علم ضد انفجار

نویسنده admin 2020/01/13 0 نظرات

محیط های قابل انفجار :

1-شرایط ایجاد یک انفجار:

سه عامل مورد نیاز جهت ایجاد یک انفجار: الف-اکسیژن موجود در هوا ب-ماده قابل انفجار: گاز مایع جامد ج- درجه حرارت مناسب برای اشتعال ماده مربوطه : قوس جرقه یا هر منبع انرژی دیگر

2- فضای قابل انفجار : فضای قابل انفجار ترکیبی از مواد قابل اشتعال و هوا به نسبت معینی است که به همراه درجه حرارت بالا باعث انفجار میشود.

3- حداقل انرژی که باعث اشتعال می شود:  حداقل مقدار انرژی که با ارائه آن در فضای قابل انفجار باعث ایجاد اشتعال می گردد از دهها میکروژول برای گاز ها وبخارات و تا صد ها میلی ژول برای غبارها می باشد .

4- درجه حرارت خود اشتعالی : حداقل درجه حرارتی که در یک فضای قابل انفجار می تواند باعث ایجاد یک اشتعال خود به خود شود را درجه حرارت خود اشتغالی گویند.

5- انواع منابع اشتعال : منابع اشتغالی که ممکن است باعث یک انفجار گردند عبارتند از : الف- جرقه های الکتریکی وقوس ها مانند: - اثرات مربوط به باز و بسته شدن مدارها و کنتاکتهای اتصالات الکتریکی - تخلیه بارهای الکترو استاتیک - در زمان قطع شدن کابل - جریان های اتصالات کوتاه ب- جرقه های مکانیکی ناشی از اصطکاک ، ضربه و سایش ح- سطوح داغ د- بار های الکترو استاتیک ناشی از تاثیر یک پروسر جداسازی که حداقل باید یک ماده قابل شارژ درگیر شده باشد. مانند : پر کردن و خالی کردن مایعات و مواد پودری و.... ه- منابع دیگر مانند: امواج الکترو مغناطیسی – امواج مافوق صوت – تشعشع

6- محدوده های قابل انفجار در یک محصول قابل اشتعال : اشتعال یک ماده بستگی به مقدار آن ماده در هوا دارد که بین حد بالا UEL و حد پایین LEL قابل اشتعال می باشد : خطر انفجار محصولات قابل انفجار در چگالی مواد بین UEL-LEL می باشد. UEL-LEL FLUIDS 1/4%-7/1% BENZENE 16%-25% AMMONIA 5%-15% METHANE 1/9%-8/5% BUTENE 1/5%-7/8% PENTANE 1%-6/5% OCTANE Minimum Explosion Concentration Dust 55 CELLULOSE 45 SUGAR 40 ALUMINIUM 55 COLA 70 VITAMIN C (ascorbic acid) 35 sulphur 25 Raw rubber 20 Pure epoxy resins 7-

نقطه اشتعال : نقطه اشتعال حداقل درجه حرارتی است که بخارهای قابل اشتعال بارسیدن به آن در صورت تماس با انرژی ، می تواند مشتعل شود .

8- حرارت جوی : شرایط جوی مناسب جهت انفجار یک ترکیب شامل موارد ذیل می باشد : فشار بین 1/1 -8/0 بار درجه حرارت بین C 60 تا C 20 

9- طبقه بندی زونهای مربوط به گازها و بخارات و غبارهای قابل انفجار : بر اساس استاندارد IEC : گازها و بخارات : ZONE 0 : منطقه ای است که فضای قابل انفجار بطور دائم یا با تناوب طولانی وجود داشته باشد تجربیات صنعتی مدت زمان10-1000 ساعت در سال را تعیین نموده است داخل منابع دستگاه های مانند کاربراتور ، راکتور و......

ZONE1 – منطقه های است که فضای قابل انفجار بعضی اوقات در زمان بهره برداری یا عملکرد عادی وجود داشته باشد. -- تجربیات صنعتی مدت زمان 10- 1000 ساعت در سال را تعیین نموده است. - دراطراف زون صفر، اطراف در های مربوط به شارژ مواد

ZONE 2 – منطقه ای است که فضای قابل انفجار در زمان بهره برداری یا عملیات عادی وجود ندارد بلکه این فضا به ندرت وبا مدت زمان کوتاه وجود داشته باشد - باشد. -- تجربیات صنعتی مدت زمان1-10 ساعت در سال را تعیین نموده است.

زونهای مربوط به غبارها :

ZONE20 : منطقه ای است که یک فضای قابل انفجار ناشی از ترکیب غبار و هوا بطور دائم یا با تناوب طولانی وجود داشته باشد. در داخل لوازماتی مانند اسیابها ،خشک کن ها ، وغیره

ZONE 21 : منطقه ای است که یک فضای قابل انفجار ناشی از ترکیب غبار و هوا ، بعضی اوقات در زمان بهره برداری یا عملکرد عادی وجود داشته باشد . - در مجاورت تجهیزات 20ZONE ZONE 22 : منطقه ای است که یک فضای قابل انفجار ناشی از ترکیب غبار و هوا در زمان بهره برداری یا عملیات عادی وجود ندارد و این فضا بندرت ویا مدت زمان کوتاه وجود داشته باشد -

در مجاورت تجهیزات در صورتیکه غبار بتواند از منافذ تراوش کند معادل سازی زونها براساس استاندارد های مختلف : United states UL/NEPA Belgium RGIE at 110 A to 113 Germany Din170 United Kingdom BS 6467 IEC Class II Division 1 Zone z Zone 10 Zone z Zone 21 Class II Division 2 Zone y Zone 11 Zone y Zone 22 Hazard under Abnormal condition (between0/1 and 10 hours/annum Intermilttent Hazard(between 10and 1000hours annum) Continuos hazard (more then 1000 hours/annum) Commonly used figures ZONE 2(GASES) ZONE Y (11)(DUSTS) ZONE 1(GASES) ZONE Z (10)(DUSTS) ZONE 0 (GASES) ZONE Z (10)(DUSTS) IEC/CENIIEC/ EUROPE DIVISTON 2 (GASES AND DUSTS) DIVISION 1 (GASES AND DUSTS) NORTH AMERICA نمونه های از روشهای تعدیل محدوده زونها ZONE 0,1,2در فضا های یکسان

10-حفاظت از انفجار اولیه و ثانویه

الف- حفاظت از انفجار اولیه اجتناب از استفاده مواد قابل اشتعال : در هر زمان می با یست موادی که قادر به تشکیل ترکیب انفجاری نباشد را با مواد قابل انفجار جایگزین نمود. بالا بردن نقطه اشتعال : نقطه اشتعال یک ماده قابل انفجار می بایست از درجه حرارت فرآیند یا درجه حرارت محیط بالاتر باشد با استفاده از بعضی مواد میتوان نقطه اشتعال ماده را بالا برد.

محدودیت در تمرکز: در صورت امکان تمرکز مواد میبایست ازLEL کمتر یا ازUEL بالاتر باشد تا از تشکیل فضای قابل انفجار جلوگیری شود . میتوان از بعضی از گازها در یک فضا جهت رسیدن به این هدف استفاده کرد کاهش اکسیژن: کاهش اکسیژن در یک ترکیب با استفاده از گازهای بی اثر مانند دی اکسید کربن تهویه: میتوان بوسیله تهویه از تشکیل فضای قابل انفجار جلوگیری یا آن را محدود کرد . تهیه مصنوعی بمنظور کاهش تمرکزمواد در محیط استفاده می شود در تهویه هوا باید موارد ذیل در نظر گرفته شود: استفاده از هوای منطقه ایمن به عنوان جایگزین تهویه مصنوعی می بایست قابل کنترل و مانیتورینگ باشد . اختصاص محفظه ضد شعله: این روش از وجود انفجار جلوگیری نمی کند اما خسارات ناشی از آن راکاهش می دهد . دستگاهها می بایست در مقابل ماکزیمم فشار انفجار استقامت لازم را داشته باشد .

ب- حفاظت از انفجار ثانویه – استفاده از تجهیزات ضد انفجار: بعد از بکارکیری کامل تمام حفاظت های اولیه (تا حد امکان) هنوز امکان دارد که فضایی با قابلیت انفجار وجود داشته باشد در چنین فضایی می بایست از سیستم حفاظت از انفجار ثانویه استفاده شود که این حفاظت تمام دستگاههای الکتریکال مو رد استفاده در مناطق انفجاری را شامل میشود . - در این روش منظور بی اثر کردن منابع اشتعال از متدهایی استفاده می شود که با انواع آن آشنا می شویم - حروف EX یاEEX نشان دهنده مجاز شناختن لوازم مذکور بمنظور استفاده در مناطق با فضاهای قابل انفجار می باشد .

متد های حفاظتی در تجهیزات ضد انفجار:

الف- e(ایمنی افزوده) : این حفاظت شر ایطی را که باعث تشکیل اشتعال میشود را کاهش میدهد و بطور کلی از تشکیل ترکیبات جرقه، قوس یا حرارت خطرناک تحت شرایط عملیاتی جلوگیری میکند .

ب- d(محفظه ضد شعله- پوشینه - ضد فشار) : ساختمان تجهیزات این نوع حفاظت باید در مقابل فشار ناشی از انفجارات داخلی مقاومت کند .

ج- o(با پوشینه روغن –غوطه ور شدن در روغن) : در این متد حفاظتی قسمت های از دستگاه که باعث ایجاد جرقه میشود در داخل نوعی روغن غوطه ور می کنند .

د- f یا p ( با نگهداشتن فشار محفظه –تهویه مستقل) : نوعی حفاظت است که با وارد کردن گاز محافظ (هوا،گازهای بی اثر یا گازهای مناسب دیگر) با فشاری بالا تر از فشارفضای محیط به دستگاه از ایجاد انفجار جلوگیری میکند .

ه- q(با پوشینه شنی –پودری) : در این نوع حفاظت محفظه دستگاه های الکتریکی را با ماده ای معمولاً دانه هایی از کوارتز پر کرده اند .

و- m (با پوشینه کپسولی) : در این متد قسمتهایی از دستگاه را که باعث اشتعال در فضای قابل انفجار می شود را داخل کپسولی از مقاوم قرار میدهند .

ز- s(حفاظت مخصوص) : در این نوع حفاظت باید قسمت هایی استفاده شده در دستگاه بطور ویژه تست و تایید شود .

ح- n: مشابه اساس حفاظت از نوع متد حفاظتی e می باشد اما برای استفاده در ZONE2 مورد استفاده قرار می گیرد.

ط – i ( ایمنی ذاتی) : در این متد انرژی الکتریکی مدار در زمان قطع و وصل چنان کوچک می باشد که یک ترکیب قابل انفجار به وسیله جرقه یا دیگر اثرات آن نمی توانند باعث اشتعال درآن محیط گردد. Ia- برای استفاده در زون های2 0,1, Ib- برای استفاده در زون های1,2 چهار پارامتر اثر خازنی ، اثر سلفی ، اثر ولتاژ، اثر جریان باعث بروز جرقه و حرارت زیاد را ممکن میسازد که دستگاههای ذاتاً ایمن هستند از بروز آن جلوگیری می کند. تجهیزات توسط یک حفاظت ثانویه به نام Safty barrier تحت حفاظت قرار می گیرد.

گروه های انفجاری : با توجه به این که مشخصات انفجاری یک ماده قابل انفجار معرف خواص آن ماده می باشد مشخصات هر دستگاه الکتریکی ضد انفجاربستگی به نوع مواد قابل انفجار در اطراف دستگاههای مذکور دارد. این مواد به دو گروه اصلی تقسیم بندی می شود و بر اساس تجهیزات ضد انفجار نیز به دو گروه طبقه بندی می شود. تجهیزات گروه 1- مورد استفاده در معادن با خطر انفجار می باشد .

(I ) تجهیزات گروه2- مورد استفاده در مناطق با خطر انفجار غیر از معادن

(II ) این گروه براساس استانداردهای NEC505,CENELEC&IEC به سه گروه تقسیم بندی میشود A,B,C که با افزایش خطر گاز یا بخارات گروه ها از IIA به IIC افزایش می یابد -

این گروه بر اساس استاندارد NEC500 به چهار دسته تقسیم بندی شده است A,B,C,D که یا افزایش خطر گاز یا بخارات گروهها از D بهA افزایش می یابد. - این گروه بر اساس استانداردVDEبه سه دسته تقسیم بندی می شود 1,2,3 به عدد سه بر اساس نوع گاز b,a,....................... Nاضافه می شود. - کلاس درجه حرارت ماکزیمم درجه حرارتی که در خلال شرایط عملیاتی ممکن است بر روی سطح لوازم الکتریکی ایجاد گردد می بایست کمتر از درجه حرارت - خود اشتعالی ترکیبات قابل انفجار محیط مربوطه باشد انتخاب کلاس درجه حرارت تجهیزات بر اساس درجه حرارت خود اشتغالی گازهای محیط می باشد. جدول (VDE) : بالاترین درجه حرارت مجاز درجه حرارت آتش گرفتن C کلاس آتش گرفتن 360 450 G1 240 300-450 G2 160 200-300 G3 110 135-200 G4 80 100-135 G5 -

تاخیر در باز نمودن تجهیزات ضد انفجار :

- در تجهیزاتی که درجه حرارت داخلی آن از نرخ کلاس های درجه حرارت آن بزرگتر باشند یا در وسایلی که انرژی در اجزاء الکتریکی آن ذخیره می شوند یک تاخیر زمان ، قبل از باز نمودن دستگاه بر روی تجهیزات مربوطه اشاره می شود.

- مقاومت در برابر صدمات مکانیکی حداقل مقدار مقاومت تجهیزات در مقابل ضربات مکانیکی بوسیله روشهای تست مخصوصی در کمترین و بیشترین حرارت مجاز عملیاتی محاسبه و روی تجهیزات مربوطه به صورت ژول یا نیوتن نشان داده می شود. حفاظت تجهیزات برقی در برابر ذرات خارجی ،چکیدن قطره های آب و غیره International protection=Ip رقم اول حفاظت تجهیزات برقی از نفوذ اشیاء خارجی می با شد رقم دوم حفاظت تجهیزات برقی در برابر آب است بعضی از جداول مورد نیاز جهت تععن نوع تجهیزات و تعیین تجهیزات مورد نیاز عبارتند از: مثالهای بر اساس کدهای حفاظتی با توجه به استانداردها :

الف:NEC 500 CLASS 1, ZONE 1, A EX eiic 5 CLASS1: کلاس مجاز جهت استفاده در محیطهایی با گازهای قابل انفجار ZONE1: زون مجاز جهت استفاده A:استاندارد ملی آمریکا EX:»نماد حفاظت از انفجار E:»متد حفاظت-ایمنی مضاعف IIC:گروه گازی و زیر گروه آن T 5:کلاس حرارتی

ب- NEC 500 CLASS1, DIVISION, GROUPS A, B, C ,D T6 CLASS 1 : کلاس مجاز جهت استفاده در محیطهای با گازهای قابل انفجار DIVISION 1 ناحیه مجاز جهت استفاده GROUP A, B, C, D گروه های مورد استفاده T6 کلاس حرارتی در ارتباط با مثالهای اخیر که مربوط به استاندارهای NECمی باشد لازم است به جداول (عکس های صفحه بعد و شماره 51 )توجه نمایید.

ج- CENELECمطابق باATEXEX II 2 GD IP 66 T 85 C EEX EIIC T6 (tamb+55 c). حفاظت از انفجار IIگروه تجهیزات طبقه 2 تجهیزات( CATEGORY2 - (زون یک و زون 21 G مناسب برای گاز D مناسب برای غبار طبقه بندی فضاهای مستعد اننفجار محیطی که در تمامی(یا پاره ای)از اوقات و تحت شرایط عادی کار کرد ،مخلوط قابل انفجار وجود دارد محیطی که در آن مخلوط قابل انفجار در شرایط عادی کارکرد،وجود ندارد.

USA NEC500 کلاسI(گاز) کلاسII(غبار) کلاسIII(فایبر) ناحیه 1 DIVISION 1 ناحیه 2 DIVISION 2

گروههای دما بیشینه دمای سطح استاندارد USA (NEC 500) 450 c T1 300 c T2 280 c T2A 260 c T2B 230 c T2C 215 c T2D 200 c T3 180 c T3A 165 c T3B 160 c T3C 135 c T4 120 c T4A 100 c T5 85 c T6

گروه بندی گازها مطابق با CENELEC , IEC ,NEC 505 گروه گاز نمونه گاز I METHANE IIA PROPANE IIB ETHYLENE IIC HYDROGEN

گروه بندی مخلوط انفجار مطابق با استانداردNEC500 نمونه گاز ،غبار،فایبر گروه گاز Acetylene Class I GROUP A Hydrogen Class I GROUP B Ethylene Class I GROUP C Propane Class I GROUP D Methane MINING Metal dust Class II GROUP E Coal dust Class II GROUP F Grain dust Class II GROUP G fibers Class III

نظر شما