با توجه به لزوم توجه به مبحث ایمنی در پروژه های مرتبط با نفت و گاز، در این بسته آموزشی به تشریح علل ایجاد انفجار در سیستم های نصب شده در مناطق پر خطر و معرفی تجهیزات مربوطه می پردازیم.
تجهیزات ابزار دقیقی كه در مناطق خطر همچون سایتهای نفت، گاز و پتروشیمی، نصب می شوند با توجه به اینكه در این مناطق گازهای قابل انفجار به صورت دائم یا متناوب حضور دارند لازم است به گونه ای طراحی و ساخته شوند كه در زمان بهره برداری در سایت از وقوع انفجار، از طریق آزاد سازی انرژی و یا جرقه در مدارهای آنها و همچنین گرم شدن سطوح آنها ، در هنگام كار كرد عادی و یا وقوع مشكل، جلوگیری شود. این موضوع بر اساس استاندارد IEC60079-11 و یا استاندارد اروپایی EN50020 بیان شده است.
تجهیزاتی كه طبق این استاندارد طراحی می شوند تاییدیة (Intrinsically Safe ) Ex ia دریافت می كنند. با توجه به نزدیك بودن تجهیز به منطقه خطر، تجهیزات مطابق استاندارد به گونه ای طراحی می شوند كه در محدوده ولتاژ و جریان بسیار پایین كار كنند و هیچ انرژی اضافه ای در سیستم آزاد نگردد. مدارهایی هم كه این تجهیزات را به سیستم كنترل وصل می كنند باید دارای این ویژگی ها باشند
.سیستمهای كنترل كه در منطقه ایمن (Safe Area) نصب شده اند، هیچگونه حفاظتی ندارند و باید به نحوی از انتقال انرژی اضافی آنها به منطقه خطر جلوگیری شود. بدین منظور جهت جداسازی سیستم كنترل از منطقه خطر ، در مسیر سیم كشیهای اتاق كنترل و سایت ، تجهیزاتی به نام Barrier (جدا کننده) قرار می دهند. Barrier میزان انرژی كه از سمت سیستم كنترل به تجهیزات سایت انتقال می یابد را در حد ایمن نگه می دارد. و در هنگام وقوع مشكل در مدار از انتقال انرژی اضافی به مدار جلو گیری می كند. مدارهایی كه بدین شكل مورد بهره برداری قرار می گیرند را Intrinsically Safe Circuit یا مدارهای ذاتاً ایمن می نامند.

شركت Fatek از آندسته از سازندگان تجهیزات اتوماسیون صنعتی می باشد كه محصولات نسبتا ارزان قیمت آن سالهاست در بازار اتوماسیون ایران به فروش می رسد. محصولات این شركت می تواند راه حل خوبی جهت پروژه های كوچك تا نسبتا متوسط در صنایع و كارخانجات پایین دستی جهت خودكار سازی دستگاهها و ماشین آلات باشد. یكی از تولیدات این شركت پنل های نمایشگر HMI یا Human Machine Interface هستند كه در ادامه می توانید نرم افزار طراحی صفحات گرافیكی HMI های این شركت به نام PM Designer را بصورت رایگان دانلود كنید.

EasyVeep نرم افزاری است که توسط شرکت مطرح Festo جهت آموزش PLC و اتوماسيون صنعتي ارائه شده است و دارای مجموعه ای از مثال های اتوماسیون می باشد که کاربران می توانند با مشاهده عملکرد گرافیکی آنها برنامه های مورد نیاز را با هر نوع PLC نوشته و با استفاده از سخت افزار EasyPort  آن را شبیه سازی کنند. EasyPort  دارای ورودی و خروجی های دیجیتال 24  ولتی است که می تواند یک PLC خارجی را به صورت کامل کنترل  کند.

PSCAD نرم افزارهای است كاملا تخصصی که از آن برای شبیه سازی و تحلیل مدارات قدرت و دریافت پاسخ آنها در حالت مختلف گذرا و پایدار استفاده می شود.
محیط نرم افزار PSCAD کاملا گرافیکی است و کاربر می تواند با استفاده از قطعات موجود در کتابخانه های قدرتمند نرم افزار اقدام به رسم مدار خود نموده  و اطلاعات مورد نیاز خود را در محیط کاملا گرافیکی نرم افزار به صورت متغیر یا نمودار مشاهده کند.

EKTS یا Electrical Control Techniques Simulator نرم افزار بسیار ساده ای است كه از آن می توان جهت تجزیه تحلیل و تست سیستم های کنترل الکترومکانیکی (مدارات فرمان) استفاده كرد. با کمک EKTS می توانید مدارات فرمان را به سادگی طراحی و پیاده سازی و شبیه سازی نمایید و قبل از پیاده سازی مدار درك درستی از عملكرد آن پیدا نمایید.

 این نرم افزارها که توسط Dr. Hasan ERDAL نوشته و منتشر شده است، دارای محیطی بسیار ساده و کاربردی می باشد و کاربر می تواند بدون هیچ مشکلی  با آن کار  کند. در این نرم افزار کافی  است قطعات را از کتابخانه به صفحه کار  آورده و مدار خود را رسم نمایید و سپس با یک کلیک شبیه سازی را آغاز  کرده و عمل کرد مدار  خود را مشاهده نمایید.

قبلا هم نرم افزار مشابهی با نام ESS برای دانلود قرار داده بودیم

NEPLAN یکی از نرم افزارهای تحلیل و شبیه سازی الکتریکال  است که از آن می توان برای برنامه ریزی، بهینه سازی و آنالیز شبکه های برق  استفاده نمود. محیط  کاربری  ساده و کاملا  گرافیکی  نرم افزار باعث  شده است تا کاربران بتوانند به سادگی از این نرم افزار برای تحلیل تمامی شبکه های الکتریکال نظیر شبکه های تولید، انتقال و توزیع انرژي برق استفاده نمایند.

محیط نرم افزار NEPLAN  تقریبا مشابه با سایر نرم افزارهای همتراز نظیر Etap و Digsilent بوده و کاربرانی که با آنالیز سیستم های قدرت آشنایی داشته باشند می توانند بدون هیچ مشکلی با آن کار  کنند.

این نرم افزار امکان طراحی زمین پست ها، نیروگاهها، کارخانجات و ساختمانها را فراهم می کند. این طراحی می تواند برای زمین های یکنواخت و دولایه افقی صورت گرفته و ولتاژهای تماس و گام را بر اساس استاندارد IEEE محاسبه کند. این نرم افزار اندازه و دوره زمانی جریان خطا، ضخامت، مقاومت خاک و وزن بدن را از کاربر دریافت کرده و با استفاده از مدول های خاک، شبکه و دیاگرام ها عملیات های زیر را انجام می دهد:

1- مدول خاک

مقاومت خاک را بر اساس مدل یک یا دو لایه اندازه گیری می نماید. این مدول توانایی ترسیم مقاومت اندازه گیری شده و محاسبه شده را دارا می باشد و ماکزیمم ولتاژهای تماس و گام مجازی را بر اساس استاندارد محاسبه می کند.

2- مدول شبکه

جریان منتشر شده بوسیله هر یک از قطعات هادی به درون خاک را محاسبه می کند و پتانسیل سطح خاک را با استفاده از این جریان ها تعیین می کند. شبکه زمین می تواند بصورت تک هادی یا مجموعه ای از هادی هایی که بصورت مربعی به هم بسته شده اند تعریف شود.

چیدمان پست نیز می تواند بصورت دو بعدی و سه بعدی ترسیم شود. لوله های زیر زمینی و شبکه زمین مجاور نیز می توانند در نظر گرفته شوند تا تاثیرشان بر روی جریان خطا و ولتاژ سطحی دیده شود.

3- مدول دیاگرام

این مدول نتایج تحلیل های مقاومت خاک و پتانسیل سطح را بر روی صفحه نمایش خلاصه می نماید و اشکال رنگی دوبعدی و سه بعدی را برای ارائه بهتر نتایج مورد استفاده قرار می دهد.

در ادامه می توانید نسخه 6.3 R7 نرم افزار CYMGRD را دانلود نمایید.

حفاظت کاتدی به عنوان موثرترین روش حفاظتی به منظور جلوگیری از خوردگی سازه‌های مدفون در خاک شناخته شده است که به طور گسترده در حفاظت از خوردگی لوله‌های توزیع و انتقال گاز، مواد نفتی و آب مورد استفاده قرار می‌گیرد . حفاظت کاتدی عبارت است از جلو گیری یا کاهش سرعت خوردگی فلزات توسط اعمال یک جریان الکتریکی خارجی (یکسو) و یا تماس آن با یک آند از بین رونده، روی سطح فلز مورد نظر که دارای مناطق کاتدی و آندی باشد (در مناطق آندی خوردگی صورت می‌گیرد). در این حال مناطق آندی تبدیل به کاتد شده و در نتیجه دستگاه یا شبکه مورد نظر کلاً کاتدی می شود. حفاظت کاتدی از مهمترین و موثرترین طرق کنترل خوردگی می‌باشد، به طوریکه با اجرای این روش می‌توان فلزات را بدون اینکه خورده شوند به مدتی طولانی در محیط های خورنده نگهداری نمود. مکانیزم حفاظت کاتدی مربوط به جریان خارجی است که در نتیجه آن عناصر کاتدی پیل های موضعی به پتانسیل مدار باز آندها پلاریزاسون می شوند ، یعنی در این حالت تمام سطح فلز هم پتانسیل گشته (پتانسیل‌های آند و کاتد معادل هم می‌شوند) و جریانهای خوردگی متوقف می‌گردند. همچنین می‌توان چنین بیان کرد که به علت ایجاد یک شدت جریان خارجی شبکه‌ای از جریان مثبت در کلیه مناطق سطح فلز وارد شده و بدین ترتیب از ورود یون های فلز به محلول یا محیط اطراف جلوگیری به عمل می‌آید. عملیات حفاظت کاتدی را می توان در مورد خوردگی فلزاتی از قبیل فولاد، مس، سرب، و برنج در زمین(خاک) و محلول های مختلف آبی به کار برد. به کمک حفاظت کاتدی می‌توان از خوردگی حفره‌ای فلزات روئین از جمله فولادهای ضد زنگ جلوگیری نمود.
در ادامه شما می توانید مجموعه ای از فایل های اكسل محاسباتی در مورد محاسبات حفاظت کاتدیک از جمله: محاسبات آند ریبونی منیزیم، محاسبات بستر حفاظت كاتدیک سطحی، محاسبات بستر حفاظت كاتدیک بصورت چاه، محاسبات میرایی ولتاژ در طول خط لوله، <khYf Eمحاسبات كك مورد نیاز برای چاه، محاسبات ریبون كف تانك، محاسبات ول اسپول Insulating joint، محاسبات آند گالوانبك و ... را دانلود نمایید.

یكی از روش های اندازه گیری جریان سیالات، روش اندازه گیری بر اساس اختلاف فشار می باشد. برای این منظور به روش های مختلف مانعی در مسیر سیال قرار می دهند و سپس اختلاف فشار قبل و بعد از مانع كه با مجذور فلو سیال عبوری متناسب است اندازه گیری می شود. مبنای این روش تئوری برنولی است.
یكی از تجهیزاتی كه برای ایجاد اختلاف فشار استفاده می شود، صفحه اریفیس است. اریفیس یک صفحه تخت فلزی می باشد که در وسط آن یک سوراخ وجود دارد . این سوراخ باعث می شود که فشار سیال عبوری در خط کاهش پیدا کند. بنابراین با ایجاد اختلاف فشار در دو طرف اورفیس و اندازه گیری اختلاف فشار می توان میزان جریان عبوری از لوله را اندازه گیری کرد. این روش ارزانترین روش ایجاد افت فشار و تبدیل فشار دینامیک به استاتیک جهت محاسبه سرعت سیال می باشد.
حال جهت محاسبه ابعاد و مشخصات صفحات اریفیس نیاز به روابط و جداول استانداردی می باشد كه سایزینگ این تجهیزات را مقداری پیچیده می كند.
در ادامه شما می توانید مجموعه ای از نرم افزارها و فایل های اكسل محاسباتی در مورد سایزینگ فلومترها را دانلود نمایید.