آتش سوزی و انفجار
آتش سوزی و انفجار موقعی به وقوع می پیوندد كه سه عامل هوا، ماده قابل اشتعال و انرژی لازم جهت اشتعال موجود باشند. این سه عامل معروف به مثلث انفجار می باشند كه در شكل زیر تصویر آن ارائه شده است.
در بعضی از صنایع دو عامل هوا و مواد قابل اشتعال به درجات مختلف و از انواع مختلف موجود می باشند. بنابراین برای وقوع آتش سوزی و یا انفجار فقط عامل سوم یعنی انرژی لازم جهت مشتعل كردن مواد موجود در فضا نیاز خواهد بود. نیروی برق كه بازوی محرك كلیه صنایع می باشد این عامل سوم را به صورت حرارت و یا جرقه همیشه به همراه دارد. بنابراین ضروری است مشخصه دیگری بجز IP برای بدنه دستگاههای الكتریكی تعریف کرد، تا از ایجاد عامل سوم جلوگیری شود و در چنین حالتی است که برای تجهیزات و ادوات برقی، استاندارد ATEX معرف ATmospheres EXplosible و یا Ex معرف Explosion Protected تعریف شده است.
طبقه بندی فضاهای خطرناك (Hazardous areas)
سازمان IEC فضاهای خطرناك را برای فضاهایی كه در آنها گازها، بخارات و ذرات گرد و غبار قابل اشتعال موجود است بر حسب مقدار مواد قابل اشتعال و زمان تداوم آنها در محوطه های صنعتی مانند صنایع شیمیایی و هیدروكربنی، به سه منطقه تقسیم كرده و آنها را Zone نامیده است.
جدول شماره 1: فضاهای خطرناک مخلوط گاز (Gas)
|
شرایط
|
زمان وجود ماده خطرناک
|
ناحیه براساس استاندارد
IEC
|
میزان خطر
|
کد
|
- ناحیه ای که در آن ترکیب گازهای قابل اشتعال و هوا به طور مداوم یا به مدت طولانی وجود دارد.
|
بیش از 1000 ساعت
در سال
|
ناحیه 0
Zone 0
|
بالا
|
1
|
- ناحیه ای که در آن ترکیب گازهای قابل اشتعال بطور نسبی وجود دارد.
|
10 تا 1000 ساعت
در سال
|
ناحیه 1
Zone 1
|
متوسط
|
2
|
- ناحیه ای که در آن ترکیب گازهای قابل اشتعال خیلی کم است و یا به مدت بسیار کمی در محیط وجود دارد.
|
کمتر از 10 ساعت
در سال
|
ناحیه 2
Zone 2
|
پائین
|
3
|
جدول شماره 2: فضاهای خطرناک ذرات گرد و غبار (Dust)
|
شرایط
|
ناحیه براساس استاندارد IEC
|
میزان خطر
|
کد
|
- ناحیه ای كه در آن گرد و غبار قابل اشتعال به طور مستمر یا در اكثر مواقع وجود دارد و این مقدار به اندازه ای است كه می تواند ایجاد حریق نماید.
|
ناحیه 20
Zone 20
|
بسیار بالا
|
1
|
- ناحیه ای كه در آن ذرات قابل اشتعال در شرایط عادی در موارد اندكی وجود دارند و مقدار آن به اندازه ای است كه می تواند ایجاد حریق نماید.
|
ناحیه 21
Zone 21
|
بالا
|
2
|
- ناحیه ای كه در آن ذرات قابل اشتعال به ندرت وجود دارد و یا تنها برای زمان اندكی در محیط هستند و یا تجمع ذرات قابل اشتعال به اندازه ای است كه احتمال آتش گرفتن آنها كم است.
|
ناحیه 22
Zone 22
|
پائین
|
3
|
طبقه بندی گازها
سازمان IEC گازهای موجود در هر Zone از فضاهای صنعتی را مطابق با جدول زیرگروه بندی می كند.
جدول شماره 3: طبقه بندی گازها
|
نوع گازها
|
گروه
|
فضای گازها
|
میزان خطر
|
|
|
I
|
گازهای موجود در فضای معادن زیرزمینی
|
بالا
|
- گازهایی كه برای مشتعل شدن آنها حداقل به 180 میكروژول انرژی نیاز خواهد بود بیشتر گازهای این گروه گازهای موجود در تاسیسات نفتی است مانند:
- ● اكثر هیدروكربن های اشباع شده زنجیره ای و حلقوی (آلكانها و سیكلوآلكانها)
- ● پروپیلن
- ● هیدروكربن های معطر یا آروماتیك مانند بنزن، تالوئن، زایلین و اتیل بنزن
- ● هیدروكربن های مخلوط كه به عنوان سوخت مصرف می شوند مانند گاز طبیعی (متان)، بنزین اتومبیل، نفت سفید، گازوئیل و حلالها
- ● الكل ها مانند متانول، اتانول و فنول ها
- ● آلدئیدها مانند اسید آلدئید
- ● ستن ها مانند استن و متیل كتن (MEK) كه در كارخانجات روغن سازی استفاده میشود
- ● استر ها بطور اعم
- ● پاره ای اسیدها مانند اسید استیك
- ● تركیبات هالوژنه از قبیل كلرومتان، كلرواتان، بروموبوتان و غیره
- ● تركیبات هالوژنه اكسیژن دار از قبیل كلرواتانول
- ● تركیبات گوگرددار
- ● تركیبات ازت دار مانند آمونیاك و اكثر آمین ها
|
IIA
|
سایر فضاهای صنعتی كه تاسیسات رو زمینی دارند
|
پائین
|
- گازهایی كه برای مشتعل شدن آنها حداقل به 60 میكروژول انرژی نیاز خواهد بود گازهای این گروه كه بیشتر در كارخانجات پتروشیمی وجود دارند عبارتند:
- ● هیدروكربن های اشباع نشده از قبیل اتیلن، پروپیلن و بوتادین
- ● تركیبات ازت دار مانند نیترواتان
- ● تركیبات اكسیژن دار از قبیل منواكسید كربن، اترها و اكسید اتیلن
- ● تركیبات هالوژنه با پیوند دوگانه مانند تترافلوئوراتیلن (C2F4)
- ● مركاپتانها، مانند متیل مركاپتان و اتیل مركاپتان (اتیل مر كاپتان می تواند جزو گروه IIA نیز منظور گردد)
|
IIB
|
متوسط
|
- گازهایی كه برای مشتعل شدن آنها حداقل به 20 میكروژول انرژی نیاز خواهد بود گازهای این گروه عبارتند از:
- ● هیدروژن
- ● استیلن
- ● دی سولفید كربن
|
IIC
|
بالا
|
طبقه بندی دمای تجهيزات (Surface Temperature)
انرژی لازم جهت بروز انفجار در محيط های خطر می تواند از طريق گرم شدن سطح بيرونی تجهيزات، به محيط منتقل و باعث انفجار گردد. میدانيم كه بيشتر قسمتهای مدارات الكتريكی هنگام كار گرم می شوند و اين گرما به سطح تجهيز منتقل و آن را گرم می كند. گازهای قابل اشتعال نيز هر يك در دمای مشخصی به انرژی لازم جهت انفجار می رسند، لذا بايد در انتخاب تجهيزات اين دما مد نظر قرار گيرد. كه مطابق با استاندارد IEC اين دما به شش گروه زیر تقسیم می شود.
جدول شماره 4: طبقه بندی دما
|
حداکثر دمای سطح برحسب درجه سانتیگراد
|
کلاس دما
|
میزان خطر
|
|
450
|
T1
|
بسیار پایین
|
|
300
|
T2
|
پایین
|
|
200
|
T3
|
متوسط
|
|
135
|
T4
|
کمی بالا
|
|
100
|
T5
|
بالا
|
|
85
|
T6
|
بسیار بالا
|
مطابق این استاندارد دما در سطح خارجی تجهيزات اندازه گيری می شود كه هر چه کلاس T بزرگتر می شود دمای لازم برای انفجار پايين می آيد. به عنوان مثال در محيط هايی كه گازها و بخارات موجود در آنها در دمای 135 درجه سانتيگراد به انرژی لازم جهت انفجار می رسند، بايد تجهيزات آنها با کلاس T4 انتخاب شوند كه ماكزيمم دمای سطح آنها در حين كار به 135 درجه سانتيگراد خواهد رسيد. در اين محيطها تنها مجاز به نصب تجهيزات با کلاس دمايی T4, T5, T6 می باشیم.
طبقه بندی تجهيزات از لحاظ آزاد سازی انرژی جهت انفجار
دومين منبع تامين انرژی جهت بروز انفجار، آزادسازی انرژی از طريق جرقه می باشد. جرقه می تواند مكانيكی يا الكتريكی ايجاد شود. آزاد سازی انرژی در مدارهای الكتريكی يك ويژگی ذاتی است و تنها می توانيم آنرا كنترل كنيم يا به حداقل برسانيم. برای رفع اين مشكل IEC استانداردهای متفاوتی برای ساخت بدنه و مدارات تجهيزات الكتريكی معرفی می كند كه مطابق اين استاندارد به سه روش می توان با اين مساله برخورد كرد.
حالت اول: به عوامل لازم برای انفجار اجازه حضور داده می شود، ولی در يك شرايط كاملا كنترل شده مانند تجهيزات Explosion Proof
حالت دوم: عوامل لازم برای بروز انفجار كنترل میشوند بطوری كه در يك لحظه در كنار هم حضور نداشته باشند مانند Pressurized Protection
حالت سوم: يكی از سه فاكتور موجود در مثلث انفجار حذف می گردد، مانند تجهيزات Intrinsically Safe
IEC اين طبقه بندی را در بندهای استاندارد زیر تعریف نموده است.
جدول شماره 5: ساخت تجهيزات
|
توضیح
|
مناسب برای
Zone
|
معرف
|
کد تجهیزات
|
- :i در این روش حفاظت الكتريكی تجهيزات به گونه ای ساخته می شود که تحت هيچ شرايطی در آنها جرقه ای توليد نگردد و يا گرمايی كه منجر به انفجار می گردد آزاد نشود.
- :a مدار محافظ به گونه ای طراحی می شود كه با بروز اشكال در دو قطعه از قطعات تجهيز، مدار از حالت Safe خارج نگردد که معمولا در مدارات كنترلی و سنسور و ترانسميترها استفاده می شود.
- دقت كنيد كه تنها تجهيزات با اين استاندارد اجازه نصب در Zone 0 را خواهند داشت.
|
0, 1, 2
|
Intrinsic safety 'ia'
|
Ex ia
|
- :i در این روش حفاظت الكتريكی تجهيزات به گونه ای ساخته می شود که تحت هيچ شرايطی در آنها جرقه ای توليد نگردد و يا گرمايی كه منجر به انفجار می گردد آزاد نشود.
- :b مدار محافظ به گونه ای طراحی می شود كه با بروز اشكال در یک قطعه از قطعات تجهيز، مدار از حالت Safe خارج نگردد.
|
1, 2
|
Intrinsic safety 'ib'
|
Ex ib
|
- اين تجهيزات به گونه ای ساخته می شود كه امكان جرقه زدن در آنها وجود دارد اما هوای داخل محفظه و خود محفظه به گونه ای ساخته شده است كه تحمل فشار حاصله از اين انفجار را خواهند داشت و اين انرژی را به محيط اطراف انتقال نخواهند داد. اين حفاظت بيشتر مخصوص منابع تغذيه، نمايشگرها، بردهای كنترل، ترانسفورماتورها، فيوزها، تجهيزات نصب روشنايی، تجهيزات مخابراتی، موتورها، گرم كنها و جعبه تقسيم برق كه شامل رله و كنتاكتور است می باشد.
|
1, 2
|
Flameproof protection
|
Ex d
|
- اين تجهيزات به گونه ای ساخته می شود كه دمای آنها كاملا كنترل شده و در محدوده دمايی قرار می گيرند كه منجر به انفجار نگردد و همچنين از ايجاد جرقه هايی كه بطور نرمال در تجهيزات پيش می آيد كاملا جلوگيری می گردد. محفظه اين تجهيزات حداقل باید IP54 باشد تا از ورود گرد و غبار، رطوبت و گازهای قابل انفجار به درون محفظه جلوگيری گردد. این استاندارد بيشتر در ساخت ترمينالها، جانکشن بکس ها، كابينتهای كنترلی و اتصالات روشنايی به كار می رود.
|
1, 2
|
Increased safety
|
Ex e
|
- مدارات درون اين تجهيزات به گونه ای طراحی شده اند كه احتمال بروز جرقه در آنها وجود دارد اما اين تجهيزات با يك فشار بزرگتر از فضای اطراف خود پر می شوند به صورتی كه گازهای قابل انفجار به آنها راه پيدا نخواهند كرد. در حقيقت عنصر سوخت از مثلث انفجار حذف می گردد. این استاندارد معمولا برای كليدها، موتورهای بزرگ، آنالايزرها و كابينتهای كنترل و مانيتورينگ است.
|
1, 2
|
Purge/pressurized protection
|
Ex p
|
- قطعات موجود در این تجهيز در جای خود محكم شده و بوسيله يك پودر كاملا پوشيده می شوند به طوری كه تجهيز بي حركت مانده و هيچ جرقه اي نمی تواند از پودر جامد عبور كند. حداقل حفاظت براي محفظه اين تجهيزات IP54 می باشد. این استاندارد بیشتر برای ترانسفورماتورهای كوچك، خازنها و تجهيزات الكتريكی كه قطعات محرك ندارند بکار می رود.
|
1, 2
|
Powder Filling
|
Ex q
|
- در اين تجهيزات امكان به وقوع پيوستن جرقه وجود دارد اما اين تجهيزات درون كپسولهايی محافظت شده قرار می گيرند بطوری كه از ورود گازهای قابل انفجار داخل تجهيز جلوگيری شود، جنس كپسول از رزين يا اپوكسی می تواند باشد. اين استاندارد در ساخت رله و تايمرهای الكترونيكی، لامپ ها، منابع تغذيه با ولتاژ و جريان پايين، تجهيزات كنترلی، نمايشگرها و برخی سنسورها لحاظ می شود.
|
1, 2
|
Encapsulation
|
Ex m
|
- در این تجهیزات قطعاتي كه امكان بروز جرقه در آنها وجود دارد درون مايعي قرار می گيرند مانند روغن بطوری كه هيچ جرقه ای كه باعث انفجار گردد به بيرون تجهيز و محيط اطراف راه پيدا نكند. كه بيشتر مخصوص ترانسفورماتورها می باشد.
|
1, 2
|
Oil immersion
|
Ex o
|
- در این تجهیزات قطعاتی كه احتمال بروز جرقه در آنها وجود دارد، به طور محكم بسته و درزگيری می شوند که بيشتر مناسب موتورها و چراغهای روشنايی می باشد.
|
2
|
Type - n Protection
|
Ex n
|
طبقه بندی تجهیزات در صنایع
استفاده تجهیزات در صنایع مطابق با جدول زیر تقسیم بندی می شود.
جدول شماره 6: کدام صنعت؟
|
توضیح
|
معرف
|
کد
|
- تجهيز مناسب نصب در معادن می باشد و مسايل ايمنی اين صنعت را پوشش می دهد.
|
Mining
|
I
|
- تجهیز مناسب نصب در معادن می باشد البته در شرايطي كه گاز قابل اشتعال معدن در محيط باشد و نیاز به خارج کردن تجهیز از سرویس نباشد.
|
Mining
Energised
|
IM1
|
- تجهیز مناسب نصب در معادن می باشد البته در شرايطی كه گاز قابل اشتعال معدن در محيط باشد و نیاز به خارج کردن تجهیز از سرویس نیز باشد.
|
Mining
De-energised
|
IM2
|
- تجهيز مناسب نصب در دیگر محیط های قابل انفجار بجز معادن می باشد و مسايل ايمنی آنها را پوشش می دهد.
|
Non-Mining
|
II
|
کدگذاری تجهیزات بر اساس استاندارد ATEX
اکنون با توجه به مطالب فوق می توان نتیجه گرفت ادوات و تجهيزات برقی كه در تاسيسات صنعتی به كار می روند بايد به گونه ای انتخاب شوند كه با فضای عملياتی آن صنعت سازگار بوده، و بتوانند به نحو مطلوب و بدون ايجاد خطر مورد بهره برداری قرار گيرند. به همين منظور در انتخاب تجهيزات الكتريكی، علاوه بر پارامترهای برقی تجهيزات از قبيل ولتاژ، آمپر، توان ...كه می بايد به دقت برگزيده شوند محفظه ای كه قطعات برقی درون آنها جاسازی می شوند نيز بايد مناسب با شرايط خاص هر صنعت انتخاب شوند. اين شرايط در استانداردهای مختلف تعريف، نامگذاری و علامت گذاری می شوند كه معمولا از استانداردهای IEC و يا اروپايی تبعيت می كند كه معروف به استاندارد ATEX می باشد.
در کدگذاری فوق Ex که به معنای Explosion Protected است برای تجهیزاتی است که براساس استاندارد IEC ارائه شده است اما گاهاً بر روی بعضی تجهیزات بجای Ex عبارت EExدیده می شود که یعنی این تجهیز براساس استاندارد اروپایی ساخته شده است.
صفحه نخست