Взрывозащищённый мостовой кран: конструкция и область применения

Взрывозащищённый мостовой кран — это специализированное грузоподъёмное оборудование, предназначенное для эксплуатации во взрывоопасных средах. Его ключевая особенность — взрывозащищённая конструкция всех электрических и механических узлов, обеспечивающая безопасную работу в атмосфере с взрывоопасными газами или пылью. В отличие от обычного мостового крана, во взрывозащищённой модели каждый компонент, способный стать источником искры или нагрева — от двигателя и электрического шкафа до рукоятки управления и концевых выключателей, — имеет взрывозащищённое исполнение (изоляция или повышенная защита), что исключает риск воспламенения окружающей среды в процессе работы.

Взрывозащищённые мостовые краны широко применяются в химической, нефтехимической, угледобывающей, лакокрасочной, фармацевтической, пищевой (переработка зерна) и оборонной промышленности — то есть в отраслях с повышенной взрывоопасностью. В производственных помещениях этих предприятий могут присутствовать горючие газы (водород, ацетилен, метан, пары бензина и др.) или горючая пыль (алюминиевая, угольная, мучная, пластмассовая и т.п.). Любая искра в электрической системе крана или перегрев поверхности до температуры воспламенения могут привести к тяжёлым последствиям. Поэтому применение взрывозащищённых кранов, соответствующих государственным стандартам, во взрывоопасных зонах — это не только требование безопасности, но и обязательное условие законодательства. Серия стандартов ГОСТ 31610 (МЭК 60079) устанавливает требования к выбору и монтажу электрического оборудования во взрывоопасных средах.

Класс взрывозащиты: категории зон и типы защиты

Категории взрывоопасных зон

Выбор взрывозащищённого крана в первую очередь определяется категорией взрывоопасной зоны, в которой он будет эксплуатироваться. Согласно ГОСТ 31610.0-2014 (МЭК 60079-0) «Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования», взрывоопасные зоны классифицируются по степени опасности следующим образом:

Зоны с газовой/паровой средой:

• Зона 0: взрывоопасная газовая среда присутствует постоянно или в течение длительного времени (более 1000 часов в год). Зона с максимальной степенью опасности. Установка обычного электрического оборудования в этой зоне запрещена, а к взрывозащищённому оборудованию предъявляются особо строгие требования.
• Зона 1: взрывоопасная газовая среда может возникать при нормальной работе (от 10 до 1000 часов в год). Это наиболее распространённая зона для применения взрывозащищённых мостовых кранов. Для данной зоны подходят краны модели LB и отдельные модели LXB.
• Зона 2: взрывоопасная газовая среда маловероятна при нормальной работе, а если и возникает, то существует непродолжительное время (не более 10 часов в год). Для этой зоны подходит взрывозащищённый подвесной кран LXB.

Зоны с пылевой средой:

• Зона 20: облако или слой горючей пыли присутствует постоянно или в течение длительного времени (более 1000 часов в год).
• Зона 21: облако горючей пыли может возникать при нормальной работе.
• Зона 22: облако горючей пыли маловероятно при нормальной работе, а если и возникает, то существует непродолжительное время.

Типы взрывозащиты

Основные типы взрывозащиты, применяемые в краностроении, различаются следующим образом:

Расшифровка маркировки взрывозащиты

Маркировка на шильдике взрывозащищённого крана, например Ex d ⅡB T4 Gb, расшифровывается слева направо следующим образом:

• Ex — знак взрывозащиты (стандарты Китая и МЭК);
• d — вид взрывозащиты (взрывонепроницаемая оболочка);
• ⅡB — группа газа (ⅡA — пропан/ацетон; ⅡB — этилен/диэтиловый эфир; ⅡC — водород/ацетилен, группа ⅡC наиболее опасна);
• T4 — температурный класс (T1–T6; для T6 максимальная температура поверхности 85 °C, для T4 — 135 °C);
• Gb — уровень защиты оборудования (Ga — для зоны 0; Gb — для зоны 1; Gc — для зоны 2).

Технический руководитель компании «Келуде Тяжёлая Промышленность» отмечает: «Первый шаг при выборе взрывозащищённого крана — это не определение грузоподъёмности, а установление категории зоны и группы газа рабочей среды. Категория зоны определяет выбор вида взрывозащиты, а группа газа задаёт нижнюю границу класса взрывозащиты: например, для среды с водородом (группа ⅡC) требуется оборудование класса ⅡC, и кран класса ⅡB не может эксплуатироваться в такой среде».

Взрывозащищённый однобалочный мостовой кран типа LB

Взрывозащищённый однобалочный мостовой кран типа LB — это взрывозащищённая модификация, разработанная на базе электрического однобалочного мостового крана типа LD. Кран предназначен для работы во взрывоопасных газовых средах зон 1 и 2, а также в средах с горючей пылью зон 21 и 22.

Диапазон основных параметров

• Грузоподъёмность: 1–20 т
• Пролёт: 7–30 м
• Высота подъёма: 6–30 м
• Режим работы: A3–A5
• Класс взрывозащиты: Ex d ⅡB T4 Gb – Ex d ⅡC T4 Gb

Технические особенности

Взрывозащищённая система привода: на кране типа LB установлены взрывонепроницаемые конусные роторные двигатели Ex d ⅡB T4 или Ex d ⅡC T4. Корпус двигателя изготовлен по стандарту ГОСТ 31610.0 (аналог МЭК 60079-0), зазор взрывонепроницаемого соединения не превышает 0,2 мм. Соединительная коробка двигателя — взрывонепроницаемого типа Ex d ⅡB с внутренним взрывозащищённым подключением. Мощность двигателя подъёма — 5–42 кВт (в зависимости от тоннажа), мощность двигателя передвижения — 0,8–3 кВт.

Взрывозащищённая электрическая система управления: электрическая система управления крана состоит из взрывозащищённого электрошкафа, взрывозащищённого кнопочного поста, взрывозащищённых концевых выключателей и взрывозащищённого токоподвода. Корпус взрывозащищённого электрошкафа выполнен из литого алюминиевого сплава и успешно выдерживает испытания на 1,5-кратное номинальное давление. Напряжение цепи управления — безопасное AC 36 В, что исключает риск поражения электрическим током.

Взрывозащищённая электроталь: кран оснащён взрывозащищённой электроталью типа HB или BCD с классом взрывозащиты Ex d ⅡB T4. Скорость подъёма тали — 8 м/мин (для кранов грузоподъёмностью свыше 10 т — 7 м/мин), скорость передвижения — 20 м/мин. Применяется стальной канат с оцинковкой или фосфатированным покрытием; крюк проходит антиискровую обработку медным сплавом, что исключает образование искр при контакте с грузом.

Предохранительные устройства: включают взрывозащищённый аварийный концевой выключатель обесточивания, взрывозащищённый ограничитель перегрузки (точность ±5 %), взрывозащищённые конечные выключатели перемещения и другие устройства. Все предохранительные устройства имеют сертификат взрывозащиты и надёжно работают в зоне 1.

Взрывозащищённый однобалочный подвесной кран типа LXB

Взрывозащищённый однобалочный подвесной кран типа LXB — это взрывозащищённый кран с подвесным монтажом: главная балка крепится непосредственно к несущим конструкциям кровли цеха или подкрановой балке, не занимая полезной площади пола. Кран предназначен для работы во взрывоопасных газовых средах зоны 2 и в средах с горючей пылью зоны 22.

Диапазон основных параметров

• Грузоподъёмность: 1–10 т
• Пролёт: 3–16 м
• Высота подъёма: 6–24 м
• Режим работы: A3–A4
• Класс взрывозащиты: Ex d ⅡB T4 Gc – Ex d ⅡC T4 Gc

Ключевые отличия от типа LB

Кран типа LXB имеет подвесную конструкцию и не требует консолей, подкрановых балок и колонн, что обеспечивает большую гибкость монтажа и делает его особенно удобным для проектов модернизации взрывозащиты существующих заводских зданий. Однако из-за ограничений несущей способности подвесной конструкции грузоподъёмность крана LXB ограничена 10 т, пролёт не превышает 16 м, а область применения в основном ограничена зоной 2 (отдельные модели LXB могут соответствовать требованиям зоны 1, но требуют специального изготовления).

Область применения

Взрывозащищённый подвесной кран типа LXB особенно эффективен для:

• внутрицеховой транспортировки в лакокрасочных цехах (перемещение вёдер с краской, растворителями и т. п.);
• перемещения промежуточных продуктов на фармацевтических производствах;
• ремонтно-монтажных работ на компактных химических установках;
• грузопереработки в цехах тонкого органического синтеза.

Сравнение типов LB и LXB для выбора крана

Комплектация взрывозащищённого крана: ключевые узлы

Взрывозащищённая электроталь — сердце взрывозащищённого мостового крана. Электроталь типа HB (по данным базы знаний 3204) имеет класс взрывозащиты Ex d ⅡB T4, взрывонепроницаемая оболочка изготовлена по стандарту GB 3836.2-2021, зазор взрывонепроницаемого соединения ≤0,2 мм. Механизм подъёма тали оснащён трёхступенчатой косозубой передачей; шестерни из стали 20CrMnTi, цементация и закалка, твёрдость HRC58~62. Взрывозащищённый стальной канат — конструкция 6×19+IWR из нержавеющей стали, разрывное усилие обеспечивает коэффициент запаса прочности 6 к номинальной нагрузке.

Взрывозащищённый двигатель: асинхронный электродвигатель взрывонепроницаемого исполнения, класс изоляции F (термостойкость 155℃), степень защиты IP55. Обмотки статора пропитаны под вакуумом — высокая влаго- и коррозионная стойкость. На корпусе двигателя нанесена маркировка взрывозащиты Ex d ⅡB T4 Gb, прилагается сертификат взрывозащиты.

Взрывозащищённый электрошкаф: литой алюминиевый корпус (сплав ZL102) с анодированной поверхностью. Внутри установлены взрывонепроницаемый автоматический выключатель, контактор переменного тока, тепловое реле и другие элементы управления. Вводные отверстия герметизированы взрывозащищёнными сальниками, кабельный ввод уплотнён резиновой манжетой — исключено проникновение взрывоопасной газовой смеси внутрь шкафа через кабельный ввод.

Взрывозащищённые органы управления: взрывозащищённый подвесной пульт (Ex d ⅡB T4, степень защиты IP65), взрывозащищённый пульт дистанционного управления (искробезопасная цепь Ex ia ⅡB T4, дальность сигнала ≥100 м), взрывозащищённые путевые выключатели и др. Кнопки подвесного пульта — взрывозащищённые, сенсорного типа; корпус из армированного нейлона с антистатической добавкой, поверхностное сопротивление ≤1×10⁹ Ом.

Выбор крана: методика из трёх шагов

Келуде Тяжёлая Промышленность рекомендует следующий порядок выбора взрывозащищённого крана:

Шаг 1: Определение класса взрывоопасной зоны

Изучите план взрывоопасных зон вашего цеха или закажите оценку взрывобезопасности у аккредитованной организации. Необходимо установить:

• Газовая среда: зона 0, 1 или 2?
• Группа газа: ⅡA, ⅡB или ⅡC?
• Температурный класс: от T1 до T6 — какой именно?
• Пылезащищённое исполнение: зона 20, 21 или 22?

Шаг 2: Определение грузоподъёмности и пролёта

Номинальная грузоподъёмность определяется по максимальной массе перемещаемого груза (с учётом массы траверсы) с коэффициентом запаса 1,25. Пролёт рассчитывается как ширина пролёта цеха за вычетом безопасных зазоров с обеих сторон (обычно по 500~800 мм). Высота подъёма — от уровня пола (или рабочей площадки) до верхней точки подъёма плюс запас 500 мм.

Шаг 3: Подбор модели LB или LXB

• Зона 1 (газ) + грузоподъёмность ≤20 т + пролёт ≤30 м → модель LB
• Зона 2 (газ) + грузоподъёмность ≤10 т + пролёт ≤16 м + отсутствие подкрановых консолей / требование гибкого монтажа → модель LXB
• Зона 2 (газ) + грузоподъёмность >10 т или пролёт >16 м → модель LB (несущая способность LXB недостаточна)
• Пылезащищённое исполнение, зона 21/22 → допустимы обе модели, окончательный выбор определяется грузоподъёмностью и пролётом

Инженеры Келуде Тяжёлая Промышленность отмечают: «Самая распространённая ошибка при выборе взрывозащищённого крана — установка оборудования, предназначенного для зоны 2, в условиях зоны 1. При аварии неправильный выбор — это не только повреждение техники, но и уголовная ответственность: статья 99 закона „О безопасности производства“ прямо устанавливает наказание за использование оборудования, не соответствующего стандартам безопасности».

Часто задаваемые вопросы

Для сравнения параметров и цен всех моделей мостовых кранов см. Сводную таблицу выбора мостовых кранов — наглядно о различиях моделей LD/QD/LH/LB/LDY.