ضد انفجار

تاییدیه یا گواهی ضد انفجار برای وسایل و تجهیزات ضد انفجار با حفاظت نوع “e”

● دامنه کاربرد : صدور گواهی ضد انفجار یا ATEX برای تجهیزات الکتریکی و اجزای (قطعات) ضد انفجار دارای نوع ایمنی افزایش یافته “e” که در محیط های گازی انفجاری ، استفاده می شوند .
● حفاظت ضد انفجاری از نوع Ex e چیست ؟ افزایش ایمنی یا حفاظت مضاعف
● استاندارد اروپایی هماهنگ شده برای صدور گواهی ضد انفجار (ATEX) برای حفاظت نوع “e” یا Ex e :

EN 60079-0
EN 60079-7

● روش ایجاد خاصیت ضد انفجاری به منظور دریافت گواهی ضد انفجار یا ATEX برای تجهیزات (equipment) دارای حفاظت نوع “e” یا Ex e :

1- طراحی و ساخت “بدنه” یا “محفظه” از نوع ضد انفجار با مشخصات فنی منطبق بر استاندارد EN 60079-7 و شرایط مناسب ، شامل :

طراحی ورودی کابل به بدنه، بصورت ایمن
استحکام اتصالات در هنگام استقاده یا بهره برداری
انتخاب و بکاربردن فاصله مناسب بین قطعات برقی و بدنه
کیفیت بالای مواد عایقی بدنه و یا واشرها، از جمله مقاوم در برابر گرما، رطوبت و نور مستقیم خورشید
مقاوم در برابر ضربه
داشتن درجه حفاظت مناسب در برابر گرد و غبار و رطوبت

2- بکارگیری اجزاء یا قطعات ضد انفجار مورد نیاز برای نصب در درون و بیرون تجهیز و استفاده ننمودن از قطعات یا اجزاء معمولی (غیر مقاوم در برابر انفجار) ، حتی در درون تجهیز

● سطوح یا Level های محافظت ضد انفجار برای حفاظت نوع “e” یا Ex e :

1- سطح حفاظت ضد انفجار eb شامل EPL “Mb” یا “Gb” : برای تجهیزات یا اجزای (قطعات) ضد انفجار به کار می رود و شامل اتصالات، کانداکتور (رسانا) ها ، سیم پیچ ها ، لامپ ها، و باتری ها می باشد . اما این سطح حفاظت (eb)، شامل نیمه رسانا ها و خازن های الکترولیتی نمی شود .
برای تجهیزات الکتریکی ضد انفجار ، سطح حفاظت eb ، جایی که ولتاژ موثر از ، 11 kV r.m.s ، برای جریان های AC و DC تجاوز ننماید، بکار می رود .

2- سطح حفاظت ضد انفجار ec شامل EPL “Gc” : برای تجهیزات یا اجزای (قطعات) ضد انفجاری به کار می رود که شامل اتصالات، کانداکتور (رسانا) ها ، سیم پیچ ها ، لامپ ها، و باتری ها و همچنین شامل نیمه رسانا ها و خازن های الکترولیتی می شوند.
برای تجهیزات الکتریکی ضد انفجار ، سطح حفاظت ec ، جایی که ولتاژ موثر از ، 15 kV r.m.s ، برای جریان های AC و DC تجاوز ننماید، بکار می رود .

* حفاظت افزایش یافته نوع “e” برای هر دو سطح حفاظت eb و ec کاربرد دارد ، مگر آنکه سطح دیگری از حفاظت بیان شده باشد .

● مارکینگ محصولات ضد انفجار دارای حفاظت نوع e یا Ex e :

1- محصولات ضد انفجار که بصورت تجهیز (equipment) برای استفاده عادی یا در شرایط خاص هستند :
برای نواحی (زون های) 1 و 2 : II 2G Ex e T… Gb
فقط برای ناحیه (زون) 2 : II 3G Ex e T… Gc

2- محصولات ضد انفجار که بصورت اجزاء یا قطعه (component) هستند :
برای نواحی (زون های) 1 و 2 : II 2G Ex e Gb
فقط برای ناحیه (زون) 2 : II 3G Ex e Gc

● محصولات ضد انفجار قابل طراحی و تولید بر پایه حفاظت نوع e یا Ex e :

1- محفظه ها یا باکس های ضد انفجار یا Exپ

2- ماشین های الکتریکی ضد انفجار یا Ex


3- چراغ های روشنایی و چراغهای دستی ضد انفجار یا Ex


4- ترانسفورماتورهای ضد انفجار یا Ex
5- هیتر ها (گرمکن ها)ی ضد انفجار یا Ex
6- فیوزهای ضد انفجار یا Ex
7- نگهدارنده های لامپ ضد انفجار یا Ex
8- ترمینال های ضد انفجار یا Ex
9- یونیت (واحد) های کنترلی و وسایل سیگنال دهی (پوش بات ها، چراغ سیگنال، سوییچ ها، میکروسوییچ ها، لیمیت سوییچ ها) ضد انفجار یا Ex

10- بوردها (صفحات) الکترونیکی ضد انفجار یا Ex
11- گلندهای کابل ضد انفجار یا Ex


12- بالاستهای چراغهای روشنایی ضد انفجار یا Ex

● آزمونهای مورد نیاز برای دریافت گواهی ضد انفجار یا اتکس برای حفاظت نوع e یا Ex e :

1- آزمون ضربه
2- آزمون درجه حفاظت در مقابل گردو غبار و روطوبت
3- آزمون دوام حرارتی گرما و سرما
4- آزمون حرارتی (Thermal Test)
5- آزمون دی الکتریک

گواهینامه ضد انفجار برای تجهیزات ضد انفجار با حفاظت نوع i

● دامنه کاربرد
صدور گواهینامه ضد انفجار یا اتکس برای تجهیزات الکتریکی و اجزای (قطعات) ضد انفجار دارای حفاظت نوع ایمن ذاتی i که در محیط های گازی انفجاری استفاده می شوند.
● حفاظت نوع Ex i یا ایمنی ذاتی چیست ؟
تجهیزات ضد انفجار که در هنگام عملکرد و در شرایط عادی به علت پایین بودن مقدار انرژی تولید شده و یا مصرف شده، در صورت بروز خطاهای مختلف، به هیچ عنوان در آنها جرقه ای که باعث ایجاد اشتعال و انفجار شود به وجود نمی آید.
● استاندارد ضد انفجار برای صدور تاییدیه اتکس مرتبط با وسایل دارای حفاظت نوع i یا Ex i
EN 60079-0
EN 60079-11

● روش ایجاد خاصیت ضد انفجاری به منظور دریافت گواهی ضد انفجار یا استاندارد ATEX برای تجهیزات (equipment) دارای حفاظت نوع i یا Ex i

به منظور جلوگیری از ایجاد جرقه منجر به اشتعال و انفجار در تجهیز ضد انفجار ، در شرایط عادی کارکرد ، هنگام طراحی و انتخاب المان های الکترونیکی و الکتریکی مانند خازن، دیود، ترانزیستور، آی سی، ترانسفورماتورها و غیره ، باید مقادیر پارامترهای مهمی مانند ولتاژ ، شدت جریان، انرژی آزاد شده ، توان ، ظرفیت خازنی و غیره ، با دامنه مجاز تعریف شده در استاندارد ضد انفجار مرتبط، مطابقت داشته باشند .

● سطوح یا Level های محافظت مرتبط با حفاظت نوع i یا Ex i

حفاظت نوع i ، دارای سه سطح حفاظت ib ، ia و ic است .
1- سطح حفاظت ia
تجهیزات ضد انفجار با حفاظت ia ، طوری طراحی شده اند که در صورت اعمال حداکثر ولتاژ موثر و حداکثر پیک ولتاژ ، در شرایط زیر دستگاه قادر به ایجاد اشتعال نخواهد بود.
در عملکرد عادی و در صورت بروز خطاهای غیر قابل شمارش که وخیم ترین شرایط را ایجاد می کنند.
در عملکرد عادی و در صورت بروز یک خطای قابل شمارش به علاوه خطاهای غیر قابل شمارش که وخیم ترین شرایط را ایجاد می نماید.
در عملکرد عادی و در صورت بروز دو خطای قابل شمارش به علاوه خطاهای غیر قابل شمارش که وخیم ترین شرایط را ایجاد می نماید.
2- سطح حفاظت ib
تجهیزات ضد انفجار با حفاظت ib ،طوری طراحی شده اند که در صورت اعمال حداکثر ولتاژ موثر و حداکثر پیک ولتاژ در شرایط زیر ، اشتعالی به وجود نمی آورند.
در عملکرد عادی و در صورت بروز خطاهای غیر قابل شمارش که وخیم ترین شرایط را ایجاد می کنند.
در عملکرد عادی و در صورت بروز یک خطای قابل شمارش به علاوه خطاهای غیر قابل شمارش که وخیم ترین شرایط را ایجاد می کنند.
3- سطح حفاظت ic
تجهیزات ضد انفجار با حفاظت ic ،طوری طراحی شده اند که در صورت اعمال حداکثر ولتاژ موثر و حداکثر پیک ولتاژ، قادر به ایجاد جرقه طبق شرایط زیر نیست :
در آزمایشهای ارزیابی مدارت ، جهت ایجاد جرقه منجر به انفجار، ضریب ایمنی برابر با 1 ، برای ولتاژ و یا جریان ، اعمال می گردد.

● مارکینگ محصولات ضد انفجار دارای حفاظت نوع i یا Ex i

1-محصولاتی که بصورت تجهیز برای استفاده عادی یا در شرایط خاص هستند

برای نواحی (زون های) صفر ، 1 و 2 :
II 1G Ex ia T…Ga
برای نواحی (زون های) 1 و 2 :
II 2G Ex ib T…Gb
فقط برای ناحیه (زون) 2 :
II 3G Ex ic T…Gc

2- محصولاتی که بصورت اجزاء یا قطعه هستند

برای نواحی (زون های) صفر و 1 و 2 :
II 1G Ex ia Ga
برای نواحی (زون های) 1 و 2 :
II 2G Ex ib Gb
فقط برای ناحیه (زون) 2 :
II 3G Ex ic Gc

● محصولات ضد انفجار قابل طراحی و تولید بر پایه حفاظت نوع i یا Ex i

موبایل ضد انفجار یا Ex
تلفن ضد انفجار یا Ex
چراغ قوه ضد انفجار یا Ex
بی سیم های گفت و شنود ضد انفجار یا Ex
هند لامپهای ضد انفجار یا Ex
چراغ های روشنایی ضد انفجار یا Ex
مدارات الکترونیکی ضد انفجار یا Ex
سنسورها و دتکتورهای ضد انفجار یا Ex
رله های عملکردی و یا اندازه گیری ضد انفجار یا Ex
ترمینال باکسهای ضد انفجار یا Ex

● آزمونهای مورد نیاز جهت این نوع حفاظت i یا Ex i

آزمون ضربه
آزمون درجه حفاظت در مقابل گردو غبار و روطوبت
آزمون دوام حرارتی گرما و سرما
آزمون حرارتی (Thermal Test)
آزمون دی الکتریک
آزمونهای احتراق
آزمونهای اندازه گیری الکتریکی جهت تعیین ظرفیتها
آزمونهای اتصال کوتاه مدارات جهت اندازه گیری انرژی آزاد شده
آزمون تعیین پارامترها
آزمون نشت الکترولیت جهت باتریها
آزمون دستگاههای ایمن ذاتی که دارای piezoelectric devices هستند
آزمون باتریها
آزمون ترانسفورماتورها
آزمون عایقهای نوری
آزمون کربنیزاسیون

در این مقاله قصد داریم معرفی کوتاهی در زمینه تجهیزات ضدانفجار به صورت خلاصه و کاربردی ارائه نماییم.

در برخی از مناطق صنعتی مانند صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، شیمیایی، رنگ سازی، جایگاه های سوخت رسانی و معادن زغالسنگ دارای گاز ها و غبارات قابل انفجار هستند. استفاده از تجهیزات الکتریکی و مکانیکی به دلیل دارا بودن عواملی از قبیل جرقه، تولید حرارت سطحی و دیگر عوامل ایجاد کننده انرژی اولیه حرارتی می تواند باعث تحریک این گاز ها و در نهایت شروع یک انفجار گردد و خسارات جانی و مالی جبران ناپذیری به آن صنعت وارد نماید. از این رو در صنایع مستعد خطر انفجار می بایست از تجهیزات الکتریکی و مکانیکی استفاده گردد که حفاظت های لازم به منظور جلوگیری از یک انفجار در آن استفاده شده باشد. به تجهیزات الکتریکی و مکانیکی که خود عامل شروع کننده انفجار نبوده را تجهیزات ضد انفجار می نامند.

تعاریف و نکات

ATEX: دستورالعملی به منظور طراحی، نصب، راه اندازی تجهیزات ضدانفجار الکتریکی و مکانیکی بوده که زیرمجموعه اداره استاندارد اتحادیه اروپا است.
notify body: به موسسه ای که دارای امکانات آزمایشگاهی ضد انفجار بوده و قادر به صدور گواهی نامه های ضد انفجار طبق دستور العمل ATEX به شرکت های تولید کننده تجهیزات ضد انفجار است.
چنانچه هر دو مقدار هوا و ماده قابل اشتعال به میزان مناسب برسد انفجار صورت میگیرد.
هر منطقه ای که شامل سه عامل انفجار به اندازه کافی باشد یا امکان ایجاد عوامل انفجار در آن وجود داشته باشد منطقه مستعد انفجار می نامند.

اجزای الزامی انفجار

یک انفجار از سه عامل اصلی تشکیل می یابد که به آن مثلث انفجار نیز می نامند. لازم به ذکر بوده که انفجار هایی مد نظر هست که یک جز آن گاز اکسیژن باشد و انفجار هایی که از مواد شیمیایی دیگر حاصل می شود از حوزه استاندارد ATEX خارج است. اجزای الزامی یک انفجار عبارتند از:

۱- عامل انفجار مانند گاز متان، غبار زغال سنگ، غبار چوب، گاز هیدروژن، …

۲- گاز اکسیژن کافی

۳- انرژی اولیه انفجار مانند قوس الکتریکی، سطح داغ بدنه، امواج الکترومغناطیس

منابع انرژی اولیه انفجار

قوس الکتریکی
جرقه­ های ناشی از الکتریسیته
جرقه­ های ناشی از برشکاری و ضربات مکانیکی
جرقه براساس اصطکاک و تراکم مولکولی
جرقه بر اثر یونیزاسیون و انرژی صوتی
سطح داغ بدنه
حد پایین انفجار(LEL)
به کمترین غلظت مورد نیاز عامل انفجار برای ایجاد یک انفجار را حدپایین انفجار می نامند.

حد بالای انفجار(UEL )
به حداکثر غلظت عامل انفجار که قابلیت ایجاد یک انفجار را داشته را حد بالای انفجار می نامند.

کلاس های تجهیزات ضدانفجار

به طور کلی مناطق مستعد خطر انفجار به دو کلاس اصلی تقسیم بندی می شوند که عبارتند از:

کلاسI: معادن زغالسنگ

کلاسII: دیگر مناطق مستعد خطر انفجار

زون (ZONE) های مناطق مستعد خطر انفجار

zone 0: مناطقی که به طور دائم و تحت شرایط عادی ترکیبات قابل انفجار وجود دارد (بیشتر از هزار ساعت در سال)
Zone 1: مناطقی که در حالت عادی امکان حضور ترکیبات قابل انفجار وجود دارد (بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ ساعت در سال)
Zone 2: مناطقی که در شرایط عادی ترکیبات قابل انفجار وجود ندارد ولی احتمال ایجاد آن به مدت کوتاه وجود دارد (۱ ساعت در سال)
شکل زیر به صورت گویا زون های مختلف یک منطقه مستعد خطر انفجار نوعی را نشان می دهد.

انواع گروه های گازی

گاز ها را با توجه به دما و انرژی اشتعالشان به سه دسته کلی تقسیم بندی می شود:

IIC: این دسته شامل خطرناک ترین گاز ها است مانند گاز هیدروژن، استیلن، …

IIB: نسبت به دسته بالایی خطر کمتری دارد مانند گاز هایی مثل گاز شهری، اتیلن، …

IIA: گاز هایی مانند متان، آمونیاک، اتان، ….

انواع حفاظت های ضدانفجار

در بخش های قبلی در مورد انواع مناطق مستعد خطر انفجار مواردی را بیان نمودیم. از این قسمت به بعد در مورد روش ها و ویژگی هایی که یک تجهیز ضد انفجار می بایست در آن وجود داشته باشد تا بتوان از آن در مناطق مستعد خطر انفجار استفاده نمود را بررسی می کنیم. ما در این قسمت سه نوع از پر کاربردترین حفاظت های معمول را معرفی می کنیم. اولین مفهومی که به آن می پردازیم EPL هست.

EPL یا درجه حفاظتی دستگاه

در این دسته بندی مشخص می گردد که تجهیز ضد انفجار در کدام زون های انفجاری می توان از آن استفاده نمود

برای کلاس II یا صنایع غیر معدن زغالسنگ سه نوع درجه حفاظتی به صورت زیر تعریف می شود:

درجه حفاظتی Ga: برای استفاده در zone 0,1,2
درجه حفاظتی Gb: برای استفاده در zone 1,2
درجه حفاظتی Gc: برای استفاده در zone 2

برای کلاس I یا معادن زغالسنگ دو نوع درجه حفاظتی به صورت زیر تعریف می شود:

درجه حفاظتی Ma: برای استفاده در زون های پر ریسک مانند کارگاه استخراج زغال و zone 20,21,22

درجه حفاظتی Mb: برای استفاده در زون هایی با ریسک انفجار کمتر و zone 21,22

انواع حفاظت های الکتریکی

حفاظت ضد حریق (flame-proof)
حفاظت ایمنی افزایش یافته (increased safety)
حفاظت ایمن ذاتی (intrinsically safe)

حفاظت ضد حریق

از ویژگی های اصلی این نوع حفاظت ساختار مستحکم محفظه ضد انفجار بوده که قابلیت تحمل انفجار های داخلی دارد ولی انفجار داخلی را به بیرون از محفظه انتقال نمی دهد. درپوش های آن ها عمدتا از نوع فلنج بوده و تنها نوع از حفاظت دستگاه های ضدانفجار است که احتمال وجود انفجار درون محفظه را دارد.

نکته: این نوع حفاظت دارای درجه حفاظتی Gb هستند بنابراین فقط در zone 1 می توان استفاده نمود.

حفاظت ایمنی افزایش یافته
در این نوع حفاظت تجهیزات داخل محفظه ضد انفجار به گونه ای طراحی می گردند که تولید جرقه و قوس الکتریکی نمی کند. این کار را با استفاده از

۱- افزایش فاصله بین نقاط ولتاژ دار

۲- افزایش آب بندی محفظه

۳- کاهش تلفات حرارتی درون محفظه

انجام می دهند.

نکته: این نوع حفاظت معمولا دارای درجه حفاظتی Gb بوده و در zone 1,2 استفاده می شود

حفاظت ایمن ذاتی
در این گونه حفاظت از تجهیزاتی داخل محفظه ضدافنجار به کار برده می شودکه حتی در شرایط خطا دارای انرژی کمی هستن و انرژی اولیه انفجار را تامین نمی نماید.

نکته: تجهیزاتی که دارای این نوع حفاظت هستند معمولا دارای درجه حفاظتی Ga باشد که در این صورت می توان از آن ها در zone 0 استفاده نمود. در صورتی که دارای درجه حفاظتی Gb باشد آن گاه فقط در zone 1,2 می توان از آن ها استفاده نمود.

کلاس های دمایی

یکی از تامین کننده های انرژی انفجار سطوح داغ تجهیزات است. به همین منظور تجهیزات ضدانفجار را با توجه به دمای سطح بدنه آن ها به ۶ دسته تقسیم بندی می کنند. تجهیزی که دارای اندیس بزرگتری از کلاس دمایی داشته باشد دمای بدنه آن کمتر است.