مبانی جلوگیری از وقوع انفجار در محیط‌های صنعتی بخش دوم

انواع محافظت در مقابل ایجاد انفجار
برای همه‌ی روش‌هایی که توضیح داده خواهد شد اصل اولیه جلوگیری از بالا رفتن حرارت است. حرارت با توجه به دمای محیط باید حداکثر تا مقداری که در طبقه‌بندی حرارت برای گاز و بخارات یا برای ذرات و غبار تعیین شده است، افزایش یابد و بیش‌تر از آن جایز نیست.
قوانین عمومی
در استاندارد IEC 60079-0 برای تجهیزات الکتریکی (گاز، بخار و غبار) و در استاندارد EN 13463-1 برای تجهیزات غیر برقی شرایط عمومی که باید رعایت شوند توضیح داده شده‌اند. البته استاندارد مربوط به محافظت در مقابل ایجاد انفجار الویت دارد و در بسیاری از موارد مکمل شرایط عمومی استانداردهای ذکر شده هستند و در برخی موارد می‌تواند ناقض آن نیز باشد.
به‌طور کلی برای محافظت در مقابل ایجاد انفجار برای تجهیزات برقی محدوده‌ی دمایی ۲۰- تا ۴۰+ سانتی‌گراد در نظر گرفته می‌شود. در آزمایشگاه در دمای ۲۰+ کلیه اعداد برای گروه‌بندی IIA، IIB و IIC تعیین می شوند که برای اختلاف دما ۴۰+- کلوین یعنی از دمای ۲۰- الی ۶۰+ سانتی‌گراد مورد استفاده قرار می‌گیرد. دمای ذکر شده در حقیقت (شاید برای اروپا) دمای معمول هوای محیط با کمی حرارت ایجاد‌شده توسط تجهیزات را در بر می‌گیرد و مناطقی که گرمسیر هستند (مانند جنوب ایران) این محدوده‌ی دما در فصل تابستان و در فضای باز باید بازبینی شود.
در جدول شماره‌ی ۳ جمع‌بندی محافظت‌های مربوط به جلوگیری از انفجار با اختصارات رایج در این بخش آورده شده است. توضیح حروف انگلیسی به‌کار برده شده به شرح زیر هستند:
⦁ Gas(G)، Dust(D) و Mines(M)
⦁ a: سطح حفاظتی بسیار بالا، تجهیز در حالت کارکرد عادی در وضعیت ایمن بوده حتی اگر دو عیب (مشکل) به‌طور هم‌زمان رخ دهد.
⦁ b: سطح حفاظتی بالا، تجهیز در حالت کارکرد عادی در وضعیت ایمن بوده حتی اگر یک عیب (مشکل) رخ دهد.
⦁ c: سطح حفاظت نسبتاً خوب، تجهیز در حالت کارکرد عادی در وضعیت ایمن بوده و باید با روش‌های حفاظتی از خطر ایجاد جرقه یا حرارت جلوگیری کرد (عیب یا مشکل در تجهیز باعث ازکارافتادن آن می‌شود).
برای نمونه یک تجهیز با کد Ga یعنی تجهیز مورد استفاده در محیط گازی دارای سطح حفاظتی بسیار بالا هست. طبقه‌بندی تجهیزات و سطح حفاظتی تجهیزت (EPL) تقریباً معادل هم هستند یعنی 1=a، 2=b و 3=c است. البته برای برخی از طبقه‌بندی تجهیزات معادل EPL آن وجود ندارد.
کد علامت درج‌شده در جدول بر طبق استاندارد IEC 60079-0 است که این کدها متفاوت از استاندارد اروپایی EN 13463-1 برای تجهیزات غیرالکتریکی است. هم‌چنین برای بخش معدن و غبار و ذرات باید از استاندارد IEC 61241-0 استفاده کرد که در جدول از درج آن خودداری شده است.

ردیف شرایط محیط نصب تجهیز روش جلوگیری از ایجاد انفجار گاز و بخارات-تجهیزات الکتریکی گاز و بخارات-تجهیزات غیر الکتریکی غبار و ذرات-تجهیزات الکتریکی طبقه‌بندی تجهیزات سطح حفاظتی تجهیزات (EPL) کد علامت بر طبق استاندارد IEC60079-0
۱ مخلوط قابل انفجار می‌تواند به داخل تجهیز که منبع انرژی برای ایجاد حریق مانند جرقه یا حرارت بالا را دارد، نفوذ کند. از سرایت انفجار از داخل کپسول به محیط اطراف و بیرون جلوگیری می‌شود کپسول مقاوم در مقابل فشار ● ● — 2 b Ex d Gb
۲ کپسول حاوی شن یا ذرات ریز ● — — 2 b Ex q Gb
۳ انواع قطع و وصل در یک محفظه‌ی یا قاب بسته ● — — 3 c Ex nC Gc

۴ تجهیز دارای کپسولی هست که از ورود مخلوط قابل انفجار به داخل آن یا محل منبع جرقه یا حرارت جلوگیری می‌شود. ایجاد فشار مثبت در داخل کپسول توسط هوا یا گازهای خنثی ● ● ● 2 b Ex p Gb
۵ ایجاد فشار مثبت در داخل کپسول به روش ساده ● — — 3 c Ex pz Gc
۶ بدنه با امکان نفوذ کم مخلوط انفجاری ● ● — 3 c EX nR Gc
۷ محافظت توسط بدنه‌ی تجهیز — — ● 2 b Ex ta/tb/tc Da/Db/Dc
۸ کپسول حاوی روغن ● — — 2 b Ex o Gb
۹ کپسول حاوی مایعات — ● — 2 — Ex o Gb
۱۰ مهر وموم کردن قطعات یا تجهیزات ● — ● 1/2/3 a/b/c Ex ma/mb/mc Ga/Gb/Gc
۱۱ ایزوله کردن کنتاک‌های قطع و وصل ● — — 3 c Ex nC Gc
۱۲ ایزوله کامل تجهیزات از محیط اطراف توسط مواد مخصوص ● — — 3 c Ex nC Gc
۱۳ ایزوله کامل تجهیزات از محیط اطراف ● — — 3 c Ex nC Gc
۱۴ ایزوله کامل تجهیزات از محیط اطراف توسط جوش دادن یا لحیم کردن محل ● — — 3 c Ex nC Gc

۱۵ مخلوط قابل انفجار می‌تواند به داخل تجهیز که منبع انرژی برای ایجاد حریق مانند جرقه یا حرارت بالا را دارد، نفوذ کند اما از آتش‌گرفتن آن توسط جرقه یا حرارت جلوگیری می‌شود. حفاظت بالا ● — — 2 b Ex e Gb
۱۶ تجهیزات بدون جرقه ● — — 3 c Ex nA Gc
۱۷ حفاظت توسط طراحی خاص — ● — 2 — —

۱۸ مخلوط قابل انفجار می‌تواند به داخل تجهیز که منبع انرژی برای ایجاد حریق مانند جرقه یا حرارت بالا را دارد، نفوذ کند اما از آتش‌گرفتن آن توسط جرقه یا حرارت جلوگیری می‌شود. امکان حرارت بالا و جرقه کم است. محدود کردن انرژی الکتربکی ● — ● 1/2/3 a/b/c Ex ia/ib/ic Ga/Gb/Gc
۱۹ محدود کردن انرژی الکتربکی (سطح انرژی کمی بالاتر است) ● — ● 3 — —
۲۰ نظارت مستمر بر روی منبع ایجاد جرقه یا حرارت — ● — 2 — —
جدول ۳: روش‌های محافظتی
هم‌چنین بر طبق استاندارد IEC 60079-0 کد علامت Ex S به عنوان یک علامت خاص تعریف شده است که شامل تجهیزاتی است که به‌طور کامل در هیچ‌یک از رده‌بندی ذکرشده در جدول ۳ نمی‌گنجند ولی استفاده از آن‌ها در محیط انفجاری امکان‌پذیر است. در جدول شماره‌ی ۴ برخی اطلاعات تکمیلی در خصوص جدول شماره‌ی ۳ بیان شده‌اند. ردیف‌های ذکر شده در جدول ۴ مترادف ردیف‌های جدول ۳ است. در جدول شماره‌ی ۴ کاربرد عمده‌ی روش های محافظتی ذکر شده در جدول ۳ در صنعت و هم‌چنین کد علامت برای استانداردهای IEC 61241-0 و EN 13463-1 برای هر ردیف در صورت وجود ذکر شده‌اند.
ردیف کاربرد کد بر طبق استاندارد IEC 61241-0 کد بر طبق استاندارد EN 13463-1
۱ تجهیزات قطع و وصل، انواع موتور، ترمز و المنت حرارتی — d
۲ خازن، قطعات الکترونیکی، انواع ترانس و سایر تجهیزاتی که با ذرات ریز داخل کپسول مشکلی نداشته باشند. — —
۳ تجهیزات قطع و وصل — —
۴ ماشین‌آلات بزرگ، سامانه‌های کنترلی و انواع موتور Ex pD Db p
۵ آنالایزر بدون منبع انرژی داخلی — —
۶ تجهیزات قطع و وصل، انواع ابزار دقیق، رایانه، ماشین‌آلات بزرگ یا پیچیده — fr
۷ سامانه‌های کنترلی — —
۸ ترانسفورماتورهای بزرگ، تجهیزات بزرگ قطع و وصل، مقاومت‌های راه‌انداز موتور و جعبه‌دنده‌ها — k
۹ ترانسفورماتورهای بزرگ، تجهیزات بزرگ قطع و وصل، مقاومت‌های راه‌انداز موتور و جعبه‌دنده‌ها — k
۱۰ انواع سیم‌پیچ، کلید‌های مغناطیسی، مدارات الکترونیکی چاپ شده بر روی برد، انواع رله‌ّ‌های کوچک Ex ma/mb/mc Da/Db/Dc —
۱۱ انواع کلیدهای قطع و وصل — —
۱۲ همه‌ی موارد ذکر شده در ردیف‌های ۱۰ و ۱۱ — —
۱۳ همه‌ی موارد ذکر شده در ردیف‌های ۱۰ و ۱۱ — —
۱۴ تجهیزاتی که ایجاد جرقه می‌کنند. — —
۱۵ کلیه تجهیزات مورد نیاز برای کابل کشی صنعتی مانند انشعابات، جعبه‌های اتصال کابل‌ها، باتری‌ها، ترانس و برخی از انواع موتورها — —
۱۶ مانند ردیف ۱۵ — —
۱۷ انواع کوپلینگ‌ها، مخلوط‌کن‌ها، فن‌ها و خوردکننده‌ها — c
۱۸ انواع حس‌گرها و عمل‌گرها، تجهیزات اندازه گیری، نظارت و تجهیزات پردازش اطلاعات Ex ia/ib/ic Da/Db/Dc —
۱۹ مانند ردیف ۱۸ — —
۲۰ انواع پمپ‌ها، مخلوط‌کن‌ها و برخی از انواع بلبرینگ‌ها — b
جدول ۴: اطلاعات تکمیلی در مورد جدول شماره‌ی ۳
در جدول شماره‌ی ۵، تقسیم‌بندی مناطق مختلف خطر بر اساس گروه تجهیزات که قبلاً توضیح داده‌اند، نمایش داده می‌شود.
مناطق مختلف انفجاری تجهیزات بر اساس شیوه‌نامه اروپایی RL 94/9/EG طبقه‌بندی تجهیزات بر اساس شیوه‌نامه اروپایی RL 94/9/EG گروه تجهیزات بر اساس استاندارد EN/IEC 60079-0 سطح حفاظتی تجهیزات بر اساس استاندارد EN/IEC 60079-0
Zone 0 II 1G II Ga
Zone 1 II 2G or 1G II Gb or Ga
Zone 2 II 3G or 2G or 1G II Gc or Gb or Ga
Zone 20 II 1D III Da
Zone 21 II 2D or 1D III Db or Da
Zone 22 II 3D or 2D or 1D III Dc or Db or Da
Methan Gas or Coal dust I M1 I Ma
Methan Gas or Coal dust I M2 or M1 I Mb or Ma
جدول ۵: تقسیم‌بندی مناطق مختلف خطر بر اساس گروه تجهیزات
اطلاعات پلاک نصب‌شده بر روی تجهیزات
محتوای اطلاعات درج‌شده بر روی پلاک نصب‌شده بر روی تجهیزات Ex در استاندارد‌های بین‌المللی IEC 60079-0 و استاندارد اروپایی EN 13463-1 و همچنین شیوه‌نامه‌ی شماره‌ی RL 94/9/EG ذکر شده‌اند. به‌علت برخی تفاوت‌ها در استانداردهای ذکر شده معمولاً علائم مورد استفاده در هر دو استاندارد که معنی و مفهوم یکسانی دارند، بر روی پلاک‌ها درج می‌شوند.
نکته‌ی مهم این‌است که از اطلاعات نوشته‌شده بر روی پلاک باید طراحتاً منطقه‌ی خطر مورد استفاده قابل استخراج باشد.
نکات مهمی که در یک پلاک باید درج شوند به شرح زیر هستند:
⦁ نام سازنده‌ی تجهیز ضد انفجار؛
⦁ در چه منطقه‌ی خطر قابل استفاده است؛
⦁ نوع محافظت در مقابل خطر انفجار؛
⦁ طبقه‌بندی حرارت؛
⦁ سازمان یا ارگانی که گواهینامه‌ی ضد انفجاربودن را صادر کرده است؛
⦁ شماره گواهینامه‌ی صادره و هم‌چنین موارد خاصی که باید ذکر شوند.
برای مثال دو نمونه پلاک با اطلاعات درج‌شده در آن‌ها به شرح زیر نمایش داده می‌شوند:
برای محیط گازی و بخارات- تجهیزات الکتریکی

۱- علامت منطبق بودن با قوانین اتحادیه اروپا؛
۲-کد شناسایی مرجع تأیید کننده؛
۳-علامت EX؛
۴-گروه تجهیز؛
۵-برای محیط گازی و نوع تجهیز ۲ مناسب برای مناطق ۱ و ۲ (به مطالب نوشته‌شده مراجعه شود)؛
۶-ضد انفجار بر اساس استاندارد IEC 60079-0؛
۷- روش محافظت از نوع d و از نوع حفاظظت بالا ؛e
۸-در گروه IIC قرار می‌گیرد؛
۹-طبقه‌بندی حرارت T6 است؛
۱۰-سطح حفاظت Gb است؛
۱۱-اختصار ارگان یا سازمان صادرکننده‌ی گواهینامه؛
۱۲-اولین سال صدور گواهینامه (در این پلاک سال ۲۰۰۰ است)؛
۱۳-شماره‌ی ویرایش ATEX؛
۱۴-ادامه‌ی شماره‌ی کد شناسایی مرجع تأییدکننده؛
۱۵-اگر وجود داشته‌ باشد:
⦁ X به معنی به شرایط خاص باید توجه نمود؛
⦁ U تجهیز به تنهایی در محیط انفجاری قابل استفاده نیست و باید CE برای کل سیستم صادر شود؛
۱۶- حرارت محیط.
برای غبار- تجهیزات الکتریکی

۱- علامت منطبق بودن با قوانین اتحادیه اروپا؛
۲-کد شناسایی مرجع تأیید کننده؛
۳-علامت EX؛
۴-گروه تجهیز؛
۵-برای محیط غبار و نوع تجهیز ۲ مناسب برای منطقه‌ی ۲۱ و ۲۲(به مطالب نوشته‌شده مراجعه شود)؛
۶-ضد انفجار بر اساس استاندارد IEC 60079-0؛
۷- روش محافظت توسط کپسول؛
۸-در گروه IIIC قرار می‌گیرد (غبار هادی)؛
۹-حداکثر حرارت مجاز سطح 80 °C؛
۱۰-سطح حفاظت Db است (سطح حفاظت بالا)؛
۱۱-سطح حفاظت IP؛
۱۲-اختصار سازمان یا ارگان صادرکننده‌ی گواهینامه؛
۱۳- اولین سال صدور گواهینامه (در این پلاک سال ۲۰۰۰ است)؛
۱۴- شماره‌ی ویرایش ATEX؛
۱۵- ادامه‌ی شماره‌ی کد شناسایی مرجع تأییدکننده؛
۱۶- اگر وجود داشته‌ باشد:
⦁ X به معنی به شرایط خاص باید توجه نمود؛
⦁ U تجهیز به تنهایی در محیط انفجاری قابل استفاده نیست و باید CE برای کل سیستم صادر شود؛
۱۷- حرارت محیط.
در پایان ذکر این نکته ضروری است که جداول مختلفی برای مواد قابل اشتعال گوناگون از طرف شرکت‌ها یا ارگان‌های دخیل در مسائل EX وجود دارد که مراجعه به آن‌ها و جستجو می‌تواند در بسیاری از موارد راه‌گشا باشد.