2026-02-12
粉塵防火エンクロージャは、可燃性粉塵が存在する環境で動作する電気機器を収容するように設計された特殊な保護ハウジングです。これらのエンクロージャは粉塵粒子の侵入を防ぎ、重要な点として、内部で発生するアーク、火花、または高温が外部の粉塵層や雲に引火しないように構造されています。 NFSA 499 および NEC 第 500 条によると、粉塵防火エンクロージャは、周囲の大気中の特定の粉塵による発火を防止する必要があります。 、穀物加工から医薬品製造に至るまでの産業に不可欠な保護を提供します。
粉塵防火エンクロージャと標準防塵エンクロージャの基本的な違いは、発火防止能力にあります。防塵エンクロージャは単に粉塵を排除するだけですが、粉塵防火ユニットは内部発火源を封じ込め、故障状態でも外部発火を防ぐように設計されています。この区別は、金属粉末、農業用粉塵、または爆発性雰囲気を生成する可能性のある化合物などの物質を扱う施設では重要になります。
可燃性粉塵が存在する危険場所は、北米では 2 つのシステムに分類されています。ディビジョン システムではエリアがクラス II、ディビジョン 1、またはディビジョン 2 に分類されますが、ゾーン システムではクラス II/III ゾーン 20、21、または 22 の指定が使用されます。 クラス II、ディビジョン 1 の場所では、通常の操作中に可燃性粉塵が可燃性濃度で存在するため、粉塵防火装置が必要です 。異常な状況下でのみ粉塵が存在するディビジョン 2 エリアでは、要件がそれほど厳しくない機器を使用することができます。
| 分類システム | ゾーン/部門 | 粉塵の存在 | 必要な保護 |
|---|---|---|---|
| 部門 | クラス II、ディビジョン 1 | 通常動作 | 粉塵着火防止 |
| 部門 | クラス II、ディビジョン 2 | 異常状態 | 防塵または承認済み |
| ゾーン | ゾーン 20 | 連続・長時間 | IP6X 発火保護機能付き |
| ゾーン | ゾーン 21 | おそらく通常作戦中に | IP6X 発火保護機能付き |
| ゾーン | ゾーン 22 | 可能性は低い/期間が短い | IP5X以上 |
可燃性粉塵は、発火特性と電気抵抗率に基づいてグループ E、F、G に分類されます。 グループ E には、抵抗率が 100 ohm-cm 未満のアルミニウムやマグネシウムなどの金属粉塵が含まれており、最も危険なカテゴリーに相当します。 。グループ F には、100 ～ 100,000 オーム-cm の抵抗率を持つ石炭やコークスなどの炭素質ダストが含まれます。グループ G は、抵抗率が 100,000 オーム-cm を超える農業用粉塵、プラスチック、化学薬品を対象としています。機器は、施設内に存在する特定の粉塵グループに対して評価される必要があります。
粉塵防火エンクロージャの構造には、発火を防ぐために連携して機能するいくつかの重要な設計要素が組み込まれています。これらのエンクロージャは、次の厳しい要件を満たす必要があります。
メーカーは、UL、FM Approvals、CSA などの組織によって確立された厳格な試験プロトコルにエンクロージャを提出する必要があります。 UL 1203 テストでは、エンクロージャを粉塵層条件下で 20 回の動作サイクルにさらし、内部アーク発生源または火花発生源を使用して、外部発火が発生しないことを検証します。 。エンクロージャは、ハウジング内部の粉塵雲の発火によって発生する可能性のある最大圧力の 1.5 倍の内部爆発テストにも耐える必要があります。
エンクロージャを適切に選択するには、環境要因と運用要因を体系的に評価する必要があります。まず、粉塵の製品安全データシート (MSDS) を入手するか、試験を実施して発火温度、最小発火エネルギー、および電気的特性を決定します。施設の危険区域の分類は、資格のある専門家の評価を通じて検証する必要があります。
クラス II、ディビジョン 1 エリアで小麦粉塵 (グループ G、発火温度 430°C) を処理する穀物取扱施設には、T2 温度コード (最大表面温度 300°C) でグループ G に定格された粉塵防火エンクロージャが必要です。 。これにより、粉塵の発火点以下に十分な安全マージンが確保されます。
エンクロージャの材料は、構造の完全性を維持しながら、プロセス環境からの腐食に耐える必要があります。一般的なオプションは次のとおりです。
粉塵防火エンクロージャを戦略的に配置することは、安全性とメンテナンス効率の両方に大きな影響を与えます。筐体は可能な限り塵の蓄積が最小限の場所に設置してください。ただし、厚さ 12.7 mm (0.5 インチ) までの塵の層で覆われていても安全に機能する必要があります。 垂直取り付け方向により、水平面への塵の蓄積を防ぎ、対流による自然冷却を促進します。 .
放熱のためにエンクロージャの周囲に適切なクリアランスを維持します。自然対流冷却の場合、通常はすべての側面で 150 mm (6 インチ) です。大量の熱を発生するアプリケーションでは、表面温度を定格制限内に保つために、強制空冷またはより大きなエンクロージャが必要になる場合があります。
粉塵防火エンクロージャへのすべての導管入口は、保護システムの完全性を維持する必要があります。ねじ山付きの硬質金属コンジットまたは IMC (中間金属コンジット) を少なくとも 5 つのねじ山で使用してください。ディビジョン 1 またはゾーン 20/21 エリアから入る各電線管には、電線管システムを通した塵の移動を防ぐために、エンクロージャの入口点から 450 mm (18 インチ) 以内にシール継手を取り付ける必要があります。
防塵着火用途向けに定格された EYS タイプのシーリング フィッティングを使用し、フィッティング チャンバーを完全に埋めるようにシーリング剤を注入する必要があります。 。クラス I (ガス/蒸気) の場所向けに設計された標準の排水シールは、粉塵環境に対する適切な保護を提供しません。
粉塵防火エンクロージャの保護の完全性を維持するには、体系的な検査プログラムが必要です。 NFPA 70 および業界のベスト プラクティスでは、ディビジョン 1 の拠点については四半期ごとの検査を推奨しており、粉塵の負荷が大きい地域では毎月の検査を行っています。各検査では次のことを確認する必要があります。
シール面の損傷、留め具の紛失、またはガスケットの損傷がある場合は、機器を使用に戻す前に直ちに対応する必要があります。 。交換部品は元の仕様および定格と一致する必要があります。ガスケットや留め具などの一見些細な品物であっても、未承認のコンポーネントを置き換えると、エンクロージャの認証が無効になり、重大な安全上の危険が生じる可能性があります。
メンテナンスのためにエンクロージャを開けるときは、該当する場合は火気作業許可手順に従い、雰囲気がテストされ、安全であると判断されたことを確認してください。内部コンポーネントにアクセスする前に、回路の電源を切り、ロックアウト/タグアウト手順を実行してください。メンテナンス後は、再度通電する前に、すべての留め具が正しく取り付けられ、トルクが正しくかかっているかを確認して、正しく再組み立てされていることを確認してください。
穀物エレベーター、製粉工場、飼料加工施設は、粉塵防火エンクロージャにとって最も要求の厳しい環境の一部です。 2008 年のインペリアル製糖所の爆発事故は、14 人の作業員が死亡し、5 億ドル以上の損害をもたらしましたが、可燃性粉塵環境における適切な電気設備の実践が極めて重要であることが浮き彫りになりました。 。最新の施設には、クラス II、ディビジョン 1 に分類される穀物の取り扱い、製粉、包装エリア全体にわたって、防塵防火モーター スターター、ジャンクション ボックス、およびコントロール パネルが組み込まれています。
アルミニウム、マグネシウム、チタン、またはその他の金属粉末を扱う施設には、これらの材料の非常に危険な性質があるため、グループ E 定格のエンクロージャが必要です。金属粉末床融合技術を使用した積層造形作業、医薬品粉末処理、および特殊化学品の製造はすべて、粉塵防火性の電気インフラストラクチャに依存しています。これらの用途では、多くの場合、エンクロージャには、環境モニタリング用の高度な制御装置、自動粉体処理システム、および危険な雰囲気下で確実に動作する必要があるプロセス制御装置が収容されています。
製材所、家具工場、木質ペレット製造施設では、グループ G 材料に分類される大量の木粉塵が発生します。集塵システム、鋸制御装置、コンベアドライブ用のモーター制御センターは通常、通常の生産中に粉塵濃度が危険レベルに達するサンディング作業、カットオフソー、マテリアルハンドリングシステムの近くのエリアで防塵防火保護を必要とします。
粉塵防火エンクロージャは通常、同様のサイズの汎用 NEMA 4/4X エンクロージャの 2 ～ 4 倍のコストがかかり、価格は小型のジャンクション ボックスの 200 ドルから、大型のカスタム モーター コントロール センターの 10,000 ドル以上まで多岐にわたります。ただし、この投資は、不適切な保護を使用した場合の潜在的な結果と比較検討する必要があります。
可燃性粉塵違反に対するOSHAの罰金は、2024年の時点で重大な違反1件当たり156,259ドルに達する可能性があり、粉塵爆発が一度でも数百万単位の物的損害、生産停止、潜在的な人命損失を引き起こす可能性があります。 。保険会社は、可燃性物質を取り扱う施設の補償条件として、危険場所に適切な電気設備を設置することをますます要求しています。
長期的な運用コストは、メンテナンス要件の軽減と耐用年数の延長により、高品質の防塵防爆エンクロージャに有利になります。耐腐食性の素材と堅牢なガスケット システムを備えたプレミアム エンクロージャは、厳しい環境でも 15 ～ 20 年間使用できますが、保護が不十分な場合は頻繁な交換が必要になり、継続的なコンプライアンス問題が発生する可能性があります。
新しいテクノロジーにより、防塵防火エンクロージャの機能と安全機能が強化されています。統合された監視システムは、内部の温度、振動、環境条件を追跡し、保護が損なわれる前に潜在的な問題を早期に警告します。 IoT 接続を備えたスマート エンクロージャにより、リモート診断と予知保全が可能になり、継続的なコンプライアンスを確保しながら計画外のダウンタイムが削減されます。
高度な材料研究により、熱管理が改善された、より軽量で耐久性の高いエンクロージャ設計が生み出されています。アルミニウムとサーマルインターフェース材料を組み合わせた複合材料は、重量を増やすことなく放熱を強化し、高出力電子機器を収容する大型の制御パネルに特に有益です。
IEC と NEC の標準の統合は継続しており、ゾーンとディビジョンの分類システム間の調和が進んでいます。 。この傾向により、多国籍企業の機器選択が簡素化され、さまざまな規制枠組みにわたって認定製品の入手可能性が広がります。メーカーは、UL 1203 (ディビジョン) と IEC 60079 (ゾーン) の両方の要件を満たすデュアル認定エンクロージャを提供することが増えており、グローバルな設置に柔軟性をもたらします。
