zona 2:Es poco probable que se produzca durante el funcionamiento normal y, si se produce, será de corta duración. Lugares típicos: zonas sin fuentes de emisión en instalaciones petroquímicas y zonas situadas a más de 2 m del exterior de los equipos. En la zona 2 se puede optar por Ex dⅡBT4 o Ex nA (tipo de seguridad aumentada, limitado a la zona 2), pero en el sector de la grúa se suele optar de forma unificada por Ex dⅡBT4 para garantizar la universalidad. Ex dⅡBT4 es el grado de protección contra explosiones más común en la industria petroquímica y abarca configuraciones de grúas petroquímicas de entre 851 y 3 T.
Entorno con polvo en las zonas 21 y 22:Lugares en los que hay polvo inflamable, como el taller de preparación de carbón de la industria química del carbón, el taller de envasado de polvo plástico y el taller de moldeado de azufre. En la zona 21 se utiliza el modelo Ex tD A21, y en la zona 22, el modelo Ex tD A22 (se suele emplear la configuración estándar A21). El núcleo de las grúas antiexplosión para polvos es una carcasa de protección IP65 + control de la temperatura superficial (≤T135 °C o T85 °C). Para consultar la comparación técnica de los grados de protección contra explosiones y las diferencias de precio, puede consultarTabla comparativa de modelos y parámetros de grúas puente antideflagrantes y sus grados de protección contra explosiones。
Esquema de configuración de una grúa antideflagrante típica
Planta de craqueo catalítico de refinería:Durante el mantenimiento de las instalaciones principales de la refinería —reactores y regeneradores—, es necesario izar componentes internos (separadores ciclónicos, placas de distribución, etc.), con un peso unitario de entre 5 y 30 t. Configuración recomendada: Grúa puente antideflagrante tipo QB, con una capacidad de elevación de 16 a 32 t; la luz se determina en función de la anchura de la nave (estándar: 22 a 31 m); clase de protección antideflagrante Ex dⅡBT4 (en la zona de la instalación, los materiales inflamables son principalmente gases de clase IIB, como el propano y el butano); clase de servicio A5 (uso intensivo durante el mantenimiento anual). Modo de funcionamiento: control remoto desde el suelo + control dual desde la cabina; el mando a distancia es de tipo intrínsecamente seguro Ex ib IIB T4. Precio de referencia: 16 t, entre 300 000 y 550 000 yuanes; 32 t, entre 500 000 y 850 000 yuanes.
Taller de coque de la planta de química del carbón:Las condiciones de la industria química del carbón son especiales, ya que coexisten el hidrógeno (gas de clase IIC) y el polvo de carbón (zona 21); por lo tanto, las grúas deben contar con doble certificación: contra explosiones de gas y contra explosiones de polvo. Se recomienda la grúa puente antiexplosiva de doble uso para metalurgia del tipo QBZ, con configuración de doble certificación Ex dⅡCT4 + Ex tD A21. Capacidad de elevación de 20 a 50 t, luz de 22 a 31 m y nivel de trabajo A6 (operaciones frecuentes en hornos de coque). Puntos clave de la configuración: el motor es un motor antideflagrante de acero fundido de clase IIC; la viga principal cuenta con una capa aislante para evitar la radiación térmica del horno de coque; las ruedas son de aleación de cobre antiestática y el carril está correctamente conectado a tierra. Precio de referencia: 20 t, entre 480 000 y 750 000 yuanes; 32 t, entre 680 000 y 1 150 000 yuanes.
Almacén de materias primas químicas/zona de tanques:El almacén y la zona de tanques pertenecen a un entorno gaseoso de zona 2, con una frecuencia de elevación baja y un peso unitario reducido (accesorios como válvulas de tuberías, etc., ≤ 2 t). Se recomienda utilizar grúas en voladizo antideflagrantes del tipo BZD o grúas suspendidas con polipasto eléctrico antideflagrante. Las grúas en voladizo antideflagrantes BZD tienen una capacidad de elevación de 0,5 a 5 t, una longitud de brazo de 3 a 6 m, un grado de protección antideflagrante Ex dⅡBT4 y un precio aproximado de entre 50 000 y 250 000 yuanes. Las grúas suspendidas con polipasto eléctrico a prueba de explosiones (que se desplazan sobre carriles de vigas en I) tienen una capacidad de elevación de 0,5 a 10 t, son adecuadas para cubrir múltiples puntos y están equipadas con un mando a distancia a prueba de explosiones. En comparación, la grúa en voladizo tiene un alcance más reducido (giro de 270°), pero su instalación es sencilla y no requiere vigas de carril; la grúa suspendida cubre un alcance lineal, pero requiere que el techo de la nave industrial cuente con un carril de vigas en I de resistencia suficiente.
Comparativa de configuraciones y precios de los distintos equipos
| Tipo de dispositivo | Zona de peligro | Modelos de grúas recomendados | Grado de protección contra explosiones | Capacidad de elevación | Nivel de trabajo | Precio de referencia (10 000 yuanes) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Refinado y craqueo catalítico | Zona 1 | Puente QB | Ex dⅡBT4 | 16-32 t | A5 | 30~85 |
| Química del carbón y coqueificación | Distrito 1 + Distrito 21 | QBZ de puente (metalúrgico) | Ex dⅡCT4+A21 | 20-50 t | A6 | 48~170 |
| Planta de craqueo de etileno | Zona 1 | Puente QB | Ex dⅡCT4 | 10-20 t | A5 | 25~65 |
| Almacén de materias primas químicas | Zona 2 | Polipasto en voladizo/antiexplosivo BZD | Ex dⅡBT4 | 0,5-10 t | A3~A4 | 3~30 |
| Taller de azufre y polvo de plástico | Distrito 21 | QB/Polipasto antideflagrante | Ex tD A21 | 5-20 t | A4~A5 | 12~50 |
| Plataforma de carga de productos terminados | Distrito 2 + Distrito 21 | Polipasto eléctrico antideflagrante | Ex dⅡBT4/A21 | 1-10 t | A3~A4 | 2~18 |
Requisitos de certificación CCC e inspección para grúas a prueba de explosiones
Las grúas antideflagrantes utilizadas en el sector petroquímico deben cumplir simultáneamente los tres requisitos normativos siguientes:
Certificación 3C para equipos a prueba de explosiones (CCC Ex):Desde octubre de 2019, los productos eléctricos a prueba de explosiones se han incluido en el catálogo de certificación obligatoria CCC (Anuncio n.º 34 de 2019 de la Administración General de Supervisión del Mercado). Los motores a prueba de explosiones, las cajas de control eléctrico a prueba de explosiones, las cajas de conexiones a prueba de explosiones y los interruptores de fin de carrera a prueba de explosiones con los que están equipadas las grúas a prueba de explosiones deben contar con un certificado CCC Ex independiente. El certificado de conformidad de protección contra explosiones de la máquina completa lo expide el Centro de Certificación de Calidad de China (CQC) o el Instituto de Electricidad Antiexplosiva de Nanyang (CNEx). El certificado tiene una validez de 5 años y debe renovarse al vencimiento.
Licencia para la fabricación de equipos especiales:Las grúas puente antideflagrantes con una capacidad de elevación ≥ 3 t están sujetas a la regulación del «Catálogo de equipos especiales»; los fabricantes de estas grúas deben estar en posesión de la correspondiente licencia de fabricación (de clase A o B). Las empresas instaladoras deben disponer de una licencia de instalación, y las entidades usuarias deben tramitar el registro de uso en un plazo de 30 días antes de su puesta en servicio. Periodicidad de las inspecciones: inspección periódica anual (incluida la inspección específica de los sistemas eléctricos antiexplosivos), de conformidad con la norma TSG Q7015-2016.
Mantenimiento específico para equipos a prueba de explosiones:De acuerdo con la norma AQ 3009-2007 «Norma de seguridad contra explosiones en instalaciones eléctricas de zonas peligrosas», las grúas antideflagrantes deben contar con un registro de gestión del equipo y someterse a una inspección específica de protección contra explosiones al menos una vez cada seis meses. Los aspectos que se deben comprobar incluyen: la holgura en las superficies de sellado de la caja antideflagrante (≤ 0,2 mm), el estado de las juntas de estanqueidad de los pasacables, la prueba de resistencia de puesta a tierra (≤ 4 Ω) y el desgaste de las ruedas antiestáticas (espesor de la capa de aleación de cobre ≥ 1,5 mm). Para obtener más detalles sobre las inspecciones anuales y específicas de los equipos antideflagrantes, consulteParámetros y precios de los distintos niveles de protección contra explosiones de las grúas puente。
Proceso de selección y aspectos a tener en cuenta
Primer paso, verificar el plano de división de zonas de peligro del área de instalación (elaborado por el estudio de ingeniería o la entidad de evaluación de seguridad) y determinar si existen zonas 1, 2, 21 o 22. Esta es la base para la selección del grado de protección contra explosiones.
Segundo paso, se confirman los grupos de sustancias inflamables existentes: grupos de gases (IIA/IIB/IIC) y grupos de temperatura (T1 a T6). Los grupos de temperatura más comunes en el sector petroquímico son el T3 (≤200 °C, como el etileno) y el T4 (≤135 °C, como el hidrógeno). Cuanto más alto es el grupo de temperatura (siendo T6 el más alto), mayor es el precio de los equipos.
Tercer paso, la capacidad de elevación se determina multiplicando el peso máximo de la pieza a elevar por 1,1; la luz de la grúa se determina en función de la luz de la nave o del armazón y de las distancias de seguridad a ambos lados; y la clase de trabajo se determina en función de la frecuencia de elevación. Para las grúas utilizadas en el mantenimiento de instalaciones petroquímicas se suele elegir la clase A5 (media), mientras que para operaciones continuas, como en la coquería, se elige la clase A6.
Cuarto paso, verificar el alcance y la vigencia de la certificación 3C de protección contra explosiones del proveedor. Analizar el historial del proveedor en el sector petroquímico: comprobar si cuenta con la acreditación necesaria para formar parte de la red de proveedores de Sinopec, PetroChina o CNOOC, entre otros. Las grúas antideflagrantes de Krude Heavy Industry ya se han incorporado a la plataforma «Yipai Ke» de Sinopec y al sistema de proveedores de Yanchang Petroleum, y cuentan con la certificación antideflagrante CNEx.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Pregunta: ¿Es necesario someter a inspección anual las grúas antideflagrantes utilizadas en el mantenimiento de las instalaciones petroquímicas?
Respuesta: Sí. Las grúas puente antideflagrantes (≥3 t) se consideran equipos especiales y deben someterse a una inspección periódica anual conforme a la norma TSG Q7015-2016. Además, el sistema de gestión de HSE de las empresas petroquímicas exige que se realice una inspección específica de protección contra explosiones cada seis meses, en la que se comprueban el sellado de las cajas de protección contra explosiones, las juntas de los dispositivos de entrada de cables y la resistencia de puesta a tierra, entre otros aspectos. Incluso las grúas de reserva que no se hayan utilizado en todo el año deben someterse a las inspecciones periódicas; aquellas que hayan estado fuera de servicio durante más de un año deben someterse a una nueva inspección antes de volver a ponerse en servicio.
Pregunta: ¿Se pueden utilizar grúas no antideflagrantes en los almacenes del sector petroquímico?
Respuesta: No. Aunque normalmente no se produzcan fugas de gas en el almacén, siempre que en él se almacenen sustancias con riesgo de explosión (líquidos o gases inflamables de clase A o B) y los equipos eléctricos se encuentren dentro de las zonas clasificadas como de riesgo de explosión (por lo general, todo el interior del almacén corresponde a la zona 2), es obligatorio utilizar grúas antideflagrantes. Si en el almacén se almacenan sustancias de clase C o D (como accesorios de ferretería generales, accesorios de tuberías, etc.) y se confirma que no existe riesgo de explosión, se pueden utilizar grúas normales, siempre que cumplan los requisitos de protección contra el polvo. La definición clara de la clasificación de las zonas de riesgo es un requisito previo.
Pregunta: ¿Cuánto más costan las grúas antideflagrantes que las grúas normales? ¿Cuánto más tardan en entregarse?
Respuesta: El precio de una grúa antideflagrante es entre un 40 y un 80% superior al de una grúa convencional de la misma capacidad. El sobreprecio se debe principalmente al motor antideflagrante (+30~50%), la caja de control eléctrica antiexplosiva (+20-40 %), las ruedas antiestáticas de aleación de cobre y el sistema de puesta a tierra de las vías (+15-25 %), así como los gastos de certificación CCC Ex (entre 20 000 y 50 000 yuanes por unidad). El plazo de entrega es entre 30 y 60 días más largo que el de las grúas normales (los componentes eléctricos a prueba de explosiones deben pedirse y certificarse por separado), situándose normalmente entre 45 y 90 días. Si se realizan los pedidos simultáneamente en la fase inicial del proyecto, es posible acortar el plazo de entrega.
Pregunta: ¿Se pueden adaptar las grúas normales existentes para que sean a prueba de explosiones?
Respuesta: Sí, es posible, pero el coste es muy elevado y no es recomendable. La adaptación requiere sustituir todos los componentes eléctricos (motor, cuadro de control eléctrico, panel de mandos, interruptores de fin de carrera, cajas de conexiones, etc., por modelos a prueba de explosiones), cambiar las ruedas por otras de aleación de cobre antiestáticas, realizar la adaptación de la puesta a tierra de los raíles y someter toda la máquina a una nueva inspección de certificación a prueba de explosiones. El coste de la adaptación oscila entre el 60 % y el 80 % del precio de una máquina nueva, y el proceso de certificación CCC Ex tras la adaptación dura entre 3 y 6 meses. Una opción más rentable es desprenderse de la máquina antigua a cambio de un descuento y adquirir directamente una grúa antideflagrante de nuevo modelo.
