تجهیزات ضد انفجار

تجهیزات برق ضد انفجار (Ex) به تجهیزاتی اطلاق می‌شود که برای استفاده در محیط‌های خطرناک و قابل انفجار طراحی شده‌اند. این تجهیزات به گونه‌ای ساخته می‌شوند که خطر بروز انفجار یا آتش‌سوزی را به حداقل برسانند. در فایل PDF که لینک آن در پایین قرار دادیم به معرفی تجهیزات برق صنعتی ضد انفجار، کاربرد، کد بندی، و استاندارد های تجهیزات ضد انفجار پرداخته شده است.

معرفی تجهیزات ضد انفجار ، استاندارد ها و کدبندی آنها.pdf

معرفی تجهیزات ضد انفجار (Ex) و استاندارد های مربوطه

نگاهی جامع به فناوری های ایمنی در محیط های خطرناک

در دنیای صنعتی امروز، که فناوری و تولید با سرعت سرسام آوری در حال پیشرفت است، ایمنی محیط های کاری به یکی از مهم ترین اولویت ها تبدیل شده است. صنایعی مانند نفت و گاز، پتروشیمی، معدن، و حتی صنایع شیمیایی و دارو سازی، اغلب در محیطهایی فعالیت می‌کنند که احتمال وجود گاز های قابل اشتعال، بخارات، یا ذرات معلق خطرناک وجود دارد. در چنین شرایطی، استفاده از تجهیزات ضد انفجار (Explosion-proof Equipment) لازم و ضروری است.

تعریف و اهمیت تجهیزات ضد انفجار

تجهیزات ضد انفجار، که به اختصار با عنوان Ex شناخته می‌شوند، ابزار ها و دستگاه هایی هستند که به‌طور خاص برای استفاده در محیط‌ های خطرناک طراحی شده‌اند. این محیط ها، که به آن‌ها مناطق خطرناک (Hazardous Areas) گفته می‌شود، شامل مکان هایی هستند که گاز های قابل اشتعال، بخارات، مایعات یا گرد و غبار قابل انفجار در آن‌ها وجود دارد. هدف اصلی این تجهیزات، جلوگیری از ایجاد جرقه یا گرمای بیش از حد است که می‌تواند منجر به انفجار یا آتش سوزی شود. این تجهیزات شامل انواع مختلفی از جمله موتور های الکتریکی، لامپ های روشنایی، سوئیچ ها، تابلو های برق، حسگر ها و سیستم های کنترلی هستند.

اهمیت تجهیزات ضد انفجار از آن جهت است که یک جرقه کوچک یا افزایش دمای غیرمجاز می‌تواند فاجعه ای عظیم به بار آورد. انفجار در محیط های صنعتی نه تنها خسارات مالی سنگینی به دنبال دارد، بلکه می‌تواند جان انسان ها را به خطر اندازد و به محیط زیست آسیب جدی وارد کند. به همین دلیل، استفاده از تجهیزات Ex در بسیاری از کشورها به یک الزام قانونی و ایمنی تبدیل شده است. این تجهیزات با طراحی ویژه خود، از ایجاد شرایط خطرناک جلوگیری کرده و ایمنی محیط کار را تضمین می‌کنند.

استاندارد های بین المللی تجهیزات ضد انفجار

برای اطمینان از ایمنی و کارایی تجهیزات ضد انفجار، این تجهیزات باید مطابق با استاندارد های بین المللی و منطقه‌ای طراحی، تولید و آزمایش شوند. در ادامه، به برخی از مهم ترین استاندارد های جهانی در این حوزه اشاره می‌کنیم.

استاندارد IECEx

سیستم IECEx (کمیسیون بین المللی الکترو تکنیک برای صدور گواهینامه تجهیزات مورد استفاده در محیط های انفجاری) یکی از معتبرترین استاندارد های جهانی است. این استاندارد توسط کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC) توسعه یافته و هدف آن ایجاد یک چهار چوب بین المللی برای تأیید ایمنی تجهیزات Ex است. استاندارد های سری IEC 60079، که بخش اصلی IECEx را تشکیل می‌دهند، الزامات طراحی، ساخت، آزمایش و نصب تجهیزات ضد انفجار را مشخص می‌کنند. این استاندارد ها به‌طور گسترده در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند و به عنوان مرجعی برای سایر استاندارد های منطقه ای عمل می‌کنند.

استاندارد ATEX

استاندارد ATEX (مخفف Atmosphères Explosibles) یک استاندارد اروپایی است که در کشورهای عضو اتحادیه اروپا الزام‌ آور است. این استاندارد شامل دو بخشنامه اصلی است: بخشنامه 2014/34/EU که به تجهیزات و سیستم های حفاظتی مربوط می‌شود و بخشنامه 1999/92/EC که بر ایمنی کارکنان در محیط های خطرناک تمرکز دارد. تجهیزات دارای گواهینامه ATEX با علامت خاص Ex مشخص می‌شوند و باید الزامات سخت گیرانه‌ای را برای استفاده در مناطق خطرناک برآورده کنند.

استانداردهای NEC و CEC

در ایالات متحده، استاندارد NEC (National Electrical Code) و در کانادا استاندارد CEC (Canadian Electrical Code) برای تجهیزات ضد انفجار استفاده می‌شوند. این استاندارد ها از سیستم طبقه بندی کلاس‌ها، تقسیمات و گروه ها (Class/Division/Group) برای تعریف محیط های خطرناک استفاده می‌کنند. به عنوان مثال

کلاس I: محیط های حاوی گاز ها و بخارات قابل اشتعال.

کلاس II: محیط های حاوی گرد و غبار قابل اشتعال.

کلاس III: محیط های حاوی الیاف یا ذرات معلق قابل اشتعال.

این سیستم در مقایسه با سیستم زون بندی (Zone) که در استاندارد های IECEx و ATEX استفاده می‌شود، متفاوت است، اما هدف مشترکی در تضمین ایمنی دارد.

سایر استاندارد های بین‌المللی

علاوه بر استاندارد های ذکر شده، کشور های مختلف استاندار دهای خاص خود را نیز دارند. برای مثال، استاندارد GOST-R در روسیه، INMETRO در برزیل، و CCC در چین برای تجهیزات ضد انفجار استفاده می‌شوند. این استانداردها معمولاً با IECEx یا ATEX همخوانی دارند، اما ممکن است الزامات محلی خاصی را نیز شامل شوند.

سیستم های کدبندی و طبقه بندی تجهیزات ضد انفجار

برای شناسایی دقیق تجهیزات ضد انفجار و استفاده صحیح از آن‌ها در محیط‌ های خطرناک، سیستم های کد بندی خاصی ایجاد شده‌اند که اطلاعات مربوط به نوع حفاظت، محیط استفاده، و مشخصات فنی تجهیزات را ارائه می‌دهند. این کدها به کاربران کمک می‌کنند تا تجهیزات مناسب را برای شرایط خاص انتخاب کنند.

کدبندی بر اساس نوع حفاظت

تجهیزات ضد انفجار بر اساس روش های حفاظتی که برای جلوگیری از انفجار به کار می‌برند، کدبندی می‌شوند. برخی از رایج ترین انواع حفاظت عبارتند از:

Ex d (Flameproof): این تجهیزات دارای محفظه‌ای هستند که می‌تواند انفجار داخلی را تحمل کرده و از انتقال آن به محیط خارجی جلوگیری کند. این روش برای محیط‌های با ریسک بالا بسیار مناسب است.

Ex e (Increased Safety): طراحی این تجهیزات به‌گونه ای است که احتمال ایجاد جرقه یا گرمای بیش از حد را به حداقل می‌رساند.

Ex i (Intrinsic Safety): این تجهیزات با محدود کردن انرژی الکتریکی و حرارتی، از ایجاد جرقه یا اشتعال جلوگیری می‌کنند و معمولاً در مناطق بسیار خطرناک (مانند Zone 0) استفاده می‌شوند.

Ex m (Encapsulation): اجزای الکتریکی در ماده‌ای عایق (مانند رزین) محصور می‌شوند تا از تماس با محیط خطرناک جلوگیری شود.

Ex p (Pressurized): این تجهیزات با استفاده از فشار گاز خنثی در داخل محفظه، از ورود گازهای قابل اشتعال به داخل دستگاه جلوگیری می‌کنند.

طبقه‌بندی مناطق خطرناک

محیط‌های خطرناک بر اساس احتمال وجود مواد قابل اشتعال به مناطق (Zones) تقسیم می‌شوند:

Zone 0: محیطی که در آن گاز یا بخار قابل اشتعال به‌طور مداوم یا برای مدت طولانی وجود دارد.

Zone 1: محیطی که احتمال وجود گاز یا بخار قابل اشتعال در شرایط عادی وجود دارد.

Zone 2: محیطی که وجود گاز یا بخار قابل اشتعال بعید است، اما در صورت وقوع، برای مدت کوتاهی خواهد بود.

Zone 20, 21, 22: مشابه مناطق فوق، اما برای محیط های حاوی گرد و غبار قابل اشتعال.

گروه های گازی و دمایی

تجهیزات ضد انفجار بر اساس نوع ماده خطرناک (گاز یا گرد و غبار) و دمای اشتعال آن ها کدبندی می‌شوند. گروه های گازی شامل:

Group I: برای معادن زیر زمینی (مانند متان).

Group II: برای گا های سطحی (مانند هیدروژن، پروپان، اتیلن).

Group III: برای گرد و غبار قابل اشتعال (مانند غبار زغال سنگ یا آرد).

همچنین، کلاس های دمایی (T1 تا T6) نشان‌دهنده حداکثر دمای سطح تجهیزات هستند. این دما باید کمتر از دمای اشتعال ماده خطرناک باشد تا از ایجاد انفجار جلوگیری شود. برای مثال، T1 نشان دهنده حداکثر دمای 450 درجه سانتی‌گراد و T6 نشان‌دهنده حداکثر دمای 85 درجه سانتی‌گراد است.

کاربردها و چالش های تجهیزات ضد انفجار

تجهیزات ضد انفجار در طیف گسترده ای از صنایع از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع شیمیایی، داروسازی، و معادن کاربرد دارند. این تجهیزات باید نه‌تنها ایمن باشند، بلکه عملکرد قابل اعتمادی در شرایط سخت محیطی ارائه دهند. با این حال، چالش‌هایی نیز وجود دارند:

هزینه بالا: طراحی و تولید تجهیزات Ex به دلیل الزامات سخت‌گیرانه استاندارد های ایمنی، هزینه‌بر است.

نگهداری و بازرسی: این تجهیزات نیاز به بازرسی و نگهداری منظم دارند تا عملکرد ایمن آن‌ها تضمین شود.

پیچیدگی نصب: نصب و راه‌اندازی تجهیزات Ex نیازمند دانش فنی و رعایت دقیق استانداردها است.

هماهنگی استاندارد های جهانی: در پروژه های بین المللی، هماهنگی بین استانداردهای مختلف (مانند IECEx و NEC) می‌تواند چالش‌برانگیز باشد.

تجهیزات ضد انفجار نقشی حیاتی در حفظ ایمنی محیط های صنعتی خطرناک ایفا می‌کنند. استاندارد های بین المللی مانند IECEx و ATEX، همراه با سیستم های کدبندی دقیق، اطمینان می‌دهند که این تجهیزات به درستی طراحی، تولید و استفاده شوند. درک صحیح از این استاندارد ها و کدها به مهندسان و مدیران ایمنی کمک می‌کند تا ریسک‌های مرتبط با محیط‌های خطرناک را به حداقل برسانند. با پیشرفت فناوری، انتظار می‌رود که تجهیزات ضد انفجار در آینده کارآمدتر، ایمن‌تر و مقرون به صرفه‌تر شوند و به این ترتیب، ایمنی بیشتری را برای صنایع و کارکنان فراهم کنند.

1. محفظه های ضد انفجار (باکس، تابلو برق و قوطی)

جعبه های ضد انفجار: این جعبه ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در صورت بروز انفجار داخلی، گازها و شعله‌ها را درون خود نگه دارند و از انتشار آن‌ها به محیط جلوگیری کنند. یا بلعکس

2. سنسور ها و دتکتور ها

سنسور های گاز: برای شناسایی نشت گازهای قابل اشتعال و ارسال هشدار.
دتکتور های حرارتی (شعله) و دودی: برای تشخیص حرارت یا دود ناشی از آتش‌سوزی.

3. کلیدها و کنتاکتورها

کلید های ضد انفجار: کلید هایی که دارای محفظه‌ای مقاوم در برابر انفجار هستند و به طور خاص برای محیط های خطرناک طراحی شده‌اند.
کنتاکتورها: تجهیزاتی که برای کنترل بارهای الکتریکی در محیط های خطرناک استفاده می‌شوند.

4. چراغ‌ ها و لامپ های ضد انفجار

چراغ های ضد انفجار: این چراغ ها به گونه ای طراحی شده اند که در برابر شرایط سخت محیطی مقاوم باشند و خطر آتش سوزی را کاهش دهند.

5. کابل ها و اتصالات

کابل های ضد انفجار: کابل هایی با عایق بندی ویژه که از نشت برق و ایجاد جرقه جلوگیری می‌کنند.
اتصالات ضد انفجار: اتصالاتی که در برابر فشار و حرارت مقاوم هستند.

6. سیستم های تهویه

سیستم های تهویه ضد انفجار: این سیستم ها به منظور کاهش غلظت گاز های قابل اشتعال در محیط های بسته طراحی شده‌اند.

7. محافظت از تجهیزات

رله های حفاظتی: برای حفاظت از تجهیزات برقی در برابر شرایط غیرعادی مانند اضافه بار یا اتصال کوتاه.

استاندارد های تجهیزات ضد انفجار

تجهیزات برق ضد انفجار باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی مانند ATEX (Europe) و NEC (USA) طراحی و تأیید شوند تا از ایمنی آن‌ها در محیط‌های خطرناک اطمینان حاصل شود.

استفاده از تجهیزات برق ضد انفجار در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، معادن و دیگر محیط‌های خطرناک ضروری است تا ایمنی کارکنان و تجهیزات حفظ شود.