اصول حفاظت در برابر انفجار

اصول حفاظت در برابر انفجار

اصول حفاظت در برابر انفجار

فرمت:pdf    تعداد صفحات: 41

فهرست:

۱. روش های نام گذاری

• ۱-۱. روش نام گذاری بدنه به سبک آمریکایی
• ۲-۱. روش IEC برای نام گذای بدنه ها

٢. انتخاب بدنه های تجهیزات الکتریکی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

٣. آتش سوزی و انفجار

۴. استاندارد های جهانی

• 4-1 طبقه بندی بر اساس دستورالعمل NEC
• 4-2. طبقه بندی بر اساس IEC / CENELEC
• 4-3. طبقه بندی بر اساس استاندارد API

۵. انتخاب تجهیز مناسب برای صنایع هیدروکربنی کشور

• ۱-۵. تشخیص فضاهای قابل اشتعال
• ۲-۵. تعیین حدود فضاهای قابل اشتعال
• 3-5. نمونه هایی از تعیین حدود فضا
• 4-5. تقسیم بندی هر منطقه بر حسب نوع گازها

۶. بررسی منابع تامین انرژی جهت انفجار

• ۱ – ۶. طبقه بندی بر اساس دمای تجهیزات
• ۲ – ۶. محدودسازی نواحی خطر
• ۳ – ۶. روش اجرایی طبقه بندی مناطق خطرناک
• ۴ – ۶. ترسیم نقشه های مناطق خطرناک
• 6-5. طبقه بندی تجهیزات از لحاظ آزاد سازی انرژی جهت انفجار
• ۶ – ۶ کد گذاری تجهیزات بر اساس مکان نصب

۷. مثال هایی از نصب تجهیزات در مناطق مختلف

8. تقسیم بندی نواحی خطر در تأسیسات صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

• ۱-۸. نواحی خطر در اطراف محیط های بسته
• 2-8. نواحی خطر متناسب با ارتفاع نشتی
• 8-3. نواحی خطر در مجاورت دهانه های باز

ایمنی در تأسیسات نفت، گاز و پتروشیمی از بایدهای مهمی است که هر روز بیش از قبل مورد توجه قرار می گیرد. در این گونه تأسیسات اکثر موادی که تولید، مصرف و یا ذخیره می شوند ، این قابلیت را دارند که به راحتی منفجر و یا مشتعل شوند. این مواد که شامل گازها، بخارات، مایعات و گردهای قابل اشتعال می باشند، وقتی با نسبت مناسبی از هوا مخلوط شوند با دریافت مقدار کمی حرارت دچار انفجار شده و منطقه را در معرض خطر قرار می دهند. از طرف دیگر در اغلب تأسیسات نفت، گاز و پتروشیمی، تجهیزات الکتریکی در مجاورت دستگاه های فرایندی قرار دارند و منابع خوبی برای ایجاد جرقه می باشند. با این وصف کلاسه بندی نواحی خطر از اقدامات بنیادین متخصصین ایمنی است که با تعیین موقعیت های خطرناک و درجه خطر در آنها ، دامنه انتخاب و نصب ادوات برقی را مشخص کرده و منطقه را تا حد قابل قبولی در مقابل خطر انفجار برای کارکنان و تجهیزات فرایندی و الکتریکی ایمن می کند. کلاس بندی نواحی خطر شامل شناسایی مواد قابل انفجار و اشتعال ، تعیین منابع خطر و تعیین دیمانسیون و کلاس محدوده خطر می باشد.

ادوات و تجهیزات برقی که در تأسیسات صنعتی به کار می روند باید به گونه ای انتخاب شوند که با فضای عملیاتی آن صنعت سازگار بوده، و بتوانند به نحو مطلوب و بدون ایجاد خطر مورد بهره برداری قرار گیرند. به همین منظور در انتخاب تجهیزات الکتریکی، علاوه بر پارامترهای برقی تجهیزات از قبیل ولتاژ، آمپر، توان و … که می باید به دقت برگزیده شوند، محفظه ای که قطعات برقی درون آنها جاسازی می شوند نیز باید مناسب با شرایط خاص هر صنعت انتخاب گردند.

بدنه یا محفظه ادوات الکتریکی وظیفه محافظت از قطعات درون آن را به عهده دارد. اولین خاصیت بدنه این است که از ورود اجسام یا ذرات خارجی و آب با مقادیر مختلف به داخل دستگاه و همچنین از تماس با قسمت های برق دار یا متحرک جلوگیری نماید. دومین خاصیت بدنه حفاظت در مقابل انفجار و آتش سوزی می باشد. این خواص و تجهیزات برقی و ادوات کنترل بر اساس درجات مختلفی ساخته و ارائه می شوند، که هر یک مناسب نصب در مکان و شرایط خاصی می باشد. این شرایط در استانداردهای مختلف تعریف، نامگذاری و علامت گذاری می شوند.

این نامگذاری ها به دو صورت زیر بر روی Name Plate تجهیزات نوشته می شود که معمولا از استانداردهای IEC و یا اروپایی تبعیت می کند. که معروف به استاندارد ATEX می باشد.

€x II 1G Ex ia IIC T4

€x II 2 D Ex td A21 T90° IP64

کد اول مربوط به Gases and Vapor Explosion Protection می باشد، و مختص تجهیزات مورد استفاده در مکانهایی است که گازها و بخارات قابل انفجار در آنجا حضور دارند؛ مانند سایتهای نفت، گاز و پتروشیمی، کد دوم Dusts Explosion Protection می باشد که مربوط به تجهیزات مورد استفاده در مکانهای محتوی غبارهای قابل اشتعال است، مانند کارگاههای چوب بری و پنبه زنی و امثال آن.

این کدها مجموعه ای از استانداردها را شامل می شوند که هر یک جداگانه تعریف و کدگذاری می شوند، و بطور یکجا قابل دسترسی نمی باشند، بطوریکه برای انتخاب یک تجهیز باید به استانداردهای مختلف مراجعه کنیم تا قادر به انتخاب تجهیز متناسب محیط صنعتی خود باشیم. مهمترین اصل محافظت در برابر انفجار شناخت استاندارد های مرتبط با این تجیهیزات می باشد. در این بخش ما به معرفی این اصول پرداخته و نحوه ی طبقه بندی مناطق خطرناک را معرفی می نماییم تا با توجه به مطالبی که اشاره خواهد شد به محیط صنعتی ایمن و بدور از هرگونه حادثه ای ناشی از حریق و انفجار دست یابیم.

۱. روش های نام گذاری

۱-۱. روش نام گذاری بدنه به سبک آمریکایی

در آمریکا سازمانی بنام انجمن ملی تولید کنندگان تجهیزات برقی به نام NEMA بدنه های مختلف تجهیزات برقی را بر حسب خاصیت و کاربرد آنها نامگذاری کرده و با شماره های خاصی NAME TYPE مشخص نموده است، مثلا بدنه NEMA 4 TYPE ,WATER TIGHT  است و در مقابل ورود آب از جهات مختلف به دستگاه پاشیده شود مقاوم می باشد. این نوع بدنه جهت نصب در فضاهای باز و بارانی مناسب است. انواع مختلف بدنه های تعریف شده توسط انجمن فوق الذکر همراه با نام و علامت مشخصه آنها بطور اختصار در جدول شماره ۱ نشان داده شده است. با توجه به اینکه از این سیستم علامت گذاری در صنایع هیدروکربنی کشور ما استفاده نمی شود، از ارائه توضیحات بیشتر خودداری می گردد.

جدول ۱. نامگذاری بدنه بر اساس استاندارد آمریکایی

۲ – ۱. روش IEC برای نام گذای بدنه ها

در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی کشورمان که بطور اعم در این مجموعه با نام صنایع هیدروکربنی از آن یاد خواهیم کرد، در نظر است تا سرحد امکان از دستورالعمل ها و پیشنهادات کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک IEC استفاده شود، لذا طريقه ای که این سازمان جهت نشان دادن حفاظت در مقابل ورود ذرات گرد و غبار و حفاظت در مقابل ورود آب پیشنهاد نموده است مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد.

سازمان IEC در نشریه های خود در خاصیت فوق برای بدنه ادوات الکتریکی را به وسیله دو عدد نشان می دهد. عدد اول نشان دهنده درجه حفاظت دستگاه در مقابل ورود اجسام خارجی و گرد وغبار به داخل بدنه و همچنین تماس با قطعات برق دار یا متحرک، و عدد دوم نشان دهنده درجه حفاظت دستگاه در مقابل نفوذ آب به داخل آن است.

دو عدد فوق الذکر همراه با دو حرف IP بکار می روند که طبق تعریف IEC جانشین واژه International Protection می باشند. برخی اسناد فنی IP را مخفف Ingress Protection تفسیر نموده اند. که در صنایع هیدروکربنی کشور نیز این تفسیر به کار می رود. در بعضی از مدارک فنی از آن به عنوان Index of Protection یاد شده است. آنچه که مسلم است اینست که محتوای IP هر سه واژه فوق را در خود دارد.

بدین طریق با استفاده از دو عدد، درجه حفاظت تجهیزات الکتریکی در مقابل ورود اجسام خارجی و آب به داخل بدنه آنها دقیقأ تعریف می شود. در صورتیکه دستگاهی فاقد یکی از دو خاصیت فوق باشد، بجای یکی از اعداد حرف X بکار می رود. در این سیستم علامت گذاری، عدد سومی نیز مطرح است که نشان دهنده مقاومت بدنه تجهیزات الکتریکی در مقابل ضربه می باشد، عدد سوم تنها در استاندارد فرانسوی تعریف می شود. و هنوز توسط IEC پذیرفته نشده است.

تعریف دقیق دو گروه اعداد بکار گرفته شده در این سیستم، در نشریه IEC 529 مندرج است. خلاصه ای از تعاریف منتصب به هر کدام از اعداد در جداول ۲ و ۳ آورده شده است.

جدول شماره ۲. نامگذاری بدنه طبق IEC

جدول 3. نامگذاری بدنه طبق IEC

همانطور که ملاحظه می شود عدد اول نشان دهنده حفاظت دستگاه در مقابل ورود اجسام به داخل بدنه می باشد، در مواردیکه تعریف دقیق تری از این خاصیت یعنی حفاظت در مقابل تماس با قطعات برق دار و متحرک مورد نظر باشد، از چهار حرف که به انتهای علامت IP اضافه می شوند استفاده می گردد. این حروف را IEC حروف اضافی  نامیده است که تفسیر هر یک از حروف مزبور به قرار زیر می باشد:

A: یعنی بدنه دستگاه به گونه ای است که تماس با قسمت های برق دار و متحرک با پشت دست امکان پذیر نیست.

B یعنی تماس با قسمت های فوق الذکر با انگشت دست یا میله ای به طول ۸ سانتی متر و قطر ۱۲ میلی متر غیر ممکن است.

C: یعنی تماس با قسمت های مذکور توسط ابزار تعمیراتی مثلا آچار یا میله ای به طول ۱۰ سانتیمتر و قطر 2.5 میلی متر امکان پذیر نیست. .

D: یعنی تماس با قسمت های مذکور توسط تکه سیمی به طول ۱۰ سانتیمتر و قطر یک میلیمتر امکان پذیر نمی باشد.

سازمان IEC به منظور نشان دادن اطلاعات بیشتری در مورد بدنه تجهیزات برقی چهار حرف دیگر را تحت عنوان حروف تکمیلی پیشنهاد نموده که تفسیر هر کدام از آنها بدین قرار است:

H: یعنی دستگاه مورد نظر دستگاه فشار قوی است.

:M یعنی درجه حفاظت دستگاه در مقابل ورود آب به داخل آن موقعی آزمایش شده است که دستگاه برق دار و در حال کار بوده است.

S: یعنی درجه حفاظت دستگاه در مقابل ورود آب به داخل آن موقعی آزمایش شده است که دستگاه متوقف بوده است.

W: یعنی دستگاه دارای حفاظت اضافی برای شرایط آب و هوایی مشخص می باشد.

کاربرد حروف اضافی و حروف تکمیلی اختیاری است و در نتیجه در صورت عدم کاربرد این حروف نیاز به استفاده از حرف X به جای آنها نخواهد بود.

با توجه به توضیحات فوق، اگر بدنه دستگاهی 31 IPعلامت گذاری شده باشد، طبق تعریف IEC عدد ۳ یعنی بدنه دستگاه الکتریکی به طریقی ساخته شده است که از ورود اجسامی با بزرگی بیش از 2.5 میلیمتر به داخل آن جلوگیری می کند، و عدد یک بدین معنی است که ریزش قطرات آب به صورت چکه های عمودی بر روی بدنه دستگاه مورد نظر، در عملکرد آن خللی ایجاد نخواهد کرد.

بدنه دستگاهی که با IP 3X مشخص شده باشد در مقابل ورود ذرات بزرگتر از 2.5 میلیمتر حفاظت شده، ولی هیچگونه حفاظتی جهت جلوگیری از ورود آب به داخل آن ندارد.

و در صورتیکه دستگاهی با IP 31D علامت گذاری شده باشد کلیه خواصی که برای 31 IP تعریف شده را دارا خواهد بود، به علاوه اینکه اگر تکه سیمی به طول ۱۰ سانتیمتر و قطر یک میلیمتر از درون سوراخهای بدنه به داخل آن رانده شود، به قطعات برق دار و یا متحرک برخورد نخواهد کرد. در صورتیکه بر حسب شرایط عملیاتی یک صنعت، در نظر است بدنه دستگاهی به گونه ای باشد که گرد وغبار به میزان نامطلوب به داخل دستگاه نفوذ نکند و همچنین بارش باران و یا پاشیدن آب از زوایای مختلف در عملکرد آن بوجود نیاورد در این صورت، درجه حفاظت دستگاه می باید 54IP  تعیین گردد.

درجه حفاظت بدنه دستگاهی که IP 21 CS علامت گذاری شده است بدین قرار است .

• عدد دو یعنی ذرات بزرگتر از 12.5 میلیمتر به داخل دستگاه نفوذ نمی کند.
• عدد یک یعنی ریزش چکه های عمودی آب بر روی دستگاه آسیبی به آن وارد نخواهد کرد.
• حرف C یعنی آچار یا میله ۱۰ سانتیمتری به قطر 2.5 میلیمتر در صورتیکه به داخل دستگاه راه یابد به قطعات برق دار و یا متحرک برخورد نمی کند.
• حرف S یعنی درجه حفاظت دستگاه مورد نظر در مقابل ورود آب به داخل آن هنگامی آزمایش شده که دستگاه خاموش بوده است.

با این سیستم نامگذاری و علامت گذاری بدنه تجهیزات الکتریکی در استانداردهای IEC به تفصیل توضیح داده شده است. علاوه بر کدهای فوق برخی اوقات از Symbol هایی جهت مشخص نمودن این حفاظت استفاده می گردد که در پیوست شماره ۴ جدول آن به تفصیل ارائه شده است.

٢. انتخاب بدنه های تجهیزات الکتریکی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

همانگونه که در سطور قبل توضیح داده شد، سیستم پیشنهادی سازمان IEC انواع بدنه های تجهیزات الکتریکی را مشخص نموده است. انتخاب بدنه مناسب برای کاربردهای مختلف، وظیفه مهندسین طراح خواهد بود که با توجه به امکانات بازار صنعتی و فضای عملیاتی هر صنعت صورت می پذیرد. بدنه تجهیزاتی که در صنایع هیدروکربنی بکار می روند، از نظر مقاوم بودن در مقابل خطرات انفجار و آتش سوزی می باید دارای ویژگیهای خاصی باشند که در قسمتهای بعدی این مجموعه مورد بررسی قرار خواهد گرفت، ولی از نقطه نظر درجه حفاظت در مقابل ورود اجسام خارجی و یا آب، تفاوتی با سایر صنایع نخواهند داشت و در نتیجه بر حسب محل استقرار تجهیزات، دستگاه مورد نظر باید مناسب محیط عملیاتی هر کارخانه برگزیده شود، به منظور یکنواخت کردن تجهیزات از نقطه نظر عملیات، قطعات یدکی، تعمیرات و نگهداری، ضروری است در مورد درجه حفاظت ادوات الکتریکی تصمیم یکنواخت اتخاذ گردد. در این راستا پیشنهادات زیر برای ادوات مختلف ارائه می شود.

• موتورها

درجه حفاظت موتورهای الکتریکی که در فضای باز نصب می شوند باید به گونه ای باشد که از ورود گرد و خاک به حد نامطلوب و همچنین از ورود آب به داخل موتور هنگام بارندگی و یا شستشوی محوطه جلوگیری کند. بنابراین حداقل درجه حفاظت 54 IP برای موتورهای نصب شده در فضای باز انتخاب مطلوبی است. اینگونه موتورها وقتی در فضای باز و در میان سایر تأسیسات صنعتی به گونه ای نصب می شوند که مستقیما در معرض آفتاب و برف و باران نیستند درجه حفاظت 54 IP كفایت می کند. در صورتیکه موتور در معرض تابش مستقیم آفتاب یا بارش باران قرار دارد، ارجح است پوششی مانند سایه بان در بالای موتور منظور گردد. سازمان IEC چنین حفاظتی را Weather Protected نامیده که با حرف W مشخص می شود. بنابراین درجه حفاظت موتورهایی که در فضای باز و در معرض آفتاب هستند IP 54 W خواهد بود.

برای فضاهای بسته که تا حدی از ورود گرد و خاک جلوگیری می شود، در صورتیکه فضا از نظر وجود هیدروکربن ایمن باشد می توان موتورهای با درجه حفاظت 44 IP استفاده نمود.

موتورهایی که در تأسیسات دریایی مثلا سکوهای تولید نفت نصب می شوند باید در مقابل ورود آب به داخل بدنه مقاومت بیشتری داشته باشند. به همین لحاظ درجه حفاظت موتورهای تأسیسات دریایی حداقل 55 IP و حداکثر 56IP توصیه می شود. درجه حفاظت جعبه اتصال کابلها به موتور در مقابل نفوذ آب معمولا یک درجه بیشتر از درجه حفاظت موتور انتخاب می شود. بنابراین برای موتورهای با بدنه 55 IP جعبه اتصال کابلها 56 IP پیشنهاد می گردد.

• تابلوهای برق

تابلوهای برق، در صنایع هیدروکربنی بطور اعم در داخل پست های برق نصب می شوند. در نتیجه از نقطه نظر ورود اجسام خارجی و آب به داخل آنها نیاز به درجه حفاظت بالا نخواهد بود. بنابراین درجه حفاظت تابلوهای برق جهت نصب در داخل پست های برق یا اتاقهای کنترل حداقل 31 IPو ترجیحا توصیه می شود. برای تابلوهای فرعی از قبیل تابلوهای روشنایی که در داخل ساختمانها نصب می شوند درجه حفاظت 21 IPکافی می باشد. در صورتیکه تابلوهای برق در فضای باز صنعتی و در معرض باد و باران نصب می گردند، درجه حفاظت بدنه آنها می بایست از نوع 65 IP انتخاب شود.

• ادوات روشنایی

ادوات روشنایی بر حسب کاربرد آنها در فضای آزاد و یا در محیط های بسته متفاوت می باشند. درجه حفاظت ادوات روشنایی که در فضاهای باز عملیاتی بکار می روند حداقل باید 54 IP انتخاب شود. ادواتی که در فضاهای بسته مانند اتاق کنترل و دفاتر کار استفاده می شوند با توجه به اینکه در معرض گرد و خاک و یا بارش آب نیستند نیاز به درجه حفاظت بالا نخواهند داشت و لذا 20 IPکفایت می کند.

• جعبه تقسیم و مفصل ها

جعبه تقسیم بطور اعم جعبه هایی هستند که در آنها اتصالات برقی انجام می پذیرد و در نتیجه در مقابل ورود گرد و خاک و آب باید کاملا حفاظت شده باشند. بنابراین درجه حفاظت جعبه تقسیم ها در صورتیکه در فضاهای باز نصب می شوند باید 65 IP انتخاب شود. در فضاهای بسته می توان از جعبه 44 IP استفاده نمود. جعبه تقسیم هایی که در تأسیسات دریایی بکار می روند، از نوع بالاترین درجه حفاظت یعنی 68 IP توصیه می شود. مفصل کابلهای زیرزمینی نیز بایستی از نوع بالاترین درجه حفاظت یعنی 68 IP استفاده گردند

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید

حتما بخوانید:

⇐ اصول ایمنی و بهداشت کار و جلوگیری از حوادث

⇐ مدل سازی پیامد انفجار مواد

⇐ مایعات قابل اشتعال و قابل انفجار (انبار و جابجایی)

⇐ ارزیابی شاخص حریق و انفجار DOW

⇐ نرم افزارهای مدل سازی حوادث

Sirvan Sheikhi

هیچ وقت حرف استادمو (دکتر مرتضی مرتضوی) فراموش نمی کنم که گفت مهم نیست چی میخونی یا چیکاره می کنی مهم اینه هر کار کردی بهترین باشی. تک تک ما می تونیم در راستای فرهنگ سازی و ارتقا سطح علمی رشتمون گام برداریم, کافیه سطح اطلاعاتمون را بالا ببریم و همیار هم باشیم. امیدارم که تونسته باشم در این راستا کمکی به هم رشته های عزیزم کرده باشم.