Phòng nổ nhà máy hoá chất: chọn thiết bị khi nhiều chất đan xen

Q: Nhà máy hoá chất có hydro thì phải dùng thiết bị nhóm nào?

Nhóm `IIC`. Hydro và axetylen là hai chất nhạy nhất, thiết bị ở khu vực có chúng bắt buộc đạt `IIC`. Thiết bị `IIB` không dùng được ở đó dù chỉ có một lượng nhỏ hydro.

Biên soạn: TS. Nguyễn Thành Trung · 9 phút đọc · Đăng 01/10/2026

Điều khiến phòng nổ nhà máy hoá chất khó hơn các ngành khác không phải một chất nguy hiểm đặc biệt nào, mà là việc nhiều chất cùng tồn tại trong cùng một dây chuyền. Một nhánh công nghệ chạy dung môi hữu cơ, nhánh bên cạnh có etylen, một nhánh phụ thỉnh thoảng nạp hydro. Mỗi chất kéo theo một nhóm khí và một cấp nhiệt độ khác nhau, và thiết bị lắp ở đó phải thoả mãn chất khắt khe nhất, không phải chất phổ biến nhất.

Cái bẫy quen thuộc: hồ sơ mua sắm lập theo "sản phẩm chính của nhà máy". Thiết bị về, lắp, chạy tốt. Sau đó một đợt rà soát tìm ra rằng một nhánh nhỏ trong khu vực đó có hydro, tức yêu cầu IIC, trong khi toàn bộ đèn và hộp đấu dây đang là IIB. Thiết bị không hỏng, không báo lỗi, chỉ là sai nhóm khí theo hướng nguy hiểm.

Bài này đi qua bốn câu hỏi theo thứ tự mà nhà máy hoá chất phải trả lời: vùng nào trong dây chuyền, nhóm khí và cấp nhiệt độ của hỗn hợp, dạng bảo vệ nào ở từng vùng, và vật liệu vỏ nào chịu được môi trường ăn mòn. Khung chung của cả cụm nằm trong bài trụ phòng nổ trong nhà máy, trang ngành hoá chất tóm tắt riêng cho ngành.

Phòng nổ nhà máy hoá chất: dây chuyền có những vùng nào?

Khác xưởng sơn chỉ có hai mức, nhà máy hoá chất có đủ ba mức khí cháy theo IEC 60079-10-1.

Vùng	Vị trí điển hình	Mức bảo vệ thiết bị
`Zone 0`	Bên trong thiết bị phản ứng, bồn chứa, tháp chưng cất khi đang vận hành	`Ga` (Category 1G)
`Zone 1`	Khu nạp và xả liệu; quanh bơm và van lấy mẫu; khu vực đê bao nếu có chất lỏng tích tụ	`Gb` (Category 2G)
`Zone 2`	Quanh hệ thống kín có gioăng đệm tốt; kho hoá chất thông gió cưỡng bức	`Gc` (Category 3G)

Ba điều cần chú ý khi đọc bảng này.

Zone 0 thường là bên trong thiết bị công nghệ, không phải nơi con người lắp đèn hay hộp nối. Thiết bị điện đạt Ga chủ yếu là cảm biến, đầu đo đi vào bên trong, và dạng bảo vệ dùng được chỉ còn Ex ia hoặc Ex ma, trong đó an toàn nội tại là hướng phổ biến cho thiết bị đo, xem bài an toàn nội tại Ex ia.

Zone 1 tập trung ở chỗ hơi thoát ra theo cách có thể dự đoán: khu nạp, xả, đệm bơm, van lấy mẫu. Đây là nơi phần lớn thiết bị điện hiện trường nằm.

Zone 2 phụ thuộc vào chất lượng kín. Gioăng đệm tốt thì Zone 2; gioăng lão hoá, mặt bích rò thì vùng có thể tăng cấp mà hồ sơ không biết. Vì vậy hồ sơ phân vùng cần cập nhật theo bảo trì, chứ không chỉ lập một lần. Chi tiết nằm ở bài cách lập hồ sơ phân vùng nguy hiểm.

Nhiều chất cùng tồn tại: nhóm khí và cấp nhiệt độ lấy theo đâu?

Đây là phần đặc thù nhất của ngành. Chất cháy thường gặp trong hoá chất trải rộng cả ba nhóm khí:

Dung môi hữu cơ: tuỳ chất, IIA hoặc IIB
Etylen: IIB
Hydro và axetylen: IIC

Quy tắc tương thích chỉ có một chiều: thiết bị IIC dùng được cho khu vực yêu cầu IIB và IIA; thiết bị IIB dùng được cho IIA; không có chiều ngược lại.

Với hỗn hợp, hai quy tắc quyết định:

Nhóm khí lấy theo chất khắt khe nhất có thể hiện diện trong khu vực. Có hydro hoặc axetylen ở đâu, khu vực đó bắt buộc IIC, dù chúng chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ.
Cấp nhiệt độ (T1 đến T6, T6 khắt khe nhất) do chất có nhiệt độ tự bốc cháy thấp nhất quyết định, không phải chất chiếm tỷ lệ lớn nhất. Cách đọc cấp T nằm ở bài cấp nhiệt độ T1–T6, còn lý do không nên ghi nhớ nhiệt độ cụ thể từ bảng tra bất kỳ nằm ở bài nhiệt độ tự bốc cháy.

Cách làm đúng gồm ba bước. Một, lập danh mục mọi chất có thể hiện diện trong từng khu vực, gồm cả nhánh phụ, chất trung gian, chất chỉ xuất hiện theo mẻ, chất dùng cho vệ sinh. Hai, tra nhóm khí và nhiệt độ tự bốc cháy từ nguồn đáng tin cho từng chất. Ba, chọn nhóm khí và cấp T theo chất khắt khe nhất trong danh mục khu vực đó. Danh mục này thuộc hồ sơ phân vùng do bên thiết kế lập, không do nhà cung cấp thiết bị lập.

Một lưu ý: các nguồn tra cứu có thể lệch nhau về nhiệt độ tự bốc cháy của cùng một chất, nên bài này không nêu con số. Hãy dùng con số từ phiếu an toàn của chính hoá chất đang dùng, và để người lập hồ sơ phân vùng chịu trách nhiệm chốt.

Dạng bảo vệ Ex nào ở từng vùng?

Vùng	Dạng bảo vệ dùng được
`Zone 0`	`Ex ia`, `Ex ma`
`Zone 1`	`Ex db`, `Ex eb`, `Ex ib`, `Ex p`, `Ex mb`
`Zone 2`	`Ex ec`, `Ex ic`, `Ex mc` và mọi dạng dùng được cho `Zone 1`

Nguyên lý từng dạng nằm trong bài các dạng bảo vệ Ex. Với hoá chất, ba lưu ý thực tế:

Thiết bị đo và tín hiệu ở gần quy trình thường dùng an toàn nội tại, vì dòng thấp và đấu nối được khi còn điện. Hệ thống giám sát an toàn nằm trong danh mục hệ thống an toàn và giám sát.
Điều khiển tại chỗ (nút nhấn, trạm điều khiển) dùng Ex db hoặc Ex eb, xem thiết bị điều khiển phòng nổ. Mã sản phẩm có thật: trạm điều khiển BZC8050 có bản GRP và bản thép không gỉ.
Đấu nối và hộp nối là chỗ cần chú ý nhất, vì điểm cáp vào vỏ là mắt xích yếu nhất. Xem bài chọn ốc siết cáp phòng nổ; các sản phẩm tương ứng nằm ở danh mục ốc siết cáp phòng nổ, ví dụ mã DQM-I/I-D.

Môi trường ăn mòn: chọn vỏ và phụ kiện

Nhà máy hoá chất khác nhà máy cơ khí ở chỗ vỏ thiết bị không chỉ cần chịu nổ mà còn phải sống được trong hơi hoá chất. Khuyến nghị thực tế:

Môi trường ăn mòn nên ưu tiên vỏ composite GRP hoặc thép không gỉ thay vì nhôm.
Vỏ thép không gỉ nên là loại đánh bóng điện hoá; nhôm chỉ dùng khi có lớp phủ epoxy hoặc polyurethane trên lớp lót zinc phosphate.
Cấp bảo vệ tối thiểu IP65, ngoài trời hoặc khu vực rửa nên IP66 trở lên.
Bu lông, ốc siết cáp và cọc tiếp địa bên ngoài phải cùng hệ vật liệu với vỏ. Lắp bu lông thép mạ lên vỏ thép không gỉ là tạo sẵn một cặp ăn mòn điện hoá, và ren hoặc khe cản lửa là những vị trí nhạy với ăn mòn, tức đúng chỗ liên quan đến việc thiết bị còn giữ được tình trạng chứng nhận hay không.

Với tủ và hộp nối, các dòng vỏ rỗng và hộp đấu dây trong danh mục có sẵn bản phù hợp, ví dụ hộp đấu dây BXJ-IIB hay vỏ tủ rỗng BXT8050; chi tiết nằm ở bài tủ điện và hộp đấu dây phòng nổ.

Từ khu vực đến đơn đặt hàng: thứ tự nên làm

Có hồ sơ phân vùng cho từng khu vực chưa, và nó còn đúng với dây chuyền hiện tại không?
Danh mục chất cháy đầy đủ của từng khu vực, kể cả nhánh phụ.
Nhóm khí và cấp T khắt khe nhất của khu vực.
Thiết bị cần mua ở vùng nào, dạng bảo vệ và EPL trên nhãn có khớp không.
Vật liệu vỏ, phụ kiện có cùng hệ và chịu được môi trường không.
Hồ sơ chứng nhận và kiểm tra đi kèm có đủ không, xem bài chứng chỉ CO/CQ thiết bị phòng nổ.

Nếu thiếu bước 1 hoặc bước 2, dừng lại và lập trước. Việc này có thể làm qua dịch vụ đánh giá phân vùng nguy hiểm; khi đã có hồ sơ, liên hệ để chọn thiết bị đúng với từng vùng.

Câu hỏi thường gặp

Nhà máy hoá chất có hydro thì phải dùng thiết bị nhóm nào?

Nhóm IIC. Hydro và axetylen là hai chất nhạy nhất, thiết bị ở khu vực có chúng bắt buộc đạt IIC. Thiết bị IIB không dùng được ở đó dù chỉ có một lượng nhỏ hydro.

Cấp nhiệt độ T của thiết bị chọn theo chất nào trong hỗn hợp?

Theo chất có nhiệt độ tự bốc cháy thấp nhất, không phải chất chiếm tỷ lệ lớn nhất. Cấp T6 khắt khe nhất, T1 dễ nhất.

Vỏ nhôm hay thép không gỉ cho nhà máy hoá chất?

Môi trường ăn mòn nên ưu tiên composite GRP hoặc thép không gỉ. Nhôm chỉ nên dùng khi có lớp phủ epoxy hoặc polyurethane trên lớp lót zinc phosphate, và cấp bảo vệ tối thiểu IP65.

Vì sao bu lông và ốc siết cáp phải cùng vật liệu với vỏ?

Hai kim loại khác hệ khi tiếp xúc trong môi trường ẩm hoặc có hoá chất tạo ra ăn mòn điện hoá. Ren và khe cản lửa là những vị trí nhạy với ăn mòn, và chúng liên quan trực tiếp đến việc thiết bị còn giữ được tình trạng chứng nhận phòng nổ hay không.