·      چرا مناطق خطر را طبقه بندی می كنیم؟

این اولین پرسش اساس است كه باید به آن پاسخ دهیم ، چرا مناطق و مواردی را كه در آنها وجود دارد را طبقه بندی می كنیم و آنها را خطرناک میدانیم؟ دلیلش این است كه تجهیزات الكتریكی معمولی مثل موتورها یا لامپها را نمی توان در چنین مناطقی بدون در نظر گرفتن برخی ملاحظات باز دارنده از حوادث استفاده كرد و یا در چنین مناطقی نمی توانیم از تجهیزات الكتریكی که به صورت موقت انرژی درست می کنند و این مواد خطر ناك را مشتعل كرده و یا به انفجار می انجامند و باعث آسیبی ایجاد حادثه ای عظیم می شود، استفاده کنیم.

از این رو در مناطق خطرناک از تجهیزات و فایل الكتریكی خاصی استفاده می كنیم كه در مقابل انفجار از ما محافظت می کنند.

توجه داشته باشید كه وجود مواد آتش زا یا انفجاری در یك ناحیه به خودی خود به معنای ریسك بالای آتش سوزی یا انفجار نیست. گازی قابل اشتعال باید تحت شرایط خاصی به گونه ای با هوا تركیب شود تا انفجار رخ دهد. چون چنین شرایطی در همه مناطقی كه این مواد نگهداری می شوند به یك اندازه وجود ندارد، مفهوم طبقه بندی مناطق خطر به وجود آمده است . باید یادآور شویم طبقه بندی مناطق خطر برای مناطقی صورت می گیرد كه در آن مواد یا گاز های قابل اشتعال در عملیات و فعالیت های روز مره وجود دارد.

در شرایط غیر معمولی مثل نشت اتفاقی مقداری زیادی گاز قابل اشتعال چنین طبقه بندی به كار نمی رود زیرا چنین شرایطی به سادگی قابل پیش بینی نیست. در شرایط كاری روزمره برخی نواحی وجود دارند كه مواد و گاز های قابل اشتعال در آنها وجود دارند. بنابراین محل ذخیره گاز در یك تانكر، نواحی عایق كاری یك پمپ گاز، نواحی اطراف شیر تانكر هایی كه محل نگهداری مواد مایعات قابل اشتعال همگی از مناطق خطر هستند كه باید در رویت مناطق طبقه بندی قرار بگیرند. بعضی مناطق را با ریسك بالای آتش سوزی و انفجار طبقه بندی می كنیم و برخی را با ریسك كمتر می پذیریم. برخی مناطق جزء در موارد نادر عاری از احتمال آتش سوزی می دانیم. برای مثال اگر كرخانه ای صنعتی فضای باز زیادی داشته باشد و ساختمان های اداری آن چند صد متر دورتر از کارخانه باشد احتمال انفجار در ساختمان اداری بسیار پائین است.

نحوه طبقه بندی و جدا سازی این مناطق به شیوه ای ساختار یافته موضوع اصلی این كتاب است. پیش از آن كه به طبقه بندی مناطق بپردازیم به مرور برخی مفاهیم كلیدی می پردازیم.

·        مفاهیم كلیدی

خطر چیست؟

خطر ویژگی ذاتی یك ماده است كه می تواند به تجهیزات انسان یا محیط زیست آسیب برساند. مثالی از یك خطر مقدار زیاد گاز قابل اشتعال است كه در یك مخزن تحت فشار نگهداری می شود. از این رو محلی كه مقدار زیادی گاز مقابل اشتعال را همانند تصویر زیر در یك مخزن نگهداری می كند، ‌مثالی از یك نقطه خطر است.

ریسك چیست؟

ریسك معیاری است كه با آن احتمال رخ دادن یك حادثه نا مطلوب را می سنجند. بنابراین اگر در محلی حجم بالایی از گاز قابل اشتعال آنطور كه بیشتر گفتیم، نگهداری شود یک سیستم ایمنی قوی در آن جا وجود داشته باشد كه مانع از نشت گاز، ‌انفجار و یا هر نوع حادثه دیگری شود احتمال وقوع حادثه پائین خواهد آمد و از این رو میتوان گفت كه ریسك آن پائین است. ریسك همچنین به شدت پیامد حادثه نیز بستگی دارد. تصور كنید اگر مخزن اَستون (ماده ای به شدت قابل اشتعال) منفجر شود چه فاجعه ای رخ خواهد داد. منظورها از شدت حادثه میزان آسیبی است كه بروز یك حادثه ایجاد می كند.

بنابراین ریسك مساوی است با احتمال وقوع حادثه × شدت حادثه

همانطور كه میدانید شدت حادثه برای آتش سوزی و انفجار در مناطق خطر بسیار بالا است، بنابراین مطابق فرمول بالا اگر بخواهیم ریسك را كاهش دهیم تنها باید بر روی كاهش احتمال وقوع حادثه متمركز شویم چرا كه با تقریب خوبی هیچ امکانی برای كنترل وقوع و شدت حادثه نداریم. با طبقه بندی مناطق خطر به دنبال كاهش احتمال وقوع حادثه و به این ترتیب كاهش ریسك مستقیم هستیم.

آیا میتوانیم از ریسك به صورت مطلق اجتناب كنیم؟

وجود جهان بدون ریسك نا ممكن است. همه می دانند كه راندن ماشین ریسك بیشتری از پرواز هواپیما دارد. اما اقامت در یك خانه نیز با ریسك همراه است و ریسك آن صفر نیست.

از آنجائیكه نمی توان از ریسك اجتناب كرد باید آن را به شیوه ای منطقی مدیریت كنیم ما این كار را نا خوداگاه در فعالیتهای روزمره بی آنكه متوجه باشیم انجام می دهیم برای مثال برای كاهش ریسك تصادف با یك اتومبیل در هنگام رانندگی در خیابان شلوغ با عبور نكردن از چراغ قرمز و توجه به ماشین هایی كه از روبرو می آیند ریسك تصادف را كاهش می دهیم. توجه كنید كه در اینجا نیز نمی توانیم شدت حادثه را كم كنیم. شدت حادثه تصادف با یك خودرو می تواند منجر به مرگ، معلولیت یا جراحت شود. از آنجائیكه هیچ كنترلی بر شدت حادثه نداریم عامل دیگر ریسك را كه احتمال وقوع حادثه است كاهش می دهیم. به شیوه مشابهی ریسك محل یا ذخیره سازی حجم بالایی از مواد انفجاری قابل اشتعال را با طبقه بندی نواحی خطر كه احتمال آتش گرفتن این موارد را كاهش می دهد، مدیریت می كنیم.

طبقه بندی مناطق خطر، معیار ریسك

طبقه بندی منطقه خطر در پی آن است كه ریسك انفجار در این مناطق را نشان بدهد. این كار نمی تواند انفجار یا عدم انفجار و ریسك ناحیه را به طور دقیق پیش بینی كند و مناطق خطر را به جایی كه احتمال انفجار بیشتر و یا كمتر است و یا نامتحمل است تقسیم می كند. این طبقه بندی ابزاری در اختیار ما می گذارد كه ریسك انفجار در چنین مناطقی را اندازه گیری كنیم .

مزایای طبقه بندی مناطق خطر

اگر طبقه بندی مناطق خطر به درستی انجام شود ، مزایای زیر را در بر خواهد داشت:

1-    شرح مشخصات ریسك کارخانه یا سایت را به ما می دهد و ما می توانیم به كمك آن كارها را ایمن تر انجام دهیم . این امر به مدیریت ارشد كمك می كند تا ریسك واقعی را متوجه شود و با استراتژی های مناسبی بر آنها غلبه كند.

2-    به ما كمك می كند تا با هزینه ای اقتصادی تجهیزات الكتریكی و ابزارهای مناسبی را طراحی، به کار گیریم و كنترل كنیم تا به آتش سوزی و انفجار منجر نشود.

3-    هزینه های نهایی استفاده قواعد و استانداردها را كاهش می دهد. فعالیتها و عملیات جاری را ایمن تر و سودمند تر می سازد.

طبقه بندی مناطق چگونه انجام می شود؟

با تشخیص برخی مناطق کارخانه یا سایت به عنوان منطقه خطر، را ( با ................ ) مشخص می كنیم كه چه ناحیه ای خطرناكتر است و به توجه یا تجهیزات بیشتری نیاز دارد و چه منطقه ای كم خطرتر است. همچنین متوجه می شویم كه چه مناطقی ایمن هستند.

با این كار شرح مشخصات ریسك برای مدیران ارشد روشن می شود و آنان متوجه خواهند شد كه چه مناطقی در کارخانه ریسك بیشتری نسبت به دیگر مناطق دارند. طبقه بندی مناطق به مدیران عملیاتی این امكان را می دهد كه با انتخاب معیارهای ایمنی مناسب در نواحی شناخته شده از ریسك پرهیز کنند و به این ترتیب ریسك كلی کارخانه را كاهش دهند. همچنین می توانند عملیات، مواد و حركت كاركنان را به نحوی طرح ریزی کنند كه مانع دسترسی به این نواحی شوند و رویه های خاص كاری را برای چنین مناطقی ایجاد کنند.

طبقه بندی مناطق چگونه به كاهش هزینه ها كمك می كند؟

طبقه بندی مناطق الكتریكی به ما خاطر نشان می كند كه چه نوع تجهیزاتی باید در آن مناطق به كار گرفته شود و از چه تجهیزاتی نمی توان استفاده كرد. چگونه این كار انجام می شود؟

برای مثال تجهیزات الكتریكی ضد انفجار تنها در برخی نواحی به كار گرفته می شوند. این تجهیزات شناسنامه و شناسه های ویژه ای دارند كه به ما می گوید كه آیا می توان از آنها در نواحی خطرناک خاصی استفاده كرد یا نه؟ بر این اساس ما می توانیم از این تجهیزات در مناطق پر خطر بدون نگرانی استفاده كنیم.

بنابراین برخی تجهیزات و ابزارهای الكتریكی را تنها می توان در ناحیه 2 به كار گرفت، در حالیكه برخی دیگر در ناحیه خطر 1 نیز كاربرد دارند. طبقه بندی بر اساس نواحی خطر را در ادامه توضیح می دهیم. هزینه این تجهیزات بسته به نوع محافظت و مناسب بودن برای استفاده در نواحی مختلف فرق می كند. بنابراین اگر مهندس طراح به اشتباه ناحیه ای امن را خطرناك طبقه بندی كند، و یا حتی اگر ناحیه ای را كه باید در ناحیه خطر 2 طبقه بندی كند خطر 1 بداند ناگزیر باید هزینه بیشتری برای خرید تجهیزات ضد انفجار با قابلیت بیشتر پرداخت كنید. چنین تجهیزاتی هزینه نگهداری بیشتری نیز در بردارند. بنابراین در دوره عمر خود نیز هزینه بیشتری را به شركت تحمیل می كنند.

از سوی دیگر، اگر منطقه خطری به اشتباه جزو مناطق ایمن طبقه بندی شود هزینه آن بسیار بالاست چرا كه ممكن است به انفجار ناخواسته ای منجر شود كه پیامدهایی مالی و جانی در پی داشته باشد و تصویر شركت را نیز مخدوش سازد. چنین اتفاقاتی ممك است حیات شركت را نیز به خطر اندازد.

بنابراین طبقه بندی درست مناطق خطر از منظر هزینه نیز همانند موضوع مهندسی ایمنی اهمیت دارد. در ادامه، ابتداد برخی مفاهیم اساسی آتش سوزی و انفجار را مرور خواهیم كرد. حتی اگر شما از این مفاهیم مطلع باشید مرور آنها مفید خواهد بود. ما برخی مفاهیم اساسی درباره مواد خطرناك را مرور خواهیم كرد كه به ماده درك بهتر طبقه بندی مواد و مناطق كمك خواهد كرد.

اصول آتش سوزی و انفجار

×      آتش سوزی

آتش با سه عامل ایجاد می شود:

 منبع آتش ، سوخت و اكسیژن

وجود این سه عامل برای تداوم آتش سوزی ضروری است كه مثلث آتش سوزی مشهور است .

×      مواد خطرناك یا آتش زا

ماده آتش زا می تواند گاز ، بخار ، مایع یا جامد باشد، كه به راحتی با اكسیژن هوا تركیب می شود و می تواند به آتش سوزی مداوم یا انفجار منجر شود.

این اتفاق عموما با یک جرقه، یک شعله کوچک و یا داغ شدن محیط ایجاد می شود. در ادامه بحث مواد آتش زا، مواد غیر آتش زا، مواد خطرناک و مواد انفجاری را مشابه می گیریم و تنها خطری که در نظر می گیریم خطر آتش گرفتن و یا انفجار این مواد است بنابراین خطرات چنین موادی مد نظر ما نیست. مواد آتش زا می تواند شامل مواد زیر باشد:

-       بخار قابل اشتعالی که از یک مایع متصاعد می شود.

-       نشتی قابل اشتعال

-       گازهای قابل اشتعال

-       غبار قابل احتراق

چرا مایعات قابل اشتعال را در این دسته نگنجانده ایم؟ اگر به رفتار مایعاتی که قابل اشتعال خوانده می شوند مثل بنزین دقت کنیم، متوجه خواهیم شد که چنین موادی منشاء آتش سوزی نیستند، بلکه بخارات و یا نشتی آنها عامل مهمی در آتش سوزی است. بنابراین مایع آتش زا به این معنا تعریف می شود که مایعی است که در دما و فشار خاصی نگهداری و یا محل می شود بخاراتی از آن ساطع می شود که فضای مناسبی برای آتش سوزی فراهم می کند.

×      مثلث آتش

3 جزئی که در هر آتش سوزی حضور دارند 3 عاملی است که در مثلث آتش دیده می شوند. برای پرهیز از آتش موزی باید یکی از این سه عامل را حذف کرد. اگر آتش سوزی اتفاق افتاده است نیز یکی از این سه عامل را از محل آتش سوزی دور کرد. در مناطق خطر سوخت وجود دارد (حجم بالایی از مواد آتش زا) اکسیژن نیز در هوا موجود است. بنابراین دو عامل از سه عامل مثلث همیشه حاضر هستند.

بروز عامل سوم منجر به آتش سوزی خواهد شد. هدف ما ایجاد مانع برای عامل سوم در مناطق خطر است. چرا که هیچ راه دیگری برای جلوگیری از آتش سوزی وجود ندارد. نمی توانیم سوخت را برداریم چرا که برای تولید، فرآیند های کاری، ذخیره سازی یا فرآیند های دیگر به آن احتیاج داریم . اکسیژن را نیز نمی توان حذف کرد. ایجاد خلاء در اطراف منبع سوخت بسیار گران است. بنابراین تنها راه منطقی که باقی می ماند ایجاد مانع بر سر راه عامل سوم است.

بنابراین در چنین مناطقی استفاده از سیگار ، فندک، جوش کاری و یا روشن کردن آتش ممنوع است. همچنین استفاده از تجهیزات الکتریکی که به راحتی جرقه تولید می کنند ممنوع است تنها از وسایل الکتریکی + در این مناطق استفاده می شود که برای این مناطق طراحی و تولید شده اند. مثلث آتش در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل 2 مثلث آتش

انفجار

انفجار چیست؟

انفجار می تواند به صورت دستی و پا خود به خود اتفاق بیفتد . از نگاه ها انفجار آزاد شدن غیر قابل کنترل انرژی است که با افزایش ناگهانی حجم گازها و یا احتراق سریع مواد آتش زا همراه است.

شکل 3 یک انفجار

ویژگی های مواد خطرناک

     در ادامه برخی ویژگی های مواد خطرناکی را که به حوادث آتش سوزی و انفجار منجر می شوند را مرور می کنیم این دو ار عبارتند از:

1-    حد پائین انفجار و حد بالای انفجار

2-    دمای احتراق

3-    دمای تداوم آتش

4-    دمای احتراق خود به خودی

5-    حد پائین انفجار و حد بالای انفجار

1-    حد پائین انفجار و حد بالای انفجار

 حد پائین انفجار (LEL) و حد بالای انفجار (UEL) به چه معنی هستند؟ همانطور که پیش تر عنوان شد برای ایجاد آتش باید مقداری کافی اکسیژن وجود داشته باشد و بنابراین مخلوط هوا و نجار قابل اشتعال تنها وقتی آتش می گیرد که اکسیژن کافی برای احتراق آن وجود داشته باشد. اگر ماده آتش زا خیلی کم باشد ترکیب سوخت و هوا بسیار کم بوده و آتش نمی گیرد اگر مقدار سوخت زیاد باشد نیز مخلوط سوخت و هوا بسیار غلیظ بوده و باز هم آتش نخواهد گرفت. حد پائین ترکیب هو و سوخت که آتش نمی گیرد به حد پائین احتراق (LEL) موسوم است. حد بالای ترکیب هوا و سوخت که آتش نمی گیرد به حد بالای انفجار (UEL) موسوم است.

بنابراین می توان گفت که ترکیبی از سوخت و هوا که بین حد بالا و پائین احتراق قرار دارد خطرناک بوده و با بروز یک منبع آتش سوزی آتش خواهد گرفت.

آیا چنین حدودی برای تمام مواد خطرناک یکسان است؟ نه بی تردید اینطور نیست. مواد مختلف حد بالا و پائین احتراق متفاوتی دارند. برای درک بهتر این موضوع به نمودار شکل 4 نگاه کنید که در آن حد بالا و پائین احتراق چند ماده نشان داده شده است.

شکل 4 حد بالا و پائین احتراق چند ماده آتش زا

همانطور که در شکل 4 دیده می شود برخی مواد خطرناکتر هستند چرا که فاصله میان حد بالا و پائین احتراق آنها بسیار زیاد است و برای مثال استیلن خطرناکتر از هیدروژن است و هیدروژن نیز از اتیلن و اتیلن نیز از پروپان خطرناکتر هستند. بنابراین موادیکه میزان حد بالا و پائین احتراق آنها مشابه یکدیگر است در یک گروه قرار می گیرند. چنین کاری را طبقه بندی مواد می نامند به این موضوع در ادامه این کتاب خواهیم پرداخت.

شکل 4 گروههای مختلف مواد را نشان می دهد. این گروه ها در استاندارد های مختلف نام های متفاوتی می گیرند.

دمای احتراق

دمای احتراق مایعی آتش زا کمترین دمایی است که در آن این مایع به صورت مخلوطی از هوا و بخار در می آید و به سادگی قابل اشتعال است. این دما به ما گوشزد می کند که این ماده تا به چه حد مستعد آتش گرفتن است. البته اگر این مخلوط هوا و بخار در معرض آتش زایی قرار نگیرد آتش نخواهد گرفت.

     برخی مواد فرار و آتش زا مثل بنزین دمای احتراقشان حدود ºF55- است که کمتر از دمای معمول محیطی است که بنزین در آن نگهداری می شود. به همین علت در نزدیکی پمپ بنزین ها مراقب هر نوع عامل آتش زا هستند.

دمای تداوم آتش سوزی

دمای تداوم آتش سوزی دمایی بالاتر از دمای احتراق است که در آن مایع آتش زا پس از حذف عامل آتش زایی همچنان سوختن آن دوام دارد.

دمای احتراق خود به خودی

دمای احتراق خود به خودی کمترین دمایی است که در آن ماده خود به خود در فشار معمولی بدون منبع آتش زایی بیرونی شروع به سوختن می کند. برای مثال دمای آتش سوزی خود به خودی بنزین بین 570 – 475 درجه فارنهایت است.

پودرهای قابل احتراق

تاکنون بر مایعات فرار و قابل اشتغال و گازهای قابل انفجار تمرکز داشتیم اما پودرها و ذرات گرد نیز می توانند خطرناک باشند. متأسفانه کمتر به این موضوع توجه می شود و در نتیجه انفجار حاصل از این ذرات گرد بارها در صنایع مختلف رخ می دهد. یک دلیل آن است که همه می دانند بنزین بسیار قابل اشتغال بوده و ممکن است منفجر شود بنابراین افراد در هنگام حمل آن حتی در مقدار کم بسیار مراقب هستند به همین علت کمتر اتفاق می افتد که در هنگام پر کردن باک در پمپ بنزین سیگار روشن کند اما اغلب افراد نمی دانند که ذرات گرد شکر یا ذرات پنبه نیز می توانند خطرناک باشند. اگر اکثر مردم چیزی را کم خطر از نشاسته یا ذرات ت پنبه نمی توانند اما در کارخانه های فرآوری این مواد ذرات گردهای این دو می تواند خطرناک بوده و به آتش سوزی های مهیبی منجر شود. برای مثال می توان به آتش سوزی ای اشاره کرد که در کارخانه شکری واقع در آمریکا Ga فوریه 2558 رخ داد. این آتش سوزی یکی از بدترین آتش سوزی هایی از این دست بود که به کشته شدن 4 نفر و جراحت 38 نفر منجر شد. 14 نفر از این مجروحان نیز سوختگی های شدید داشتند. آنچه باعث آتش سوزی شد جمع شدن حجم بلایی از گرد و غبار شکر در فضای کارخانه بود. در زمانیکه این کتاب نوشته می شد هیأت تحقیق خطرات و ایمنی شیمیایی آمریکا هنوز در حال بررسی این حادثه بودند. برای اطلاعات بیشتر درباره این حادثه به آدرس اینترنتی مراجعه کنند.

چه ذرات گرد و غباری قابل اشتعال هستند؟

در ادامه فهرستی کوتاه از چنین مواردی ارائه شده است:

1-    ذرات ریز زغال سنگ

2-    ذرات پنبه

3-    نشاسته

4-    ذرات گرد اره

5-    ذرات چوب

6-    شکر

7-    شیرخشک

این ذرات وقتی به طور متراکمی در هوا وجود داشته باشند و اکسیژن نیز به قدر کفایت وجود داشته باشد و همچنین عامل آتش زا نیز بروز کند منفجر خواهد شد. همانند مثلث آتش برای مایعات و گازهای آتش زا در مورد ذرات آتش زا 5 عامل 5 ضلعی آتش سوزی وجود دارد که در ادامه توضیح می دهیم.

5 چیز برای آتش سوزی حاصل از ذرات معلق لازم است.

1.    ذرات قابل اشتعال

2.    تشکیل ابری از ذرات معلق (که به قدر کفایت متراکم باشد.)

3.    فضای محصور

4.    اکسیژن (که معمولا در هوا وجود دارد.)

5.    عامل آتش زا

برای وقوع آتش سوزی حاصل از ذرات معلق وجود تمام موارد 5 گانه ضروری است. حتی اگر یکی از این موارد حاضر نباشد آتش سوزی در کار نخواهد بود. این 5 عامل را به شکل 5 ضلعی آتش سوزی حاصل از ذرات معلق نشان می دهند. هر ضلع 5 ضلعی یکی از عوامل 5 گانه بالا را نشان می دهد. حتی اگر یک ضلع این 5 ضلعی از دست برود آتش سوزی هیچگاه رخ نخواهد داد.

     5 ضلعی آتش سوزی حاصل از ذرات معلق در شکل 5 نشان داده شده است.

شکل 5 . 5 ضلعی آتش سوزی حاصل از ذرات معلق

ایده های بنیادین طبقه بندی نواحی خطر

سؤال مهمی که به ذهن خطور می کند این است که چگونه می توان یک ناحیه را خطرناک یا ایمن طبقه بندی کرد؟

نواحی خطر در یک کارخانه به طور معمول بر مبنای دو عامل طبقه بندی می شوند. عامل اول احتمال وجود ماده آتش زا در یک ناحیه است و عامل دوم نوع ماده ای است که در آن مکان وجود دارد. بنابراین طبقه بندی نواحی را متمایز می کنند. مناطق و همچنین مواد را نیز طبقه بندی می کنند. عامل سوم ، دما نیز بسیار مهم است و طبقه بندی دما نیز صورت می گیرد.

وقتی از طبقه بندی نواحی صحبت می کنیم منظورمان فقط متمایز کردن نواحی نیست بلکه شامل طبقه بندی مواد و دما نیز برای آن مکان مد نظر مان می باشد. بنابراین مکانی که در آن ماده ای مثل استون نگهداری می شود میزان خطرش با ناحیه ای که در آن سولفید کربن نگهداری می شود متفاوت است. از این رو وقتی از منطقه ای خطرناک حرف می زنیم باید به هر 3 عامل طبقه بندی ناحیه، طبقه بندی مواد و طبقه بندی دما به طور همزمان توجه داشته باشیم.

1.    احتمال وجود مواد خطرناک در شرایط احتراق در یک ناحیه

این احتمال مبتنی بر تعداد ساعاتی است که در طی یک سال چنین شرایطی وجود دارد برای مثال 100 ساعت از 1000 ساعت کاری یک کارخانه.

2.    نوع مواد خطرناکی که در آن کارخانه وجود دارد.

هرچند تمام موادی که تاکنون درباره شان صحبت کرده ایم خطرناک هستند برخی از آنها خطرناکتر از بقیه هستند، میزان خطر مواد بسته به داده های نظری و تجربی متفاوت است و همچنین امر مبنایی برا ی طبقه بندی مواد خطرناک می باشد و با نگاهی دوباره به نمودار حد بالا و حد پائین احتراق مواد مختلف (شکل 4) این موضوع را روشن تر می کند.

3.    بالاترین دمایی که در محیط می تواند داشته باشد.

هر ماده ای رفتار متفاوتی دارد و این رفتار نیز در دماهای مختلف فرق می کند. برای مثال برخی مواد در تماس با یک سطح داغ خود به خود آتش می گیرند . بنابراین دمای زمین عامل مهمی در طبقه بندی به شمار می رود.

استانداردهای طبقه بندی

ابتدا از خودمان سؤال می کنیم که چه استانداردهایی را باید رعایت کنیم. استانداردهای ملی و بین المللی متعددی برای مناطق خطرناک وجود دارد. اما این طبقه بندی ها را می توان در دو دسته کلی خلاصه کرد:

1-    استانداردهای آمریکای شمالی

2-    استانداردهای کمیسیون بین المللی برق فنی/ اروپائی

این دو نوع استاندارد تنها در منطقه خاص خودشان به کار نمی روند. برای مثال شعبه آفریقایی یک شرکت چند ملیتی آمریکایی ممکن است از استانداردهای آمریکای شمالی استفاده کند هر چند کارخانه اش بیرون در آمریکای شمالی است و استاندارد کمیسیون بین المللی برق فنی (IEC) مشابه استانداردهای اروپائی است، انتظار می رود تمام کشورهای عضو (IEC) از جمله آمریکا از این استاندارد پیروی کنند. اما استاندارد آمریکای شمالی هنوز مرسوم است و در آمریکای شمالی استفاده می شود. تلاش هایی برای انطباق این دو استاندارد صورت گرفته برای کاربران این استانداردها آشنایی با هر دو این استانداردها مهم است. چرا که استانداردهای ملی از این دو استخراج شده اند و هرجایی که شما باشید حتی اگر از استاندارد ملی پیروی کنید متوجه خواهید شد که این استاندارد از یکی از این دو استاندارد استخراج شده است.             ابتدا نگاهی به سیستم اروپائی که رایج تر است می اندازیم.

     سیستم اروپائی / سیستم ( IEC )

-       ( IEC ) علامت اختصاری کمیسیون بین المللی الکتروفنی است و بیشتر کشورهای دنیا از جمله آمریکا عضو آن هستند با این حال سیستم ( IEC ) در آمریکای شمالی رایج نیست و سیستم دیگری در آنجا استفاده می شود که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

سیستم اروپائی بر مبنای نواحی شکل گرفته است. هر منطقه خطرناکی بر مبنای میزان وجود مخلوط گازهای خطرناک به چند ناحیه مختلف تقسیم می شود.

ابتدا مروری بر طبقه بندی مناطق برای مایعات و گازهای قابل اشتغال خواهیم پرداخت سپس طبقه بندی نواحی برای ذرات آتش زا را مرور خواهیم کرد.

نواحی مختلف و مطابق استاندارد ( IEC ) در ادامه توضیح داده شده اند.

ناحیه 0: ناحیه ای است که در آن میزان بالایی از گازهای خطرناک وجود دارد. برای این که متوجه میزان خطر بشویم مثالی می زنیم. ناحیه 0 به معنای وجود گازهای خطرناک در یک منطقه برای بیش از 1000 ساعت طی یک سال است.

ناحیه 1: در این ناحیه میزان گازهای خطرناک کمتر است. به بیان کمی اگر گام های خطرناک به مدت 10 تا 1000 ساعت طی یکسال در محیطی وجود داشته باشند آنجا را در گروه ناحیه 1 قرار می دهیم.

ناحیه 2: در این ناحیه نیز احتمال وجود گازهای خطرناک هست اما به اندازه ناحیه 1 نیست. به بیان کمی اگر در ناحیه ای گازهای خطرناک به مدت 6 دقیقه تا 10 ساعت طی یکسال وجود داشته باشد آن منطقه را ناحیه 2 می خوانیم.

با توجه به مطالب بالا می توان گفت که میزان خطر از ناحیه 0 به فاصله 2 کمتر می شود . بنابراین ناحیه 0 خطرناکترین ناحیه و ناحیه 1 از ناحیه 2 خطرناک تر است.

خلاصه آنچه گفتیم در جدول زیر ارائه شده است.

 گروه ها:

در سیستم IEC مواد به گروه های زیر تقسیم می شوند.

گروه 1:

گروه 2: گازهای قابل اشتعالی مثل هیدروژن، پرپان و یا بخارات قابل اشتعالی مثل استون و بنزن گروه 2 به 3 زیر گروه A، B، C تقسیم می شوند. زمانیکه طبقه بندی مواد را بررسی می کنیم آنها را بیشتر بررسی خواهیم کرد.

گروه 3: ذرات ریز مثل غبار زغال، براده های آهن ، کاه و . .

برای اطلاعات بیشتر درباره استانداردهای مختلف (IEC) می توانید به وب سایت آن به آدرس http://www.IEC.ch مراجعه کنید.

سیستم آمریكایی (‌NEC )

برای جزئیات كامل این سیستم به قانون ملی برق مصوب سال 2008( آخرین مصوبه در زمان تامین این كتاب )‌مراجعه نمائید . ماده 500 این قانون به NEC مربوطه می شود و در آن جزئیات آمده است . به طور خلاصه این سیستم شامل طبقه ، بخش و گروه می شود .

طبقه به نوعی ماده خطرناك اشاره دارد.

طبقه ها

طبقه 1: جائی است كه در آن گازهای قابل اشتعال و بخارات حاصل از نتیجه مایعات قابل اشتعال و یا قابل احتراق به اندازه ای وجود دارد كه برای اشتعال آن كفایت می كند .

طبقه 2: این طبقه مكانی است كه به دلیل وجود غبارات قابل احتراق خطرناك است .

طبقه 3: مكانی است كه به دلیل ایجاد مواد یا ذرات قابل اشتعال در زمان حمل ، تولید و یا استفاده از این ها خطر ناك است . اما در این طبقه ذرات معلق به آن اندازه در هوا متراكم نیستند كه برای آتش گرفتن كفایت كند .

بخش ها

سیستم آمریكایی به جای نواحی از بخش استفاده میكند . اما به جای 3 ناحیه سیستم IEC تنها 2 بخش وجود دارد .

بخش 1:اگر در ناحیه ای احتمال وجود تركیب گازهای خطرناك بالا باشد آن را در بخش 1 طبقه بندی می كنند .

بخش 2: اگر در منطقه ای احتمال وجود گازهای خطرناك كمتر از ناحیه 1 باشد آن را در بخش 2 قرار میدهند . میتوان ناحیه 0 و 1 سیستم اروپائیها را معادل بخش 1 در سیستم آمریكایی دانست .

ناحیه 2 نیز معادل بخش 2 است، مطالبی را كه عنوان كردیم در جدول زیر خلاصه می كنیم .

آیا این سیستم طبقه بندی برای ذرات معلق نیز قابل استفاده است؟ خیر، طبقه بندی ذرات معلق به شیوه دیگری است كه در ادامه آمده است.

استانداردهای طبقه بندی ذرات غبار آتش زا – سیستم IEC

طبقه بندی IEC برای ذرات غبار مثل گازها و بخارات آتش زا است. 3 ناحیه بر اساس احتمال وجود ذرات ریز قابل اشتغال وجود دارد. این نواحی به ناحیه 20 ، فاصله 21 و ناحیه 22 موسوم هستند.این نواحی به همراه توضیحات آن در جدول زیر خلاصه شده است.

 سیستم آمریكای شمالی

سیستم آمریكای شمالی برای ذرات قابل اشتعال مشابه همان سیستم برای گارها و مایعات قابل اشتعال است .

كلاس ذرات در سیستم آمریكای شمالی طبقه 2 است . طبقه بندی ذرات در سیستم آمریكایی در جدول زیر آمده است .

الیاف قابل اشتغال در سیستم آمریكای شمالی در طبقه 3 قرار میگیرند . طبقه بندی این مواد در جدول زیر آمده است .

در ادامه به طبقه بندی مواد می پردازیم .

طبقه بندی مواد

مواد خطرناك میزان خطر متفاتی دارند . به عبارت دیگر برخی مواد به طور ذاتی خطرناكتر هستند . بنابراین علاوه بر توصیف منطقه باید موادی كه در این نواحی استفاده می شود را طبقه بندی كرد . در اینجا نیز 2 سیستم عمده اروپائی و آمریكایی شمالی وجود دارد.

سیستم IEC

سیستم IEC به مواد مختلف كه در طبقات متفاوت چیده شده اند تقسیم می شود كه عبارتند از گروه I ، گروه II و III . این تقسیم بندی در زیر آمده است :

گروه I: ابزارهای معدنی به ویژه معادن زیر زمینی كه شامل گازهای متال هستند .

گروه II: گازهای قابل اشتعال مثل پروپان و هیدروژن و ..... و همچنین بخارات قابل اشتعالی مثل استون و بنزین.

به زیر گروه های C,B,A تقسیم می شود.

میزان خطر برای مواد IIC بالا تر و برای گروه IIA پائین تر است .

گروه III : ذراتی مثل ذرات زغال ، غلات و فلزات .

سیستم آمریكای شمالی

در سیستم آمریكایی هر طبقه به چند گروه تقسیم می شوند . بنابراین طبقه 1 چهار گروه A,B,C,D را شامل می شود . هر گروه شامل یك یا چند ماده با ویژگی های انفجاری مشابه هست . میزان خطر به عكس سیستم اروپائی است بنابراین گروه A پر خطرترین و گروه D كم خطرترین در این دسته می شود .

در جدول زیر گروه های طبقه 1 آمده اند.

در ضمن توجه داشته باشید سیستم IEC 3 گروه داشت ، ما سیستم آمریكایی 4 گروه دارد. طبقه 2 نیز گروه های متفاوتی دارد این گروه ها E,F,G  نامیده می شوند تا به راحتی بتوانیم متوجه شویم كه در طبقه 2 قرار دارند . جدول زیر موارد این گروه ها را نشان می دهد .

در جدول زیر طبقه بندی مواد این 2 سیستم مقایسه شده اند .

طبقه بندی ها

      در كنار طبقه بندی مناطق و مواد ها به طبقه بندی دما نیز احتیاج داریم .

      چرا این طبقه بندی مورد نیاز است . در منطقه خطر كه گازها و بخارات قابل اشتعال متراكم شده اند ، یك سطح داغ می تواند انرژی لازم برای انفجار را تامین كند . مجددا" این طبقه بندی دما در سیستم IEC می اندازیم . سیستم IEC و در ارتباط بادها )

      باید به این نكته توجه كنیم كه هر 3 این طبقه بندی ها یعنی طبقه بندی مناطق خطر ، طبقه بندی مواد خطر زا و طبقه بندی كلاس دما برای ایمن نگاه داشتن محیط هستند و باید در كنار هم آن ها را دنبال كنیم . در جدول بالا T6 نشان حداكثر های سطح می تواند 85C^ّباشد . این چه معنی می دهد ؟ این یعنی این كه اگر تجهیزاتی گرما تولید كند و دمای سطحی آن بیش از دمای قابل قبول شود به سنج اشتعال بالقوه تبدیل می شود .

مثالی در ارتباط با طبقه بندی ها :

محوطه ای را در بگیرید كه درآن دی سولفید كربن نگهداری می شود .( گازی بسیار قابل اشتعال كه در سیستم اروپایی در كلاس IIC طبقه بندی می شوند . این قابل تصور است كه دی سولفید كربن ممكن است در یك زمان طولانی در فضا موجود باشد ، اما كمتر از 10000 ساعت در یكسال.

در این حالت میتوان محیط را در فاصله 1 و IIC و T6 قرار داد . آخرین سجل كه T6 است طبقه بندی دما را به انتها می رساند . این منطقه ناحیه طبقه شده در وضعیت T6 قرار گرفته است چون كربن دی سولفید در درجه حرارت 90^{^}C قابل اشتعال است . بنابراین اگر چه بیشینه دمای سطح باید كمتر از این مقدار باشد اما اگر ناگهان این ماده با سطح داغ تری برخورد پیدا كند به خاطر پتانسیل آتش گیری بالایی كه دارد احتمال انفجار زیادی دارد.

سیستم آمریكای شمالی

سیستم اروپایی / IEC دارای رده بندی از T₁ تا T₆ است . چنین طبقه بندی در سیستم آمریكایی شمالی نیز دیده می شود . به هر حال بعضی بخشها دارای زیر بخش هایی هستند كه كوچكتر می شوند ، مثل T₂A , T₂B , … برای مقایسه و جمع بندی طبقه بندی ها كه بر اساس مواد و درجه اشتغال سطحی به جدول زیر نگاهی می اندازیم.

بعضی دیگر از استانداردها و راهنماها

راهنمای ATEX

استاندارد ATEX در اتحادیه اروپا به كار می رود این استاندارد تجارت آزاد را در اتحادیه اروپا با همسو كردن نیازهای حقوقی و فنی برای محصولاتی كه در شرایط انفجاری به كار می رود تهسیل می كند . این استاندارد برای تجهیزات الكتریكی و غیر الكتریكی و سیستم های حفاظتی به كار می رود . این استاندارد از اول ژولای 2003 اجباری شده است . استاندارد ATEX تجهیزات بسیاری را شامل می شود . این دسته شامل لوازمی است كه در كارخانه های پتروشیمی ، معدن و یا شاید جاهایی كه امكان انفجار وجود دارد به كار می رود . به عبارتی 3 پیش شرط برای به كارگیری این استاندارد وجود دارد :

1-      تجهیز باید خودش منبع آتش سوزی باشد .

2-      تجهیز در محیط قابل انفجار به كار برود .

3-      تجهیز در شرایط نرمال باشد .

4-      این استاندارد همچنین شامل لوازمی است كه برای استفاده ایمن یا لوازم ایمنی برای استفاده ایمن از تجهیزات را شامل می شود . تجهیزات اخیر ممكن است بیرون از محیط قابل انفجار هم به كار رود.

سیستم علامتگذاری ATEX

علامتگذاری در ATEX متفاوت است . علامتگذاری AT شامل 3 چیز زیر است .

1-      گروه تجهیزات

2-      شاخه تجهیزات

3-      گروه مواد

در ادامه این 3 گروه را توضیح می دهیم .

گروه تجهیزات

این گروه نشان دهنده محل قرارگیری تجهیزات است كه آیا در معادن هستند یا خیر ؟

زیر گروه I برای استفاده در مناطق معدنی است خصوصاً معادن زیرزمینی كه خطر نشت گاز معدن در آنها وجود دارد .

زیر گروه II تكمیل كننده تجهیزات است كه برای بقیه مكانهای خطر كه در زیر گروه اقرار ندارند ، مورد استفاده قرار می گیرد .

شاخه تجهیزات

این دومین تكه از اطلاعات مورد نیاز برای تشریح سطح امنیت مورد نیاز است . این شاخه به 3 زیر سطح تقسیم می شود . كه آنها را به نام های زیر شاخه 1 ، زیر شاخه 2 ، زیر شاخه 3 می شناسیم .

زیر شاخه 1:

برای تجهیزاتی كه در سطح بالایی از ایمنی قرار داشته باشند . از این شناسه استفاده می كنیم كه در نهایت در برگیرنده 2 ابزار مستقل حفاظتی هستند .

زیر شاخه 2 :

      این دسته شامل تجهیزاتی هستند كه تنها در بردارنده سطح ایمنی را ابزار حفاظتی هستند . البته این سطح هم جزء سطوح بالای ایمنی هستند .

زیر شاخه 3 :

اینها تجهیزاتی هستند كه از سطح عادی توجه و مراقبت برخوردار هستند .

گروه مواد

آخرین قسمت اطلاعات ، موارد مربوط به مواد هست .

G برای توصیف موقعیت حفاظت از انفجارهایی است كه در فضاهایی اتفاق می افتند كه شامل ، گازها ، بخارها ،‌ و یا غبارها هستند.

D برای توصیف ایمنی انفجارهایی كه در محیط های پر ذره استفاده می شود. ما تمامی این موارد را در جدول زیر نشان می دهیم .

توجه كندی كه سه طبقه بندی زیر سیستم ATEX بستگی كاملی به طبقه بندی نرمال كه شامل تناسب كاملی از مناطق ، گروه ها و طبقه بندی های دمایی هستند ، دارد .

شما می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص سیستم ATEX را در آدرس زیر بدست آورید .

http://ec.europa.eu/enterprise/atex/guide/index.htm

گرچه ایالات متحده غالباً سیستم طبقه بندی آمریكای شمالی را كه پیشتر توضیح دادیم دنبال   می كند . اما همچنان یكی از اعضای IEC است و باید هماهنگ با استانداردهای IEC ، استانداردهای ملی خودش را تدوین كند . به معنای دیگر ایالات متحده نیز همگام با معنا شناسی ناحیه حركت می كند تا معنا شناسی منطقه ها و گروه ها . بنابراین ماده 505 بیان كننده شاخص های مالی الكتریكی هستند كه در سال 1996 مناطق خطرناك را بر اساس محتوای استانداردهای ناحیه ها ، طبقه بندی كرد تا بر اساس منطقه بندی .

به هر حال باید این مطلب را درك كرد كه ، پیش نیازهای این سیستم دقیق معادل سیستم IEC نیستند و تفاوتهایی هنوز وجود دارد . اما مفهوم همپوشانندگی یكسان است .

اجر شما گیج شده اید یا قاطی كرده اید ، نگران نباشید ، شما تنها نیستید . خیلی از افراد احساس می كنند این 2 سیستم علیرغم داشتن مفاهیم عالی در این دهكده جهانی قادر نیستند برای مدتی طولانی (تا ابد) مستقل از هم حركت كنند . در نهایت امروزه حركتهایی جهت یكسان كردن و تلفیق كردن این دو سیستم داخل یك واحد منسجم دیده می شود . این حركت به نامه هماهنگی در استاندارد سازی شناخته می شود .

حركت برای هماهنگ كردن مناطق خطرناك و استانداردهای حفاظتی انفجارات به نام تصویر IEC EX شناخته می شود .

شما می توانید اطلاعات بیشتر و نمودارهای راهنما كه تصویر IECEX را همراه با نیازمندی های ATEX در بردارند را در سایت زیر پیدا كنید .

http://www.iecex.com

چگونه این طبقه بندی منطقه ای را استخراج كنیم ؟

اكنون به مهمترین قسمت این كتاب رسیده ایم ، چگونه این طبقه بندی منطقه ای را استخراج و پیاده كنیم ؟

همانطور كه پیشتر دیدیم یك موقعیت خطرناك و یا طبقه بندی شده ممكن است هم در ناحیه 5 باشد و هم در ناحیه 1 و هم 2 (در سیستم اروپائی) . سیستم آمریكایی فقط 2 نوع طبقه بندی دارد . منطقه 1 یا 2 صرف نظر از مفهوم سیستم ، روش تشریح منطقه بندی یادآور مفهوم یكسانی است . فقط به دلیل اینكه یك ناحیه یا منطقه در بردارنده مقادیری از مواد خطرناك هست ، به طور اتوماتیك ناحیه 0 یا 1 یا نواحی مشابه به جای نخواهد گرفت . عوامل بسیار زیادی وجود دارند كه در این طبقه بندی ها تأثیر می گذارند . ما بعداً به این موارد بر می گردیم .

نكات بیشتری برای تذكر وجود دارد كه قبل از تشریح مثالهای این كتاب آنها را در زیر توضیح خواهیم داد

افسانه های طبقه بندی نواحی

افسانه های زیادی در ارتباط با طبقه بندی نواحی وجود دارد . در زیر به برخی از آنها اشاره می كنیم .

افسانه 1

داخل یك لوله / مجرا همیشه ناحیه 0 است .

شرح ناحیه 5 را به یاد بیاورد كه می گفت ، ناحیه 0 جایی است كه گازهای قابل اشتعال و بخارات و تركیب هوا به طور پیوست وجود دارند و یا برای دوره ای طولانی ( بیش از 100 ساعت در سال در آن ناحیه هستند . تصور این مطلب می تواند منجر به یك پایان وحشتناك بشود كه داخل مجراهایی كه بخارات در آنها جاری هستند همواره دارای شرایط ناحیه 0 هستند . البته همیشه هم همینطور نیست . محفظه بخار در راكتورها ممكن است توسط بخارات و یا گازهای قابل اشتعال ، اشباغ شده باشد و در نهایت این وضعیت خطرناكترین موقعیت را دارد و انفجاری مانند این بالاترین است . بنابراین این تنهای یك تركیب اكسیژن و بخار است اما نه یك انفجار بخار و اكسیژن . لطفاً در برآورد میزان خطر دقت كافی را مبذول نمائید كه چنین مناطقی باید در چه ناحیه ای قرار داشته باشند . Reactor's agator                                                                       

مثال

یك رآكتور باید بتواند فعل و انفعالات ناشی از چرخه هیدروژن را تحمل كند . در طی این فرآیند گاز هیدروژن در محفظه بخار وجود دارد اما اكسیژنی آنجا نیست . در این مثال داخل لوله های گاز ناحیه 0 در نظر گرفته شده اند ، و اكسیژنی وجود ندارد و بنابراین هیچ تركیب اكسیژن و هیدروژه قابل انفجار و اشتعال نخواهد بود . به هر حال ، اطراف مجاری عبور بخار در ناحیه 1 یا ناحیه 2 طبقه بندی شده اند كه اینها هم بستگی به یكسری زیر فاكتور دارد ، مانند شدت نشت هیدروژن به خارج محل پیچ ها و بست ها ، محل مهر و موم آشوبكر رآكتور ، اطراف سیستم های واشر و .... اگر بتوانیم از یك بست مهر مكانیكی در اطراف پیچها و بستها لوله ها استفاده كنیم ،‌می توانیم مقدار نشتی هیدروژن را به حداقل برسانیم و واشرها را نیز حفظ كنیم . در طبقه بندی باید چنین جزئیاتی را مدنظر داشته باشیم .

 در محفظه های بخاری كه نیتروژن را نگهداری می كنند . آن را به صورت تحت پوشش نگه دارند به همین علت كوچكترین فرصتی جهت نشت و تركیب با اكسیژن و انفجار پدید نمی آید .

بنابراین داخل این تانكها جزء ناحیه 0 نخواهند بود . البته اگر این تانكها دارای شیرهای تخلیه باشند ، این شیرهای تخلیه ممكن است مقداری بخار را در هوا بدمند كه ناحیه اطراف آنها خطرناك خواهد بود و در ناحیه 0 یا 1 طبقه بندی می شوند .

افسانه 2

ایمن بودن بهتر از تاسف است ، بنابراین اگر در موردی شك داشتید ،‌آن را ناحیه بدانید .

چیزی از این كار خطرناك تر نیست ، شما نمی توانید همه جای كارخانه را ناحیه ، بدانید زیرا چنین چیزی در اغلب كارخانه های مدرن صحت ندارد.

بنا به قواعد زیست محیطی بسیاری از كشورها ،‌ فرم های LDAR كشف نشتی و رفع آن ) ،‌فرایندهای بهینه سازی و مهندسی مجدد در سال های گذشته و توسعه فناوری های جدید ، میزان نشتی مواد شیمیایی خطرناك را كمتر از گذشته كرده است .

بسیاری از پمپ های مواد آتش زا را حمل می كنند ،‌عایق های مكانیكی دارند كه نشتی را كاهش می دهد . شیرها بهتر شده اند و از آنها چیزی نشت نمی شود . بسیاری از بخارات گازی سوزانده یا جمع آوری می شوند . همه اینها بدان معناست كه ناحیه . و حتی ناحیه 1 نسبت به گذشته بسیار كاهش یافته است .

افسانه 3

بهتر است كه فرایند های خطرناك در محیط بسته باشد تا فضای باز.

این مسئله به خود ناحیه خطرناك مربوط نمی شود . و به راحتی كاركنان مربوط می شود.

به نظر این گونه می آید كه وقتی راحی خطر ناك را طبقه بندی می كنیم ،‌جاهایی در ساختمان قرار دارند ،‌خطرناك تر دانسته می شوند.تنها دلیل آن مسایل تهویه است . از نظر مدیریت نواحی خطرناك ،‌نواحی باز با تهویه بهتر ایمنی تر از مناطق بسته هستند.

افسانه 4

نواحی بیرون از ناحیه . 1 و 2 ایمنی هستند .

درست است مناطق كه به عنوان نواحی خطرناك شناخته نمی شوند ، ایمنی هستند . اما این مسئله 100% نیست . منطقه ای كه خطرناك شناخته شده است ،‌هنوز با میزانی از خطر همراه است و ممكن است در آن بخار ات قابل اشتعال وجود داشته باشد .برای مثال اگر در ناحیه ای حدود 8 ساعت در سال بخارات قابل اشتعال وجود داشته باشد . این ناحیه ایمنی تر از ناحیه 2 است . اما كاملا" ایمنی نیست ، هنوز احتمال آتش سوزی در این ناحیه وجود دارد ، هر چند این احتمال اندك است . نمی توانید این ناحیه را به اندازه ناحیه ای كاملا" ایمنی – كه واقا" ایمنی و عاری از بخارات قابل اشتعال است امن بدانید.

مثال

موضوع بالا – نواحی ایمنی – در هنگام تحقیق در باره انفجار BUACEFIELD شیب فوق العاده ای یافت . در این آتش سوزی ابری از بخارات آتش زا به منطقه ای كه ایمنی داشته باشد ، نفوذ نفوذ كرد و در آنجا در مجاورت منبع آتش قرار گرفت . این منبع میتواند یك بخاری باشد كه به دلیل ایمنی داشتن منتطقه از روشن كردن آن جلوگیری نمی شود . آتش سوزی به انفجار 23 تانكر بزرگ سوخت منجر شد و 43 زخمی بر جا گذاشت .آتش 5 روز دوام آورد . جزئیات این حادثه را می توانید در پیوند httpz//www.buncefieldnvestion.90vjk بخوانید.

منابع نشتی

اولین گام طبقه بندی نواحی شناسایی منابع نشت بخارات آتش زا ست و چندین راه متفاوت برای نشت وجود دارد كه در ادامه توضیح می دهیم .

نشت پیوسته

این حالت زمانی رخ میدهد كه در طی یك عملیات نرمال ، بخارات و یا گازهای قابل اشتعال به شكل پیوسته یا در یك بازه زمانی طولانی با هوا در حال تركیب شدن هستند و این فرآیند در نهایت باعث ایجاد یك تركیب گازی انفجاری خواهد شد.

نشت اولیه

این منبع زمانی ایجاد می شود كه بخارات و گازها ناگهان در محل خودشان خارج شوند ، در طی یك عملیات نرمال این وضعیت ،‌و خروج ماگهانی گازها می تواند عاقبت فاجعه آمیزی مثل انفجار را در پی داشته باشد .

نشت ثانویه

این اصطلاح زمانی كاربرد پیدا می كند كه گازها در یك وضعیت خاص توانایی خروج را داشته باشند و این تنها زمانی رخ می دهد كه وضعیت روند ادامه عملیات از حالت نرمال خارج شود . بنابراین چنین بخاراتی میتواند در اثر تركیب با هوا حالت نشتی انفجاری پیدا كند .

ارتباط بین منابع نشتی و ناحیه های خطر

بعضی از خواننده ها می تواند به سرعت ارتباطی بین منابع و ناحیه ها پیدا كنند ، آنها نشت پیوسته را با ناحیه 5 نشت اولیه را با ناحیه 1 و نشت ثانویه را با ناحیه 2 مرتبط می نمایند . اما ارتباط بین این ها به این سادگی نیست .چرا ؟

به سادگی به دلیل تهویه و جریان حركت هوا كه میتواند نشتی را به مناطق دوردست ببرد یا غلظت آنها را در محوطه رقیق كند و آن را زیر سطح LEL بیاورد.

بنابراین ما باید حتما" وضعیت غلظت و تهویه هوا هم در زیر نگاهی بیندازیم .

جریان و حجم غلظت

افزایش غلظت می تواند معمولا" منجر به پائین آمدن سطح طبقه بندی مناطق شود كه قبلا" در آن باره صحبت كردیم . منطقه 1 به منطقه 2 تبدیل می شود وقتی كه بخارات به سادگی متفرق شوند . به یاد داشته باشید كه خطر تركیب بخار / هوا به خودی خود پتانسیل مشتعل شدن را دارد . گاز تنها به خودی خود چنین توانایی را ندارد. پس به شكل منطقی اگر ما بتوانیم توسط هوا رقیق شدن تركیب را بالا ببریم ،‌ممكن است بتوانیم غلظت گاز را تا سطح پائین تری از حد خطر پائین بكشیم . در نتیجه می توانیم خطر را پائین بیاوریم . بنابراین به عنوان یك رویه ، اولین قدم باید از افزایش علظت منطقه خطر آگاه باشیم .

مثال

یك پمپ را در نظر داشته باشید كه بالای یك مخزن واقع شده است . این مخزن ممكن است حاوی مایعات خطرناك باشد ( كه ممكن است دارای بخارات قابل اشتعال در حال تركیب با هوا باشد .) از زمانی كه این تجمع در یك موتورخانه در بسته مستقر می شود ،‌سطح تركیب بخارات خطرناك كم كم اوج میگیرد . بنابراین ، این نقطه به عنوان خطر شماره 1 طبقه بندی می شود . این وضعیت خیلی بیشتر به زمانی است كه گاز های خطرناك و تركیب بخاری آنها برای مدتی طولانی در یك این جا حاضر بوده باشد.

وضعیت منطقه خطر ،‌بستگی مستقیمی به عوامل بسیار زیادی باشد مثل درجه تهویه گازها كه این حجم حاصل آزاد شدن بخارات از پمپ است . ( مثال نشت از كنار بست توجه كنید ) .

یكی از كارهایی كه میتوان برای پیشگیری از وقوع انفجاری انجام داده نصب یك فن با اینكه است كه تهویه مناسبی را تامین كند بنابراین هوای داخل موتور خانه ( اتاق پمپ ) به وضعیت انفجاری تبدیل نمی شود . این كار باعث كاهش وسعت منطقه خطر می شود.

حالا برگردیم به همان وضعیت پمپ در مثال ، اگر این پمپ را در هوای آزاد نصب كنیم ، تجمع بخارات قابل اشتعال به سادگی در هوا پخش شد و در نهایت سطح غلظت پائین خواهد آمد . در نتیجه احتمال این كه محیط اطراف این پمپ به مرحله انفجار برسد الان بسیار پائین تر هست و طبقه بندی این منطقه خطر می تواند به منطقه 2 محدود شود و یا اصلاً خطرناك تلقی نشود .

راهنمای قدم به قدم برای طبقه بندی یك ناحیه

مثل هر پروژه ای ، طبقه بندی یك ناحیه می تواند به مراحل گوناگونی تقسیم شود . پس از تكمیل این مراحل ( قدم ها ) ما می توانیم منطقه را با پرسش طبقه بندی كنیم . پس از بررسی قدم به قدم این مراحل یك نمونه واقعی را بررسی می كنیم كه مربوط است به یك محوطه نگهدارنده تانكر . این مثال باعث می شود كه مطلب را به درستی دریابید .

قدم اول :

تصمیم بگیرید كه كدام یك از استانداردها را می خواهید استفاده كنید . طبقه بندی می تواند بر اساس سیستم استاندارد به سیاست كمپانی و قواعد محلی داشته باشد .

قدم دوم :

نقشه ابزار یا ماشین آلات ساختمانی را چك می كنیم كه آیا این ابزار حاوی مقدیر زیادی از مواد قابل اشتعال هستند ؟ مقدار زیاد منظورمان بسیار زیادتر از میزانی است كه در یك آزمایشگاه كوچك موجود است . اهمیت این نكته به خاطر این است كه میزان بالای مواد قابل اشتعال به معنای بالا رفتن خطر است .

قدم سوم :

اگر ماشین آلات دارای مواد قابل اشتعال باشند ، باید بدانیم كه چه هستند ؟ در چه طبقه بندی درجه حرارتی یا نوع ماده ای هستند ؟ بقیه اطلاعات لازم دیگری مثل نقطه اشتعال ،‌دمای احتراق خود به خودی ،‌چگالی گاز / بخار ( این كه آیا از هوا سبك تر است یا نه ؟ ) این اطلاعات را در یك تابلو یاد داشت كنید و بعد آنها را دسته بندی كنید تا بتوانید آنها – آن طور كه لازم است طبقه بندی كنید.

قدم چهارم :

ماشین آلات را به واحدهای مجزا طبقه بندی كنید ، اگر هنوز این كار انجام نشده . سپس این واحدهای مجزا را كلاسه بندی كنید . مثل محوطه نگهداری تانكرها یا یك واحد تقطیر آنها را همچنین از نظر وضعیت نشست هم طبقه بندی كنید . این اطلاعات را یك نمودار مجزا یاداشت كنید و سپس محل قرارگیری این تجهیزات را در یك نقشه مادر معین كنید .

قدم پنجم :

وضعیت تهویه هوا را بررسی كنید . آیا یك ساختمان بسته است ؟ یا در یك هوای آزاد قرار دارد ؟

وضعیت فرش باد چگونه است ؟ آیا جهت فرش باد در طول روز تغییر میكند یا خیر از یك وضعیت پایدار برخوردار است؟

اگر در یك ابر از بخارات حاصل آید با كمك فرش باد به چه میزان از محل دور خواهد شد ؟ آیا محلی وجود دارد كه بخارات در آنجا گیر بیفتند؟ توجه كنید بعضی از مواد مثل بخار اتیلن ، پس از نشت گرایش به تجمع دارد و حتی در یك محیط بسیار كوچك هم قادر به تجمع است حتی اگر شما تمام محل را توسط یك مكنده گاز پاكسازی كنید ، نباید مطمئن باشید تا تمام محل را چك كنید

از طرف دیگر هیدروژن تمایل به بالا رفتن دارد چون از هوا سبك تر است ، بنابراین وقتی كه از بالای مخزن نشت می كند نمی توانند به سمت زمین حركت كند و شما آن را ردیابی كنید .

قدم ششم : 

بر اساس یافته های قدم های 5 و 6 و استانداردهایی كه انتخاب كرده ایم و مناطق خطری كه مشخص كرده ایم یك طرح اولیه مناطق درست می كنیم ( هم نقشه و هم ارزش گذاری ها ) . این مقادیر می توانند حاوی اطلاعات نقاط نشت كه در قدم 4 معلوم كردیم هم باشند . برخی استانداردها حداقل فاصله از منبع نشتی را تعریف می كنند و آن را ناحیه 0 می دانند . این فاصله ها را مشخص كرده و معلوم می كنند كه تا چه میزان خطرناك هستند .

قدم هفتم :

            این نواحی خطرناك را با توجه به استانداردهایی كه انتخاب كرده اید به مناطق مختلف تقسیم كنید .

نمونه عملی طبقه بندی نواحی

            نمونه این كه در ادامه می آید مجموعه مخزنی در هیدروكربن ها است كه فرآیند را روشن تر شرح دهد. این مخازن شامل 3 مخزن است كه یكی از آنها 100 متر مكعب و دو تای دیگر 50 متر مكعب هستند . این مخازن برای ذخیره سازی هیدروكربن های مختلفی كه قابلیت اشتعال بسیاری دارند در نظر گرفته شده اند این مواد پائین تر از گروه IIA , IIB هستند . مخازن مورد اشاره در زمین بازی در نزدیكی كارخانه اصلی قرار دارند . سقفی برای این مخازن ساخته نشده چون هوای این منطقه خوب بوده و نور خورشید مشكلی برای مخازن ایجاد نمی كند . سیستم نیتروژن نیز برای كاهش نشتی بخارات پیش بینی شده است . شیرهای اطمینان نیز در هر سه مخزن وجود دارد . مقررات نیز دسترسی به محل ذخیره سازی هیدروكربن ها را با فنس كشی به افراد مجاز محدود كرده است . قدم های 1 تا 0 كامل شده اند . دی این مثال طبقه بندی بر اساس استاندارد IEC انجام شده است .

بنابراین منبع نشتی شناسایی شده و مطابق شكل نمایش داده شده راهنمای این تصویر در شكل زیر آمده است .

توجه داشته باشید كه با وجود سیستم پوشش گاز ناحیه 0 نداریم و در ادامه وضعیت طبقه بندی مناطق خطر را در صنایع بحث می كنیم . این كه چگونه بر كارخانه اثر می گذارند برای بهبود وضعیت چه كاری می توانیم انجام دهیم .

پیامدهای طبقه بندی ضعیف مناطق

این كه چگونه مناطق خطرناك را طبقه بندی می كنید یكی از مهمترین مسائل است . البته به آن توجه نمی شود و اغلب مورد غفلت واقع می شود . چرا این گفته است ؟ چون شیوه ای كه با آن مناطق خطرناك طبقه بندی می شوند تاثیر بسیاری بر هزینه های كارخانه دارند . مشكل این جا است كه این هزینه ها در صورتهای مالی شفاف نیستند و در هزینه های بهره برداری و نگهداری و تعمیرات و بالا رفتن هزینه های سرمایه ای پروژه های جدید خود را نشان می دهند . چگونه این اتفاق می افتد . مطابق زیر این موضع را شرح می دهد :

طبقه بندی سختگیرانه

اگر كسی كه كار طبقه بندی را انجام می دهد به اشتباه مناطق به طور سختگیرانه طبقه بندی كند مجبور هستید بی جهت هزینه های اضافی را متحمل شوید . طبقه بندی سختگیرانه چیست ؟ خیلی ساده می توان گفت ، یعنی "خطرناك خواندن منطقه ای كه خطرناك نیست " . چگونه این كار هزینه های را بالا میبرد ؟ با تحمیل خرید و نگهداری تجهیزات ضد انفجار گرانی كه چندان به كار نمی آید . دوم ، از آنجا كه منطقه خطرناك نیست شما بی جهت ناگزیر هزینه بیشتری برای ایمنی آن می پردازید . مثل این است كه هنگام صرف غذا در خانه كلاه ایمنی سر خودمان بگذاریم . شناسایی یك منطقه به عنوان منطقه 1 در حالیكه در واقع منطقه 2 است نیز نوعی طبقه بندی سختگیرانه است . این كار مانع از بكارگیری تكنیك های با هزینه كمتر كه در ناحیه 2 به كار می آید است .

در ناحیه 1 به كار نمی رود می شود . بدتر اینكه اگر در كارخانه نواحی خطرناك بسیاری داشته باشد ، به سختی می توانید میدان را برای اضافه كردن این مناطق جدید مجاب كنید . اگر ناحیه ای خطرناك نباشد اما سالها پیش آن را خطرناك دانسته باشند ، وضعیتی تراژیك محسوب می شود . علاوه بر این شركت بیمه نیز به دلیل وجود مناطق خطرناك متعدد مقادیر زیادی را به شركت شارژ می كند .

به طور خلاصه طبقه بندی سختگیرانه پیامدهای زیر را دارد :

1-      افزایش هزینه های سرمایه ای در پروژه جدید با توجه به تجهیزات خاص گران قیمت مورد نیاز

2-      افزایش هزینه های بهره برداری و تعمیرات تجهیزات موجود تعویض قطعات گران تر از نگهداری و تعمیرات زمان بر و دشوار تر می شود و هزینه ها بالا می رود .

3-      بی دلیل در جامعه كارخانه شما خطرناك تلقی می شود. توجه كنید كه افراد عادی منطقه خطرناك و بد ریسك به یك معنی است .

4-      افزایش هزینه های بیمه

طبقه بندی سهل گیرانه – بازی با آتش

طبقه بندی سهل گیرانه منطقه ای را كه واقعاً خطرناك است بی خطر می شمارد . این امر ممكن است به دلیل غفلت یا ناآگاهی مهندس طراح رخ بدهد و یا اینكه طرح اولیه بدون طبقه بندی مجدد مناطق خطر تغییر كند . چنین چیزی از طبقه بندی سختگیرانه موضع جدی تری است . شما بلافاصله بعد از طبقه بندی هر ناحیه به منطقه خطرناك استاندارد های ؟؟؟؟؟؟؟ را برای آن منطقه دنبال می كنید . نصب تجهیزات ضد انفجاری كه برای آن منطقه مناسب است را پی می گیرید . به این ترتیب هزینه ها شامل ضایعات انسانی با طبقه بندی مناسب مناطق خطر بهینه می شود . در یكی از موارد تراژیك اخیر در آمریكا انفجار بزرگی از گرد و غبار رخ داد . طبقه بندی نادرست و استفاده از تجهیزات الكتریكی نامناسب در این منطقه خطرناك علت این فاجعه بود . متاسفانه 6 نفر در این حادثه از بین رفتند به طور خلاصه طبقه بندی سهل گیرانه پیامدهای زیر را دارد .

1-      افزایش ریسك در كارخانه این كه كسی از آن مطلع باشد (به ویژه مدیریت ارشد)

2-      در مواقع بروز حادثه و كلاً در مقصر دانستن شركت پیروز می شوند .

3-      مطبوعات برای شركت دردسر ایجاد می كنند و یا حتی ممكن است حیات آن را بخطر بیندازند.

بنابراین طبقه بندی دست مناطق خطر چیزی بین طبقه بندی سختگیرانه و سهل گیرانه است كه همه به دنبال آن هستند .

و اكنون چه باید بكنیم ؟

این مشكلات چگونه قابل حل هستند ؟ با انجام ممیزی تجهیزات موجود و شناسایی مناطق خطر مطابق با استانداردها و آموزش پرسنل در مورد طبقه بندی مناطق می توان بر این مشكل غلبه كرد . هر كسی كه در مناطق خطر كار كند بداند كه این منطقه خطرناك است و این مسئله تنها با آموزش رسمی انجام می شود اما شیوه تدریس معلوم همواره سودمند نیست و در محیط كسب و كارهای امروز كه جانشین برای فردی كه به آموزش فرستاده می شود در دسترس نیست ، چنین رویكردی بسیار پر هزینه است . بنابراین دوره های آموزش الكترونیك تنها شیوه ای است كه برای آموزش پرسنل عملیاتی به طور مؤثر و مستمر با هم است . شیوه های حفاظت از انفجار الكتریكی ایمنی را افزایش می دهد و اتفاقات خطرناك و هزینه ها را كاهش می دهد .

وقتی از استاندارد IEC پیروی می كنیم شیوه های متفاوتی از حفاظت در برابر انفجار برای تجهیزات الكتریكی وجود دارد . پر كاربرد ترین این شیوه ها ایمنی ذاتی ، افزایش ایمنی .

به هر حال وقتی می توانیم از بین چند روش برای جلوگیری از انفجار انتخاب كنیم ، این انتخاب به هزینه آن بستگی دارد .

می توانند دوره آموزشی الكترونیكی درباره مناطق خطرناك را از اینترنت دریافت كنید و بیشتر در این باره بیاموزید . هزینه آن نسبت به آموزش حضوری بسیار كمتر است .

مثال 1 :

برای مثال وقتی كارخانه ای در جاهای مختلف ناحیه 0 ، 1 و 2 داریم ، در ناحیه 0 منطقه فقط می توانیم از ایمنی ذاتی استفاده كنیم . اما در ناحیه 1 و 2 می توانیم از هر دو شیوه ایمنی ذاتی و شیوه های ضد انفجار استفاده كنیم . در ناحیه 2 علاوه بر دو روش مورد اشاره از افزایش سطح ایمنی نیز استفاده كنیم .

در این مثال ، اگر در همه جا از روش ایمنی ذاتی استفاده كنیم ، طراحی و نگهداری آسان می شود . آموزش تكنسین ها به دلیل محدود بودن شیوه ها و تجهیزات آسان تر می شود . و تعداد یدكی در انبار نیز كاهی می یابد .

به عبارت دیگر با وجود بالاتر بودن هزینه های اولیه نصب تجهیزات ایمنی ، هزینه كل در طول دوره عمر كمتر خواهد بود . اما اگر طراح تصمیم بگیرد كه از شیوه های متفاوت حفاظت در مناطق استفاده كند ، با دستور العمل های متعدد در مناطق خطرناك روبرو خواهیم بود . این موضوع باعث سر در گمی تكنسین های نگهداری شده و ممكن است به اشتباهات خطرناكی منجر شود . اجبار به استفاده از تجهیزات متعدد در انبار نیز از دیگر معایب این نوع طراحی است .

مثال 2 :

مثال دیگر كارخانه ای است كه سالها پیش طراحی شده است و در همه جا از شیوه پاكسازی استفاده كرده است . این شیوه در گذشته مشكل ساز نبوده است . اما با افزایش هزینه های فشرده سازی هوا و نیتروژن ، هزینه حفاظت در برابر انفجار نیز افزایش یافته است . در چنین شرایطی استفاده از روش هایی مثل افزایش سطح ایمنی یا ایمنی ذاتی ، این مشكل برطرف خواهد شد .

مثال 3 :

مثال دیگر جایی است كه هیج تجهیزات برقی در ناحیه 0 و 1 نیست اما در ناحیه 2 تجهیزات برقی به كار می رود . در این شرایط می توان از شیوه های اطفای حریق كه ارزان تر از شیوه هایی مثل امینی ذاتی هستند ، استفاده كرد.

بنابراین شیوه حفاظت در برابر انفجار الكتریكی كه استفاده می شود ، عامل مهمی است كه می تواند بر هزینه دوره عمر بسیار مؤثر باشد . انتخاب درست به ایمنی بهتر با هزینه كمتر منجر می شود .

بدتر این است كه از تجهیزات الكتریكی نامناسب در مناطق خطر استفاده كنیم . به عبارت دیگر هر چند استفاده از یك تجهیز در یك منطقه مناسب باشد ، اما در همه جا این طور نیست . برای مثال ، چیزی كه برای منطقه 1 ، گروه D, C مناسب است ، نمی تواند در ناحیه 1 ، گروه B به كار گرفته شود . بنابراین طراحی نامناسب بسیار اتفاق می افتد و به حادث منجر می شود .

مثال 4 :

در نمونه ای در آمریكا در كارخانه ای كه اكسید اتیلن ( گروه B در استاندارد NEC ) حمل می كرد انفجاری رخ داد . تجهیزات الكتریكی این منطقه برای گروه B مناسب نبود ، هر چند ضد انفجار بود. این موضوع علت اصلی حادثه بود .

این امر نشان از نیاز فوری به آموزش پرسنل مهندسی درباره تكنیك های حفاظت را می رساند . آموزش این افراد ،‌سرمایه هزاران دلاری شركت را حفظ می كند و هزینه نگهداری را در طول عمر تجهیزات كاهش می دهد . در این جا نیز برنامه آموزشی الكترونیك سریع و ارزان است كه دانش لازم را به مهندسان منتقل می كند .

مثال 5 :

در مناطقی كه ذرات گرد و غبار آتش زا وجود دارد ، بسیار حیاتی است كه تمیز كردن مستمر دوره ای آن انجام شود . ذرات گرد و غبار كه به نظر بی خطر می رسند ، می تواند به ایجاد ابری عظیم منجر شده و در شرایط مناسب آتش بگیرند . همچنین اطمینان حاصل كنید كه تجهیزات الكتریكی در این مناطق در برابر آتش گرفتن گرد و غبار ایمن هستند .

از توجه شما متشكریم

در ادامه چند فایل آموزشی جهت تکمیل مباحث گفته شده قرار داده ایم.

پسورد تمامی فایلها : www.autosystem.ir

اگر لینك های دانلود را نمی بینید باید با حساب کاربری خود وارد سایت شوید.