مقدمة موجزة عن المنطقة الخطرة
Aug 11, 2023
مناطق المناطق الخطرة والتعريفات والحماية من الانفجارات
تقدم هذه المقالة نظرة عامة شاملة على تصميم واستخدام المعدات المعدة للاستخدام في المناطق التي قد تحتوي على أجواء متفجرة ناجمة عن الغازات والأبخرة والغبار أو الألياف القابلة للاحتراق. تُعرف هذه المناطق عادةً باسم مناطق المناطق الخطرة.
توصف "المنطقة الخطرة" بأنها موقع يحتوي فيه الغلاف الجوي، أو لديه القدرة على احتواء، على غازات أو غبار أو أبخرة قابلة للاشتعال أو الانفجار بكميات كبيرة.
المناطق الخطرة
ولحماية المنشآت من الانفجارات المحتملة، من الضروري استخدام منهجية لتحليل وتصنيف المناطق التي قد تكون خطرة. الهدف الأساسي من هذه العملية هو ضمان الاختيار المناسب والتركيب المناسب للمعدات، بهدف منع الانفجارات وضمان سلامة الأفراد في نهاية المطاف.
وصف المنطقة المتفجرة والمنطقة الخطرة
يتم تصنيف المعدات الكهربائية المقاومة للانفجار وتنطبق على المناطق المتفجرة بناءً على بنائها، كما هو موضح في الجدول أدناه
|
الاسم والرمز |
التعريف والخصائص |
رسم بياني |
المناطق المناسبة |
|
ضغط- مقاومة حدث الانفجار （d） |
(1) تم تجهيز العلبة بمكونات كهربائية مثل NFB وMS وما إلى ذلك، والتي قد تولد شرارة أثناء التشغيل العادي. (2) في حالة تسرب الغازات الخطرة واحتمال حدوث انفجار، يجب أن يكون العلبة قادرة على تحمل ضغط الانفجار ومنع تسرب اللهب من الوصلة، مما يؤدي إلى إشعال انفجارات الغازات الخطرة الخارجية. |
 |
المنطقة 1
المنطقة 2 |
|
تعزيز السلامة حدث الانفجار （e） |
(1) تم تصميم العلبة فقط لإغلاق الهواء ويفتقر إلى القدرة على مقاومة الضغط. (2) يمكن أن يستوعب الجزء الداخلي المكونات فقط التي لا تولد شرارة أو حرارة زائدة أثناء التشغيل العادي، مثل محطات Eexe ووحدات Eexd (مقاومة للانفجار- وحدات الإثبات). الكهربائية المقاومة للضغط والانفجار المكونات التي يتم إنتاجها من خلال قوالب Eex-d هي منتجات جديدة خالية تمامًا من الشرر والحرارة الزائدة، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في صناديق التحكم المختلفة. |
|
المنطقة 1
المنطقة 2 إذا كانت هناك مكونات كهربائية قد تولد شرارة أو حرارة زائدة، فلا يمكن استخدامها إلا في المنطقة 2. |
|
داخلي ضغط انفجار- دليل （p） |
العلبة عبارة عن صندوق توزيع نموذجي ولكنه مصنوع بطريقة محكمة الغلق بالكامل. ويولد الضغط الداخلي ضغطًا أعلى قليلاً من الضغط الجوي لمنع دخول الغازات الخطرة من الخارج. يساعد الحمل الحراري لخط أنابيب التضخم على تبديد الحرارة الداخلية. يتم استخدامه بشكل شائع في المعدات الكبيرة أو غرف التحكم بأكملها |
|
المنطقة 1
المنطقة 2 |
|
آمنة بطبيعتها حدث الانفجار （i） |
(1) مصمم للدوائر الإلكترونية أو الأجهزة الكهربائية منخفضة الطاقة لمنع حدوث انفجارات غازية حول الأجهزة والدوائر، بغض النظر عن العمليات العادية أو غير الطبيعية. (2) تم تصميم مخرجات أو مدخلات الدائرة الخاصة بالمكونات الكهربائية المقاومة للانفجار بحيث يتم التحكم فيها تحت مستوى الطاقة القادر على التسبب في اشتعال وانفجار غاز الهيدروجين. |
|
المنطقة 0(ia) المنطقة 1 (ia,ib) المنطقة 2 (ia,ib) |
|
انفجار مغمور بالنفط- دليل （o） |
(1) المكونات الكهربائية داخل العلبة عبارة عن محولات، ويتم استخدام الزيت العازل ذو نقطة الوميض العالية للعزل لتحقيق تأثير مقاوم للانفجار. (2) هذا النوع من المعدات ذو موثوقية ضعيفة ونادرا ما يستخدم في الوقت الحاضر. |
|
المنطقة 1
المنطقة 2 |
|
مملوء حدث الانفجار （q） |
(1) يتم تركيب الدوائر الإلكترونية مثل المكثفات والمقاومات والمحولات الصغيرة داخل العلبة ويتم عزلها بحشوة الرمل الناعم لتحقيق تأثير مقاوم للانفجار. (2) لا يتم استخدام هذا النوع من البنية بشكل منفصل، بل يتم تثبيته داخل حاوية EExe للاستخدام. |
|
المنطقة 1 المنطقة 2 |
|
حقنة ضغط مصبوب -مقاومة حدث الانفجار （m） |
(1) هذه طريقة للحماية من الانفجارات حيث يتم تغليف المكونات التي قد تولد شرارة أو حرارة زائدة بقالب بوليستر شامل، مما يضمن أن سطح العلبة المصبوبة بالكامل لن ينتج شرارة أو ارتفاع في درجة الحرارة قد يتسبب في اشتعال غازات خطرة . (2) تتم معالجة مكونات التحكم للمفاتيح العامة التي تقل عن 630 أمبير عن طريق القولبة باستخدام مادة البوليستر وفقًا لمتطلبات مواصفات مقاومة الضغط والانفجار والمعتمدة من قبل EEx-d. |
|
المنطقة 1
المنطقة 2 |
|
خاص حدث الانفجار (s) |
يشير الهيكل الخاص المقاوم للانفجار إلى مجموعات كهربائية خاصة أو طرق تحكم، والتي تتم معالجتها وفقًا للهياكل المذكورة أعلاه. ويجب أن تكون مصممة بشكل فردي للمعدات الكهربائية المحددة المناسبة للاستخدام في المواقع الخطرة المطلوبة وأن تتم الموافقة عليها من قبل هيئة إصدار الشهادات المقاومة للانفجار. |
|
المنطقة 0
المنطقة 1 المنطقة 2 |
جدول مقارنة الإنشاءات الكهربائية المقاومة للانفجار، والتعاريف، والمناطق الخطرة المطبقة
بناء وتصنيف مقاوم للانفجار مقاوم للضغط
من الأخطاء الشائعة التي يرتكبها العديد من الأشخاص هو استخدام مصطلحات "منطقة مقاومة للانفجار مقاومة للضغط" أو "منطقة مقاومة للانفجار ذات أمان متزايد"، وهذا غير صحيح. يجب استخدام المصطلحات الصحيحة لوصف تصنيف المناطق المقاومة للانفجار على أنها "مستوى 0" أو "مستوى 1" أو "مستوى 2". يجب استخدام مصطلحي "مقاومة الضغط" و"زيادة السلامة" لوصف إنشاء أجهزة كهربائية مقاومة للانفجار، بدلاً من الإشارة إلى مناطق محددة. ومن المهم للجميع التمييز بين هذه المفاهيم.
كل من الإنشاءات المقاومة للانفجار المذكورة أعلاه لها لوائح تصنيع محددة. في حالة الأجهزة المقاومة للانفجار المقاومة للضغط، يجب استيفاء متطلبات خاصة بسبب وجود مكونات كهربائية قد تولد شرارة أو حرارة زائدة أثناء التشغيل العادي. عادةً، يجب أن يكون غلاف هذه الأجهزة أكثر سُمكًا (قوة) ويجب أن يتحمل ضغطًا لا يقل عن 10 كجم/سم² من مخاليط الغاز المتفجرة مثل H2 دون التعرض لأي ضرر بعد الاختبار المتكرر (المعروف باسم اختبارات الانفجار). بالإضافة إلى ذلك، يتم تنظيم التفاوتات وأعماق المفاصل بين مكونات الغلاف بشكل صارم. عادةً، يتضمن إجراء الاختبار ملء البيئة الخارجية للغلاف بخليط غاز قابل للاشتعال، وإذا لم يشعل اللهب الداخلي للغلاف الغاز الخارجي لمدة عشرة اختبارات متتالية، فيمكن اعتباره ناجحًا في الاختبار. وبدلاً من ذلك، يمكن أيضًا تأكيد الامتثال للوائح السلامة من خلال الالتزام بمعايير الاختبار الدولية. يقدم الجدول التالي مثالاً يستند إلى معايير JIS (المعايير الصناعية اليابانية)، مع وجود اختلافات طفيفة في القيم المستخدمة في أوروبا والولايات المتحدة (والتي تكون متشابهة بشكل عام).
|
مستوى الانفجار |
التخليص م / م |
حجم الصندوق |
عمق التخليص |
|
1 |
فوق 0.6 |
(أ) 2000 سم³ |
أكبر من أو يساوي 25 م/م |
|
2 |
0.4 أعلاه 0.6 أدناه |
(ب) 2000-100سم³ |
أكبر من أو يساوي 15م/م |
|
(ج) 100-2سم³ |
أكبر من أو يساوي 10م/م |
||
|
3 |
0.4 أدناه |
(د) 2 سم³أدناه |
أكبر من أو يساوي 5 م/م |
تمثيل مستويات الانفجار في الأنظمة الأوروبية والأمريكية واليابانية
|
الجدول 5 (أكواد الأنظمة الدولية ومقارنتها بمستويات الانفجار)
|
ووفقا للجدول أعلاه، يلاحظ أن التمثيل متسق بين اليابان وأوروبا، في حين تتبع الولايات المتحدة نهجا مختلفا. ومع ذلك، فهو يمثل حالتين مختلفتين. أولاً، إذا كان مستوى الانفجار يمثله النمط الياباني 1، 2، 3، أو النمط الأوروبي IIA، IIB، IIC، أو النمط الأمريكي A، B، C، D، فإن مقاومة الانفجار للضغط- يجب أن يتم تصنيع غلاف الإثبات وفقًا للبيانات الواردة في الجدول. ثانيًا، إلى جانب تمثيل الظروف، فإنه يمثل أيضًا نسبيًا بيئات الغازات (السائلة) الخطرة التي تنطبق على مجموعة معينة. في الواقع، تمثل المعايير الأوروبية A وB وC والأمريكية A وB وC وD حساسية الغازات الخطرة (السوائل) لإشعال الانفجارات والمستوى المطلوب من البناء المقاوم للضغط والانفجار. يتم تصنيف الغازات (السوائل) الخطرة الشائعة بشكل منفصل حسب أوروبا والولايات المتحدة (كما هو موضح في الجدول السادس). يعتمد هذا التصنيف على الطبيعة الخطرة للشرر (أي نقطة الاشتعال) ونقطة الاشتعال لمختلف الغازات الخطرة (السوائل)، مما يشير إلى درجة الحرارة التي ستشتعل فيها حتى بدون شرارة. ولذلك فمن الضروري تحديد درجة حرارة اشتعال الغازات (السوائل) الخطرة نسبة إلى درجة حرارة سطح الأجهزة الكهربائية المقاومة للانفجار (كما هو موضح في الجدول السابع) وذلك لتحقيق الحماية الكاملة للسلامة.
بناء وتصنيف مقاوم للانفجار مقاوم للضغط
|
الاشتعال درجة حرارة إلى /ل/في الدرجة |
إن أو إيك |
جيس |
إن إي سي |
الاشتعال درجة الحرارة تأكد من ذلك /2/ بالدرجة |
|||
|
مجموعة |
فلاش درجة النقطة |
الغازات النموذجية أو الأبخرة |
ايجني- تيون فصل |
مجموعة |
نموذجي الغازات أو الأبخرة |
||
|
540 515 425 460
630 630 555 365 340
505 370 530 215 240 220 595 455 475 210 285 360
220-300 470 405 455 550 490 535 385 415
140 605
425 535 495 180
440 415 |
الثاني أ |
-19 غاز 11.1
غاز -11.1
28.9
-4 -21.7
غاز 11
12
32.7 -42.8
غاز 11.7 -32.7
32
17.2
-37.8 غاز |
الأسيتون الأذان الأثانول أثيلاسيتات أثيلنيتريت أمونياك الأنيلين البنزول بوتان البيوتانول
بوتانون بوتيلاسيتات ديكلوراثي هيبتان الهكسان هيزول ميثان الميثانول ميثيلاسيتات أوكتان البنتان البنتانول البترول-نافتا البترول (einschl.Fahtbenzin) البروبان البروبانول البروبيلين بيريدين ستيرول تولول لاسيتات فيني فيني لكلوريد الزيول
الأسيتالديهيد كولينمونوكسيد |
1 |
D |
الأسيتون com.athane الإيثانول (الكحول الإيثيلي) إيثيل الأسيتات الأمونيا البنزين البيوتان 1-بيوتانول 2-بيوتانول ميثيل إيثيل كيتون خلات بوتيل ن ثنائي كلوريد الإيثيلين الهيبتان الهكسان الميثان (الغاز الطبيعي) الميثانول (كحول الميثيل)
الأوكتانات البنتانات 1-بنتانول النفتا البترولية الغازولين البروبان 1-بروبانول 2-بروبانول البروبيلين بيريدين ستيرن التولوين خلات الفينيل كلوريد الفينيل الزيلين |
465 515 356 427
651
560 405 365/405
516 425 413 280 225
539 385 220 260 300 288 280-456
450 440/399 460 482 490 480 427 472 530 |
|
C |
الأسيتالديهيد أول أكسيد الكربون
الإيثيلين سيانيد الهيدروجين البروبان الحلقي ثنائي إيثيل الأثير |
175 610
490
500 160 |
|||||
|
ثانيا ب |
غاز غاز
غاز |
أثيلين سيانواسرتوف سيكلوبروبان ثنائي إيثيل رباعي فلوروثيلين
أكريلالدهيد (أكروليين) أثيلينوكسيد بوتاديان-1,3 |
2 |
||||
|
B |
الأكرولين أكسيد الإثيلين البيوتادين |
220
429 420 |
|||||
|
الاشتعال درجة حرارة إلى /ل/في الدرجة |
إن أو إيك |
جيس |
إن إي سي |
الاشتعال درجة الحرارة تأكد من ذلك /2/ بالدرجة |
|||
|
مجموعة |
فلاش درجة النقطة |
الغازات النموذجية أو الأبخرة |
ايجني- تيون فصل |
مجموعة |
نموذجي الغازات أو الأبخرة |
||
|
560
430
560
305
95 |
بنك الاستثمار الدولي |
غاز
-37.2 |
كوكسوفينجاس بروبي لينوكسيد |
2 |
B |
الغازات المصنعة (تحتوي على أكثر من 30% هيدروجين (من حيث الحجم) أكسيد البروبيلين هيدروجين |
449
400 |
|
الثاني ج |
غاز
غاز
-30 |
فاسرستوف
الأسيتيلين أثيلنيترات
شويفيلكوه -لينستوف |
3a
3 3c
3b |
||||
|
A |
الأسيتيلين |
305 |
|||||
|
خاص الضمانات |
ثاني كبريتيد الكربون |
100 |
|||||
|
ملاحظة |
في الجدول أعلاه، ضمن مستوى انفجار JIS الياباني 3، نظرًا لارتفاع مستواه، يوجد عدد أقل من الغازات الخطرة (السوائل) المصنفة تحت هذا المستوى. على وجه التحديد، الغازات (السوائل) المصنفة بـ 3a| يمثل 3b و3c هذا المستوى مباشرة، في حين يتم تمثيل الباقي غير المحدد على أنه 3N. |
||||||
شرح مقارن لنقاط الإشعال والرموز في الأنظمة المقاومة للانفجار في مختلف البلدان
|
مستوى |
نطاق درجة الحرارة |
كود جاب |
رمز الاتحاد الأوروبي |
كود الولايات المتحدة الأمريكية |
|||
|
1 |
450 درجة أعلاه |
G1 |
T1 أو G1 |
T1 450 درجة |
|||
|
2 |
300-450 درجة |
G2 |
T2 أو G2 |
T2 |
300 درجة |
T2C |
230 درجة |
|
T2A |
280 درجة |
T2D |
215 درجة |
||||
|
T2B |
260 درجة |
|
|
||||
|
3 |
200-300 درجة |
G3 |
T3 أو G3 |
T3 |
200 درجة |
T3B |
165 درجة |
|
T3A |
180 درجة |
T3C |
160 درجة |
||||
|
4 |
135-200 درجة |
G4 |
T4 أو G4 |
T4 |
135 درجة |
T4A |
120 درجة |
|
5 |
100-135 درجة |
G5 |
T5 أو G5 |
T5 100 درجة |
|||
|
6 |
85-100 درجة |
G6 |
T6 أو G6 |
T6 85 درجة |
|||
هناك مفهوم مهم فيما يتعلق بقيم درجة الحرارة في فئة درجة الحرارة، والذي عادة ما يساء فهمه من قبل عامة الناس. في الجدول 7، إذا كان يشير إلى لوائح المعدات الكهربائية المقاومة للانفجار، فهذا يعني أن درجة حرارة سطح العلبة الكهربائية يجب ألا تتجاوز تلك القيمة. لا يعني ذلك مقاومة درجة الحرارة للمكونات الكهربائية. عادة، عند اختيار المعدات الكهربائية، ستكون درجة حرارة السطح أقل من نقطة اشتعال الغاز الخطير (السائل) في هذا الموقع المحدد، وذلك بهدف تعزيز السلامة.
وبالنظر إلى المعلومات الواردة أعلاه، يبدو أن وجود شرر أو درجات حرارة أعلى من نقطة اشتعال الغاز الخطير (السائل) ليس هو مصدر القلق الوحيد. في الواقع هناك ثلاثة عوامل يمكن أن تؤدي إلى الاحتراق: 1. وجود أبخرة قابلة للاشتعال أو قابلة للاشتعال. 2. مصدر الاشتعال (مثل الشرر أو وصول درجة حرارة السطح إلى نقطة اشتعال الغاز الخطير). 3. توفر العوامل المؤكسدة (مثل الهواء أو الأكسجين النقي). وبالتالي، حتى لو كانت هناك مصادر اشتعال محتملة في المناطق التي توجد بها مواد خطرة، فقد لا تحدث انفجارات إذا كان تركيز المادة الخطرة مرتفعًا جدًا أو إذا كان الهواء المؤكسد غير كافٍ. وبالمثل، إذا كان تركيز المادة الخطرة منخفضًا للغاية، فإنها لا تشكل عمومًا خطرًا كبيرًا. ولكل مادة خطرة مستويات تركيز مختلفة، وتعتبر التركيزات ضمن النطاق المحدد خطيرة للغاية. وهذا يعني أن عناصر الاحتراق الثلاثة لا يمكن أن تحدث إلا ضمن هذا النطاق، مما يوفر فهمًا أفضل لخصائص معينة للبيئات المقاومة للانفجار.
وفي المستقبل، من المهم أيضًا فهم تعبير الرموز المقاومة للانفجار المستخدمة في أوروبا وأمريكا واليابان من أجل اتخاذ خيارات المنتج المناسبة. (مثل الجدول 8).
|
|
رمز النظام |
الرقم الأول كود البناء |
الرقم الثاني رمز مستوى الانفجار |
الرقم الثالث مستوى درجة حرارة نقطة الوميض |
ملاحظة |
|
الاتحاد الأوروبي |
اللجنة الانتخابية المستقلة (إي إكس) |
d ,e ,i ,q ,s |
إيا، إيب، إيك |
T1-T6 G1-G6 |
مثال: EExde IIc T6 |
|
الولايات المتحدة الأمريكية |
إن إي سي (نيما) |
فئة 1 شعبة 1 فئة 1 شعبة 2 |
A ,B ,C ,D |
T1-T6 |
مثال: الفئة 1 DIV 1 المجموعة C@ D |
|
ياباني كورونا سي ان |
إن إي سي (جيس) (ككس) (الجهاز العصبي المركزي) |
d ,e ,I ,q ,s |
1 ,2 ,3 3a 3b 3c 3n |
G1-G6 |
مثال d3nG6 d2G4 إي جي 3 |
