تجهیزات اعلان حریق ضدانفجار و راهنمای خرید آن | ایمن کنترلز

معرفی علمی تجهیزات اعلان حریق ضدانفجار در ابزار دقیق

تجهیزات اعلان حریق ضدانفجار یا Explosion Proof Fire Detection Equipment گروهی از ابزارهای ایمنی صنعتی هستند که در فضاهای مستعد انفجار مثل پالایشگاه ها، پتروشیمی، خطوط انتقال گاز و محیط های Zone 1 و Zone 2 استفاده میشوند. این تجهیزات مطابق استانداردهای بین المللی مانند ATEX, IECEx, UL, FM طراحی میشوند و هدفشان جلوگیری از جرقه، ایجاد قوس یا افزایش دمای سطحی است. از دید ابزار دقیق، این تجهیزات بخشی از لایه های حفاظتی ایمنی (Safety Layers) هستند و به سیستم Fire & Gas System (F&G) متصل میشوند. در منابع انگلیسی مانند nfpa.org و controlglobal.com تاکید شده که در محیط های خطرناک، کوچک ترین قوس الکتریکی میتواند باعث Ignition Source و در نهایت انفجار شود، به همین دلیل بدنه و محفظه تجهیزات اعلان حریق ضدانفجار با طراحی Flameproof یا Intrinsically Safe ساخته میشود.

چرا تجهیزات اعلان حریق ضدانفجار در صنایع حساس ضروری هستند؟

در فضاهای فرایندی که گازهای قابل اشتعال، بخارات سوختی یا گردوغبارهای قابل احتراق وجود دارد، تجهیزات معمولی اعلان حریق Fire Alarm نمیتوانند ایمنی لازم را فراهم کنند. رفرنس های تخصصی مثل ISA Fire and Gas Safety Handbook نشان میدهند که 70 درصد سناریوهای انفجار به دلیل تجهیزات الکتریکی غیر استاندارد رخ میدهد. تجهیزات ضدانفجار با ساختار Flameproof (Ex d) یا Intrinsically Safe (Ex i) از خروج شعله و جرقه جلوگیری میکنند. در پالایشگاه ها، چالش های اصلی شامل دمای محیط بالا، خورندگی گازها، لرزش و نویز شدید است. بنابراین تجهیز باید هم از نظر Ingress Protection (IP66/IP67) مقاوم باشد و هم در برابر شوک های الکتریکی و ضربه دوام کافی داشته باشد. تجربه مهندسی نشان داده که طراحی خوب سیستم F&G میتواند تا 40 درصد ریسک حوادث را کاهش دهد.

چالش های اصلی استفاده از تجهیزات Fire Explosion Proof

• چالش محیطی و شرایط عملیاتی

در محیط های پالایشگاهی، حضور ترکیبات خورنده مثل H2S و Hydrocarbon Vapors باعث کاهش طول عمر تجهیزات میشود. مدل های ارزان قیمت بدون Coating مناسب به سرعت دچار Failure میشوند. همچنین تغییرات دمای شدید روی سنسورها بخصوص Flame Detector تاثیر میگذارد.

• چالش های سیگنال و نویز

به دلیل حجم زیاد تجهیزات الکتریکی، خطر EMI/RFI Interference بالاست. سنسورهای قدیمی عملکرد کند یا خطای کاذب (False Alarm) دارند. در استانداردهای UL توصیه شده که کابل ها باید مطابق Shielded Fire Alarm Cable انتخاب شوند.

• چالش نگهداری و Calibration

برخلاف سیستم های معمولی، تجهیزات ضدانفجار نیاز به سرویس دقیق و گاهی Calibration دوره ای دارند. در مقالات تخصصی fireengineering.com توضیح داده شده که عدم کالیبراسیون صحیح موجب Delayed Response میشود.

• چالش های نصب

نصب در Zone 0 یا Zone 1 کاملا مهندسی است و کوچک ترین اشتباه در بسته شدن محفظه Ex d میتواند کل تجهیزات را بی اثر کند. انتخاب Junction Box و Gland ضدانفجار یکی از عوامل حیاتی است.

راهنمای خرید تجهیزات اعلان حریق ضدانفجار

برای انتخاب Equipment ضدانفجار باید فاکتورهای مهمی بررسی شود. اول اینکه کلاس حفاظتی باید مطابق نوع محیط باشد. برای پالایشگاه معمولا ATEX II 2G Ex d IIC T4/T6 توصیه میشود. دوم اینکه نوع دتکتور باید طبق نوع فرایند انتخاب شود. مثلا:

• UV/IR Flame Detector برای فضاهای باز با حضور گازهای سریع الاشتعال
• IR3 Detector برای محیط های بیرونی با خطر آتش های Hydrocarbon
• Heat Detector Explosion Proof برای فضاهای بسته تانک یا پمپ ها
• Gas Detector Ex-proof برای گازهایی مثل CH4 یا H2S

سوم اینکه حتما باید برند دارای تاییدیه های UL, FM, LPCB باشد. همچنین از نظر ابزار دقیق، تجهیز باید قابلیت اتصال به سیستم PLC, DCS, ESD System را از طریق خروجی های 4-20mA، Modbus یا Relay داشته باشد. در نهایت کیفیت بدنه در برابر ضربه و تاییدیه IP اهمیت زیادی دارد. مثال ساده اینکه در بسیاری از سایت ها تجهیزات بدون IP مناسب باعث خطای تکراری در فصل بارندگی میشود. بطور کلی انتخاب برند معتبر، بررسی رفرنس های صنعتی و توجه به شرایط فرایندی باعث افزایش ایمنی و کاهش خرابی میشود.

چگونه بفهمیم یک تجهیز اعلان حریق ضد انفجار (Explosion-proof / Ex) هست یا نه؟

۱ – نگاه به پلاک و مارکینگ (Nameplate / Marking) — قدم اول حیاتی : هر تجهیزی که برای مناطق انفجاری (hazardous areas) طراحی شده باشد، روی بدنه‌اش یک مارکینگ Ex دارد؛ این مارکینگ فشرده اطلاعات کلیدی را نشان می‌دهد:

مثال: `II 2G Ex d IIB T4 Gb`

Ex → به‌طور کلی نشان‌دهنده حفاظت در برابر جو انفجاری (explosion protected). ([AxFlow][1])
II → Equipment Group (گروه تجهیزات، سطح صنعتی؛ II برای سطوح غیرمعدنی). ([BARTEC][2])
2G → Equipment Category / Zone suitability (Category 2 → Zone 1 ؛ مناسب برای محیط‌هایی که به‌طور معمول ممکن است جو انفجاری حضور داشته باشد). ([BARTEC][2])
Type of protection (مثلاً `Ex d`, `Ex i`, `Ex e` ) → روش حفاظتی:

`Ex d` = flameproof / flameproof enclosure (بدنه مقاوم که انفجار داخلی را محبوس می‌کند). ([iecex.com][3])
`Ex i` یا `Ex ia/ib` = intrinsic safety (طراحی الکتریکی طوری که توان/انرژی برای ایجاد اشتعال وجود نداشته باشد). ([Pruftechnik][4])
Gas group (IIA / IIB / IIC) → مشخص می‌کند برای چه گازهایی مناسب است (IIC سخت‌ترین/قابلیت اشتعال بالاتر). ([conformex.it][5])
Temperature class (T1–T6) → حداکثر دمای سطح مجاز (مثلاً `T4` ≈ ≤135°C). اگر سطح تجهیز در شرایط کاری از این مقدار بالاتر برود، می‌تواند موجب اشتعال شود. ([AxFlow][1])
EPL (Ga / Gb / Gc / Da / Db) → Equipment Protection Level که جایگزین/تکمیل‌کنندهٔ اطلاعات Zone/Category است. ([hyditex.com][6])

نتیجه: اگر روی پلاک `Ex` و یکی از انواع حفاظتی و گروه/کلاس و شماره گواهی (مثلاً `KEMA 01ATEX2223X` یا IECEx certificate) دیده شود، آن تجهیز گواهی‌دار و برای کاربردهای انفجاری منظور شده است.

۲ – گواهی‌ها و شماره‌های مرجع (Certificates & Notified Body / IECEx) — قدم دوم لازم : وجود شماره گواهی ATEX (مثلاً `01ATEX2223X`) و/یا IECEx (مثلاً `IECEx KEM 10.0025X`) و نام مرجع اعتباردهنده (Notified Body / Certification body مثل KEMA, CE, …) نشانهٔ تست و تأیید توسط یک مرجع معتبر است. این گواهی‌ها حاوی دامنه کاربرد (scope)، شماره مدل‌ها و شرایط بهره‌برداری هستند. برای اطمینان: شماره گواهی را در پایگاه دادهٔ صادرکننده یا پایگاه IECEx/Notified Body چک کنید. ([LGM Products][7])

۳ – دیتاشیت (Datasheet) و استانداردهای مرجع — چه چیزی باید تطبیق داشته باشد

از دیتاشیت رسمی کارخانه یا سند گواهی، بخش‌های زیر را بررسی کنید:

شماره مدلِ دقیق (Model no) و شماره سریال مطابق گواهی.
محدوده دمای محیط (Ta) و کلاس دما (T-class) و اینکه دمای سطح توقعی از T-class تجاوز نکند. ([AxFlow][1])
گروه گازی اعلام‌شده (IIB, IIC, …) مطابقت با نوع گاز/مخلوط محیط شما. ([conformex.it][5])
نوع حفاظت الکتریکی (Ex d, Ex e, Ex i, Ex n …) و استانداردهای مرجع (EN/IEC 60079-0 و مراجع سری 60079). ([BARTEC][2])

۴ – مشخصه‌های ساختاری و نصب (Mechanical & Installation clues)

بدنهٔ ضخیم و محکم (برای Ex d) — بدنه‌ای که قادر باشد فشار/انفجار داخلی را تحمل کند. ([zeroinstrument.com][8])
گلند کابل مخصوص (special cable glands) و توصیهٔ استفاده از کابل مقاوم در برابر حرارت؛ روی پلاک معمولاً `CABLE ENTRIES` و نوع رزوه نوشته شده است. ([measuremonitorcontrol.com][9])
هشدارهای نصب مثل `DO NOT OPEN WHEN AN EXPLOSIVE GAS OR DUST ATMOSPHERE IS PRESENT` و توصیه‌های دیگر؛ این هشدارها نشان‌دهندهٔ طراحی برای محیط‌های انفجاری است اما فقط کنار سایر شواهد باید بررسی شوند. ([LGM Products][7])
IP rating (مثلاً IP67) — مفید برای حفاظت در برابر نفوذ آب و گردوغبار اما به‌تنهایی نشان‌دهندهٔ ضدانفجار بودن نیست. (IP ≠ Ex). ([LGM Products][7])

۵ – تفاوت مفاهیم فنی مهم (کلیدهای مهندسی)

Explosion-proof / Flameproof (Ex d) — enclosure designed to contain explosion. اگر درون تجهیز جرقه یا انفجار رخ دهد، بدنه مانع انتشار آن به محیط می‌شود. ([iecex.com][3])
Intrinsic Safety (Ex i / Ex ia / ib) — محدود کردن انرژی در مدار به‌حدی که اشتعال رخ ندهد؛ معمولاً برای مدارهای سیگنال و سنسورها استفاده می‌شود. ([Pruftechnik][4])
Increased Safety (Ex e) — طراحی الکتریکی و ساختاری برای کاهش احتمال تولید قوس یا جرقه (non-sparking enhancements). ([iecex.com][3])
Non-sparking / Non-incendive (Ex n) — محدودیت‌های دیگر برای Zone 2 و محیط‌هایی با خطر کمتر. ([BARTEC][2])

۶ – کنترل میدانی و عملی (چه‌کار باید کرد قبل از نصب/بهره‌برداری) — چک‌لیست مهندسی

1. بررسی پلاک و مارکینگ: وجود `Ex` و رشته‌های `II/1-2/ G/D /Ex d/i/e/… / Gas group / T-class` را تأیید کنید. 
2. مقایسه شماره مدل و سریال با گواهی: شماره گواهی ATEX/IECEx را در بانک اطلاعات مرجع چک کنید. 
3. مطابقت گروه گازی و Zone: تعیین کنید که محل شما Zone 0/1/2 یا 20/21/22 است و EPL/Category دستگاه برای آن Zone مناسب باشد.
4. بررسی دمای سطح/کلاس T: اطمینان از اینکه شرایط محیطی باعث افزایش دمای سطح بیش از مقدار مجاز نشود.
5. نصب مطابق دستورالعمل: استفاده از گلندهای مخصوص، کابل‌های معرفی‌شده، و پیروی از محدودیّت‌های باز کردن محفظه (do not open in presence…).
6. در صورت تردید، استعلام از سازنده یا مرجع صدور گواهی: قبل از کاربرد عملی در مناطق حساس، از سازنده یا یک مرجع صلاحیت‌دار استعلام کتبی بگیرید.

• منابع و رفرنس های مقاله : 

راهنمای مارکینگ ATEX / IECEx و استاندارد EN/IEC 60079 series. ([BARTEC])
توضیح انواع حفاظت (Ex d, Ex i, Ex e) و مرجع IECEx. ([iecex.com])
تفسیر گروه‌های گازی (IIA/IIB/IIC) و کلاس‌های دما (T1–T6). ([conformex.it])

پاسخ به پرسش های متداول درباره تجهیزات اعلان حریق ضدانفجار

1. تفاوت تجهیزات Explosion Proof و Intrinsically Safe چیست؟

Explosion Proof مانع خروج جرقه و شعله میشود، ولی Intrinsically Safe اساسا انرژی مدار را آنقدر کاهش میدهد که امکان جرقه وجود نداشته باشد.

2. چرا در پالایشگاه باید از Flame Detector ضدانفجار استفاده شود؟

به دلیل حضور گازهای قابل اشتعال که با کوچک ترین جرقه فعال میشوند و Flame Detector معمولی توان تحمل این ریسک را ندارد.

3. بهترین استاندارد جهانی برای تجهیزات ضدانفجار چیست؟

استانداردهای ATEX و IECEx معتبرترین گزینه ها برای محیط های Zone 1 و Zone 2 هستند.

4. آیا Gas Detector معمولی در محیط زون خطرناک قابل استفاده است؟

خیر. فقط Gas Detector های دارای Ex d یا Ex i مجاز هستند.

5. دتکتور UV/IR چگونه کار میکند؟

این دتکتور هم اشعه UV و هم IR شعله را بررسی میکند تا خطای کاذب کمتر شود.

6. چرا تجهیزات F&G باید IP66 یا IP67 باشند؟

برای مقاومت در برابر گردوغبار، باران و شرایط سخت پالایشگاهی لازم است.

7. اصلی ترین علت خرابی تجهیزات ضدانفجار چیست؟

خوردگی، دمای بالا، لرزش و نصب اشتباه از عوامل رایج هستند.

8. مدت زمان نگهداری و سرویس دوره ای چقدر است؟

بسته به نوع تجهیز بین 6 تا 12 ماه یکبار توصیه میشود.

9. آیا کابل معمولی برای Fire Alarm ضدانفجار مناسب است؟

خیر. باید از کابل های Shielded و تایید شده برای Ex Zone استفاده شود.

10. برای خرید بهترین تجهیز ضدانفجار چه فاکتورهایی مهم اند؟

استاندارد ATEX، سطح حفاظتی، تکنولوژی سنسور، سازگاری با DCS و مقاومت محیطی مهم ترین معیارها هستند.