تحليل مفصل للاختلافات بين المناطق المعرضة لخطر الانفجار والمناطق غير المعرضة لخطر الانفجار - مقدمة

تحليل مفصل للاختلافات بين المناطق المعرضة لخطر الانفجار والمناطق غير المعرضة لخطر الانفجار

مقدمة

استنادًا إلى متطلبات اختيار نوع أجهزة إرسال الضغط ذات درجات الحرارة العالية، وبالاستفادة من خبرة التشغيل الميداني والتفتيش على السلامة في مشاريع الهندسة الكيميائية والبتروكيميائية والطاقة، تُفرّق هذه المقالة بشكل منهجي بين المناطق الخطرة القابلة للانفجار والمناطق غير الخطرة. كما تُصنّف معايير تصنيف المناطق، ومتطلبات الأجهزة والمعدات، وأساسيات الإدارة الميدانية. وتتناول أيضًا الصعوبات الشائعة في تحديد المناطق، واختيار أجهزة إرسال ضغط البخار وأجهزة إرسال الضغط الصناعية، وعمليات التفتيش المتعلقة بالإشراف على السلامة.

الهدف الأساسي من فصل المناطق المعرضة لخطر الانفجار عن المناطق غير المعرضة لخطر الانفجار هو منع الغازات والأبخرة والغبار القابلة للاشتعال من الاختلاط بالهواء وتكوين أجواء قابلة للانفجار.

شرح مبسط وسهل الفهم على مستوى المجال:

منطقة خطر الانفجار: تركز الإدارة على إزالة مصادر الاشتعال الناتجة عن الأجهزة والمعدات الكهربائية. يجب تزويد جميع أجهزة إرسال الضغط الصناعية وأجهزة إرسال ضغط البخار المثبتة في هذه المنطقة بهياكل مقاومة للانفجار. يجب اختيار أجهزة إرسال الضغط ذات درجة الحرارة العالية، وأجهزة إرسال الضغط HART، وأجهزة إرسال الضغط المطلق بما يتناسب مع تصنيف المخاطر في الموقع.

منطقة غير قابلة للانفجار: تركز الإدارة على منع دخول المواد القابلة للاشتعال. ويتم الحفاظ على بيئة تشغيل آمنة من خلال مسافات أمان، وتهوية ميكانيكية، ودروع ضغط إيجابي، وإغلاق محكم. ويُسمح باستخدام أجهزة الإرسال العادية غير الحاصلة على شهادة مقاومة للانفجار.

1. تحديد جميع مصادر إطلاق المواد

لا يمكن الاعتماد في تصنيف المناطق على تسميات أساسية مثل مناطق المضخات أو مزارع الخزانات. يجب تحديد كل نقطة تسرب محتملة على حدة؛ وهذه هي أيضاً مواقع التركيب الرئيسية لأجهزة إرسال الضغط ذات درجة الحرارة العالية.

بالنسبة للمضخات الطاردة المركزية، افحص الأختام الميكانيكية، ومنافذ التصريف والتهوية، وصمامات الجذر لمقاييس الضغط، ومنافذ التوصيل لأجهزة إرسال الضغط الصناعية، والشفاه عند مداخل ومخارج المعدات.

بالنسبة لخزانات التخزين، افحص صمامات التهوية، ومنافذ قياس الضغط للكشف عن مستوى السائل، ومخارج التصريف، ووصلات تحميل وتفريغ المواد. عادةً ما تكون أنظمة مراقبة مستوى السائل مزودة بأجهزة إرسال ضغط البخار لجمع البيانات.

بالنسبة لغلايات التفاعل، يجب فحص فتحات التغذية، وفوهات أخذ العينات، وأنابيب التهوية، وأختام عمود المحرك. يجب أن تستوفي جميع أجهزة إرسال الضغط ذات درجة الحرارة العالية المثبتة على أنابيب المعالجة مواصفات مقاومة الانفجار.

تختلف مخاطر التسرب باختلاف المواقع على الجهاز الواحد. تميل الأختام الميكانيكية إلى التسرب نتيجة الاهتزاز طويل الأمد؛ ويحدث تسرب الشفة بسبب الحشيات، وإجهاد خط الأنابيب، والتشوه الحراري؛ وتطلق نقاط أخذ العينات الوسائط بشكل متكرر أثناء التشغيل؛ ويعتمد انتشار السائل المتسرب على تصميم خطوط أنابيب الاسترداد في اتجاه المصب.

يجب تحديد نقاط التسريب بوضوح على رسومات تخطيط المناطق. إن استخدام علامات غامضة مثل "منطقة الخزان" أو "منطقة المضخة" سيعيق اختيار الأجهزة المناسبة المقاومة للانفجار عند استبدال أجهزة إرسال ضغط البخار، أو معالجة المخاطر الخفية، أو الخضوع لعمليات التفتيش الرسمية للسلامة.

2. يعتمد تصنيف المنطقة على مدى تكرار حدوث المواد الخطرة

تُصنف المناطق القابلة للانفجار التي تعتمد على الغاز إلى ثلاث فئات: المنطقة 0، والمنطقة 1، والمنطقة 2.

المنطقة صفر: التجويف الداخلي لخزانات التخزين وأوعية التفاعل، حيث يوجد الغاز القابل للاشتعال باستمرار. تُعد أجهزة إرسال الضغط ذات درجة الحرارة العالية هي الأدوات الميدانية المفضلة.

المنطقة 1: المناطق المحيطة بمنافذ أخذ العينات ووصلات التحميل والتفريغ حيث تتشكل مخاليط الغازات القابلة للاشتعال بشكل متقطع. أجهزة إرسال ضغط HART المقاومة للهب مناسبة للاستخدام.

المنطقة 2: محيط الحواف، وسيقان الصمامات، ووصلات الأجهزة حيث تتسرب المواد القابلة للاشتعال لفترة وجيزة فقط. وتفي أجهزة إرسال الضغط المطلق القياسية وأجهزة إرسال الضغط الصناعية بمتطلبات التشغيل.

تنقسم المناطق الخطرة لانفجار الغبار إلى المنطقة 20 والمنطقة 21 والمنطقة 22، باتباع نفس مبادئ الحكم المتبعة في مناطق مخاطر الغاز.

لا يمكن تحديد نطاقات انتشار الغازات الخطرة بالاعتماد على الخبرة وحدها. يجب أن تأخذ الحسابات الشاملة في الاعتبار تقلب الوسط، ودرجة حرارة العملية وضغطها، واتجاه تدفق التسرب، والتهوية، والسدود المؤقتة، والخنادق تحت الأرض. تغطي تسربات الهيدروكربونات المسالة ذات درجة الحرارة والضغط العاليين مساحات انتشار أوسع، لذا يجب تحديث جميع أجهزة إرسال ضغط البخار الداعمة على طول خطوط الأنابيب لتتوافق مع معايير مقاومة الانفجار.

3. ينتشر الغاز في الفضاء ثلاثي الأبعاد؛ لا تعتمد فقط على الرسومات ثنائية الأبعاد.

ترتفع الغازات منخفضة الكثافة مثل الهيدروجين والميثان وتتراكم في الأماكن العلوية. يجب أن تتوافق أجهزة إرسال الضغط HART وأجهزة إرسال الضغط ذات درجة الحرارة العالية المثبتة على الأسقف والمنصات المرتفعة مع معايير أكثر صرامة لدرجات الخطورة.

تنتشر الغازات الثقيلة، بما في ذلك غاز البترول المسال، بالقرب من سطح الأرض. ولا يجوز تخفيض تصنيف مقاومة الانفجار لأجهزة إرسال الضغط الصناعية المثبتة على خطوط الأنابيب تحت الأرض.

ستؤدي الملاجئ المطرية الجديدة والمعدات المتراصة بكثافة إلى تغيير دوران الهواء. تتطلب حدود المناطق الخطرة الأصلية إعادة تقييم، ويجب استبدال أجهزة إرسال الضغط المطلق المطابقة وفقًا لذلك.

بدون وجود فواصل محكمة الإغلاق عند نقاط اختراق جدران الخنادق، يمكن للغاز القابل للاشتعال أن ينتقل لمسافات طويلة داخل المباني. وستصبح أجهزة إرسال الضغط الصناعية العادية غير المقاومة للانفجار داخل المباني مصدراً خطيراً للاشتعال.

4. تعتمد سلامة المناطق غير المعرضة لخطر الانفجار على تدابير وقائية طويلة الأمد

يمكن استخدام الأجهزة العادية في غرف توزيع الطاقة، وغرف خزائن الأجهزة، وملاجئ المحللات دون الحاجة إلى أجهزة إرسال ضغط ذات درجة حرارة عالية. ومع ذلك، يجب أن تظل مجموعة إعدادات الحماية والسلامة الكاملة فعّالة في جميع الأوقات.

مسافة فصل آمنة ثابتة من نقاط التسرب المتوسطة، مدخل هواء نقي خالٍ من التلوث، قيمة ضغط داخلي إيجابي مؤهلة، أبواب ذاتية الإغلاق، فتحات اختراق جدار الأنابيب محكمة الإغلاق بالكامل، خنادق تحت الأرض مجزأة وأجهزة إنذار تعشيق فعالة للضغط المنخفض.

لا يضمن ضوء مؤشر تشغيل المروحة سلامة الغرفة. يلزم توفر منحنيات البيانات في الوقت الفعلي وسجلات الإنذارات من مقاييس الضغط التفاضلي المقترنة بأجهزة إرسال ضغط البخار لإجراء تقييم شامل.

تشمل المخاطر الشائعة على السلامة في الموقع الأبواب المفتوحة باستمرار وفجوات اختراق الجدران غير المحكمة، مما يؤدي إلى كسر حاجز العزل. وقد تتحول الغرف الآمنة وغير الخطرة في الأصل إلى مناطق خطرة قابلة للانفجار، مما يجعل أجهزة إرسال الضغط المطلق العادية غير آمنة.

5. لا تحكم على أداء مقاومة الانفجار من علامة الغلاف فقط.

عند شراء أجهزة إرسال الضغط ذات درجات الحرارة العالية وأجهزة إرسال ضغط البخار، لا تعتمد فقط على شعار Ex المطبوع على الغلاف. افحص درجة منطقة الخطر، ومجموعة الغاز، ومجموعة درجة الحرارة، ومستوى حماية المعدات، والهيكل المقاوم للانفجار، ومواصفات الكابلات الداعمة بندًا بندًا.

تحليل علامات العينة Ex db IIC T4 Gb

مثال: علامة تعريف عالمية للأجهزة المستخدمة في الأجواء القابلة للانفجار

db: هيكل مقاوم للهب، يُستخدم على نطاق واسع لأجهزة إرسال ضغط HART من المنطقة 1

IIC: مجموعة الغازات عالية الخطورة. يجب أن تتوافق أجهزة إرسال ضغط البخار المستخدمة في العمليات الكيميائية المتعلقة بالهيدروجين والأسيتيلين مع هذا المعيار.

T4: تصنيف درجة حرارة سطح المعدات. في ظروف العمل ذات درجات الحرارة العالية، تُعطى الأولوية لأجهزة إرسال الضغط ذات درجات الحرارة العالية.

Gb: مستوى حماية المعدات المخصص لبيئات المنطقة 1

إن اختيار المعدات غير المناسبة، مثل تركيب أجهزة إرسال ضغط البخار المقاومة للهب داخل المنطقة 0 أو تركيب أجهزة إرسال الضغط الصناعية العادية للعمليات القائمة على الهيدروجين، سيؤدي إلى فشل عمليات فحص قبول الإشراف على السلامة.

6. يحدد التركيب القياسي القدرة الفعلية على مقاومة الانفجار

تُعاير شهادة مقاومة الانفجار لأجهزة إرسال الضغط عالية الحرارة وأجهزة إرسال ضغط البخار الجديدة من المصنع وفقًا لأغلفة الشركة المصنعة الأصلية، وأسطح الوصلات المقاومة للهب، ومجموعات صناديق التوصيل. سيؤدي أي حفر غير مصرح به في الموقع أو استبدال للمكونات إلى إبطال خاصية مقاومة الانفجار.

يجب أن تتطابق فتحات الكابلات تمامًا مع القطر الخارجي للكابلات في أجهزة إرسال الضغط المطلق. يجب إغلاق منافذ دخول الكابلات غير المستخدمة بسدادات مقاومة للانفجار من المعدات الأصلية. لا يُسمح باستخدام أجهزة إرسال الضغط الصناعية الحاصلة على تصنيف IP فقط لمقاومة الماء داخل المناطق المعرضة لخطر الانفجار.

7. مطابقة معلمات الحلقة الكاملة إلزامية للدوائر الآمنة جوهريًا

لا يمكن الحكم على مطابقة جهاز إرسال الضغط ذي درجة الحرارة العالية للمعايير من خلال الملصق الموجود على جهاز واحد فقط. يجب أن تحمل جميع المكونات في الدائرة بأكملها (جهاز الإرسال، حاجز الأمان، الكابلات، ونظام التأريض) معايير متطابقة، وهو معيار الفحص الأساسي لاختيار جهاز الإرسال.

عند استبدال أجهزة إرسال ضغط البخار وأجهزة إرسال الضغط الصناعية، يجب التحقق من قدرة الجهاز المقدرة، ومعايير خرج حاجز الأمان، وسعة وحث الكابلات الموزعة. يجب وضع الكابلات الآمنة ذاتيًا وأسلاك إمداد الطاقة بشكل منفصل داخل الخزائن مع مراعاة فجوات الأمان المحددة.

يُنصح باستخدام سجل دائرة كهربائية آمنة جوهريًا. سجّل فيه طراز وطول كابلات أجهزة إرسال الضغط HART وأجهزة إرسال الضغط ذات درجة الحرارة العالية، بالإضافة إلى جميع معايير مقاومة الانفجار. تُمكّن المقارنة السريعة للمعايير أثناء استبدال قطع الغيار من تجنب عدم تطابق أداء الدائرة.

خاتمة

ثلاثة معايير أساسية لتقسيم المناطق المعرضة لخطر الانفجار والمناطق غير المعرضة لخطر الانفجار: مصادر إطلاق المواد، وحالة التهوية، ومسارات انتشار الغاز.

اختر أجهزة إرسال الضغط ذات درجات الحرارة العالية، وأجهزة إرسال ضغط البخار، وأجهزة إرسال الضغط الصناعية وفقًا لتصنيفات المناطق الخطرة، وطبّق معايير تركيب موحدة لضمان السلامة التشغيلية. في حال تعطل أنظمة الحماية داخل الغرف غير المقاومة للانفجار، فإن أجهزة إرسال الضغط المطلق العادية ستُشكّل مخاطر انفجار جسيمة.