در دنیای صنعتی امروز، ایمنی از مهم‌ترین دغدغه‌های مدیران و مهندسان است، به‌ویژه در محیط‌هایی که با گازها، بخارات یا گردوغبار قابل‌اشتعال سروکار دارند. تجهیزات ضد انفجار برای جلوگیری از وقوع حوادث ناگوار به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که از ایجاد جرقه یا حرارت غیرقابل‌کنترل ممانعت می‌کنند. در ادامه به بررسی و معرفی انواع تجهیزات ضد انفجار می‌پردازیم.
تجهیزات ضد انفجار چیست؟
تجهیزات ضد انفجار به دستگاه‌ها و سیستم‌هایی گفته می‌شود که برای جلوگیری از انفجار و آتش‌سوزی در محیط‌های مستعد انفجار طراحی شده‌اند. این تجهیزات که گاهی به‌اشتباه با تجهیزات مقاوم به انفجار یکسان دانسته می‌شوند، در محیط‌هایی که گازها، بخارات، گردوغبار یا الیاف قابل‌اشتعال وجود دارد، ایمنی را تضمین می‌کنند.
این تجهیزات معمولاً از اجزا و موادی ساخته می‌شوند که در برابر دماهای بالا، فشار و ضربه مقاوم هستند. ویژگی‌های طراحی آنها به‌گونه‌ای است که از ایجاد جرقه، قوس الکتریکی یا گرما که می‌تواند منجر به اشتعال مواد اطراف شود، جلوگیری می‌کنند.
نکته مهم: تفاوت میان قوس الکتریکی و جرقه الکتریکی در این است که قوس یک تخلیه پیوسته است، درحالی‌که جرقه تنها یک تخلیه لحظه‌ای است.
کاربرد تجهیزات ضد انفجار
تجهیزات ضد انفجار برای ایمنی در محیط‌هایی استفاده می‌شوند که احتمال وقوع انفجار به دلیل وجود گازها، بخارات، یا گردوغبار قابل‌اشتعال بالا است. این تجهیزات نقش مهمی در محافظت از جان افراد و تجهیزات صنعتی ایفا می‌کنند. صنایع مختلفی به این تجهیزات نیاز دارند، از جمله:
- نفت و گاز: جلوگیری از وقوع انفجار در پالایشگاه‌ها و تأسیسات.
- پتروشیمی: پیشگیری از حوادث در فرایندهای تولید مواد شیمیایی.
- معادن: ایمنی در برابر گازهای خطرناک مانند متان.
- صنایع غذایی و دارویی: کاهش خطر اشتعال در فرایندهای تولید پودر یا بسته‌بندی.
انواع تجهیزات ضد انفجار
هدف از استفاده این تجهیزات فقط جلوگیری از جرقه یا شعله نیست؛ بلکه هدف، ایجاد سیستمی است که حتی در سخت‌ترین شرایط هم ایمن بماند و عملکرد خود را حفظ کند. تجهیزاتی مانند روشنایی ضد انفجار یا دتکتورهای گاز، علاوه بر عملکرد فنی، تضمین‌کننده آرامش خاطر کارکنان در محیط‌های حساس هستند. این فناوری‌ها نه‌تنها ایمنی بلکه بهره‌وری را نیز افزایش می‌دهند، زیرا در محیط‌های ایمن‌تر، کارایی و اعتماد کارکنان نیز بیشتر است. در ادامه به انواع این تجهیزات و نقش آنها در ایمنی محیط‌های صنعتی پرداخته می‌شود:
سیستم روشنایی ضد انفجار
روشنایی مناسب در مناطق خطرناک برای ایمنی کارگران ضروری است. سیستم‌های روشنایی ضد انفجار از ایجاد جرقه جلوگیری کرده و نور موردنیاز در مناطقی با گازها یا بخارات قابل‌اشتعال فراهم کنند.
سیستم تشخیص آتش و گاز (F&G)
سیستم F&G مجموعه‌ای تجهیزات است که برای شناسایی و هشدار در مورد آتش‌سوزی‌ها، نشت گازها و سایر تهدیدات ایمنی در محیط‌های صنعتی و پرخطر طراحی شده‌اند. این سیستم‌ها با استفاده از دتکتورهای مختلف، آتش یا نشت گازهای قابل‌اشتعال یا سمی را شناسایی کرده و به‌سرعت به اپراتورها یا کارکنان هشدار می‌دهند. به‌طورکلی این سیستم شامل انواع دتکتورها (برای شناسایی دود، حرارت و نشت گازهای خطرناک مانند گاز متان یا CO)، سیستم‌های هشدار صورتی و نوری (برای اطلاع‌رسانی به افراد در محل) است.
فن‌ها و سیستم‌های تهویه ضد انفجار
تهویه در محیط‌هایی که بخارات و گازهای خطرناک جمع می‌شوند بسیار حیاتی است. فن‌های ضد انفجار به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که بدون ایجاد جرقه، هوا را جا‌به‌جا کنند. این سیستم‌ها برای حفظ کیفیت هوا و جلوگیری از تجمع گازهای قابل‌اشتعال ضروری هستند.
اتصالات ضد انفجار
اتصالات ضد انفجار ابزارهای حیاتی در محیط‌های صنعتی پرخطر هستند که به طور خاص برای شرایط بحرانی طراحی شده‌اند. این اتصالات که شامل پریزها، سوکت‌ها و جعبه‌های تقسیم می‌شوند، به‌گونه‌ای ساخته می‌شوند که حتی در صورت بروز مشکل در داخل سیستم، هیچ جرقه‌ای به بیرون منتقل نمی‌شود.
دسته‌بندی گازها در مناطق مستعد انفجار
یکی از مهم‌ترین جنبه‌های ایمنی در محیط‌های مستعد انفجار، طبقه‌بندی گازها و بخارات قابل‌اشتعال است. این طبقه‌بندی به درک ویژگی‌های مواد خطرناک و نحوه مدیریت آنها کمک می‌کند. گازها و بخارات بر اساس چندین عامل شامل ویژگی‌های شیمیایی، میزان اشتعال‌پذیری، و خطرات ذاتی طبقه‌بندی می‌شوند.
گروه‌بندی گازها بر اساس ویژگی‌های اشتعال‌پذیری
گازهای قابل‌اشتعال معمولاً به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
گروه I (مخصوص معادن)
این دسته شامل گاز متان است که به طور خاص در معادن زغال‌سنگ یافت می‌شود. گاز متان در صورت تجمع در معادن و عدم تهویه مناسب، می‌تواند منجر به انفجارهای شدید شود.
گروه II(محیط‌های صنعتی غیرمعدنی)
گازها در این گروه در محیط‌های صنعتی نظیر پالایشگاه‌ها، پتروشیمی‌ها و کارخانه‌های شیمیایی یافت می‌شوند. این گروه نیز به سه زیرگروه تقسیم می‌شوند:
- IIA: گازهایی با اشتعال‌پذیری کم‌تر، نظیر پروپان.
- IIB: گازهایی با اشتعال‌پذیری متوسط، نظیر اتیلن.
- IIC: گازهایی با بیشترین اشتعال‌پذیری، نظیر هیدروژن و استیلن.
هرچه گاز به گروه IIC نزدیک‌تر باشد، خطر انفجار بیشتر و نیاز به تجهیزات با سطح حفاظت بالاتری است.
محدوده‌های قابل‌انفجار
گازها بر اساس محدوده‌ای که می‌توانند در آن با هوا مخلوط شوند و قابلیت انفجار داشته باشند، ارزیابی می‌شوند:
- حد پایین انفجار (LEL – Lower Explosion Limit): کمترین غلظت گاز در هوا که می‌تواند موجب انفجار شود.
- حد بالای انفجار (UEL – Upper Explosion Limit): بیشترین غلظت گاز در هوا که هنوز می‌تواند منفجر شود.
محدوده انفجار (بین LEL و UEL) نشان‌دهنده درصد گازی است که در آن خطر اشتعال و انفجار وجود دارد. گازهایی با محدوده وسیع‌تر خطرناک‌تر هستند؛ زیرا شرایط برای انفجار در آنها راحت‌تر فراهم می‌شود.
طبقه‌بندی گازها بر اساس دمای اشتعال
دمای اشتعال، حداقل دمایی است که در آن یک گاز بدون جرقه یا شعله روشن می‌شود. گازهایی که دمای اشتعال‌پذیری پایین‌تری دارند، خطر بیشتری ایجاد می‌کنند. تجهیزات ضد انفجار باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که دمای سطح آنها از دمای اشتعال مواد موجود در محیط پایین‌تر باشد.
به همین منظور، گازها و تجهیزات به کلاس‌های دمایی تقسیم می‌شوند که از T1 تا T6 متغیر است.
- T1: مناسب برای گازهایی با دمای اشتعال بالاتر از 450°C (مانند متان).
- T6: مناسب برای گازهایی با دمای اشتعال پایین‌تر از 85°C 0 (مانند کربن دی سولفید).
بیشتر بخوانید: حفاظت از حریق صنعتی چیست و چه اهمیتی دارد؟
اصول طبقه‌بندی و ایمنی مناطق خطرناک
مناطق خطرناک بر اساس احتمال و مدت حضور مواد قابل‌اشتعال به سه زون تقسیم می‌شوند:
Zone 0:
مناطقی که در آنها گازها یا بخارات قابل‌اشتعال به طور دائم یا برای مدت طولانی وجود دارند. مانند مخازن ذخیره‌سازی گاز.
Zone 1:
مناطقی که احتمال حضور گازهای قابل‌اشتعال زیاد است، اما به‌صورت موقت. مانند اطراف دریچه‌های تخلیه مخازن.
Zone 2:
مناطقی که احتمال حضور مواد قابل‌اشتعال نادر است و تنها در شرایط خاص، مانند نشتی، اتفاق می‌افتد.
برای گردوغبار، طبقه‌بندی مشابهی به نام Zone 21، Zone 20 و Zone 22 وجود دارد.
انواع تجهیزات ضد انفجار بر اساس نوع حفاظت
تجهیزات ضد انفجار بر اساس روش‌های خاصی طراحی می‌شوند تا از ایجاد جرقه، حرارت یا شعله جلوگیری کنند. این تجهیزات در محیط‌های پرخطر ایمنی را تضمین کرده و با مکانیزم‌های مختلفی عمل می‌کنند. در ادامه به انواع آن بر اساس نوع حفاظت اشاره می‌کنیم:
محفظه ضد شعله (Ex d):
این تجهیزات می‌توانند انفجارهای داخلی را مهار کنند، به‌طوری‌که شعله یا گازهای داغ از محفظه به بیرون را پیدا نکنند. مثلاً چراغ‌های ضد شعله که در پالایشگاه‌ها استفاده می‌شوند.
ایمنی افزوده (Ex e):
طراحی این نوع تجهیزات به‌گونه‌ای است که احتمال ایجاد جرقه یا حرارت غیرعادی تقریباً صفر است. جعبه‌های اتصال ضد انفجار نمونه‌ای از این دسته هستند.
ذاتاً ایمن (Ex i):
این نوع تجهیزات انرژی الکتریکی را در حدی محدود می‌کنند که حتی در صورت بروز خطا، امکان اشتعال وجود نداشته باشد. حسگرهای دما و فشار در این گروه قرار می‌گیرند.
فشرده‌سازی (Ex p):
با ایجاد فشار مثبت در داخل محفظه، از ورود گازهای خطرناک جلوگیری می‌شود. این فناوری معمولاً در کنترل پنل‌ها استفاده می‌شود.
محفظه پرشده با مواد خاص (Ex q):
قطعات داخلی با موادی مانند پودر یا رزین پوشیده می‌شوند تا از ایجاد حرارت و شعله جلوگیری شود. چراغ‌های مقاوم در برابر انفجار نمونه‌ای از این نوع هستند.
حفاظت با پوشش (Ex m):
در این روش، قطعات حساس با یک پوشش مقاوم پوشانده می‌شوند که احتمال ایجاد جرقه یا حرارت را به حداقل می‌رساند.
استانداردهای ضد انفجار
برای تضمین ایمنی، تجهیزات ضد انفجار باید با استانداردهای بین‌المللی مطابقت داشته باشند. مهم‌ترین آنها در جدول زیر آورده شده‌است:
| استاندارد | شرح |
|---|---|
| ATEX (اروپا) | استاندارد ATEX برای تضمین ایمنی در محیط‌های مستعد انفجار طراحی شده است. این استاندارد به‌طور ویژه در صنعت نفت و گاز، پتروشیمی و محیط‌های صنعتی پرخطر اروپا کاربرد دارد و بر روی تجهیزاتی که در مناطق انفجاری قرار دارند، تمرکز می‌کند. |
| IECEx (بین‌المللی) | IECEx یک استاندارد بین‌المللی برای ایمنی در محیط‌های خطرناک است. این استاندارد در سراسر جهان برای تجهیزات ضد انفجار استفاده می‌شود و هدف آن ارتقای ایمنی در صنایع حساس به انفجار در سراسر دنیا است. |
| NEC (ایالات متحده) | استاندارد NEC مخصوص مناطق خطرناک در ایالات متحده است. این استاندارد به کنترل و پیشگیری از خطرات انفجار در محیط‌های صنعتی خاصی مانند نفت و گاز و معادن می‌پردازد و تجهیزاتی که در این مناطق مورد استفاده قرار می‌گیرند باید بر اساس این استاندارد تأسیس شوند. |
سخن پایانی
تجهیزات ضد انفجار نقش مهمی در تضمین ایمنی در محیط‌های خطرناک ایفا می‌کنند. با انتخاب صحیح تجهیزات، استفاده از استانداردهای مناسب، و بازرسی‌های منظم، می‌توان از وقوع حوادث جبران‌ناپذیر جلوگیری کرد.
برای دسترسی به اطلاعات بیشتر و انتخاب تجهیزات مناسب، با متخصصین و مشاورین گنجینه پاوان مشورت کنید.
