20区

定义

根据欧洲ATEX指令2014/34/EU和1999/92/EG，20区是粉尘爆炸危险区域中的最高危险等级。它指代一种区域，该区域内存在以可燃粉尘云形式存在的危险爆炸性氛围 持续的、长期的或频繁的 存在。

在粉末加工领域，20区通常是指 带粉尘设备的内部空间: 混合机的混合室、料仓、旋风分离器、过滤器壳体、转子阀、螺旋输送机以及气力输送设备的内部。为了大致确定时间范围，第20区与每年发生时间超过约1,000小时的情况相关联。

与第21区和第22区的对比

区域划分决定了电气设备和非电气设备允许采用的设备类别及设备防护等级（EPL——Equipment Protection Level）。对于20区，必须采用1D类且EPL为Da的设备；即使同时发生两个独立的故障，这些设备也必须保持安全。

粉尘类型与爆炸组别

可燃粉尘为防爆炸之目的被划分为若干类别，这些类别会影响设备和防护措施的选择：

• IIIA：易燃绒屑
• IIIB：非导电性粉尘
• IIIC: 导电性粉尘，例如金属粉尘

对于IIIC组的导电粉尘，对外壳设计和密封性的要求会更高，例如需要更高的IP防护等级，因为沉积物和粉尘云可能同时具有导电性和产生火花的风险。

混合技术中的相关性

在填充、混合和排料过程中，由于结构原因，混合室中会形成粉尘云。混合物料上方存在一个自由气体空间，粉尘云便在此空间中扩散。因此，只要所处理的产品具有可燃性，无论设备周围环境的粉尘控制程度如何，混合室原则上都必须被视为20区。

通常会被归类为20区的典型产品：

• 有机粉末：面粉、糖、淀粉、香料粉、奶粉、可可粉
• 化学和制药用粉末：颜料、活性成分、添加剂
• 金属粉末：铝、镁、铁、石墨

• 塑料：PE、PP和PVC粉末以及细颗粒

   

对20区设备的要求

避免火源

• 将所有与产品接触及相邻部件的表面温度限制在明显低于该粉尘最低自燃温度的水平
• 所有导电设备部件（包括容器、搅拌器、管道和门）的静电接地和电位均衡
• 通过在旋转部件与外壳之间设定明确的间隙尺寸，从结构上避免机械点火源
• 对轴承、轴穿墙密封和传动装置的温度及状态进行监测
• 避免出现死角，以免灰尘在其中积聚并阴燃

减轻影响

由于20区被视为长期存在爆炸性气体环境，仅靠避免点火源通常难以有效控制风险。因此，通常还需要采取结构性防爆措施：

• 该设备采用抗压力冲击结构，其设计基于减小的爆炸超压
• 通过爆破片、防爆阀或无焰泄压系统进行爆炸压力泄放
• 通过快速灭火系统抑制爆炸
• 与上游和下游设备部件之间的防爆隔离
• 采用氮气等气体进行惰性化处理，并配合氧气监测

计算的基础是产品的安全技术参数：Kst值、最大爆炸超压pmax、最小点火能量和最小点火温度。如果向粉末中添加可燃液体或溶剂，则还需对混合物进行评估。

密封与区域划分

该设备的防尘型设计将20区限制在设备内部。高品质的轴封和外壳密封件、死区极小的排放阀以及密封性良好的检修口，可有效防止粉尘向外部泄漏。因此，相邻区域通常可被划分为22区，甚至被认定为非爆炸危险区域——对周边设备的要求也相应大幅降低。

运营方的责任

从法律和专业角度来看，区域划分是运营方的职责。该划分应在风险评估框架内，基于具体的工艺条件、物质数据和防护方案进行，并在防爆文件中提供可追溯的合理依据。定期清洁、对人员进行培训以及在配方或原材料变更时更新参数值，均属于组织管理方面的义务。