چه استانداردهایی قندیل‌های ضد انفجار برای مناطق خطرناک در محل کار را تعریف می‌کنند؟

محیط‌های صنعتی اغلب چالش‌های منحصربه‌فردی در زمینه ایمنی ایجاد می‌کنند که نیازمند تجهیزات تخصصی طراحی‌شده برای کار در شرایط خطرناک هستند. هنگام کار در مناطقی که ممکن است گازهای قابل اشتعال، بخارات یا گرد و غبار قابل اشتعال وجود داشته باشند، تجهیزات روشنایی معمولی می‌توانند خطر انفجار جدی ایجاد کنند. این واقعیت، توسعه قمقمه‌های ضدانفجار را به‌دنبال داشته که به‌طور خاص برای رعایت استانداردهای سخت‌گیرانه ایمنی و جلوگیری از منابع اشتعال در مناطق خطرناک کارگاهی طراحی شده‌اند. درک این استانداردها و کاربردهای آن‌ها برای تضمین ایمنی کارگران و انطباق با مقررات در بخش‌های مختلف صنعتی ضروری است.

درک طبقه‌بندی محیط‌های خطرناک

محیط‌های خطرناک کلاس I

مکان‌های کلاس I مناطقی هستند که در آن‌ها گازهای قابل اشتعال یا بخارات موجود در مقادیر کافی برای ایجاد مخلوط‌های انفجاری یا قابل اشتعال وجود دارند. این محیط‌ها بسته به فراوانی و مدت حضور مواد خطرناک به دو دسته تقسیم ۱ و تقسیم ۲ تقسیم می‌شوند. در مکان‌های تقسیم ۱، شرایط خطرناک در شرایط عملیاتی عادی رخ می‌دهد، در حالی که در مناطق تقسیم ۲ چنین شرایطی تنها در شرایط غیرعادی پیش می‌آید. چراغ‌های ضد انفجار طراحی‌شده برای این محیط‌ها باید جلوی خروج جرقه‌ها یا حرارت داخلی از پوسته را گرفته و از اشتعال خطرات اتمسفری اطراف جلوگیری کنند.

الزامات ساخت برای قاب‌های ضدانفجار کلاس I شامل مواد محفظه محکمی است که بتوانند انفجارهای داخلی را بدون پارگی تحمل کنند. این دستگاه‌ها همچنین باید رده‌های دمایی مشخصی را حفظ کنند تا دمای سطحی آن‌ها در شرایط اطراف، زیر حد اشتعال مواد قرار داشته باشد. استانداردهای تولید مستلزم رویه‌های آزمون گسترده‌ای هستند تا توانایی نگهداری در شرایط مختلف فشار و دما که ممکن است در رویدادهای انفجاری واقعی رخ دهد، تأیید شود.

محیط‌های گردوغبار قابل اشتعال کلاس II

مکان‌های خطرناک کلاس II شامل گرده‌های قابل اشتعال هستند که در صورت معلق شدن در هوا، می‌توانند اتمسفرهای انفجاری ایجاد کنند. این محیط‌ها معمولاً شامل بلندکن‌های غله، آسیاب‌های آرد، تأسیسات آماده‌سازی زغال سنگ و کارخانجات پردازش مواد شیمیایی که با مواد پودری سروکار دارند، می‌شوند. چراغ‌های قوه ضد انفجار برای مکان‌های کلاس II باید از تجمع گرد و غبار در قطعات الکتریکی جلوگیری کنند و در عین حال تمامیت درزگیری خود را در برابر نفوذ ذرات ریز حفظ کنند که می‌توانند منبع اشتعال داخلی ایجاد کنند.

ساختار ضد اشتعال گردوغبار نیازمند سیستم‌های واشر متخصص و طراحی‌های پوسته است که نقاط احتمالی تجمع گرد و غبار را حذف می‌کنند. قطعات الکتریکی درون این چراغ‌های قوه ضد انفجار باید به طور کامل درزگیری شوند تا از تماس گرد و غبار قابل اشتعال با قطعات تحت برق جلوگیری شود. محدودیت‌های دمای سطحی در محیط‌های گردوغبار به ویژه بحرانی است، زیرا ذرات تجمع‌یافته می‌توانند دمای اشتعال را به میزان قابل توجهی در مقایسه با شرایط هوای تمیز کاهش دهند.

استانداردها و مجوزهای بین‌المللی ایمنی

چارچوب استانداردهای آمریکای شمالی

در آمریکای شمالی، چراغ‌های قوه ضدانفجار باید با استانداردهای تدوین‌شده توسط کد برق ملی سازگار باشند و از طریق آزمایشگاه‌های معتبر آزمون شوند. مهم‌ترین نهادهای صدور مجوز شامل مؤسسه آزمایشگاهی آندرراایترز و انجمن استانداردهای کانادا هستند که محصولات را بر اساس معیارهای سخت‌گیرانه ایمنی ارزیابی می‌کنند. این سازمان‌ها چراغ‌های قوه ضدانفجار را در شرایط خطرناک شبیه‌سازی‌شده آزمایش می‌کنند تا توانایی آن‌ها در جلوگیری از اشتعال محیط‌های انفجاری اطراف را تأیید کنند.

فرآیند گواهی‌نامه شامل ارزیابی جامع یکپارچگی سازه‌های مسکونی، عایق‌بندی اجزای الکتریکی و سیستم‌های مدیریت حرارتی است. پروتکل‌های آزمون، سناریوهای بدترین حالت را شبیه‌سازی می‌کنند که شامل انفجارهای داخلی، دماهای حداکثری کارکرد و قرار گرفتن در معرض مواد خطرناک خاص می‌شود. تنها دستگاه‌هایی که این ارزیابی‌های گسترده را با موفقیت به پایان برسانند، علامت‌گذاری گواهی‌نامه رسمی دریافت می‌کنند که نشان‌دهنده مجاز بودن استفاده در طبقه‌بندی‌های مشخص‌شده محل‌های خطرناک است.

استانداردهای کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک

کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک استانداردهای شناخته‌شده جهانی را برای تجهیزات مورد استفاده در محیط‌های بالقوه انفجاری توسعه داده است. این استانداردها الزامات ایمنی هماهنگی را فراهم می‌کنند که به تسهیل تجارت بین‌المللی کمک می‌کنند و در عین حال سطح ثابتی از ایمنی را در مناطق مختلف حفظ می‌کنند. چراغ‌های قوه ضد انفجار که تحت استانداردهای IEC گواهی‌نامه دریافت کرده‌اند، پروتکل‌های آزمون مشابهی را طی می‌کنند اما ممکن است سیستم‌های نشانه‌گذاری و طرح‌های طبقه‌بندی متفاوتی نسبت به استانداردهای آمریکای شمالی داشته باشند.

گواهی‌نامه IEC شامل ارزیابی مفاهیم حفاظتی از جمله پوسته‌های ضد انفجار، طراحی‌های افزایش ایمنی و اقدامات ایمنی ذاتی است. رویه‌های آزمون، توانایی تحمل انفجار، قابلیت اطمینان قطعات در شرایط شدید و عوامل تخریب عملکرد بلندمدت را بررسی می‌کنند. تولیدکنندگانی که به دنبال دسترسی به بازار جهانی هستند، اغلب به دنبال دریافت چندین گواهی‌نامه هستند تا انطباق خود را با الزامات منطقه‌ای مختلف نشان دهند. چراغ‌های قوه ضد انفجار .

شرایط طراحی فنی

ساخت پوسته و مواد

طراحی پوسته چراغ‌های انفجارگیر یکی از عناصر ایمنی بسیار مهم محسوب می‌شود، زیرا باید قادر باشد هرگونه انفجار داخلی را مهار کرده و گسترش شعله به اتمسفر خارجی را جلوگیری نماید. انتخاب مواد معمولاً شامل آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا، فولاد ضدزنگ یا پلیمرهای مهندسی است که می‌توانند بدون ترک خوردن، فشارهای داخلی قابل توجهی را تحمل کنند. ضخامت پوسته و طراحی اتصالات باید الزامات مشخصی در زمینه استحکام مکانیکی داشته باشند که از طریق رویه‌های آزمون فشار اعتبارسنجی می‌شوند.

ساختار مسیر شعله نیازمند دقت بالا در اندازه‌گیری‌های ماشین‌کاری است تا شکاف‌هایی ایجاد شود که به‌اندازه‌کاف باریک باشند تا شعله را خاموش کنند، در عین حال امکان انبساط حرارتی و تغییرات ساخت‌و‌سازی را نیز فراهم آورند. این مسیرهای شعله معمولاً بسته به محیط پوسته و طبقه‌بندی گروه‌های گازی، بین ۰٫۱۵ تا ۰٫۳۸ میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شوند. الزامات زبری سطح، سطوح صاف مسیر شعله را تضمین می‌کنند که اثربخشی خاموش‌کردن شعله را افزایش داده و از تجمع ذرات داغ جلوگیری می‌کنند تا از ایجاد اشتعال خارجی جلوگیری شود.

حفاظت از اجزای الکتریکی

قطعات الکتریکی داخلی در کلیدهای انفجارگیر باید از طریق چندین لایه حفاظتی به‌طور کامل از جو خارجی عزل شوند. حفاظت اولیه شامل محفظه‌های باتری درب‌بسته است که از نفوذ گازهای خطرناک جلوگیری می‌کنند و در عین حال اتصالات الکتریکی لازم را حفظ می‌کنند. حفاظت ثانویه شامل مدارهای محدودکننده جریان است که از گرمایش بیش از حد جلوگیری می‌کنند و سیستم‌های سرکوب جرقه که منابع احتمالی اشتعال را در عملیات سوئیچینگ عادی از بین می‌برند.

طراحی‌های برد مدار از قطعات تخصصی با رتبه‌بندی مناسب برای کار در محیط‌های خطرناک بهره می‌برند، از جمله سوئیچ‌های ضد انفجار، کانکتورهای درب‌بسته و سیستم‌های شارژ دارای جبران‌سازی دما. مسیریابی سیم‌ها و الزامات عایق‌بندی از مشخصات تجاری معمول فراتر رفته‌اند تا از خطاها الکتریکی که ممکن است تمامیت حفاظت را تضعیف کنند، جلوگیری شود. پروتکل‌های منظم بازرسی و نگهداری تضمین می‌کنند که عزل الکتریکی در طول عمر عملیاتی دستگاه به‌طور مداوم حفظ شود.

آزمایش و اعتبارسنجی عملکرد

آزمون مهار انفجار

آزمون مهار انفجار سختگیرانه‌ترین ارزیابی است که در فرآیند گواهی‌نامه‌دهی به قابلیت ضد انفجار در چراغ‌های قوه انجام می‌شود. آزمایشگاه‌های آزمون، مخلوط‌های گاز خاصی را در محفظه‌های دربسته قرار داده و باعث ایجاد انفجار داخلی می‌شوند تا توانایی مهار انفجار توسط محفظه بررسی شود. محفظه باید انفجار را بدون پارگی در خود نگه دارد و از گسترش شعله از طریق مسیرهای طراحی‌شده برای خروج شعله جلوگیری کند و این عملکرد باید در چرخه‌های مکرر آزمون حفظ شود.

آزمون افزایش دما همراه با آزمون انفجار انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که دمای سطح خارجی در حین و پس از رویدادهای انفجاری در محدوده‌های ایمن باقی بماند. تجهیزات نظارت فشار، توسعه و کاهش فشار داخلی را ثبت می‌کنند تا تخلیه مناسب از طریق سیستم‌های مسیر شعله تأیید شود. چرخه‌های متعدد انفجاری، دوام محفظه را آزمون می‌کنند و تضمین می‌کنند که عملکرد در طول عمر مورد انتظار تحت شرایط عادی و غیرعادی کارکرد، پایدار باقی بماند.

روش‌های بازرسی پس از انفجار، یکپارچگی پوسته، وضعیت مسیر شعله و سلامت قطعات الکتریکی را بررسی می‌کنند تا هرگونه کاهش عملکرد که ممکن است ایمنی آینده را به خطر بیندازد، شناسایی شود. فقط چراغ‌های ضدانفجاری که در طول آزمون‌های گسترده، توانایی حبس کامل انفجار و حفظ حدود دمای قابل قبول را داشته باشند، مجوز تأییدیه برای استفاده در محیط‌های خطرناک دریافت می‌کنند.

ارزیابی دوام محیطی

آزمون‌های محیطی، چراغ‌های ضدانفجار را در شرایطی مورد ارزیابی قرار می‌دهند که شبیه‌ساز محیط‌های کاری واقعی از قبیل دماهای بسیار بالا و پایین، تغییرات رطوبت، مواجهه با مواد شیمیایی و ضربه‌های مکانیکی هستند. آزمون‌های چرخه‌ای دما، یکپارچگی آب‌بندی پوسته و عملکرد الکتریکی را در محدوده دمای عملیاتی که ممکن است در کاربردهای صنعتی مختلف رخ دهد، تأیید می‌کنند. آزمون رطوبت اطمینان حاکم می‌شود که قطعات داخلی در برابر نفوذ رطوبت که ممکن است منجر به خوردگی یا ایجاد خطا در مدارهای الکتریکی شود، محافظت شده باشند.

آزمون سازگاری شیمیایی، مواد پوسته و سیستم‌های آب‌بندی را در معرض مواد شیمیایی صنعتی رایج قرار می‌دهد تا مقاومت آنها در برابر تخریب که ممکن است یکپارچگی ضدانفجار را به خطر بیندازد، تأیید شود. آزمون ضربه و ارتعاش مکانیکی، شرایط حمل‌ونقل و تنش‌های عملیاتی را شبیه‌سازی می‌کند که چراغ‌های دستی ضدانفجار ممکن است در طول استفاده معمول در محیط کار با آن مواجه شوند. فقط دستگاه‌هایی که عملکرد ایمنی خود را در تمامی آزمون‌های محیطی حفظ کنند، مجوز تأییدیه کامل دریافت می‌کنند.

کاربردهای خاص صنعتی

عملیات پتروشیمی و پالایش

تسهیلات پتروشیمی و پالایشگاه‌های نفت به دلیل حضور مداوم هیدروکربن‌های قابل اشتعال و شرایط فرآیندی متغیر، برخی از سخت‌ترین محیط‌ها را برای تورچ‌های ضدانفجار فراهم می‌کنند. این تأسیسات معمولاً به دستگاه‌های دارای گواهی کلاس I تقسیم‌بندی 1 نیاز دارند که قادر به کار در اتمسفرهای حاوی بخارات بنزین، گاز طبیعی، هیدروژن و انواع مشتقات نفتی باشند. تورچ‌های ضدانفجار مورد استفاده در این محیط‌ها باید دارای گواهی‌نامه معتبر برای گروه‌های مختلف گاز و طبقه‌بندی‌های دمایی متعدد باشند.

عملیات نگهداری در تأسیسات پتروشیمی اغلب به راه‌حل‌های قابل حمل برای روشنایی فضاهای محدود، داخل تجهیزات و شرایط اضطراری نیاز دارند. فلاشرهای ضد انفجار که برای این کاربردها طراحی شده‌اند، ویژگی‌های اضافی از جمله سیستم‌های شارژ ذاتاً ایمن، عمر باتری طولانی‌تر و دوام بالاتر در برابر تماس با مواد شیمیایی را شامل می‌شوند. رویه‌های منظم بازرسی و صدور مجدد گواهی، اطمینان از ادامه عملکرد ایمن در طول عمر مفید دستگاه در این محیط‌های پرچالش را فراهم می‌کنند.

معادن و عملیات زیرزمینی

عملیات معدن‌های زیرزمینی نیازمند چراغ‌های قوه انفجارگیر هستند که برای استفاده در محیط‌های دارای گاز متان و گرد و غبار قابل اشتعال زغال سنگ تأیید شده باشند. این محیط‌ها چالش‌های منحصربه‌فردی از جمله رطوبت بسیار بالا، شرایط گرد و غبار ساینده و احتمال تماس با مواد شیمیایی خورنده زهکشی معادن را به همراه دارند. چراغ‌های قوه انفجارگیر مورد تأیید برای معادن باید هم الزامات دسته‌بندی I برای گاز و هم استانداردهای حفاظت دسته‌بندی II در برابر گرد و غبار را برآورده کنند و در عین حال عملکرد قابل اعتمادی در شرایط سخت زیرزمینی داشته باشند.

نیازمندی‌های طراحی چراغ‌قوه‌های ضدانفجار معدنی شامل مقاومت افزایش‌یافته در برابر ضربه، ساختار ضدآب و سیستم‌های نصب تخصصی سازگان‌با تجهیزات ایمنی معدن است. سیستم‌های مدیریت باتری باید نشانگرهای عملکرد قابل اعتماد و قابلیت خاموش‌شدن ایمن (fail-safe) را فراهم کنند تا از انجام عملیات ناایمن در طول شیفت‌های طولانی زیرزمینی جلوگیری شود. الزامات گواهی‌نامه‌دهی اغلب شامل پروتکل‌های آزمون اضافی خاص محیط‌های معدنی و انطباق نظارتی با استانداردهای فدرال ایمنی معادن می‌شود.

معیارهای انتخاب و بهترین روش‌ها

ارزیابی خطر و تطبیق دستگاه

انتخاب مناسب قابل انفجار فلاشرها با ارزیابی جامع خطرات برای شناسایی ریسک‌های جوی خاص و نیازهای عملیاتی آغاز می‌شود. این ارزیابی باید شامل نوع مواد قابل اشتعال موجود، سطح غلظت آنها، دمای اشتعال و طبقه‌بندی گروه‌های انفجاری باشد. فلاشرهای قابل انفجار انتخاب‌شده باید دارای گواهی‌های مربوطه باشند که به‌طور خاص به خطرات شناسایی‌شده پرداخته و حاشیه ایمنی کافی را برای شرایط غیرعادی فراهم کنند.

تحلیل نیازهای عملیاتی شامل ارزیابی نیازهای روشنایی، عمر باتری، شرایط محیطی و الزامات رابط کاربری است. برخی کاربردها ممکن است نیاز به قابلیت عملیات دست‌آزاد داشته باشند، برخی دیگر الگوی پرتو متمرکز برای کارهای بازرسی دقیق نیاز دارند و شرایط پاسخ به حوادث احتمالاً به روشنایی با شدت بالا و سیستم‌های پشتیبان مطمئن نیازمندند. چراغ‌های قوه انفجارگیر انتخاب‌شده باید تمامی الزامات عملیاتی مشخص‌شده را برآورده کنند یا از آنها فراتر روند و در عین حال دارای مجوزهای کامل ایمنی باشند.

رویه‌های نگهداری و بازرسی

نگهداری از چراغ‌های ضد انفجار نیازمند رعایت دقیق مشخصات سازنده و الزامات مقرراتی است تا عملکرد ایمنی به‌طور مداوم تضمین شود. برنامه‌های منظم بازرسی باید تمامیت پوسته، وضعیت آب‌بندی‌ها، اتصالات الکتریکی و علامت‌گذاری‌های مجوز را بررسی کنند تا هرگونه فرسودگی که ممکن است قابلیت ضد انفجار را تحت تأثیر قرار دهد، شناسایی شود. رویه‌های تعویض باتری باید مطابق با پروتکل‌های خاصی انجام شوند تا از آلوده شدن محفظه‌های درزگیرشده جلوگیری شده و تمامیت عایق‌بندی الکتریکی حفظ گردد.

مستندات مورد نیاز شامل سوابق نگهداری، گزارش‌های بازرسی و پیگیری گواهی‌ها برای اثبات انطباق مستمر با استانداردهای ایمنی می‌شود. برنامه‌های آموزشی برای پرسنل نگهداری باید تکنیک‌های صحیح دست‌زدن، معیارهای بازرسی و محدودیت‌های تعمیر را پوشش دهند تا از کاهش غیرعمدی ایمنی جلوگیری شود. بسیاری از تأسیسات، سیستم‌های مدیریت نگهداری رایانه‌ای را برای پیگیری چراغ‌های قوه انفجارگیر در طول عمر مفیدشان به کار می‌گیرند و تعویض به موقع آن‌ها را قبل از کاهش عملکرد ایمنی تضمین می‌کنند.

سوالات متداول

تفاوت بین چراغ‌های قوه ضد انفجار و چراغ‌های قوه ذاتاً ایمن چیست؟

چراغ‌های قوه ضد انفجار ذاتی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که انرژی الکتریکی را به سطحی محدود می‌کنند که حتی در شرایط خطا نیز برای ایجاد جرقه و اشتعال کافی نباشد، در حالی که چراغ‌های قوه ضد انفجار به گونه‌ای ساخته شده‌اند که بتوانند انفجار داخلی را مهار کنند و از انتشار شعله به فضای خارجی جلوگیری نمایند. دستگاه‌های ذاتاً ایمن معمولاً قابلیت توان پایین‌تری دارند اما می‌توانند در محیط‌های حساس‌تری استفاده شوند، در حالی که چراغ‌های قوه ضد انفجار نوردهی بالاتری ارائه می‌دهند اما نیازمند پوسته‌های مقاوم برای مهار هستند. انتخاب بین این روش‌های محافظتی به نتایج تحلیل خطر خاص و الزامات عملیاتی هر کاربرد بستگی دارد.

چراغ‌های قوه ضد انفجار چند وقت یک بار باید مجدداً گواهی‌سازی یا تعویض شوند؟

بیشتر قابل‌انفجار‌نگهدار (فلش‌لایت‌های ضدانفجار) نیازی به احراز مجدد رسمی مجوز ایمنی ندارند، مگر اینکه تحت تعمیر یا اصلاحی قرار گیرند که ممکن است عملکرد ایمنی آن‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. با این حال، برنامه‌های بازرسی دوره‌ای باید یکپارچگی پوسته، وضعیت درزبندی‌ها و خوانایی علامت‌گذاری‌های مربوط به گواهی‌نامه را بر اساس توصیه‌های سازنده و رویه‌های ایمنی تسهیلات تأیید کنند. فواصل تعویض بستگی به شرایط استفاده و نتایج بازرسی دارد؛ اما بسیاری از تسهیلات حداکثر عمر خدماتی ۵ تا ۱۰ ساله را برای تجهیزات ایمنی حیاتی — صرف‌نظر از ظاهری که دارند — تعیین می‌کنند تا اطمینان از قابلیت اطمینان پیوسته فراهم شود.

آیا می‌توان فلش‌لایت‌های استاندارد را از طریق اصلاح به وضعیت ضدانفجار تبدیل کرد؟

چراغ‌های قابل حمل استاندارد را نمی‌توان از طریق تغییرات محلی یا لوازم جانبی پس از فروش به‌صورت ایمن به وضعیت ضدانفجار تبدیل کرد. گواهی ضدانفجار مستلزم آزمون جامعی از کل مجموعه دستگاه است که شامل طراحی پوسته، قطعات الکتریکی، مدیریت حرارتی و ساختار مسیر شعله می‌شود. هرگونه تغییر در چراغ‌های ضدانفجار دارای گواهی، باعث باطل شدن گواهی ایمنی آنها شده و ممکن است در محیط‌های خطرناک شرایط بالقوه خطرناکی ایجاد کند. تنها دستگاه‌های دارای گواهی کارخانه‌ای باید در مکان‌های خطرناک طبقه‌بندی‌شده مورد استفاده قرار گیرند.

برای حفظ گواهی ضدانفجار چه نوع نگهداری مورد نیاز است؟

حفظ گواهی ضد انفجار مستلزم پیروی دقیق از رویه‌های تعمیر و نگهداری سازنده، استفاده صرفاً از قطعات تعویضی مورد تأیید و اجتناب از هرگونه تغییری است که ممکن است بر عملکرد ایمنی تأثیر بگذارد. برای تمیزکاری منظم باید از حلال‌های مورد تأیید استفاده شود که باعث تخریب مواد پوسته یا سیستم‌های آب‌بندی نشوند و تعویض باتری باید مطابق رویه‌های خاصی انجام شود تا عایق‌بندی الکتریکی حفظ گردد. بازرسی‌های پوسته باید به منظور تشخیص ترک‌ها، خوردگی یا آسیب‌های احتمالی که ممکن است یکپارچگی مهار را تضعیف کنند انجام شود و در صورت مشاهده هر شرایط مشکوک، دستگاه بلافاصله باید از محیط خطرناک خارج شود تا زمانی که ارزیابی تخصصی انجام شود.