دسته بندی انواع فضاهای عملیاتی و مناطق مستعد خطر(operational-spaces-and-areas-prone-to-danger)

دسته بندی انواع فضاهای عملیاتی مستعد خطر

دسته بندی انواع فضاهای عملیاتی مستعد خطر

در محیط‌های صنعتی و عملیاتی، یکی از مهم‌ترین دغدغه‌ها حفظ ایمنی پرسنل و تجهیزات در برابر خطرات ناشی از گازها، بخارات و گرد و غبارهای قابل اشتعال است. به همین دلیل، شناخت و دسته‌بندی مناطق مستعد خطر بر اساس استانداردهای بین‌المللی، نقشی حیاتی در طراحی، بهره‌برداری و انتخاب تجهیزات مناسب دارد. در این مطلب از وب‌سایت اطلس مگا ماشین، به بررسی طبقه‌بندی مناطق پرخطر در صنایع مختلف از جمله معادن زغال‌سنگ، نفت، گاز و پتروشیمی می‌پردازیم و استانداردهای جهانی مانند NEC، API، BS و CENELEC را معرفی می‌کنیم.

فضاهای عملیاتی مستعد خطر بر اساس استانداردهای بین‌المللی به دسته‌های مختلف تقسیم می‌شوند تا از بروز انفجار یا آتش‌سوزی جلوگیری شود. این دسته‌بندی‌ها معمولا بر پایه میزان و مدت زمان حضور مواد قابل اشتعال انجام می‌گیرد و به شکل زون‌ها (Zone 0, Zone 1, Zone 2) یا کلاس‌ها و دیویژن‌ها تعریف می‌شوند. در مجموع، طبقه‌بندی درست این مناطق هم ضامن ایمنی کارکنان و تاسیسات است و هم از نظر اقتصادی از تحمیل هزینه‌های اضافی جلوگیری می‌کند.

مقدمه

با وجود این که معدن‌های زغال سنگ از جمله مناطق مستعد خطر تلقی می‌شوند، اما به خاطر شرایط ویژه هر معدن، به طور معمول استانداردهای بین المللی در مورد این مناطق به درستی رعایت نمی‌شود. هر کشوری قوانین و دستورالعمل‌های خاص خود را دارد. برخی از این قوانین نیز به این اختصاص دارند که کدام بخش‌های یک معدن زغال سنگ منطقه مستعد خطر بوده و کدام بخش‌های آن، مناطق مستعد خطر نمی‌باشند. به طور معمول و در حالت کلی، هر معدن دست نخورده و بکر ذغال سنگ را می‌توان به طور کامل یک منطقه مستعد خطر به شمار آورد؛ فارغ از این که شرایط هر بخش آن چیست.

هیئت مدیره معادن زغال سنگ در کشور بریتانیا، به تازگی  از مدیران معدن‌های زغال سنگ درخواست نموده‌اند معدن‌هایی که تحت سرپرستی دارند را بر اساس منطقه (Zone) دسته بندی نمایند. در کشور کانادا نیز موسسه CSA استاندارد خاص خود را تحت عنوان CAN/CSA-M421-93 منتشر کرده و به اجرا در آورده است. بر اساس این استاندارد می‌توان بخش‌ها و قسمت‌های مختلف یک معدن زغال سنگ را بر اساس سطح خطر آن دسته بندی نمود.

بر اساس این استانداردها، فقط دستگاه‌ها و ابزار آلات برقی برای استفاده در معدن‌های تحت خطر گازهای منفجره و قابل اشتعال مورد قبول می‌باشند که تاییدیه استفاده در مناطق مستعد خطر را داشته باشند. علاوه بر آن، این استانداردها این نکته را نیز معین می‌کند که در آن دسته از محل‌هایی که گاز متان یک و بیست و پنج صدم درصد حجم فضای موجود را اشغال می‌کند؛ تحت هیچ شرایطی مجاز به استفاده از نیروی الکتریسته نمی‌باشیم. در این مورد فقط و فقط یک استثنا وجود دارد و آن هم چراغ قوه‌های ایمن ذاتی می‌باشند که در معادن استفاده می‌شوند. این نوع چراغ قوه‌ها به دو صورت ممکن است توسط کارکنان معدن‌ها مورد استفاده قرار بگیرند:

• کارکنان چراغ قوه‌ها را به صورت معمول در دست بگیرند.
• چراغ قوه‌ها برای استفاده راحت‌تر و آزاد بودن دست‌ها، روی کلاه کارکنان نصب شود.

نباید این نکته را فراموش کرد که در مورد چراغ قوه‌های فوق الذکر، سازمان CENELEC وابسته به اتحادیه اروپا، استاندارد BS EN 50033 را با نام زیر مشخص کرده است:

Electrical Apparatus for Potentially Explosive Atmosphere, Caplights for Mines Susceptible to Firedamp

این استاندارد را می‌توان معادل استاندارد IEC 62013 در IEC به شمار آورد. در نتیجه، بخش‌های فوق الذکر در معدن‌ها Zone 0 به حساب می‌آیند.

متد دیواره بلند برای مناطق مستعد خطر

از میان انواع متدهای معمول و کاربردی بهره برداری از معدن‌های زغال سنگ، می‌توانیم به متدی به نام دیواره بلند (Long Wall) اشاره کنیم. این متد بسیار کاربردی می‌باشد که استفاده اصلی آن مربوط به  آن دسته از معادنی است  که عمق نسبتا بیشتری دارند. در این دست معادن به طور معمول دو تونل وجود دارد: یک تونل به عنوان تونل ورودی هوا و تونل دیگری به عنوان تونل خروجی هوا. تونل ورودی هوا، هوای تازه را (از بالای تسمه نقاله‌هایی که وظیفه خارج کردنِ زغال سنگ‌های استخراج شده از معدن را به خارج از معدن برعهده دارند) وارد معدن می‌کند. با وجود تونل ورودی هوا، دائما هوای آزاد روی تسمه نقاله‌های فوق الذکر وجود دارد و به نوعی سیستم تهویه هوا ایجاد می‌شود که در اثنای خروج زغال سنگ، هوای آلوده نیز (که به خاطر استخراج زغال سنگ به گاز متان آغشته شده است) خارج می‌شود.

با توجه به این که هوای خروجی همواره پایین‌تر از حدی است که منجر به انفجار گازِ قابل اشتعالِ متان شود؛ پس می‌توان به این صورت نتیجه گیری کرد که تا آن هنگام که این سیستم تهویه ساده به نحوی کارآمد و صحیح در معدن زغال سنگ مورد نظر برقرار باشد؛ برای ایجاد منطقه مستعد خطر دچار هیچ گونه مورد و مشکلی نخواهیم شد. در حقیقت، تنها در صورتی برای ایجاد منطقه مستعد خطر به مشکل خواهیم خورد که این سیستم تهویه هوا از کار افتاده و یا به نحوی دچار ایراد شود. به طور معمول، در ورودی تونل به معدن، تعدادی تابلوی برق در داخل محفظه‌های ضد انفجار تعبیه می‌شود. این به این دلیل است که ورودی‌های به طور معمول مستعد جرقه می‌باشند.

در روش دیواره بلند، در داخل تونل جایی وجود دارد که به برش دادن زغال سنگ اختصاص داده شده است. در این بخش از تونل گاز متان در مقادیر زیادی به طور معمول وجود دارد. علاوه بر آن، ممکن است مقادیر قابل توجهی گاز متان نیز به صورت کاملا ناگهانی در این بخش از تونل تخلیه شود.

حجم گاز متان تولیدی در یک معدن زغال سنگ را می‌توان وابسته به مقدار زغال سنگ مورد استخراج از آن معدن به شمار آورد. به همین دلیل، بهترین کار برای پیشگیری از هرگونه آتش سوزی احتمالی و صدمات و خسارات ناشی از آن، این است که هریک از لوازم و ابزار آلات الکترونیکی به کار رفته در این بخش از تونل (مانند روشنایی‌ها و انواع موتورهای الکتریکی مورد استفاده در تونل) باید کاملا با شرایط معدن‌های زغال سنگ مناسب باشند و ترجیحا از برندهای معتبر و معروف مانند وارم تهیه شوند.

همان طور که پیش‌تر هم ذکر کردیم، هوای خروجی از معدن‌های زغال سنگ دارای حجم عظیم و قابل توجهی از گازِ قابل اشتعالِ متان می‌باشد. این گاز از زغال سنگ‌های استخراج شده از معادن سرچشمه می‌گیرد. پس می‌توان این طور نتیجه گرفت که ضریب خطر هوای خروجی از معادن زغال سنگ بسیار بالا می‌باشد.

طبقه بندی مناطق مستعد پرخطر گازی بر اساس استاندارد (American Petroleum Institute) API (موسسه نفت آمریکا)

بر اساس این استاندارد، تونل‌های زغال سنگ را معادل با Zone 0 به حساب می‌آورند. این به این معناست که در کل طول مسیر این تونل، هیچ گونه وسیله و ابزار الکترونیکی وجود ندارد؛ مگر وسایل هشدار دهنده گاز و یا ابزارآلات آشکارساز گاز، که آن‌ها نیز با استفاده از متدهای ایمن ذاتی، به طور کامل محافظت و ایمن سازی می‌شوند. نباید این نکته مهم را به هیچ وجه از یاد برد که تنها خطر در معادن زغال سنگ، وجود و انباشت گاز قابل اشعال متان نمی‌باشد. در حقیقت، در این معدن‌ها علاوه بر خطر گاز سمی متان، خطر غبارهای ذغال سنگ نیز وجود دارد. البته این خطر همواره در دسته بندی‌ها بعد از خطر گازهای متان در درجه دوم قرار می‌گیرد؛ زیرا  غبارهای زغال سنگ به طور معمول در سطح زیرین و کف معدن‌های زغال سنگ جمع می‌شود و در حالت عادی خطر خاصی ایجاد نمی‌کند.

“A “hazardous area” is defined as an area in which the atmosphere contains, or may contain in sufficient quantities, flammable or explosive gases, dusts or vapours.”
«منطقه مستعد خطر فضایی است که اتمسفرش حاوی یا ممکن است شامل گازها، غبارها یا بخارات قابل اشتعال یا انفجار به مقدار کافی باشد.»

– منبع: www.heatingandprocess.com

غبارهای زغال سنگ فقط در یک صورت می‌توانند باعث ایجاد خطر جدی شوند. آن هم این است که در نتیجه انفجار و آتش‌سوزی گاز متان، این غبارها که در کف معادن انباشته شده‌اند؛ می‌توانند در فضا رها شده و ایجاد خطر کنند. در حالت طبیعی، دستگاه‌های ضدانفجار استفاده شده در معادن، علاوه بر گاز متان نسبت به غبار ذغال سنگ نیز مصون هستند و در نتیجه غبار نمی‌تواند وارد آن‌ها شده و باعث ایجاد خسارت و آسیب گردد. به علاوه، درجه بندی دمای سطح این دستگاه‌های ضد انفجار که در معادن مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ باید به قدری پایین باشد که درجه حرارت سطحی ناشی از کارکرد آن‌ها نتواند عاملی برای ایجاد اشتعال در معدن‌ها شود.

پیشگیری از بروز آسیب در مناطق مستعد خطر

امروزه، انواع مختلفی از استراتژی‌ها و روش‌ها وجود دارند که می‌توان با استفاده از آن‌ها به نحوی کاملا حرفه ای و موفقیت آمیز از ایجاد هرگونه اشتعال و آتش سوزی و آسیب‌ها و خطرات ناشی از آن، در معدن‌های زغال سنگ پیشگیری به عمل آورد. از جمله این روش‌ها می‌توان به تمیز کردن مداوم کف معدن‌های ذغال سنگ اشاره کرد. از دیگر متدهایی که می‌توانند نقش پیش گیرانه و حفاظتی در مقابل آتش سوزی در معادن زغال سنگ ایفا کنند؛ می‌توان به مخلوط نمودن ذره‌های ذغال سنگ موجود در کف با یک ماده بی اثر (از قبیل پودر سنگ) به طوری که این ذره‌های ذغال سنگ را از یک ماده منفجره و قابل اشتعال، به ماده ای کاملا غیر قابل اشتعال کند؛ اشاره کرد. این متد کاربرد بسیار بالایی دارد.

متد دیگری که در این راستا به کار می‌آید؛ استفاده کردن از یک تشت پلاستیکی حاوی شن یا آب می‌باشد. این تشت‌ها را به شکل معلق از سقف تونل‌ها می‌آویزند. در صورت وقوع هرگونه انفجار احتمالی، مایحتوی این تشت‌ها در محیط خالی می‌شود و آتش را به سرعت خاموش می‌کند تا خسارات وارده را تا حداقل ممکن کاهش دهد. کار دیگری که می‌توان انجام داد، استفاده کردن از سنسورهایی می‌باشد که در برابر اشتعال حساس بوده و  به محض شروع اشتعال، باعث تخلیه شدن محفظه‌هایی که حاوی آب یا پودر سنگ هستند؛ می‌گردند.

در موضوعات بعدی که مربوط به دسته بندی گازها و دیگر موارد این چنینی می‌باشد؛ به صورت دقیق و با جزییات کافی به تفاوت‌های اصلی بین محیط‌های مستعد خطر داخل و خارج معدن‌ها خواهیم پرداخت و آن‌ها را به دقت بررسی خواهیم کرد.

طبقه‌بندی مناطق مستعد خطر

بر اساس ماده شماره پانصد آیین نامه ملی برق در ایالات متحده (NEC)، فضاهای مستعد خطر گازی را می‌توان در سه دسته جای داد. این سه دسته را می‌توان به شرح زیر تعریف نمود:

• دسته اول (Class I): دسته اول شامل آن دسته از مکان‌هایی می‌باشد که انواعی از گازها و یا بخارهای  قابل اشتعال در آن‌ها وجود داشته و یا احتمال به وجود آمدن این نوع گازها در آن مکان‌ها وجود دارد.
• دسته دوم (Class II): دسته دوم شامل آن دسته از مکان‌هایی می‌باشد که در آن‌ها انواعی از غبارهای قابل اشتعال ( که به عنوان مثال می‌توان به  غبارهای برخی فلزات، ذغال، غلات و دیگر موارد این چنینی) وجود داشته و یا احتمال به وجود آمدن این نوع گازها در آن مکان‌ها وجود دارد.
• دسته سوم (Class III): دسته سوم شامل آن نوع مکان‌هایی است که در آن‌ها انواعی از فیبرها و یا تارهای قابل اشتعال وجود داشته و یا احتمال به وجود آمدن این نوع گازها در آن مکان‌ها وجود دارد.

شرایط عملیاتی تاسیسات صنعتی به استثنای مواردی از قبیل سیلوها و معدن‌های زغال سنگ به طور معمول در Class I قرار دارند؛

آیین نامه NEC هر دسته را به دو ِDivision تقسیم می‌کند: Division 1 و Division2. در Class I, Division 1، احتمال وجود داشتن انواعی از گازها و بخارهای قابل اشتعال به طور معمول وجود دارد.

در مقابل، در Class II, Division2 ، فقط در شرایط غیرعادی و خاص است که احتمال می‌رود انواعی از گازها و یا بخارهای قابل اشتعال پدید آیند.

طبقه بندی بر اساس استانداردهای انگلستان BS(British Standard) و اتحادیه اروپا CENELEC(European Committee for Electrical Standardization)

در کشور انگلیس و کشورهای دیگر عضو اتحادیه اروپا، به جای استفاده از Division، از اصطلاح “منطقه” (Zone) برای طبقه بندی استفاده می‌کنند. براساس تعریف  موجود در استاندارد BS، انواع مختلف منطقه عبارت‌اند از: Zone 2, Zone 1,  Zone 0. که ماهیت هر یک از منطقه‌های فوق الذکر به شرح زیر می‌باشد:

• Zone 0: اصطلاح منطقه صفر به محیطی اطلاق می‌شود که در آن مخلوطی از انواع گاز منفجره یا هوای قابل اشتعال، برای مدت طولانی و یا حتی به صورت مداوم وجود دارد.
• Zone 1: اصطلاح منطقه یک به محیطی اطلاق می‌شود که در آن تحت شرایط عادی، امکان دارد آمیزه ای از گاز-هوای قابل انفجار پدید آید
• Zone 2: اصطلاح منطقه دو به محیطی اطلاق می‌شود که در آن تحت شرایط ویژه ( و نه به صورت معمول) احتمال ایجاد مخلوطی از انواع گاز منفجره یا هوای قابل اشتعال، برای مدت کوتاهی وجود دارد.

نکته: Division 1 معادل Zone 0, 1

Division 2            معادل Zone 2

البته این نکته مهم را نیز باید به خاطر سپرد که این نوع دسته بندی را فقط برای انواع مختلف گازها و بخارهای قابل اشتعال می‌توان به کار برد و برای موارد دیگر (گازها و بخارات دیگر) ،به عنوان مثال مواردی از قبیل گردو غبار، نمی‌توان این نوع دسته بندی را مورد استفاده قرار داد. استاندارد IEC 60079-10 نیز مانند استاندارد قبلی که پیش تر در مورد آن به تفصیل صحبت کردیم، از اصطلاح Zone برای دسته بندی استفاده می‌کند. مانند استاندارد BS، در این استاندارد نیز منطقه‌های مستعد خطر عملیاتی را به صورت Zone 2, Zone1, Zone 0 دسته بندی می‌نماید و بر این اساس، روش انتخاب انواع دستگاه‌های الکترونیکی و تجهیزات کنترل ضد انفجار مورد استفاده در این فضاها را انتخاب می‌کند.

بر اساس دسته بندی این استاندارد، مناطق مستعد خطر  انواع گازهای منفجره و یا هوای قابل اشتعال به صورت دائم، معمول و یا در موراد خاص را می‌توان به صورت زیر طبقه بندی نمود:

• الف. انواع ماشین آلات یا تاسیساتی که در حین کار معمول خود، مواد قابل اشتعال از خود متصاعد می‌نمایند. به عنوان مثال می‌توان به مخزن‌ها یا ظرف‌های درباز، انواع مجراهای تخلیه به هوای آزاد (Vent)، شیرهای اطمینان (Safety Valve)، انواع کمپرسورها، مخزن‌های گاز خنثی فاقد پوشش و دیگر موارد مشابه اشاره کرد که ممکن است به راحتی در آن‌ها نشتی ایجاد شود و یا حتی ترک بردارند.
• ب. انواع ماشین آلات یا تاسیساتی که فقط در موارد خاص و غیر عادی، از قبیل وجود نشتی و انفجار و… مواد قابل انفجار از خود متصاعد می‌نمایند. به عنوان مثال می‌توان از انواع اتصالات، لوله‌ها،کمپرسورها و دیگر موارد این چنینی نام برد.

پر واضح است که انواع تاسیساتی که در بند الف ذکر شده در مقایسه با بند ب خطرناک‌تر به شمار می‌روند.

‌

کلام آخر

شناخت و طبقه‌بندی صحیح مناطق مستعد خطر، پایه‌ای‌ترین گام برای افزایش ایمنی در صنایع پرریسک مانند معدن، نفت، گاز و پتروشیمی است. رعایت استانداردهای بین‌المللی در این حوزه، علاوه بر کاهش احتمال انفجار و آتش‌سوزی، باعث انتخاب درست تجهیزات و جلوگیری از هزینه‌های اضافی می‌شود. استفاده از تجهیزات ضدانفجار معتبر و استاندارد نه تنها امنیت کارکنان را تضمین می‌کند، بلکه ضامن تداوم تولید و بهره‌وری نیز خواهد بود. اگر به دنبال خرید یا مشاوره تخصصی در زمینه تجهیزات ایمن و ضدانفجار هستید، می‌توانید روی تجربه و خدمات حرفه‌ای اطلس مگا ماشین حساب کنید.

سوالات متداول

برای تغییر این متن بر روی دکمه ویرایش کلیک کنید. لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است.

از مهم‌ترین استانداردها می‌توان به NEC آمریکا، API، استانداردهای BS انگلستان، CENELEC اتحادیه اروپا و IEC اشاره کرد که هر یک دستورالعمل‌های دقیقی برای انتخاب و استفاده از تجهیزات ضد انفجار ارائه می‌دهند.

غبار زغال‌سنگ در حالت عادی روی کف معدن ته‌نشین می‌شود و خطری ایجاد نمی‌کند؛ اما در صورت وقوع انفجار یا آتش‌سوزی ناشی از گاز متان، این غبار در هوا پراکنده شده و می‌تواند شدت انفجار را چندین برابر کند.

اشتراک گذاری