اخبار و اطلاعیه‌های مهم را اول دریافت کن
پوش باتن ضد انفجار (Explosion-Proof Push Button) یک کلید فرمان صنعتی و به شدت مستحکم است که برای استفاده در محیط های پرخطر دارای گازها و غبارهای اشتعال زا طراحی شده است. این تجهیز با محبوس کردن جرقه های ناشی از قطع و وصل کنتاکت ها در محفظه خود (استاندارد Ex d) یا جلوگیری از ایجاد جرقه (استاندارد Ex e)، از سرایت انفجار به محیط بیرونی جلوگیری می کند و ایمنی پرسنل و ماشین آلات را در پالایشگاه ها، معادن و صنایع شیمیایی تضمین می نماید.
در دنیای پیچیده و پرشتاب صنایع سنگین، پتروشیمی ها، پالایشگاه های نفت و گاز، و معادن زغال سنگ، یک اشتباه کوچک یا یک نقص فنی جزئی می تواند به فاجعه ای جبران ناپذیر تبدیل شود. در چنین محیط هایی که هوا مملو از بخارات مشتعل شونده، گازهای فرار یا غبارهای قابل انفجار است، پدیده ای به سادگی فشردن یک کلید برق می تواند نقطه آغاز یک فاجعه باشد.
زمانی که کنتاکت های یک کلید الکتریکی به هم متصل شده یا از هم جدا می شوند، در کسری از میلی ثانیه قوس الکتریکی (جرقه) ایجاد می شود. در یک محیط عادی، این جرقه کاملا بی خطر است؛ اما در یک محیط نفوذپذیر و مستعد انفجار (Hazardous Area)، همین جرقه میکروسکوپی به عنوان منبع اشتعال عمل کرده و مثلث آتش (ماده سوختنی، اکسیژن، حرارت) را تکمیل می کند.
برای مقابله با این خطر پنهان اما مرگبار، مهندسان به سراغ تجهیزاتی می روند که با بالاترین سطح از استانداردهای ایمنی و متالورژی طراحی شده اند. استفاده از تجهیزات معمولی مانند پوش باتن استاندارد و محصولات عمومی نظیر شستی استوپ فلزی قرمز با قطر 22 میلیمتر اشنایدر در این محیط ها کاربردی ندارند و جای خود را به تجهیزات خاص و ضد انفجار می دهند که توانایی مهار انرژی های ویرانگر را دارند.
ما در این مقاله جامع و کاملا تخصصی، با تکیه بر سال ها تجربه میدانی در طراحی و اجرای سایت های صنعتی پرخطر، قصد داریم به کالبدشکافی دقیق تجهیزات ضد انفجار بپردازیم. اگر به عنوان یک مهندس طراح، مدیر سایت یا مسئول خرید به دنبال ایمن سازی خطوط تولید خود هستید، این راهنما تمامی نکات علمی، استانداردهای بین المللی و ترفندهای انتخاب این قطعات حیاتی را در اختیار شما قرار خواهد داد.
پوش باتن ضد انفجار یک کلید فرمان الکترومکانیکی با بدنه به شدت مقاوم و عایق بندی شده است که برای استفاده در محیط های پرخطر صنعتی (حاوی گازها و غبارهای اشتعال زا) طراحی شده است. این تجهیز با محبوس کردن جرقه های ناشی از قطع و وصل کنتاکت ها در داخل محفظه خود (استاندارد Ex d) یا جلوگیری از ایجاد جرقه (Ex e)، از سرایت انفجار به محیط بیرون و بروز فجایع صنعتی جلوگیری می کند و ایمنی پرسنل و ماشین آلات را تضمین می نماید.
تامین تجهیزات ایمن و ضد انفجار با مبین نیرو
ما در شرکت مبین نیرو، با سال ها تجربه عملیاتی در تجهیز سایت های پتروشیمی، پالایشگاهی و صنعتی، اهمیت حیاتی استفاده از تجهیزات استاندارد را به خوبی درک می کنیم. دپارتمان مهندسی ما آماده است تا ضمن ارائه مشاوره های تخصصی جهت انتخاب تجهیزات متناسب با زون های خطر (Hazardous Areas)، باکیفیت ترین قطعات فرمان، کنترل و اتوماسیون صنعتی را با تضمین اصالت کالا و تاییدیه های معتبر برای شما تامین نماید. برای ارتقای سطح ایمنی تاسیسات خود و استعلام قیمت روز تجهیزات، همین امروز با کارشناسان ما در تماس باشید:
آدرس دفتر مرکزی: تهران ، خیابان قائم مقام فراهانی ، کوچه بیستم ، پلاک 7 ، واحد 5
شماره تماس مستقیم دپارتمان اتوماسیون: 02188842616
برای درک اهمیت استفاده از تجهیزات ایمن، ابتدا باید پدیده ایجاد آرک (قوس الکتریکی) را بررسی کنیم. هنگامی که یک اپراتور برای راه اندازی دستگاه، یک کلید فرمان معمولی را فشار می دهد، پلاتین های فلزی داخل کلید از هم جدا شده یا به هم متصل می شوند. در لحظه بسیار کوتاهی که این پلاتین ها در فاصله میکروسکوپی از هم قرار دارند، گرادیان ولتاژ به قدری بالا می رود که هوای بین دو پلاتین را یونیزه می کند. این یونیزاسیون باعث پرش الکترون ها از یک سطح به سطح دیگر شده و پلاسما (جرقه) ایجاد می کند.
دمای این جرقه می تواند در کسری از ثانیه به هزاران درجه سانتی گراد برسد. در محیطی که گاز هیدروژن، بخارات بنزین یا غبار ذغال سنگ با اکسیژن هوا ترکیب شده و به نسبت استوکیومتری (انفجاری) رسیده اند، این جرقه انرژی فعال سازی لازم برای شروع یک واکنش زنجیره ای و انفجار مهیب را فراهم می آورد. به همین دلیل، در سایت های پرخطر، استفاده از تجهیزات الکتریکی معمولی که برای محیط های امن ساخته شده اند، یک ریسک غیرقابل قبول و ممنوع است.
بسیاری از تکنسین ها به اشتباه تصور می کنند که عبارت «ضد انفجار» به این معناست که این تجهیزات هرگز اجازه نمی دهند گاز یا بخارات قابل اشتعال به داخل کلید نفوذ کنند. اما در مهندسی ایمنی، رویکردهای متفاوتی برای خنثی کردن خطر وجود دارد. پوش باتن ضد انفجار عمدتاً از طریق دو استاندارد حفاظتی معتبر طراحی می شود:
در این تکنولوژی، فرض بر این است که گاز قابل اشتعال دیر یا زود به داخل محفظه کلید نفوذ خواهد کرد. هنگامی که جرقه زده می شود، گاز داخل محفظه منفجر می شود! اما مهندسی شگفت انگیز این تجهیزات در اینجاست که بدنه کلید (که معمولاً از چدن آلیاژی ضخیم، فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم دایکاست ساخته شده است) به قدری مستحکم است که فشار ناشی از انفجار داخلی را تحمل می کند و متلاشی نمی شود.
علاوه بر این، درزها و رزوه های اتصال بدنه (Flame Paths) به گونه ای طراحی و ماشین کاری شده اند که گازهای بسیار داغ و مشتعل ناشی از انفجار، برای خروج از بدنه مجبورند از مسیرهای طولانی و بسیار باریک عبور کنند. در طول این مسیر، گازها سرد شده و زمانی که به محیط بیرون می رسند، دمای آن ها به مراتب پایین تر از دمای اشتعال اتمسفر پیرامون است. بدین ترتیب، انفجار در داخل محفظه محبوس و خنثی می شود.
این رویکرد کاملاً متفاوت است. در استاندارد Ex e، هدف این است که از همان ابتدا جلوی ایجاد هرگونه جرقه، قوس الکتریکی یا بالا رفتن خطرناک دمای قطعات گرفته شود. در این کلیدها از متریال های عایق با کیفیت بسیار بالا، فواصل هوایی (Clearance) و فواصل خزشی (Creepage) بیشتر بین کنتاکت ها، و ترمینال های اتصال بسیار ایمن استفاده می شود تا احتمال شل شدن سیم ها و ایجاد جرقه به صفر مطلق برسد. پوش باتن های مبتنی بر این استاندارد معمولاً سبک تر هستند و از بدنه های پلی استر تقویت شده با الیاف شیشه (GRP) ساخته می شوند.
در طول سال ها مشاوره به کارخانجات، بارها با این اشتباه استراتژیک مواجه شده ایم که برخی از پیمانکاران تصور می کنند اگر یک کلید دارای درجه حفاظت IP بالا (مانند IP67 یا IP68) باشد، می توان از آن در محیط های گازی و خطرناک استفاده کرد. درک تفاوت میان پوش باتن ضد آب و تجهیزات ضد انفجار، مرز میان ایمنی و بروز فاجعه است.
یک پوش باتن ضد آب تنها به گونه ای آب بندی شده است که از نفوذ قطرات آب، رطوبت شدید و گرد و غبار به داخل محفظه کنتاکت ها جلوگیری کند. این تجهیزات برای محیط های شستشو (Wash-down) در صنایع غذایی یا فضاهای باز و بارانی عالی هستند. اما گازهای فرار (مانند متان یا بخار بنزین) رفتار دینامیکی بسیار متفاوتی نسبت به آب دارند. گازها می توانند تحت فشارهای محیطی یا از طریق نوسانات حرارتی، حتی از فشرده ترین واشرهای لاستیکی تجهیزات ضد آب عبور کرده و به داخل کلید نفوذ کنند.
اگر یک پوش باتن ضد آب در محیط پرخطر نصب شود، به محض نفوذ گاز و ایجاد اولین جرقه، بدنه پلاستیکی یا فلزی نازک آن قادر به تحمل فشار انبساطی انفجار نبوده و مانند یک نارنجک متلاشی می شود. قطعات پرتاب شده و شعله مستقیم، کل کارخانه را به آتش خواهند کشید. بنابراین، هرگز نباید درجه حفاظت فیزیکی (IP) را جایگزین حفاظت انفجاری (Ex) دانست.
سیستم های کنترلی در صنایع حساس معمولاً به صورت متمرکز در اتاق های کنترل (Safe Areas) قرار دارند؛ اما برای راهبری ماشین آلات، اپراتورها نیازمند تجهیزات فرمانی هستند که دقیقاً در کنار ماشین (در زون خطر) نصب شوند. در اینجا، پوش باتن صنعتی محافظ به عنوان رابطی ایمن میان انسان و ماشین وارد عمل می شود.
این کلیدها به عنوان تجهیزات فیلد (Field Devices) روی جعبه های کنترل محلی (Local Control Stations) یا بر روی درب یک تابلو برق صنعتی که خود نیز از نوع ضد انفجار است، نصب می گردند. برای درک بهتر اجزای تشکیل دهنده این سیستم ها، مطالعه راهنمای معرفی قطعات تابلو برق صنعتی به شما نشان می دهد که چگونه یک سیستم پیچیده از کنتاکتورها و پی ال سی ها در اتاق کنترل، توسط یک کلید ضد انفجار ایمن در کف کارخانه مدیریت می شود.
در واقع، دستیابی به بالاترین سطح از امنیت در اتوماسیون تنها با استفاده از تجهیزاتی میسر است که در لایه فیزیکی خود (سطح ماشین)، در برابر تداخلات مخرب محیطی و خطرات ناشی از اشتعال مقاوم سازی شده باشند. یک پوش باتن صنعتی محافظ، اولین خط دفاعی برای تضمین سلامت شبکه اتوماسیون در سایت های پتروشیمی است.
برای انتخاب صحیح تجهیزات ضد انفجار، مهندسان باید زبان مشترک استانداردهای بین المللی را درک کنند. محیط های صنعتی از نظر میزان حضور گازها و غبارهای اشتعال زا، طبقه بندی می شوند (Hazardous Area Classification). این طبقه بندی در سیستم اروپایی و بین المللی به صورت «زون» (Zone) تعریف می شود:
طراحی و ساخت تجهیزاتی که قرار است در این زون ها نصب شوند، تحت نظارت شدیدترین قوانین بین المللی قرار دارد. یکی از معتبرترین مراجع جهانی در این زمینه، کمیسیون الکتروتکنیک بین المللی (IEC) است:
“بر اساس استاندارد بین المللی IEC 60079-0، تمامی تجهیزات و قطعات الکتریکی که برای استفاده در اتمسفرهای مستعد انفجار (شامل گازها، بخارات و غبارها) طراحی می شوند، باید الزامات دقیق مهندسی در زمینه ساختار فیزیکی، تست های حرارتی، مقاومت در برابر ضربه و علامت گذاری (Marking) را برآورده سازند تا عدم ایجاد منبع احتراق تحت شرایط عادی و غیرعادی اثبات گردد.” International Electrotechnical Commission – IEC
در کنار IECEx، استاندارد اروپایی ATEX (Atmosphères Explosibles) نیز مرجع بسیار مهمی برای تاییدیه تجهیزات است که با نماد معروف ⟨Ex⟩ شش ضلعی روی تجهیزات حک می شود.
همانند تجهیزات تابلویی استاندارد، شستی های ضد انفجار نیز در فرم ها و کاربری های متنوعی تولید می شوند تا نیازهای پیچیده اپراتوری را پوشش دهند. البته ساختار این کلیدها با کلیدهای مینیاتوری بردهای الکترونیکی مانند آنچه در مقاله پوش باتن smd بررسی شده است، یا با کلیدهای ساده ای نظیر پوش باتن کوچک کاملاً متفاوت است و ابعاد بسیار بزرگتر و مستحکم تری دارند. (برای آشنایی با ساختار پایه ای این کلیدها، مطالعه راهنمای پوش باتن چیست پیشنهاد می شود).
مهم ترین دسته بندی های این تجهیزات در مناطق پرخطر عبارتند از:
این کلیدها پرکاربردترین تجهیزات در کنترل های محلی هستند. برای درک تفاوت کیفی و فیزیکی، می توانید ساختار یک شستی استارت فلزی سبز با قطر 22 میلیمتر اشنایدر الکتریک – XB4BA31 که برای محیط های ایمن طراحی شده است را با نمونه های ضد انفجار مقایسه کنید. در نمونه های ضد انفجار، کلگی کلید و بلوک کنتاکت ها در محفظه های مهر و موم شده یا مقاوم در برابر شعله قرار دارند و عملگر مکانیکی (Shaft) با واشرهای آب بند و رزوه های طولانی عایق بندی شده است.
همچنین، برای فرمان توقف استاندارد (غیر اضطراری)، از کلیدهایی مشابه عملکرد شستی استوپ فلزی قرمز با قطر 22 میلیمتر اشنایدر الکتریک – XB4BA42 استفاده می شود، با این تفاوت که مکانیزم محفظه آن ها بر اساس استانداردهای ATEX تغییر یافته است.
این تجهیزات که با کلگی قارچی قرمز رنگ و پس زمینه زرد طراحی می شوند، حیاتی ترین قطعه در یک ماشین صنعتی هستند. در لحظات بروز حادثه در سایت های گازی، اپراتور با ضربه زدن به این کلید، مدار فرمان را بلافاصله قطع می کند. مدل های ضد انفجار معمولاً از نوع قفل شونده (Push-to-Lock, Twist-to-Release) هستند تا پس از رفع خطر، با چرخش کلاهک به حالت اولیه بازگردند.
برای تغییر حالت دستگاه بین وضعیت های مختلف (مثلاً حالت دستی/اتوماتیک یا روشن/خاموش)، از سلکتور سوئیچ های ضد انفجار استفاده می شود. چرخاندن اهرم در این کلیدها باعث تغییر وضعیت کنتاکت های محبوس در کپسول های ضد انفجار داخلی می گردد.
فرآیند انتخاب تجهیزات برای محیط های پرخطر (Hazardous Areas) نیازمند دقت مهندسی و بررسی مستندات فنی است. اشتباه در این مرحله می تواند خسارات جبران ناپذیری به بار آورد. هنگام خرید، پارامترهای زیر را به دقت آنالیز کنید:
سرمایه گذاری روی قطعات اصلی، پایه ای ترین گام برای تضمین پایداری و امنیت در اتوماسیون فرآیندهای حیاتی کارخانه محسوب می شود. استفاده از برندهای معتبری نظیر اشنایدر الکتریک (برای بررسی طیف وسیع تجهیزات این برند، می توانید کاتالوگ محصولات اشنایدر الکتریک را مطالعه کنید) یا برندهای تخصصی سازنده تجهیزات Ex، ریسک خرابی را به صفر متمایل می کند.
حتی بهترین تجهیزات ضد انفجار نیز در صورت نصب غیر اصولی، به بمب های ساعتی تبدیل می شوند. برای حفظ یکپارچگی ایمنی، رعایت پروتکل های زیر در کارخانجات الزامی است:
از نظر فنی هیچ منعی وجود ندارد؛ این کلیدها دارای بالاترین مقاومت فیزیکی هستند. اما از نظر اقتصادی، قیمت تجهیزات ضد انفجار ده ها برابر کلیدهای صنعتی معمولی است و استفاده از آن ها در محیط هایی که فاقد خطر نشت گاز یا غبار انفجاری هستند، توجیه مالی ندارد.
در استاندارد Ex d (ضد شعله)، انفجار در داخل محفظه کلید رخ می دهد اما بدنه کلید آن را مهار می کند. اما در استاندارد Ex i (ذاتاً ایمن یا Intrinsic Safety)، انرژی الکتریکی عبوری از مدار فرمان به قدری توسط قطعاتی به نام «بریر» (Zener Barrier) کاهش می یابد که جرقه ناشی از قطع و وصل کنتاکت، توان کافی برای مشتعل کردن گاز محیط را ندارد.
مواد قابل اشتعال مختلف، در دماهای متفاوتی خودبه خود آتش می گیرند (بدون نیاز به جرقه). کلاس حرارتی (T1 تا T6) نشان دهنده حداکثر دمای سطحی است که تجهیز ضد انفجار در بدترین شرایط کاری تولید می کند. مثلاً تجهیز با کلاس T6 تضمین می کند که دمای سطح آن هرگز از ۸۵ درجه سانتی گراد بالاتر نمی رود و برای گازهای بسیار حساس به حرارت (مانند کربن دی سولفید) مناسب است.
اکثر تجهیزات ضد انفجار مدرن دارای درجه حفاظت محیطی بالا (مانند IP66) نیز هستند و در برابر بارش باران و گرد و غبار مقاومت دارند. اما داشتن گواهینامه ضد انفجار لزوماً به معنای ضد آب بودن برای غوطه وری (IP68) نیست. همیشه باید مشخصات کاتالوگ سازنده را به دقت مطالعه کرد.
در استانداردهای ضد انفجار، محیط های گازی به گروه های IIA و IIB و IIC تقسیم می شوند. گروه IIC شامل خطرناک ترین، سبک ترین و فرارترین گازها مانند هیدروژن و استیلن است. تجهیزی که دارای تاییدیه IIC باشد، می تواند در تمامی محیط های گازی دیگر (IIA و IIB) نیز با بالاترین سطح ایمنی کار کند.
به هیچ عنوان! باز کردن درب باکس های فرمان محلی (Local Control Stations) در حالی که برق مدار وصل است و کارخانه در حال تولید است، باعث از بین رفتن ایزولاسیون شده و کوچکترین جرقه می تواند باعث انفجار سایت شود. قبل از هرگونه تعمیرات، باید برق مدار از تابلوی اصلی قطع گردد و از عدم وجود گاز با دستگاه های نشت یاب (Gas Detector) اطمینان حاصل شود.
گلندهای معمولی پلاستیکی یا برنجی فقط کابل را نگه داشته و کمی آب بندی می کنند. اما گلند ضد انفجار (Cable Gland Ex d) دارای رزوه های طولانی، واشرهای فشاری بسیار مقاوم و در برخی مدل ها ترکیبات رزینی (Barrier Glands) است که فضای خالی بین رشته های کابل را پر می کند تا هیچ راهی برای عبور شعله از داخل کابل به محیط بیرون باقی نماند.
هرگز! قطعات داخلی یک تجهیز ضد انفجار به عنوان یک سیستم یکپارچه تاییدیه ATEX دریافت می کنند. استفاده از قطعات متفرقه، تاییدیه ایمنی کل سیستم را باطل کرده و ریسک بروز فاجعه را به شدت افزایش می دهد. قطعات یدکی باید حتماً از سازنده اصلی و مطابق با پارت نامبر (Part Number) قطعه تهیه شوند.
بله. کابل های متصل به این تجهیزات معمولاً از نوع زره دار (Armored Cables) یا کابل های مقاوم در برابر مواد شیمیایی و حریق انتخاب می شوند. همچنین نصب گلندهای متناسب با نوع کابل و استاندارد ضد انفجار منطقه برای جلوگیری از انتقال شعله از طریق مجاری کابل کشی الزامی است.
شما می توانید با شماره ثابت 02188842616 تماس حاصل فرمایید. با اعلام نوع گاز موجود در کارخانه، زون خطر (Zone 1 یا Zone 2) و نوع فرمان مورد نیاز (استارت، استوپ یا قارچی) به دپارتمان مهندسی ما، کارشناسان پیش فاکتور رقابتی شامل تجهیزات کاملاً اورجینال با سرتیفیکیت های معتبر ATEX را برای شما صادر خواهند کرد.
در اکوسیستم پیچیده و بی رحم صنایع پرخطر، ایمنی هرگز یک انتخاب ثانویه یا یک بخش قابل صرفه جویی در بودجه نیست. یک جرقه میکروسکوپی که از یک کلید فرمان غیر استاندارد ساطع می شود، می تواند سرمایه های میلیاردی یک پالایشگاه، و مهم تر از آن، جان ده ها انسان را در کسری از ثانیه نابود کند. شناخت دقیق معماری و رسالت پوش باتن ضد انفجار، مرز میان مدیریت مهندسی شده یک کارخانه و قمار با جان انسان هاست.
تجهیزات ضد انفجار با تکیه بر استانداردهای مهندسی پیشرفته ای نظیر محفظه های ضد شعله (Ex d) و افزایش ایمنی (Ex e)، تضمین می کنند که قوس های الکتریکی ناشی از سوئیچینگ، هرگز به اتمسفر مستعد انفجار پیرامون سرایت نکنند. با این حال، درک تفاوت فیزیکی و شیمیایی میان پوش باتن ضد آب و قطعات دارای تاییدیه ATEX، و همچنین آگاهی از ضرورت استفاده از پوش باتن صنعتی محافظ در زون های طبقه بندی شده، وظیفه ذاتی هر مهندس و مدیر فنی است. خرید تجهیزات فیک، کپی شده یا استفاده از گلندهای غیر استاندارد، تمامی زنجیره حفاظتی شما را باطل خواهد کرد.
دپارتمان مهندسی، طراحی و بازرگانی شرکت مبین نیرو، با اتکا به سال ها حضور موفق در تجهیز پالایشگاه ها، صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و سایت های حساس کشور، در کنار شماست. ما با واردات مستقیم و بدون واسطه از معتبرترین برندهای جهانی، آماده ایم تا ضمن ارائه مشاوره های دقیق برای تطابق تجهیزات با زون های خطر، ایمن ترین و بادوام ترین راهکارهای کنترلی را برای تاسیسات شما فراهم آوریم.
برای دریافت مشاوره تخصصی رایگان، ارزیابی ایمنی سیستم های فرمان ماشین آلات خود و استعلام قیمت تجهیزات صد در صد اورجینال با تاییدیه ATEX، همین امروز با کارشناسان خبره ما در ارتباط باشید:
آدرس دفتر مرکزی: تهران ، خیابان قائم مقام فراهانی ، کوچه بیستم ، پلاک 7 ، واحد 5
شماره تماس مستقیم دپارتمان اتوماسیون: 02188842616
