Phân vùng nguy hiểm bụi: Zone 20, 21, 22 và cách chọn thiết bị

Phân vùng nguy hiểm bụi là việc phân loại khu vực có bụi cháy theo mức độ thường xuyên xuất hiện của đám mây bụi — dùng bộ ký hiệu Zone 20, Zone 21, Zone 22, song song với Zone 0/1/2 của môi trường khí. Điểm dễ sai nhất là coi môi trường bụi giống môi trường khí và chọn thiết bị theo thói quen của khí. Bụi cháy có hai cơ chế nguy hiểm mà khí không có: đám mây bụi lơ lửng và lớp bụi đọng trên bề mặt thiết bị — và cách chọn thiết bị phải tính cả hai.

Một xưởng chế biến gỗ từng dùng thiết bị đạt chuẩn cho môi trường khí để lắp ở khu vực nhiều bụi cưa. Mã Ex có, cấp bảo vệ có. Nhưng bụi mịn lọt vào và đọng dày trên vỏ thiết bị, vừa tạo nguy cơ cháy lớp bụi, vừa làm thiết bị tích nhiệt nóng hơn thiết kế. Thiết bị "phòng nổ" cho khí không sai về chế tạo — nó sai vì được chọn cho đúng một môi trường khác.

Zone 20, 21, 22 là gì?

Ba Zone bụi phân biệt theo tần suất và thời gian đám mây bụi cháy xuất hiện, giống logic của phân vùng nguy hiểm cho khí:

Zone bụi	Đám mây bụi cháy xuất hiện	Ví dụ điển hình
Zone 20	Thường xuyên, liên tục hoặc kéo dài	Bên trong silo, thiết bị nghiền, lọc bụi
Zone 21	Có thể xuất hiện trong vận hành bình thường	Quanh cửa nạp/xả, điểm lấy mẫu bột
Zone 22	Bình thường không có; nếu có thì hiếm và ngắn	Vùng lân cận Zone 21, khu vực có lớp bụi đọng

Zone 20 khắt khe nhất, Zone 22 nhẹ nhất. Cách phân loại này áp dụng cho nhà máy thực phẩm, bột mì, gỗ, dược, than — chi tiết mối nguy bụi ở bài bụi nổ nhà máy thực phẩm.

Phân vùng bụi khác phân vùng khí (Zone 0/1/2) thế nào?

Cùng cấu trúc ba mức, nhưng khác ở nhóm chất cháy, mức bảo vệ và cách ghi cấp nhiệt độ:

	Môi trường khí	Môi trường bụi
Ký hiệu Zone	Zone 0 / 1 / 2	Zone 20 / 21 / 22
Nhóm chất cháy	Nhóm II (IIA/IIB/IIC)	Nhóm III (IIIA/IIIB/IIIC)
Mức bảo vệ thiết bị (EPL)	Ga / Gb / Gc	Da / Db / Dc
Dạng bảo vệ thường gặp	Ex d, Ex e, Ex i	Ex t (bảo vệ bằng vỏ)
Cách ghi cấp nhiệt độ	T1–T6	Nhiệt độ cụ thể, ví dụ T125°C

Nhóm bụi cũng chia ba theo độ khó kiểm soát: IIIA (xơ/sợi cháy), IIIB (bụi không dẫn điện), IIIC (bụi dẫn điện — khắt khe nhất). Quy tắc tương thích một chiều vẫn giữ: thiết bị cho nhóm/Zone khắt khe hơn dùng được cho môi trường nhẹ hơn, không có chiều ngược lại — giống nguyên tắc ở bài chọn thiết bị theo Zone.

Vì sao cấp nhiệt độ môi trường bụi ghi số cụ thể?

Môi trường bụi không dùng thang T1–T6 mà ghi nhiệt độ bề mặt tối đa cụ thể trên nhãn, dạng T125°C. Lý do nằm ở lớp bụi đọng: một lớp bụi dày trên vỏ thiết bị có tác dụng cách nhiệt, khiến thiết bị tích nhiệt và nóng hơn mức khi không có bụi. Nhiệt độ mồi cháy của đám mây bụi và của lớp bụi đọng cũng khác nhau. Gộp các yếu tố đó vào một thang sáu bậc như khí sẽ mất thông tin, nên tiêu chuẩn chọn cách ghi số độ cụ thể — cách hiểu nền tảng về cấp nhiệt độ nằm ở bài cấp nhiệt độ T1–T6.

Chọn thiết bị cho Zone bụi cần lưu ý gì?

Ngoài mã Ex đúng nhóm bụi và mức bảo vệ theo Zone, môi trường bụi có hai yêu cầu đặc thù:

1. Chống bụi lọt vào cao (cấp IP phần chống bụi tối thiểu 6). Bụi mịn lọt vào bên trong thiết bị vừa là nguồn cháy vừa làm hỏng cách điện — chi tiết cấp bảo vệ ở bài cấp bảo vệ vỏ IP.
2. Dạng bảo vệ Ex t (bảo vệ bằng vỏ) là dạng phổ biến cho môi trường bụi, bên cạnh các dạng bảo vệ Ex khác.

Và một điều không phải chuyện thiết bị mà là vận hành: vì lớp bụi đọng làm thiết bị tích nhiệt, vệ sinh định kỳ bề mặt thiết bị ở khu vực bụi là một phần của biện pháp an toàn, không phải việc phụ về thẩm mỹ.

Ngành nào cần phân vùng nguy hiểm bụi?

Phân vùng nguy hiểm bụi cần thiết ở mọi nơi có bụi cháy tích tụ đủ để tạo đám mây nổ:

• Thực phẩm, bột mì, đường: silo, khu sấy, hệ thống vận chuyển bột — bụi hữu cơ mịn rất dễ tạo đám mây nổ.
• Chế biến gỗ: bụi cưa, bụi mài vừa lơ lửng vừa đọng dày quanh máy.
• Dược phẩm: bột thuốc, tá dược trong khu pha chế và sấy phun.
• Kim loại: bụi nhôm, magie — thuộc nhóm bụi dẫn điện IIIC, khắt khe nhất.
• Than, nhựa và các hóa chất dạng bột.

Điểm chung: nếu quy trình sinh bụi cháy và bụi có thể tích tụ, khu vực đó cần được phân vùng bụi để chọn đúng thiết bị — không thể dựa vào cảm tính hay áp cách làm của môi trường khí.

Ai lập hồ sơ phân vùng bụi?

Phân vùng bụi (theo IEC 60079-10-2) là một khâu chuyên môn riêng, phải do người có chứng chỉ lập và được cơ quan có thẩm quyền chấp thuận — chúng tôi thực hiện qua dịch vụ phân loại khu vực nguy hiểm (HAC). Không có hồ sơ này thì việc chọn Zone bụi và mức bảo vệ phía sau đều không có căn cứ.

Câu hỏi thường gặp

Zone 20, 21, 22 khác Zone 0, 1, 2 ở điểm gì?

Zone 0/1/2 dành cho môi trường khí/hơi cháy, còn Zone 20/21/22 dành cho môi trường bụi cháy. Cấu trúc ba mức theo tần suất xuất hiện là như nhau (20 và 0 khắt khe nhất), nhưng bụi dùng nhóm chất cháy nhóm III, mức bảo vệ Da/Db/Dc, và ghi cấp nhiệt độ bằng số độ cụ thể thay vì thang T1–T6.

Thiết bị phòng nổ cho môi trường khí có dùng cho môi trường bụi được không?

Không mặc nhiên. Thiết bị cho khí được chứng nhận theo nhóm khí (II) và dạng bảo vệ cho khí, không đương nhiên phù hợp môi trường bụi vốn cần nhóm bụi (III), dạng bảo vệ Ex t và cấp chống bụi lọt cao. Phải chọn thiết bị được chứng nhận đúng cho môi trường bụi theo hồ sơ phân vùng.

Vì sao môi trường bụi ghi nhiệt độ cụ thể như T125°C thay vì T-class?

Vì lớp bụi đọng trên thiết bị có tác dụng cách nhiệt, làm thiết bị nóng hơn mức khi không có bụi, và nhiệt độ mồi cháy của đám mây bụi khác với lớp bụi đọng. Ghi số nhiệt độ bề mặt cụ thể phản ánh chính xác hơn so với gộp vào thang sáu bậc như môi trường khí.

Lớp bụi đọng trên thiết bị có nguy hiểm không?

Có. Lớp bụi đọng vừa là chất cháy có thể bị mồi cháy, vừa cách nhiệt làm thiết bị tích nhiệt và nóng vượt mức thiết kế. Vì vậy ở khu vực bụi, việc vệ sinh định kỳ bề mặt thiết bị là một phần của biện pháp an toàn, không phải công việc phụ.