تعامل معظم مواصفات المشتريات المنطقة 1 والمنطقة 2 كمستويات مخاطر متجاورة على نفس مخطط التصنيف، ولكن المسافة الهندسية بينهما تملي هياكل معدات مختلفة جوهريًا، وأعباء صيانة، وملفات تكلفة إجمالية. إذا كان مشروعك يطبق معدات المنطقة 2 حيث تتطلب تقييم المنطقة 1 أغلفة مقاومة للانفجار، فقد لا تظهر فجوة الامتثال حتى تدقيق ما قبل التشغيل - وعند هذه النقطة تكون تكلفة التصحيح أعلى بمرتبة من حجم اختلاف المواصفات الأولي. تفحص هذه المقالة طريقة الحماية، والشهادات، والتركيب، وفروقات تكلفة دورة الحياة التي تحدد أي فئة معدات تنتمي إلى كل منطقة، بالاعتماد على ثلاثة عقود من الخبرة في التصنيع وتسليم المشاريع عبر النفط والغاز والكيماويات و الأدوية المواقع.
كيف يحدد تصنيف المنطقة طرق حماية المعدات
يصف تصنيف المنطقة احتمالية ومدة وجود جو قابل للاشتعال، وتحدد هذه الاحتمالية مباشرة مفهوم الحماية. تُعرّف المنطقة 1 بأنها منطقة من المحتمل أن يحدث فيها جو غازي متفجر في التشغيل العادي. المنطقة 2 هي منطقة من غير المحتمل أن يحدث فيها جو غازي متفجر في التشغيل العادي، وإذا حدث، فسيستمر لفترة قصيرة فقط.
النتيجة العملية هي أن معدات المنطقة 1 يجب أن تحتوي على انفجار داخلي، أو تحد من الطاقة، أو تمنع الجو القابل للاشتعال من الوصول إلى مصادر الاشتعال حتى عندما تعمل المعدات بشكل طبيعي ويكون الغاز موجودًا. أغلفة مقاومة للانفجار (Ex d) هي الحل الأكثر شيوعًا للمنطقة 1: تم تصميم الغلاف لتحمل انفجار غاز داخلي وإخماد اللهب أثناء مروره عبر مسار اللهب المصقول بحيث لا يشتعل الجو الخارجي أبدًا. تُستخدم أيضًا تصميمات الأمان المتزايد (Ex e)، التي تزيل الأقواس والأسطح الساخنة بالتصميم بدلاً من احتوائها، في المنطقة 1 للإضاءة و صناديق الطرفيات ولكنها تتطلب ضوابط تركيب أكثر صرامة.
تعمل معدات المنطقة 2 تحت افتراض مختلف: الجو القابل للاشتعال موجود فقط في ظل ظروف غير طبيعية. يُسمح بطرق الحماية مثل Ex n (غير مسببة للشرر) أو Ex ec (متغير أقل تقييدًا للأمان المتزايد) لأن التداخل الإحصائي بين عطل المعدات وإطلاق الغاز منخفض بشكل مقبول. لا يلزم وجود مسار لهب. الأغلفة أخف وزنًا، وترتيبات دخول الكابلات أبسط، وتنخفض التكلفة لكل وحدة بشكل كبير.
لقد رأيت هذا التمييز يتجلى في موقع مصفاة واحد حيث تطلبت منطقة محرك مضخة المنطقة 1 مفاتيح فصل Ex d مع مسارات لهب مصقولة وتباعد مسامير لا يقل عن 6 مم على الأغطية، بينما الأجهزة في المنطقة 2 صناديق التوصيل على بعد 20 مترًا استخدمت أغلفة Ex e بأغطية محكمة الغلق. اجتاز كلا التركيبين فحصًا من طرف ثالث، لكن تكلفة أجهزة المنطقة 1 كانت أعلى بحوالي 2.5 مرة لكل وحدة. لم يكن الفرق هو الإفراط في الهندسة - بل كان يتوافق مباشرة مع دراسة تشتت الغاز التي وضعت أختام المضخة داخل محيط المنطقة 1.
الشهادات والعلامات: ما تتطلبه المنطقة 1 والمنطقة 2
الشهادات هي المكان الذي تخطئ فيه العديد من مقارنات المناقصات لأن المشترين يقارنون وجود الشهادة بدلاً من نطاق الشهادة. تغطي شهادة المنطقة 1 تطبيق المنطقة 2 بموجب إطار عمل IEC 60079، ولكن العكس ليس صحيحًا أبدًا. عندما يقدم مصنع معدات "معتمدة للمنطقة 2"، يكون هيئة الاعتماد قد تحققت فقط من أن التصميم يلبي المتطلبات المخفضة لمفاهيم الحماية مثل Ex nA أو Ex nR أو Ex ec. لم يتم اختبار المعدات لتحمل انفجار داخلي أو تحمل متطلبات مسار اللهب لـ Ex d.
علامة المعدات تحكي القصة كاملة. يحمل غلاف المنطقة 1 Ex d علامة مثل Ex db IIC T6 Gb، حيث يشير "db" إلى مستوى حماية مقاوم للانفجار مناسب للمنطقة 1، ويغطي "IIC" أوسع مجموعة غاز بما في ذلك الهيدروجين والأسيتيلين، ويحد "T6" درجة حرارة السطح عند 85 درجة مئوية، و"Gb" يشير إلى مستوى حماية المعدات للمنطقة 1. قد تقرأ المنطقة 2 المكافئة Ex ec IIC T4 Gc. الأحرف "ec" و"Gc" هي الأحرف الحاسمة: فهي تخبر مفتش التركيب أن هذه المعدات غير مصنفة للمنطقة 1، بغض النظر عن شكل الغلاف خارجيًا.
عبر المشاريع التي دعمها فريقنا، فإن أكثر اكتشافات الشهادات تكرارًا أثناء اختبار قبول المصنع هو أن المواصفات أدرجت "Ex d IIB T4" لمنطقة المنطقة 1 ولكن الغاز الموجود كان هيدروجين، والذي يتطلب IIC. الأكثر شيوعًا هو أن حزمة المشتريات خلطت بين معدات المنطقة 1 والمنطقة 2 دون التحقق من أن عناصر المنطقة 2 تحمل شهادة تعلن صراحة عن مستوى الحماية Gc. إذا كان مشروعك يتضمن مناطق مختلطة، فاطلب شهادة IECEx أو ATEX الكاملة لكل بند وافحص حرف EPL قبل قبول عرض الأسعار.
اختلافات التركيب ودخول الكابلات التي تؤثر على تكلفة المشروع
يكشف اختيار غدة الكابل عن حدود المنطقة بشكل أوضح من أي تصنيف غلاف. تتطلب معدات المنطقة 1 Ex d غدة كابل مقاومة للانفجار تحافظ على سلامة مسار اللهب عند نقطة الدخول. يجب أن تحمل الغدة نفس شهادة Ex d مثل الغلاف، ويجب على المثبت التحقق من أن حاجز المركب أو الختم المرن يلبي نفس مجموعة الغاز وفئة درجة الحرارة. عندما يكون الكابل مدرعًا، يجب أن تقوم الغدة أيضًا بإنهاء الدرع والحفاظ على مسار اللهب في نفس الوقت. هذه الغدد هي مكونات مصقولة ذات أطوال وقطر مسار لهب متحكم بها - فهي غير قابلة للتبديل مع الغدد الصناعية المقاومة للعوامل الجوية.
تقبل معدات المنطقة 2 Ex e أو Ex n غدد الأمان المتزايد أو، في كثير من الحالات، الصناعية القياسية موصلات الكابل مصنفة لمستوى الحماية من الدخول. يبلغ فرق التكلفة لكل نقطة دخول عادةً 3 إلى 5 أضعاف، وعلى لوحة توزيع بها 20 مدخل كابل، يمكن لهذا الفرق وحده أن يحول تكلفة التركيب بمقدار عدة آلاف من الدولارات.
بالإضافة إلى الغدة، تختلف ممارسات الأسلاك. تتطلب صناديق طرفية المنطقة 1 Ex e أن يحافظ كل إنهاء موصل على مسافات الزحف والخلوص المحددة بموجب معيار الأمان المتزايد. صناديق طرفية غير مسببة للشرر في المنطقة 2 لديها متطلبات تباعد أقل تقييدًا. وقت عمالة التركيب والفحص لدوائر المنطقة 1 أعلى بشكل ملحوظ - وهو شيء يجب على مقدري EPC التقاطه في بنود التكلفة غير المباشرة بدلاً من دفنه في بدل لكل وحدة لا يميز بين المناطق.
تداخل مواد الغلاف والبيئة
يحدد تصنيف المنطقة طريقة الحماية من الانفجار، ولكن البيئة المحيطة - رذاذ الملح، chemical التعرض، درجات الحرارة القصوى - تحدد مادة الغلاف. في المنصات البحرية حيث تشمل مجموعات الغازات في المنطقة 1 عادةً IIC (الهيدروجين من غرف البطاريات) و IIB (أبخرة الهيدروكربونات في الأجزاء العلوية)، فإن اختيار مادة الغلاف مدفوع بمقاومة التآكل بقدر ما هو مدفوع بالحماية من الانفجار.
تخدم أغلفة سبائك الألومنيوم الخالية من النحاس مع الأسطح المطلية بالمسحوق غالبية التطبيقات في المنطقة 1 والمنطقة 2 على اليابسة وتوفر حماية من دخول IP66 مع مقاومة تآكل WF2 عند تحديدها بشكل صحيح. تقدم مكتبة منتجاتنا سلسلتي لوحات التوزيع HRMD92 و HRMD93 بهذه المادة، وقد قمنا بشحن هذه الأغلفة إلى مواقع من مزارع خزانات الصحراء إلى محطات المواد الكيميائية الاستوائية دون مطالبات ضمان متعلقة بالتآكل خلال فترة مراقبة مدتها عشر سنوات.
يدخل الفولاذ المقاوم للصدأ في المواصفات عندما يحتوي الجو الخارجي على كلوريدات بتركيزات تهاجم الألومنيوم. تقع الأجزاء العلوية البحرية ومحطات الغاز الطبيعي المسال الساحلية ومناطق التحميل الرصيفية ضمن هذه الفئة. تستخدم سلسلة صناديق التوصيل BXJ-S أغلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L لهذه التركيبات بالضبط. تبلغ العلاوة على تكلفة المواد مقارنة بالألومنيوم حوالي 60 إلى 80 بالمائة، ولكنها تلغي الاستبدال الدوري للغلاف الذي سيتطلبه الألومنيوم في بيئة المنطقة 1 المشبعة بالملح.
أحد خيارات المواد التي تخلق نقطة قرار حقيقية بين المنطقة 1 والمنطقة 2 هو البوليستر المقوى بالألياف الزجاجية (GRP). توفر أغلفة GRP مقاومة ممتازة للتآكل بتكلفة أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ، وهي تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات المنطقة 2 والمنطقة 22 (الغبار القابل للاشتعال). لا يتم عادةً اعتماد GRP للبناء المقاوم للهب Ex d، لذا فإن استخدامه في المنطقة 1 يقتصر على تصميمات الأمان المتزايد Ex e مثل BXM(D)8050 صناديق توزيع الإضاءة في نطاق منتجاتنا. إذا كانت مواصفات المنطقة 1 الخاصة بك تتطلب حماية مقاومة للهب، فإن GRP يسقط من قائمة المواد ويضيق الاختيار إلى الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ.
عندما تصبح معدات المنطقة 2 الخيار التجاري الأذكى
يمكن للمناقشة الفنية أن تعطي انطباعًا بأن معدات المنطقة 1 هي دائمًا الخيار الأكثر أمانًا أو الأكثر تحفظًا، ولكن هذا المنطق ينهار تحت قيود ميزانية المشروع. توجد معدات المنطقة 2 لأن تحليل المخاطر حدد أن احتمالية وجود جو قابل للاشتعال لا تبرر بنية مقاومة اللهب الكاملة، وتحديد معدات المنطقة 1 في مناطق المنطقة 2 يزيد من النفقات الرأسمالية دون فائدة سلامة مقابلة.
تكون الحالة التجارية لمعدات المنطقة 2 أقوى في التركيبات ذات المساحات الكبيرة حيث تؤكد دراسة تشتت الغاز على تصنيف المنطقة 2: إضاءة محيط مزرعة الخزانات، ومراوح تهوية مأوى الضاغط، وصناديق توصيل الكابلات على طول رفوف الأنابيب هي أمثلة نموذجية. استبدال مصباح غامر للمنطقة 1 Ex d بمصباح غامر للمنطقة 2 Ex nR في مزرعة خزانات بها 40 عمودًا يقلل من تكلفة حزمة الإضاءة بشكل كبير، وتدعم حالة السلامة بالكامل رسم تصنيف المنطقة الخطرة.
إذا كان مشروعك يشمل كلا المنطقتين، فإن توحيد طلب المعدات مع الشركة المصنعة التي تنتج منتجات معتمدة للمنطقة 1 والمنطقة 2 يبسط حزمة الوثائق ويلغي توجيه أصابع الاتهام الذي يحدث عندما يدعي موردان أن الواجهة هي مسؤولية الآخر. يمكن لمورد واحد أيضًا تجميع خزانات التوزيع المختلطة المناطق في المصنع - على سبيل المثال، حجرة دخول رئيسية للمنطقة 1 Ex d مع دوائر خروج للمنطقة 2 Ex e - مما يقلل من وقت التجميع الميداني ويتجنب غموض الاعتماد للتركيبات المبنية في الموقع.
أسئلة شائعة حول اختيار معدات المنطقة 1 والمنطقة 2
هل يمكنني تثبيت معدات معتمدة للمنطقة 2 في منطقة المنطقة 1 إذا أضفت تدابير سلامة إضافية؟
لا. التدابير الخارجية الإضافية - الكشف عن الغاز، التشابك مع التهوية، الإجراءات الإدارية - لا تغير اعتماد المعدات. يتم تحديد مستوى أداء المعدات (EPL) (Gb للمنطقة 1، Gc للمنطقة 2) من خلال مفهوم الحماية المدمج في المعدات والذي تم التحقق منه من قبل هيئة الاعتماد. يظل مصباح المنطقة 2 Ex n جهاز Gc بغض النظر عن عدد كاشفات الغاز المثبتة في المنطقة. المسار الوحيد المقبول لاستخدام معدات المنطقة 2 في المنطقة 1 هو إذا كانت المعدات نفسها تحمل اعتمادًا مزدوجًا لكلا مستويي الحماية، وهو أمر نادر للغاية وسيتم ذكره صراحةً في الشهادة.
كم تزيد تكلفة معدات المنطقة 1 المقاومة للانفجار مقارنة بالمنطقة 2؟
يعتمد المضاعف على فئة المنتج. بالنسبة للإضاءة، عادةً ما يكلف مصباح غامر للمنطقة 1 Ex d 2 إلى 2.5 مرة ضعف تكلفة مصباح غامر مكافئ للمنطقة 2 Ex n. بالنسبة للوحات التوزيع، يمكن أن تصل النسبة إلى 3 إلى 4 مرات لأن الغلاف المقاوم للهب يتطلب أقسام جدار أسمك، ومسارات لهب مصنعة، ومكونات دخول كابلات معتمدة. فجوة التكلفة الإجمالية المثبتة أوسع من ذلك بمجرد حسابك لغدد الكابلات المقاومة للهب وساعات الفحص الإضافية. في خبرتنا بالمشاريع، فإن نهج المناطق المختلطة - أجهزة المنطقة 1 فقط حيث يتطلب رسم التصنيف ذلك، والمنطقة 2 في أماكن أخرى - يقلل من التكلفة الإجمالية للحزمة الكهربائية بنسبة 20 إلى 30 بالمائة مقارنة بمواصفات المنطقة 1 الشاملة.
ماذا يحدث إذا وجد مفتش معدات المنطقة 2 مثبتة في منطقة المنطقة 1؟
سيصدر المفتش تقرير عدم مطابقة وسيتم وضع علامة على المعدات للاستبدال قبل أن تحصل المنشأة على تصريح التشغيل الخاص بها. هذا ليس ملاحظة بسيطة يمكن إغلاقها بإضافة تقييم للمخاطر. اعتماد المعدات لا يدعم تشغيل المنطقة 1، ولا يملك المفتش سلطة تقديرية لقبوله. تشمل تكلفة الاستبدال ليس فقط الأجهزة ولكن أيضًا عمالة التركيب، وإعادة التوصيل، وإعادة الفحص، وتأخير الجدول الزمني - وكلها تتضاعف إذا تم العثور على عدم المطابقة أثناء ما قبل التشغيل بدلاً من مرحلة مراجعة تقديم المعدات. لهذا السبب ننصح مقاولي EPC بتقديم الشهادة الكاملة، وليس فقط ورقة البيانات، أثناء دورة الموافقة.
هل يتغير متطلب فئة درجة الحرارة بين المنطقة 1 والمنطقة 2؟
اختيار فئة درجة الحرارة يعتمد على الغاز أو البخار الموجود، وليس على المنطقة. يتطلب الهيدروجين T1 (درجة حرارة سطح قصوى 450°C)، ولكن في الممارسة العملية يتم تحديد معدات مصنفة T6 (85°C) لأنها تفي بمواصفات السائقين LED والمكونات الإلكترونية في معدات Ex الحديثة بالفعل T6 أو T5 بدون تكلفة إضافية. تؤثر المنطقة على المفاهيم الوقائية المتاحة، ولكن بمجرد اختيار مفهوم الحماية، فإن متطلبات فئة درجة الحرارة لغاز معين تكون متطابقة في المنطقة 1 والمنطقة 2. يتطلب الأسيتيلين دائمًا T2 أو أفضل بغض النظر عن المنطقة التي يشغلها. الفرق العملي هو أن حاويات Ex d في المنطقة 1 لها كتلة حرارية أكبر وقد تعمل بشكل أبرد تحت نفس حمولة الحرارة الداخلية، مما قد يجعل تحقيق T6 أسهل في المنطقة 1 من مصباح Ex n مضغوط في المنطقة 2 مع مساحة سطح أقل لتبديد الحرارة.
هل من الآمن ببساطة تحديد معدات المنطقة 1 لجميع المناطق الخطرة؟
ليس بالضرورة. تقديم مواصفة عامة للمنطقة 1 يسبب مشاكله الخاصة. معدات المنطقة 1 أثقل، مما يعقد التركيب الهيكلي على رفوف الأنابيب ومنصات الأوعية. تزيد أحجام الحاويات الأكبر من الحجم الداخلي للغاز الذي يجب تطهيره أو إخماده في أنظمة الضغط (Ex p). تستغرق مهام الصيانة وقتًا أطول لأن حاويات Ex d تتطلب تسلسلات محددة لربط البراغي والتحقق من فجوة مسار اللهب عند استبدال الأغطية. لا تؤدي أي من هذه العوامل إلى تحسين السلامة في منطقة 2 — فهي تضيف عبء عملياتي بدون مبرر لتقليل المخاطر. النهج الأكثر أمانًا هو اتباع رسم تصنيف المنطقة الخطرة بدقة: معدات المنطقة 1 في المنطقة 1، معدات المنطقة 2 في المنطقة 2.
بالنسبة للمشاريع التي يُظهر فيها رسم تصنيف المنطقة الخطرة مناطق مختلطة، فإن دمج معدات مقاومة الانفجار لكل من المنطقة 1 والمنطقة 2 مع شركة مصنّعة تحمل شهادة لكلتا الفئتين يُبسط حزمة الموافقة ويقضي على فجوات الواجهة. أرسل قائمة معداتك وبيانات تصنيف المنطقة إلى gm*@***om.com أو اتصل على +86 21 39977076، وسيؤكد فريق الهندسة لدينا طريقة الحماية الصحيحة لكل رقم علامة قبل تقديم العرض.
إذا كنت مهتمًا، اطلع على هذه المقالات ذات الصلة:
عقدت Warom مؤتمر تكريم الموظف المتميز لعام 2024
صمامات الملف الكهرضغطيسي المقاومة للانفجار: تحكم سلامة خطوط أنابيب الغاز
المصنع الجديد لـ WAROM MENA
علب طرف تمنع الانفجار: securing أداء اتصالات كابلات الأجهزة
مع أكثر من عقد من الخبرة، هو مهندس كهربائي مقاوم للانفجار متمرس متخصص في تصميم وتصنيع منتجات السلامة ومقاومة الانفجار. يمتلك خبرة عميقة في مجالات رئيسية بما في ذلك أنظمة مقاومة الانفجار، إضاءة الطاقة النووية، السلامة البحرية، حماية من الحرائق، وأنظمة التحكم الذكية. في شركة Warom Technology Incorporated، يشغل مناصب قيادية مزدوجة كمهندس نائب رئيس أول internationales للأعمال ورئيس قسم البحث والتطوير الدولي، حيث يشرف على مبادرات البحث والتطوير ويضمن تقديم وثائق التصميم بدقة للمشروعات الدولية. ملتزم بتعزيز السلامة الصناعية العالمية، يركز على ترجمة التقنيات المعقدة إلى حلول عملية، لمساعدة العملاء في تطبيق أنظمة تحكم أكثر أماناً وذكاءً وموثوقية حول العالم.
Qi Lingyi