تجهیزات ضد انفجار چیست؟
تجهیزات ضد انفجار چیست؟
به طور کلی طراحی و ساخت تجهیزات ضد انفجار (Explosion-proof equipment) به گونه‌ای است که این تجهیزات در تمامی محیط‌های مستعد انفجار می‌توانند کاملا ایمن و مطمئن عمل کنند و از ایجاد جرقه و وقوع انفجار جلوگیری کنند. منظور از محیط‌های مستعد، مکان‌هایی هستند که حاوی بخارات، گرد و غبار قابل انفجار، مواد شیمیایی خطرناک و همچنین مناطق دارای گازهای قابل اشتعال می‌باشد. در نتیجه با استفاده از این تجهیزات ایمنی لازم فراهم می‌شود و درصد ریسک اتفاقات خطرناک جانی و مالی به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش پیدا می‌کند.
تجهیزات ضد انفجار در چه محیط‌هایی کاربرد دارد؟
تجهیزات ضد انفجار در مکان‌های بسیار زیاد و متنوعی کاربرد دارند و هدف اصلی آن‌ها حفظ ایمنی و سلامت کارکنان و تجهیزات است. در این قسمت برخی از مهم‌ترین مکان‌هایی که تجهیزات ضد انفجار در آن‌ها کاربرد دارند را معرفی می‌کنیم.
صنایع نفت و گاز
- پالایشگاه‌ها
- سکوهای حفاری نفت و گاز
در صنایع نفت و گاز تجهیزاتی مانند سیستم‌های روشنایی، ابزارهای کنترل و اندازه‌گیری، موتورها، پمپ‌ها و کلیه سیستم‌های ارتباطی باید لزوما ضد انفجار باشند.
صنایع پتروشیمی
- واحدهای تولید مواد شیمیایی
- واحدهای تولید پلاستیک و رزین
تجهیزاتی مانند سنسورها، کنترلرها و ترموستات‌ها در واحدهای تولید مواد شیمیایی، باید حتما ضد انفجار باشند. همچنین در واحدهای تولید پلاستیک و رزین باید تمامی سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی کاملا ضد انفجار باشند چرا که وجود مواد قابل اشتعال در این محیط‌ها بسیار خطرناک است.
معادن
- معادن زغال سنگ
- معادن فلزی
در کلیه معادن به دلیل وجود گرد و غبار قابل انفجار و گازهای متصاعد شده همچون متان، باید سیستم‌های روشنایی و تهویه و تجهیزات استخراج، همگی از نوع ضد انفجار باشند.
صنایع داروسازی
- تولید مواد اولیه دارویی
- محیط‌های آزمایشگاهی
در این گونه از محیط‌ها، در برخی از مرحل فرآیند تولید، گرد و غبارهای قابل اشتعال خارج می‌شود و بنابراین تمامی سیستم‌ها و دستگاه‌های اندازه‌گیری و تحلیل باید از نوع ضد انفجار باشند.
صنایع غذایی و کشاورزی
- سیلوهای ذخیره غلات
- کارخانه‌های تولید آرد و شکر
به این دلیل که گرد و غبار غلات می‌توانند قابل اشتعال باشند و خطر انفجار را در پی دارد، بنابراین دستگاه‌های تولید و بسته‌بندی کارخانه‌ها و همچنین تجهیزات مورد استفاده در سیلوها، همگی باید ضد انفجار باشند تا بتوانند از ایجاد جرقه و حرارت جلوگیری به عمل بیاورند.
تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب
در تصفیه‌خانه‌ها تجهیزاتی مثل موتورها و پمپ‌ها و همچنین سیستم‌های تهویه همگی باید ضد انفجار باشند زیرا برخی از فرایندهای شیمیایی در این مکان‌ها باعث ایحاد گازهای خطرناکی مثل متان می‌شوند که به راحتی با کمی حرارت آتش‌سوزی ایجاد می‌کند.
ویژگی‌های تجهیزات ضد انفجار
همانطور که گفتیم تجهیزات ضد انفجار در محیط‌های مستعد خطر، هم ایمنی سیستم‌ها و تجهیزات و هم ایمنی کارکنان را تامین می‌کنند. سوالی که در اینجا پیش می‌آید این است که مگر این تجهیزات چگونه طراحی می‌شوند؟ تکنولوژی آن‌ها چیست و مواد استفاه شده در آن‌ها چه ویژگی‌هایی دارند؟ در ادامه پاسخ تمامی این سوال‌ها را خواهید دانست.
محفظه مقاوم در برابر انفجار(Explosion-Proof Enclosure)
در تجهیزات ضد انفجار تمامی محفظه‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بدنه آن‌ها قادر به تحمل فشار بالا و جلوگیری از خروج جرقه و انتشار شعله و گازهای داغ به خارج از دستگاه هستند.
مواد مقاوم در برابر خوردگی و حرارت
تجهیزات EX با استفاده از مواد و آلیاژهای خاص به کار رفته در آن‌ها، دماهای بالا را تحمل می‌کنند و از خوردگی و زنگ زدگی تجهیز در محیط‌های مرطوب و شیمیایی جلوگیری به عمل می‌آورند .
طراحی بدون جرقه (Intrinsically Safe Design)
در طراحی تجهیزاتی مثل کلیدها، اتصالات و موتورهای برق، مدارها و قطعاتی استفاده شده که از ایجاد انرژی کافی برای تولید جرقه جلوگیری می‌کنند و یا آن را به حراقل می‌رسانند.
آب‌بندی و درزبندی مناسب در برابر نفوذ (Ingress Protection)
در طراحی این تجهیزات از درزبندی مناسبی استفاده شده‌است که مانع از نفوذ گازها و بخارات قابل اشتعال به داخل تجهیز می‌شود، و برای سنجش آن از درجه حفاظت IP استفاده می‌شود که میزان مقاومت تجهیز در برابر گرد و غبار، آب و … را می‌سنجد.
کنترل دما و جلوگیری از داغ شدن بیش از حد (Temperature Control)
با استفاده از سنسورهای حرارتی که در این تجهیزات تعبیه شده‌است، از داغ شدن بیش از حد تجهیز جلوگیری می‌کند و با استفاده از سیستم‌های خنک کننده باعث کاهش دمای آن می‌شود و به این صورت مانع از ایجاد انفجار می‌شود.
استانداردها و مقررات بین‌المللی
دو استاندارد بسیار مهمی که برای تجهیزات ضد انفجار ضروری است تا اجازه استفاده در محیط‌های گازی خطرناک را داشته‌باشند می‌توان به استانداردهای اروپایی و آمریکایی ATEX و NEC/CEC اشاره کرد که در ادامه مقاله توضیحات مفصلی در باره‌ی آن‌ها داده شده‌است.
طراحی خاص برای مناطق مختلف خطر (Zone Classification)
مناطق خطرناک از نظر حضور مواد و آلاینده‌های شیمیایی و گازهای قابل اشتعال، به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند و براساس هر منطقه، تجهیزات مورد استفاده در آن‌ها باید ویژگی‌های خاصی برای استفاده در آنجا را داشته باشند. در ادامه طبقه‌بندی مناطق خطرناک را به طور کامل ارائه می‌دهیم.
انواع طقه‌بندی مناطق استفاده از تجهیزات ضد انفجار
به منظور تعیین نوع تجهیزات ضد انفجار مورد نیاز، تمامی محیط‌های صنعتی را بر اساس وجود گازها، غبارات و بخارات قابل اشتعال و خطر انفجار، در دو منطقه کلی دسته‌بندی می‌کنند، که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.
مناطق گازی (Gas Zones)
مناطق گازی در سه دسته طبقه‌بندی می‌شوند که عبارتند از:
- زون صفر (Zone 0): منطقه‌ای که در آن بخارات گازی و مخلوط‌های قابل انفجار، برای مدت طولانی یا حتی به طور دائم حضور دارند. به طور مثال در داخل تانک‌های حاوی سوخت و گازهای قابل اشتعال
- زون یک (Zone 1): منطقه‌ای که در شرایط عادی عملیات، احتمال می‌دهیم که مخلوط‌های انفجاری گاز و هوا در آنجا حضور داشته‌باشد. به طور مثال در اطراف فلنج‌ها و تجهیزاتی که ممکن است نشت گاز داشته باشند.
- زون دو (Zone 2): منطقه‌ای که انتظار می‌رود به طور عادی هیچگونه گاز و بخار قابل اشتعالی در آن وجود نداشته‌باشد و یا اگر هم باشد برای مدت زمان بسیار کوتاهی باشد. به طور مثال در اطراف تجهیزات ایمنی یا تهویه و …
مناطق غباری (Dust Zones)
مانند مناطق گازی، مناطق غباری نیز در سه دسته قرار می‌گیرند. از جمله:
- زون بیست (Zone 20): منطقه‌ای که در آنجا مخلوط‌های انفجاری غبار و هوا به طور دائم یا برای مدت زمان طولانی وجود دارند. برای مثال محفظه داخل سیلوها و مخازن غبارهای آردی و یا پودری
- زون بیست و یک (Zone 21): منطقه‌ای که احتمال می‌دهیم در آنجا غبارهای قابل اشتعال در شرایط عادی عملیات وجود داشته‌باشند. مانند اطراف تجهیزات حمل و نقل غبارهای آتش‌زا و مواد پودری
- زون بیست و دو(Zone 22): منطقه‌ای که در آنجا انتظار داریم در شرایط عادی عملیات، هیچگونه غبار اشتعال زایی وجود نداشته‌باشد و یا در صورت وجود برای مدت زمان کوتاهی باشد. به طور مثال در اطراف تجهیزات و تهویه‌ای که احتمال نشت غبار در آنجا وجود دارد.
انواع استاندارد تجهیزات ضد انفجار بر اساس زون‌ها
همانطور که در قسمت قبل مطالعه کردید کلاس مناطق یا همان زون‌های عملیاتی بر اساس احتمال خطر، به دسته‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند. حال باید تجهیزاتی که برای هر منطقه استفاده می‌شوند هم دارای استانداردهای لازم برای استفاده بدون ریسک در آن منطقه نیز باشند. هر استانداردی دارای تقسیم‌بندی خاص خود برای مناطق خطرناک است که به انتخاب درست تجهیزات کمک می‌کند. این استانداردها در مناطق مختلف جهان متفاوت هستند و هر کدام برای شرایط خاصی از خطرات انفجاری طراحی شده‌اند. در ادامه برخی از استانداردهای مهم و رایج را برمی‌شماریم.
استانداردهای بین‌المللی
استانداردهای بین‌المللی به دو دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:
- ATEX: این استاندارد متعلق به اتحادیه اروپا است و برای تجهیزات و سیستم‌های حفاظتی طراحی شده‌است. استاندارد ATEX در دو گروه قرار گرفته‌است که عبارتند از: گروه I برای معادن زیرزمینی و گروه II برای مناطق گازی و غباری دیگر.
- IECEx: این استاندارد در سطح بین‌المللی استفاده می‌شود و در واقع برای تایید انطباق تجهیزات الکنریکی با استانداردهای بین‌المللی IEC طراحی شده‌است.
استانداردهای ایالات متحده
استانداردهای ایالات متحده در دو دسته زیر قرار می‌گیرند:
- NEC: این کد تجهیزات ضد انفجار را در سه کلاس مختلف قرار می‌دهد. Class I (گازها و بخارات قابل اشتعال)، Class II (غبارهای قابل اشتعال) و Class III ( الیاف و ذرات قابل اشتعال)
- NFPA: این کد شامل استانداردهای مختلفی برای ایمنی و محافظت در برابر آتش و انفجار می‌باشد.
استانداردهای کانادا
مهم‌ترین استاندارد کانادا عبارت است از:
- CEC: این کد دقیقا مانند NEC برای تجهیزات الکتریکی در محیط‌های خطرناک استفاده می‌شود و شامل سه کلاس Class I (گازها و بخارات قابل اشتعال)، Class II (غبارهای قابل اشتعال) و Class III ( الیاف و ذرات قابل اشتعال) می‌باشد.
مقایسه بین کلاس‌های مختلف بر اساس استاندارد تجهیزات ضد انفجار
Class I (بخارات و گازهای قابل اشتعال)
- تجهیزات: تجهیزات روشنایی ضد انفجار، جعبه‌های اتصالات، موتورهای ضد انفجار و کلیدها
- استانداردها: NFPA 70 (NEC)، IEC 60079
Class II (گرد و غبارهای قابل اشتعال)
- تجهیزات: موتورها، سیستم‌های تهویه، تجهیزات الکتریکی مقاوم به نفوذ گرد و غبار
- استانداردها: NFPA 70 (NEC)، IEC 61241
Class III (الیاف و ذرات قابل اشتعال)
- تجهیزات: سیستم‌های تهویه و تجهیزات الکتریکی با پوشش‌های مقاوم به نفوذ الیاف و ذرات
- استانداردها: NFPA 70 (NEC)
انواع حفاظت تجهیزات ضد انفجار
به غیر از استانداردهایی که برای تجهیزات مورد استفاده در محیط‌های خطرناک استفاده می‌شود، این تجهیزات باید دارای درجاتی از حفاظت نیز باشند. انواع متفاوتی از حفاظت وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند و مصرف کنندگان باید بر اساس نوع تجهیزات و مکان مورد نیاز، مناسب‌ترین و کاربردی‌ترین نوع حفاظت را انتخاب کنند. در ادامه انواع حفاظت را نام می‌بریم و مختصر توضیحاتی در مورد آن‌هامی‌دهیم.
حفاظت نوع ایمن ذاتی (Intrinsic Safety – Ex i)
دراین نوع از حفاظت روال کار به صورتی است که باعث محدود شدن انرژی الکتریکی مدار می‌شود تا از ایحاد حرارت، جرقه و نهایتا انفجار جلوگیری کند. از این روش برای ابزارهای اندازه‌گیری وکنترل استفاده می‌شود.
حفاظت با افزایش ایمنی (Increased Safety – Ex e)
در این نوع از حفاظت، برای کاهش احتمال ایجاد حرارت اضافی و جلوگیری از جرقه زدن، طراحی خود تجهیزات را بهبود می‌دهند. به‌طوری که هم در شرایط عادی و هم در صورت بروز خطا، ایمنی در تجهیزات به قدری بالا می‌رود که مانع از ایجاد جرقه و آتش‌سوزی می‌شود.
حفاظت با محفظه ضد انفجار (Flameproof or Explosion-proof – Ex d)
دراین نوع از حفاظت برای جلوگیری از انفجار، تجهیزات را در درون محفظه ضد انفجار قرار می‌دهند. این محفظه مقاومت بالایی در برابر انفجار داخلی دارد و اجازه نمی‌دهد شعله‌ها و جرقه‌های ناشی از آن به بیرون از محفظه راه پیدا کنند.
حفاظت با محفظه فشرده (Pressurization – Ex p)
در این نوع از حفاظت که برای محیط‌های بسیار خطرناک استفاده می‌شود، تجهیزات درداخل محفظه‌ای قرار می‌گیرند که تحت فشار مثبت هستند و مانع از وارد شدن گازها و گرد و غبار قابل اشتعال به داخل محفظه می‌شوند و از این طریق از بروز خطر جلوگیری می‌کنند.
حفاظت با مواد ضد جرقه (Non-sparking – Ex n)
در این نوع ازحفاظت که اغلب برای محیط‌های کم خطر با احتمال انفجار کمتر استفاده می‌شود، خود تجهیزات و موادی که در آن‌ها استفاده می‌شود، احتمال ایجادجرقه را کم می‌کند.
حفاظت با محفظه پر شده با پودر (Powder Filling – Ex q)
در این روش، محفظه تحهیزات را با نوعی از پودر غیر قابل اشتعال مانند سیلیکا ژل، پر می‌کنند تا مانع از نشر جرقه و شعله به خارج از محفظه شود.
حفاظت با محفظه پر شده با روغن (Oil Immersion – Ex o)
در این نوع از حفاظت، تجهیزات را در داخل محفظه‌ای قرار می‌دهند که از روغن غیر اشتعال پر شده‌است. به اینصورت جرقه‌ها نمی‌توانند با گازهای قابل اشتعال برخورد کنند و از ایجاد شعله و انفجار جلوگیری به عمل می‌آید.
حفاظت با پوشش (Encapsulation – Ex m)
در این روش قطعات الکتریکی و تجهیزات رادر داخل یک ماده محافظ مثل رزین محصور می‌کنند تا مانع از نشت شعله و جرقه به خارج شود.
انواع تجهیزات ضدانفجار
مدل‌ها و انواع زیادی از تجهیزات در بازار وجود دارند که توسط برندهای مختلفی در سراسر دنیا ساخته شده‌اند. این تجهیزات هر کدام کاربرد خاص خود را دارند و شرایط استفاده و مکان قابل استفاده هر کدام از آن‌ها با یکدیگر متفاوت است. در ادامه دسته‌بندی کلی آن‌ها را نام می‌بریم وشما می‌توانید برای اطلاع از انواع مختلف هر دسته و کاربرد هر کدام بر روی آن‌ها کلیک کنید.
- روشنایی ضدانفجار
- باکس ضد انفجار
- تهویه ضد انفجار
- تجهیزات هشدار ضد انفجار
- تجهیزات نصب و اتصالات
- کلید و پریز ضد انفجار
تجهیزات ضد انفجار چیست؟
تجهیزات ضد انفجار چیست؟
به طور کلی طراحی و ساخت تجهیزات ضد انفجار (Explosion-proof equipment) به گونه‌ای است که این تجهیزات در تمامی محیط‌های مستعد انفجار می‌توانند کاملا ایمن و مطمئن عمل کنند و از ایجاد جرقه و وقوع انفجار جلوگیری کنند. منظور از محیط‌های مستعد، مکان‌هایی هستند که حاوی بخارات، گرد و غبار قابل انفجار، مواد شیمیایی خطرناک و همچنین مناطق دارای گازهای قابل اشتعال می‌باشد. در نتیجه با استفاده از این تجهیزات ایمنی لازم فراهم می‌شود و درصد ریسک اتفاقات خطرناک جانی و مالی به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش پیدا می‌کند.
تجهیزات ضد انفجار در چه محیط‌هایی کاربرد دارد؟
تجهیزات ضد انفجار در مکان‌های بسیار زیاد و متنوعی کاربرد دارند و هدف اصلی آن‌ها حفظ ایمنی و سلامت کارکنان و تجهیزات است. در این قسمت برخی از مهم‌ترین مکان‌هایی که تجهیزات ضد انفجار در آن‌ها کاربرد دارند را معرفی می‌کنیم.
صنایع نفت و گاز
- پالایشگاه‌ها
- سکوهای حفاری نفت و گاز
در صنایع نفت و گاز تجهیزاتی مانند سیستم‌های روشنایی، ابزارهای کنترل و اندازه‌گیری، موتورها، پمپ‌ها و کلیه سیستم‌های ارتباطی باید لزوما ضد انفجار باشند.
صنایع پتروشیمی
- واحدهای تولید مواد شیمیایی
- واحدهای تولید پلاستیک و رزین
تجهیزاتی مانند سنسورها، کنترلرها و ترموستات‌ها در واحدهای تولید مواد شیمیایی، باید حتما ضد انفجار باشند. همچنین در واحدهای تولید پلاستیک و رزین باید تمامی سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی کاملا ضد انفجار باشند چرا که وجود مواد قابل اشتعال در این محیط‌ها بسیار خطرناک است.
معادن
- معادن زغال سنگ
- معادن فلزی
در کلیه معادن به دلیل وجود گرد و غبار قابل انفجار و گازهای متصاعد شده همچون متان، باید سیستم‌های روشنایی و تهویه و تجهیزات استخراج، همگی از نوع ضد انفجار باشند.
صنایع داروسازی
- تولید مواد اولیه دارویی
- محیط‌های آزمایشگاهی
در این گونه از محیط‌ها، در برخی از مرحل فرآیند تولید، گرد و غبارهای قابل اشتعال خارج می‌شود و بنابراین تمامی سیستم‌ها و دستگاه‌های اندازه‌گیری و تحلیل باید از نوع ضد انفجار باشند.
صنایع غذایی و کشاورزی
- سیلوهای ذخیره غلات
- کارخانه‌های تولید آرد و شکر
به این دلیل که گرد و غبار غلات می‌توانند قابل اشتعال باشند و خطر انفجار را در پی دارد، بنابراین دستگاه‌های تولید و بسته‌بندی کارخانه‌ها و همچنین تجهیزات مورد استفاده در سیلوها، همگی باید ضد انفجار باشند تا بتوانند از ایجاد جرقه و حرارت جلوگیری به عمل بیاورند.
تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب
در تصفیه‌خانه‌ها تجهیزاتی مثل موتورها و پمپ‌ها و همچنین سیستم‌های تهویه همگی باید ضد انفجار باشند زیرا برخی از فرایندهای شیمیایی در این مکان‌ها باعث ایحاد گازهای خطرناکی مثل متان می‌شوند که به راحتی با کمی حرارت آتش‌سوزی ایجاد می‌کند.
ویژگی‌های تجهیزات ضد انفجار
همانطور که گفتیم تجهیزات ضد انفجار در محیط‌های مستعد خطر، هم ایمنی سیستم‌ها و تجهیزات و هم ایمنی کارکنان را تامین می‌کنند. سوالی که در اینجا پیش می‌آید این است که مگر این تجهیزات چگونه طراحی می‌شوند؟ تکنولوژی آن‌ها چیست و مواد استفاه شده در آن‌ها چه ویژگی‌هایی دارند؟ در ادامه پاسخ تمامی این سوال‌ها را خواهید دانست.
محفظه مقاوم در برابر انفجار(Explosion-Proof Enclosure)
در تجهیزات ضد انفجار تمامی محفظه‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بدنه آن‌ها قادر به تحمل فشار بالا و جلوگیری از خروج جرقه و انتشار شعله و گازهای داغ به خارج از دستگاه هستند.
مواد مقاوم در برابر خوردگی و حرارت
تجهیزات EX با استفاده از مواد و آلیاژهای خاص به کار رفته در آن‌ها، دماهای بالا را تحمل می‌کنند و از خوردگی و زنگ زدگی تجهیز در محیط‌های مرطوب و شیمیایی جلوگیری به عمل می‌آورند .
طراحی بدون جرقه (Intrinsically Safe Design)
در طراحی تجهیزاتی مثل کلیدها، اتصالات و موتورهای برق، مدارها و قطعاتی استفاده شده که از ایجاد انرژی کافی برای تولید جرقه جلوگیری می‌کنند و یا آن را به حراقل می‌رسانند.
آب‌بندی و درزبندی مناسب در برابر نفوذ (Ingress Protection)
در طراحی این تجهیزات از درزبندی مناسبی استفاده شده‌است که مانع از نفوذ گازها و بخارات قابل اشتعال به داخل تجهیز می‌شود، و برای سنجش آن از درجه حفاظت IP استفاده می‌شود که میزان مقاومت تجهیز در برابر گرد و غبار، آب و … را می‌سنجد.
کنترل دما و جلوگیری از داغ شدن بیش از حد (Temperature Control)
با استفاده از سنسورهای حرارتی که در این تجهیزات تعبیه شده‌است، از داغ شدن بیش از حد تجهیز جلوگیری می‌کند و با استفاده از سیستم‌های خنک کننده باعث کاهش دمای آن می‌شود و به این صورت مانع از ایجاد انفجار می‌شود.
استانداردها و مقررات بین‌المللی
دو استاندارد بسیار مهمی که برای تجهیزات ضد انفجار ضروری است تا اجازه استفاده در محیط‌های گازی خطرناک را داشته‌باشند می‌توان به استانداردهای اروپایی و آمریکایی ATEX و NEC/CEC اشاره کرد که در ادامه مقاله توضیحات مفصلی در باره‌ی آن‌ها داده شده‌است.
طراحی خاص برای مناطق مختلف خطر (Zone Classification)
مناطق خطرناک از نظر حضور مواد و آلاینده‌های شیمیایی و گازهای قابل اشتعال، به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند و براساس هر منطقه، تجهیزات مورد استفاده در آن‌ها باید ویژگی‌های خاصی برای استفاده در آنجا را داشته باشند. در ادامه طبقه‌بندی مناطق خطرناک را به طور کامل ارائه می‌دهیم.
انواع طقه‌بندی مناطق استفاده از تجهیزات ضد انفجار
به منظور تعیین نوع تجهیزات ضد انفجار مورد نیاز، تمامی محیط‌های صنعتی را بر اساس وجود گازها، غبارات و بخارات قابل اشتعال و خطر انفجار، در دو منطقه کلی دسته‌بندی می‌کنند، که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.
مناطق گازی (Gas Zones)
مناطق گازی در سه دسته طبقه‌بندی می‌شوند که عبارتند از:
- زون صفر (Zone 0): منطقه‌ای که در آن بخارات گازی و مخلوط‌های قابل انفجار، برای مدت طولانی یا حتی به طور دائم حضور دارند. به طور مثال در داخل تانک‌های حاوی سوخت و گازهای قابل اشتعال
- زون یک (Zone 1): منطقه‌ای که در شرایط عادی عملیات، احتمال می‌دهیم که مخلوط‌های انفجاری گاز و هوا در آنجا حضور داشته‌باشد. به طور مثال در اطراف فلنج‌ها و تجهیزاتی که ممکن است نشت گاز داشته باشند.
- زون دو (Zone 2): منطقه‌ای که انتظار می‌رود به طور عادی هیچگونه گاز و بخار قابل اشتعالی در آن وجود نداشته‌باشد و یا اگر هم باشد برای مدت زمان بسیار کوتاهی باشد. به طور مثال در اطراف تجهیزات ایمنی یا تهویه و …
مناطق غباری (Dust Zones)
مانند مناطق گازی، مناطق غباری نیز در سه دسته قرار می‌گیرند. از جمله:
- زون بیست (Zone 20): منطقه‌ای که در آنجا مخلوط‌های انفجاری غبار و هوا به طور دائم یا برای مدت زمان طولانی وجود دارند. برای مثال محفظه داخل سیلوها و مخازن غبارهای آردی و یا پودری
- زون بیست و یک (Zone 21): منطقه‌ای که احتمال می‌دهیم در آنجا غبارهای قابل اشتعال در شرایط عادی عملیات وجود داشته‌باشند. مانند اطراف تجهیزات حمل و نقل غبارهای آتش‌زا و مواد پودری
- زون بیست و دو(Zone 22): منطقه‌ای که در آنجا انتظار داریم در شرایط عادی عملیات، هیچگونه غبار اشتعال زایی وجود نداشته‌باشد و یا در صورت وجود برای مدت زمان کوتاهی باشد. به طور مثال در اطراف تجهیزات و تهویه‌ای که احتمال نشت غبار در آنجا وجود دارد.
انواع استاندارد تجهیزات ضد انفجار بر اساس زون‌ها
همانطور که در قسمت قبل مطالعه کردید کلاس مناطق یا همان زون‌های عملیاتی بر اساس احتمال خطر، به دسته‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند. حال باید تجهیزاتی که برای هر منطقه استفاده می‌شوند هم دارای استانداردهای لازم برای استفاده بدون ریسک در آن منطقه نیز باشند. هر استانداردی دارای تقسیم‌بندی خاص خود برای مناطق خطرناک است که به انتخاب درست تجهیزات کمک می‌کند. این استانداردها در مناطق مختلف جهان متفاوت هستند و هر کدام برای شرایط خاصی از خطرات انفجاری طراحی شده‌اند. در ادامه برخی از استانداردهای مهم و رایج را برمی‌شماریم.
استانداردهای بین‌المللی
استانداردهای بین‌المللی به دو دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:
- ATEX: این استاندارد متعلق به اتحادیه اروپا است و برای تجهیزات و سیستم‌های حفاظتی طراحی شده‌است. استاندارد ATEX در دو گروه قرار گرفته‌است که عبارتند از: گروه I برای معادن زیرزمینی و گروه II برای مناطق گازی و غباری دیگر.
- IECEx: این استاندارد در سطح بین‌المللی استفاده می‌شود و در واقع برای تایید انطباق تجهیزات الکنریکی با استانداردهای بین‌المللی IEC طراحی شده‌است.
استانداردهای ایالات متحده
استانداردهای ایالات متحده در دو دسته زیر قرار می‌گیرند:
- NEC: این کد تجهیزات ضد انفجار را در سه کلاس مختلف قرار می‌دهد. Class I (گازها و بخارات قابل اشتعال)، Class II (غبارهای قابل اشتعال) و Class III ( الیاف و ذرات قابل اشتعال)
- NFPA: این کد شامل استانداردهای مختلفی برای ایمنی و محافظت در برابر آتش و انفجار می‌باشد.
استانداردهای کانادا
مهم‌ترین استاندارد کانادا عبارت است از:
- CEC: این کد دقیقا مانند NEC برای تجهیزات الکتریکی در محیط‌های خطرناک استفاده می‌شود و شامل سه کلاس Class I (گازها و بخارات قابل اشتعال)، Class II (غبارهای قابل اشتعال) و Class III ( الیاف و ذرات قابل اشتعال) می‌باشد.
مقایسه بین کلاس‌های مختلف بر اساس استاندارد تجهیزات ضد انفجار
Class I (بخارات و گازهای قابل اشتعال)
- تجهیزات: تجهیزات روشنایی ضد انفجار، جعبه‌های اتصالات، موتورهای ضد انفجار و کلیدها
- استانداردها: NFPA 70 (NEC)، IEC 60079
Class II (گرد و غبارهای قابل اشتعال)
- تجهیزات: موتورها، سیستم‌های تهویه، تجهیزات الکتریکی مقاوم به نفوذ گرد و غبار
- استانداردها: NFPA 70 (NEC)، IEC 61241
Class III (الیاف و ذرات قابل اشتعال)
- تجهیزات: سیستم‌های تهویه و تجهیزات الکتریکی با پوشش‌های مقاوم به نفوذ الیاف و ذرات
- استانداردها: NFPA 70 (NEC)
انواع حفاظت تجهیزات ضد انفجار
به غیر از استانداردهایی که برای تجهیزات مورد استفاده در محیط‌های خطرناک استفاده می‌شود، این تجهیزات باید دارای درجاتی از حفاظت نیز باشند. انواع متفاوتی از حفاظت وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند و مصرف کنندگان باید بر اساس نوع تجهیزات و مکان مورد نیاز، مناسب‌ترین و کاربردی‌ترین نوع حفاظت را انتخاب کنند. در ادامه انواع حفاظت را نام می‌بریم و مختصر توضیحاتی در مورد آن‌هامی‌دهیم.
حفاظت نوع ایمن ذاتی (Intrinsic Safety – Ex i)
دراین نوع از حفاظت روال کار به صورتی است که باعث محدود شدن انرژی الکتریکی مدار می‌شود تا از ایحاد حرارت، جرقه و نهایتا انفجار جلوگیری کند. از این روش برای ابزارهای اندازه‌گیری وکنترل استفاده می‌شود.
حفاظت با افزایش ایمنی (Increased Safety – Ex e)
در این نوع از حفاظت، برای کاهش احتمال ایجاد حرارت اضافی و جلوگیری از جرقه زدن، طراحی خود تجهیزات را بهبود می‌دهند. به‌طوری که هم در شرایط عادی و هم در صورت بروز خطا، ایمنی در تجهیزات به قدری بالا می‌رود که مانع از ایجاد جرقه و آتش‌سوزی می‌شود.
حفاظت با محفظه ضد انفجار (Flameproof or Explosion-proof – Ex d)
دراین نوع از حفاظت برای جلوگیری از انفجار، تجهیزات را در درون محفظه ضد انفجار قرار می‌دهند. این محفظه مقاومت بالایی در برابر انفجار داخلی دارد و اجازه نمی‌دهد شعله‌ها و جرقه‌های ناشی از آن به بیرون از محفظه راه پیدا کنند.
حفاظت با محفظه فشرده (Pressurization – Ex p)
در این نوع از حفاظت که برای محیط‌های بسیار خطرناک استفاده می‌شود، تجهیزات درداخل محفظه‌ای قرار می‌گیرند که تحت فشار مثبت هستند و مانع از وارد شدن گازها و گرد و غبار قابل اشتعال به داخل محفظه می‌شوند و از این طریق از بروز خطر جلوگیری می‌کنند.
حفاظت با مواد ضد جرقه (Non-sparking – Ex n)
در این نوع ازحفاظت که اغلب برای محیط‌های کم خطر با احتمال انفجار کمتر استفاده می‌شود، خود تجهیزات و موادی که در آن‌ها استفاده می‌شود، احتمال ایجادجرقه را کم می‌کند.
حفاظت با محفظه پر شده با پودر (Powder Filling – Ex q)
در این روش، محفظه تحهیزات را با نوعی از پودر غیر قابل اشتعال مانند سیلیکا ژل، پر می‌کنند تا مانع از نشر جرقه و شعله به خارج از محفظه شود.
حفاظت با محفظه پر شده با روغن (Oil Immersion – Ex o)
در این نوع از حفاظت، تجهیزات را در داخل محفظه‌ای قرار می‌دهند که از روغن غیر اشتعال پر شده‌است. به اینصورت جرقه‌ها نمی‌توانند با گازهای قابل اشتعال برخورد کنند و از ایجاد شعله و انفجار جلوگیری به عمل می‌آید.
حفاظت با پوشش (Encapsulation – Ex m)
در این روش قطعات الکتریکی و تجهیزات رادر داخل یک ماده محافظ مثل رزین محصور می‌کنند تا مانع از نشت شعله و جرقه به خارج شود.
انواع تجهیزات ضدانفجار
مدل‌ها و انواع زیادی از تجهیزات در بازار وجود دارند که توسط برندهای مختلفی در سراسر دنیا ساخته شده‌اند. این تجهیزات هر کدام کاربرد خاص خود را دارند و شرایط استفاده و مکان قابل استفاده هر کدام از آن‌ها با یکدیگر متفاوت است. در ادامه دسته‌بندی کلی آن‌ها را نام می‌بریم وشما می‌توانید برای اطلاع از انواع مختلف هر دسته و کاربرد هر کدام بر روی آن‌ها کلیک کنید.
- روشنایی ضدانفجار
- باکس ضد انفجار
- تهویه ضد انفجار
- تجهیزات هشدار ضد انفجار
- تجهیزات نصب و اتصالات
- کلید و پریز ضد انفجار