أولاً: التقسيم الإقليمي
كيفية تحديد المناطق.
وفقًا لمعايير الصناعة، تُعرَّف المناطق على النحو التالي: مناطق الغاز – تُصنَّف وفقًا لتكرار ومدة حدوث الغاز القابل للاشتعال (المنطقة 0: حدوث مستمر أو متكرر؛ المنطقة 1: حدوث دوري أو عرضي محتمل أثناء التشغيل العادي؛ المنطقة 2: حدوث قصير الأجل أثناء الظروف غير الطبيعية)، استنادًا إلى كود التصميم GB 50058-2014 للتركيبات الكهربائية في الأجواء القابلة للاشتعال؛
مناطق الغبار – تُصنّف مصادر انبعاث الغبار إلى مصادر مستمرة، ومصادر أولية، ومصادر ثانوية، وذلك وفقًا لتردد الانبعاث، وتُقابلها المنطقة 20 (سحابة غبار مستمرة)، والمنطقة 21 (انبعاث دوري وعرضي أثناء التشغيل العادي)، والمنطقة 22 (حدوث قصير المدى في ظروف غير طبيعية). مصادر الانبعاث – يجب تحديد جميع مصادر الانبعاث، بما في ذلك تسربات انكسار الحاويات، ونقاط التحميل والتفريغ، والزوايا المسدودة سيئة التهوية. التغطية – طالما أن المنطقة تقع ضمن منطقة خطر الانفجار، يجب أن تستوفي جميع المعدات الكهربائية (الإضاءة، والطاقة، والتحكم، والاتصالات) متطلبات مقاومة الانفجار، ويُحظر منعًا باتًا استخدام المعدات الكهربائية العادية غير المقاومة للانفجار. يُعدّ تقسيم المناطق الخطوة الأولى في تصميم معدات مقاومة للانفجار حسب الطلب؛ فالتحديد الخاطئ للمناطق يُبطل أي جهد آخر.
ثانيًا: نوع مقاومة الانفجار
كيفية اختيار نوع مقاومة الانفجار؟
وفقًا لمعايير الصناعة المقاومة للانفجار، يتم اختيار الأنواع على النحو التالي: النوع المقاوم للهب د – يمنع تصميم الغلاف انتشار الانفجارات الداخلية إلى البيئة المحيطة (التصنيع الدقيق لأبعاد الضغط والفجوة، وتبريد الغازات المتسربة إلى ما دون درجة حرارة الاشتعال)، وهو مناسب للمناطق 0/1/2 (المحركات، والمحولات، وأجهزة التحكم)؛ النوع ذو الأمان المعزز هـ – المعدات التي لا تولد شرارات قوسية أثناء التشغيل العادي تتخذ تدابير إضافية لتحسين السلامة (منع الشرارات القوسية في درجات الحرارة الخطرة)، وهو مناسب للمناطق 1/2 (صناديق التوصيل، والمحركات، ووحدات الإضاءة)؛ النوع الآمن جوهريًا ط – يستخدم أساليب مقاومة للانفجار تقلل من طاقة الاشتعال، مما يضمن عدم قدرة الشرارات القوسية على إشعال البيئة في الظروف العادية وظروف الأعطال (مقاوم تحديد تيار حاجز الأمان يحد من تيار الخرج)، وهو مناسب للأجهزة، وأجهزة الاستشعار، ووحدات الإدخال/الإخراج؛ أنواع أخرى – حاوية ضغط إيجابي p، نوع مغلف m، نوع مملوء بالزيت o، نوع مملوء بالرمل q، نوع غير قابل للاشتعال n (يمكن للمنطقة 22 اختيار النوع غير القابل للاشتعال n، ونوع مقاوم للغبار tD)؛
مواد مركبة – مقاومة للهب بالإضافة إلى كونها مركبة آمنة ذاتيًا ومقاومة للانفجار – يتم اختيار النوع المقاوم للانفجار وفقًا للمعدات والمنطقة: مقاوم للهب مع زيادة الأمان للمحركات والأضواء، وآمن ذاتيًا لأجهزة الاستشعار والأدوات، ومقاوم للهب ومغلف لخزائن التحكم.
ثالثًا. مجموعات المستويات
كيف يتم تحديد درجات الحرارة لكل مجموعة مستويات؟
وفقًا لمعايير الصناعة لاختيار المعدات المقاومة للانفجار، تكون مستويات التصنيف كما يلي: فئة الغاز – تنقسم بيئات الغازات القابلة للاشتعال إلى ثلاثة مستويات: IIA وIIB وIIC (IIC هو الأكثر صعوبة في الاشتعال وله أعلى المتطلبات؛ ينتمي الهيدروجين والأسيتيلين إلى IIC)؛ تصنيف الغبار – تُقسم بيئات الغبار المتفجر إلى ثلاثة مستويات: IIIA وIIIB وIIIC (يُعد IIIC الأكثر خطورة نظرًا لغباره الموصل للكهرباء)؛ مجموعة درجة الحرارة – ستة مستويات من T1 إلى T6 (T1 ≤ 450 درجة مئوية، T2 ≤ 300 درجة مئوية، T3 ≤ 200 درجة مئوية، T4 ≤ 135 درجة مئوية، T5 ≤ 100 درجة مئوية، T6 ≤ 85 درجة مئوية)، ويجب أن تكون درجة حرارة سطح المعدات أقل من درجة حرارة اشتعال المواد القابلة للاحتراق في الموقع؛ مستوى حماية المعدات – يتوافق EPL Ga وGb وGc مع المنطقة (Ga للمنطقة 0، وGb للمنطقة 1، وGc للمنطقة 2)؛ مثال على الاختيار – المنطقة 2، الفئة IIA، درجة حرارة الاشتعال 480 درجة مئوية، درجة الحرارة المحيطة من -25 إلى 40 درجة مئوية، أسلاك كابلات مدرعة، يمكن اختيار EPL. معدات Ga/Gb/Gc، من الفئة IIA/IIB/IIC، مزودة بجهاز مدخل مدرع يفي بنطاق درجة الحرارة المطلوب – لا يمكن اختيار المعدات المناسبة إلا عند استيفاء جميع المعايير الثلاثة (المستوى، المجموعة، ودرجة الحرارة). شراء معدات من الفئة IIC لمواقع من الفئة IIA يُعدّ إهدارًا للمال، بينما شراء معدات من الفئة IIA لمواقع من الفئة IIC يُعدّ كارثيًا.
المحركات والمعدات الكهربائية
كيفية التعامل مع المحركات والمعدات الكهربائية؟
وفقًا لتقنيات مقاومة الانفجار في الصناعة، تُتخذ الإجراءات التالية لحماية المحركات والمعدات الكهربائية: محركات مقاومة للانفجار – محكمة الإغلاق ومثبتة بإحكام؛ يجب ألا تقل درجة حرارة سطح الغلاف عن درجة حرارة احتراق طبقة الغبار (عادةً أقل من ثلثي درجة حرارة اشتعال سحابة الغبار)؛ تصميم مقاوم لانفجار الغبار يتضمن إحكام إغلاق مانع للغبار، ومنع تراكم الغبار على السطح، وتخفيف الضغط؛ مستوى الحماية – لا يقل مستوى حماية أغلفة المحركات ذات الأجزاء الحية المكشوفة عن IP54، وفي الحالات الأخرى لا يقل عن IP20. لا يمكن توصيل صناديق التوصيل الخاصة بالمحركات ذات الفولتية الأقل من 1000 فولت بالمحرك داخليًا إلا إذا كان مستوى حماية المحرك IP44 أو أعلى؛ ولا تقل الحماية الخارجية لصندوق التوصيل عن IP54؛ ووحدات الإضاءة المقاومة للانفجار – مصممة لمنع تحول المعدات إلى مصدر اشتعال، مع انخفاض في ارتفاع درجة الحرارة؛ وصناديق التوصيل المقاومة للانفجار – تصميم هيكلي محكم الإغلاق؛ ومخاطر خاصة بالغبار – تُعد خصائص الانفجار الثانوي الفريدة للغبار (حيث يهز الانفجار الأولي الغبار المتراكم، مما يؤدي إلى انفجار أوسع نطاقًا) مخاطر لا تستطيع المحركات المقاومة للانفجار الغازي التعامل معها بشكل كامل؛ وتتطلب مداخل الكابلات حلقات مانعة للتسرب مخصصة مقاومة للغبار؛
والتأريض – يجب تأريض المعدات الكهربائية المقاومة للانفجار بشكل موثوق لمنع تراكم الكهرباء الساكنة؛
وتفي مقاومة التأريض بالمتطلبات – فالمحركات والمعدات الكهربائية هي جوهر خط الإنتاج المقاوم للانفجار، وتُعد المكونات الأربعة للعزل المقاوم للغبار، ومنع التراكم، وتخفيف الضغط، والتأريض ضرورية.
V. توصيلات لوحات التحكم الكهربائية
كيفية تصميم وتوصيل لوحات التحكم الكهربائية.
وفقًا لمعايير الصناعة المقاومة للانفجار، يجب أن تتم توصيلات لوحات التحكم الكهربائية على النحو التالي: ستة عناصر أساسية للوحات المقاومة للانفجار المصممة حسب الطلب: طريقة التركيب (أرضية، جدارية، غائرة)، اتجاه دخول/خروج الكابلات (أعلى، أسفل، يسار، يمين)، عدد الأبواب واتجاه فتحها، الأبعاد الخاصة (العمق، العرض، الارتفاع)، علامات مقاومة الانفجار (Ex db، Ex eb، Ex px، Ex ia، إلخ)، تصنيف مقاومة الانفجار (IIA، IIB، IIC)، فئة درجة الحرارة (من T1 إلى T6)، تصنيف الحماية (IP54، IP65، IP66)؛ توصيلات الكابلات: استخدام كابلات وأسلاك مقاومة للانفجار، وضمان توصيلات مرتبة وآمنة، وإحكام إغلاق أجهزة دخول الكابلات لمنع دخول الغازات أو الغبار المتفجر؛ مواصفات التصميم: GB 3836.15-2024 الأجواء المتفجرة – الجزء 15: مواصفات التصميم والاختيار والتركيب للتركيبات الكهربائية (اختيار المعدات، منع شرارات الاشتعال، الحماية الكهربائية، انقطاع التيار الكهربائي والعزل الكهربائي، أنظمة الكابلات والأسلاك، أنظمة دخول الكابلات وعناصر منع التسرب، المحركات الدوارة، تجهيزات الإضاءة، التدفئة الكهربائية، مقاومة الانفجار، زيادة الأمان، الأمان الذاتي، الضغط الموجب، متطلبات إضافية)؛
المعايير الأساسية: GB/T 3836.1-2021 الأجواء المتفجرة – الجزء 1: المتطلبات العامة للمعدات (المتطلبات العامة للبناء والاختبار والترقيم) – تُعد خزائن التحكم الكهربائية والأسلاك أساس خطوط الإنتاج المقاومة للانفجار؛ ويجب أن يكون كل من منع التسرب والتوصيل مثاليًا.
الخلاصة
كيفية تخصيص أنظمة مقاومة الانفجار لخطوط الإنتاج غير القياسية؟ الخلاصة: تتطلب مقاومة الانفجار خمس خطوات: المنطقة، النوع، المستوى، المحرك، والخزانة الكهربائية. المنطقة – الغاز: المنطقة 0، المنطقة 1، المنطقة 2 (بناءً على تكرار ومدة الحدوث)؛ الغبار: المنطقة 20، المنطقة 21، المنطقة 22 (مستوى مستمر، مصادر إطلاق من المستوى 1 والمستوى 2)؛ يجب أن تكون جميع المعدات الكهربائية في المناطق الخطرة مقاومة للانفجار (GB 50058-2014)؛ النوع – مقاوم للانفجار (d) (يتحمل الغلاف الانفجار الداخلي دون انتشار؛ محركات ومحولات وأجهزة تحكم المنطقة 0/1/2)؛ أمان مُعزز (e) (تدابير إضافية، خالٍ من الشرر؛ صناديق توصيل ومحركات وأضواء المنطقة 1/2)؛ آمن جوهريًا (i) (الطاقة محدودة دون عتبة الاشتعال؛ أجهزة وأجهزة استشعار ووحدات إدخال/إخراج)؛ ضغط موجب (p) تغليف (m) تعبئة بالزيت (o) تعبئة بالرمل (q) خالٍ من الشرر (n)؛ المنطقة 22: اختيار مستوى خالٍ من الشرر (n)؛ مستوى منع اشتعال الغبار (tD). المستوى – الغاز: IIA/IIB/IIC؛ الغبار: IIIA/IIIB/IIIC (الغبار الموصل IIIC هو الأكثر خطورة)؛ مجموعة درجة الحرارة: من T1 إلى T6 (T6 ≤ 85 درجة مئوية) أقل من درجة حرارة اشتعال المواد القابلة للاحتراق في الموقع؛ مناطق EPL Ga/Gb/Gc المقابلة؛ المحركات – محكمة الإغلاق ومضغوطة، درجة حرارة السطح أقل من درجة حرارة الاحتراق البطيء لطبقة الغبار (أقل من 2/3 من درجة حرارة اشتعال سحابة الغبار)، مانع تسرب مقاوم للغبار مع مقاومة التراكم وتخفيف الضغط، مستوى الحماية IP54 (الأجزاء الحية المكشوفة)، صندوق توصيل محكم الإغلاق، حماية من الانفجارات الثانوية، تأريض موثوق؛ الخزائن الكهربائية – طريقة التركيب، أبعاد أبواب الخزائن، علامات مقاومة الانفجار Ex db/eb/px/ia، المستوى IIA/IIB/IIC، درجة الحرارة من T1 إلى T6، الحماية IP54/65/66، الكابلات مطابقة لمتطلبات مقاومة الانفجار لإغلاق المدخل (GB 3836.15-2024، GB/T 3836.1-2021).
وفقًا للممارسات الصناعية، يمكن تلخيص التخصيص المقاوم للانفجار في جملة واحدة: المنطقة تحدد النوع، والمستوى يحدد السعر، ودرجة الحرارة تحدد السلامة – تتوافق هذه المستويات الثلاثة، وعندها فقط يمكن لخط إنتاج مقاوم للانفجار أن يجتاز القبول.
