مراوح بحرية مقاومة للانفجار لمناطق التهوية الخطرة

المناطق البحرية الخطرة تمثل تحديًا يتغاضى عنه معظم أدلة اختيار المعدات: يجب أن تلبي مراوح التهوية معايير الحماية من الانفجار ومتطلبات المجتمع التصنيفي في بيئات مملحة ومتحركة باستمرار. المراوح البحرية المقاومة للانفجار ليست ببساطة مراوح صناعية تحمل تصنيف Ex. فهي فئة مميزة حيث يجب تقييم سلامة العلبة، متانة المادة، ونطاق الشهادة معًا. خلال ثلاثين عامًا من دعم المشاريع البحرية والبحرية الخارجية، رأيت مرارًا وتكرارًا فرق المشاريع تتعامل مع مواصفات المروحة كاختيار روتيني لمعدات المناطق الخطرة، فقط لمواجهة فجوات الامتثال أثناء مراجعة المجتمع التصنيفي، أو فشل التآكل خلال أول ثمانية عشر شهرًا من الخدمة.

تصنيف المنطقة البحرية وتأثيره على حماية المروحة من الانفجار

نقطة البداية لأي مواصفة لمروحة بحرية ليست المروحة نفسها بل تصنيف المنطقة الخطرة للمساحة التي تخدمها. تتبع التركيبات البحرية IEC 60079-10-1 لمناطق الغاز والبخار، لكن الترتيب الفيزيائي للسفينة يضيف تعقيدات لا تلتقطها التصنيفات البرية. قد تخدم مروحة تهوية غرفة محرك على سفينة حفر في منطقة مصنفة كمنطقة 1 تحت ظروف التشغيل العادية، ولكن مع حدود المنطقة 2 التي تتغير اعتمادًا على حالة نظام التهوية. إذا فشلت المروحة، يمكن أن يتغير تصنيف المنطقة نفسه.

هذا الاعتماد المتبادل يعني أن طريقة حماية المروحة من الانفجار يجب أن تظل صالحة تحت سيناريوهات التهوية العادية والمتدهورة. العلب المقاومة للهب Ex d شائعة لمحركات المراوح في المنطقة 1 لأنها تحتوي على أي انفجار داخلي وتمنع انتقال اللهب إلى الجو المحيط. تصاميم السلامة المعززة Ex e يمكن أن تعمل في تطبيقات المنطقة 2 حيث يكون خطر وجود جو قابل للاشتعال أقل، وتعمل المروحة باستمرار، مع الحفاظ على ضغط إيجابي. في الممارسة، تعتمد معظم المشاريع البحرية التي عملت عليها على تصنيف Ex d لمراوح التهوية في غرف المحركات والمضخات، حتى عندما قد يسمح تصنيف المنطقة 2 تقنيًا باستخدام Ex e، لأن عواقب التصنيف الخاطئ تكون ببساطة عالية جدًا.

يستحق تصنيف درجة الحرارة نفس القدر من الاهتمام. تتراوح أنواع وقود السفن وغازات الشحن من الفئة IIA إلى IIB، مع مخاطر مرتبطة بالهيدروجين تدفع إلى الفئة IIC في غرف البطاريات وبعض مناطق الشحن. قد يكون محرك المروحة المصنف بدرجة حرارة T3، مع درجة حرارة سطح قصوى تبلغ 200°C، مناسبًا لبيئات بخار الديزل، لكنه غير كافٍ للمساحات التي تتواجد فيها غازات ذات درجة اشتعال تلقائي أقل. نحتاج إلى T4، المصنفة عند 135°C، أو أقل لمعظم تطبيقات التهوية البحرية، كجزء من الممارسة الهندسية وليس فقط للامتثال للحد الأدنى من الكود، خاصة لأن الفرق في التكلفة صغير وهو يوفر هامش أمان كبير.

متطلبات المجتمع التصنيفي لشهادة المروحة البحرية

شهادات IECEx و ATEX تثبت أن المروحة تلبي متطلبات حماية الانفجار. لكنها لا تلبي، بمفردها، متطلبات المجتمع التصنيفي. كل من CCS، BV، DNV، ABS، وسجل لويدز يحتفظون بأطر اعتماد خاصة بهم للمعدات البحرية المثبتة على السفن التي ترفع علمهم أو المصنفة وفقًا لقواعدهم. هذا يخلق طبقة من الوثائق التي تفاجئ العديد من المشترين البحريين لأول مرة.

عادةً ما يتطلب عملية الاعتماد من الشركة المصنعة تقديم شهادة IECEx أو ATEX الخاصة بالمروحة مع رسومات ميكانيكية مفصلة، وشهادات المواد لجميع المكونات المعدنية التي تتلامس مع تيار الهواء، وأدلة على اختبار الاهتزاز. تقوم المجتمع التصنيفي بمراجعة هذه المستندات وفقًا لقواعدها المنشورة، والتي غالبًا ما تضيف متطلبات تتجاوز معيار حماية الانفجار. قد تحدد قواعد DNV سمك الحد الأدنى لعلب المعدات المثبتة على الأسطح المكشوفة، والذي يتجاوز ما تتطلبه شهادة ATEX وحدها. قد تتطلب BV اختبارات تآكل برذاذ الملح إضافية تتجاوز ما يوحي به تصنيف IP66.

ما يحتاجه فرق المشاريع فهمه هو أن هذا الاعتماد ليس تلقائيًا. يمكن أن يتم رفض مروحة تحمل كل من شهادتي IECEx و ATEX من قبل المجتمع التصنيفي إذا كانت وثائق تتبع المواد غير مكتملة، أو إذا لم يتطابق ترتيب مدخل الكابل مع الممارسة البحرية الخاصة بالسفينة المحددة. في أحد مشاريع المنصات البحرية التي دعمناها، كان على إعادة تقديم وثائق حزمة التهوية بالكامل لأن التقديم الأصلي أشار إلى IEC موصلات الكابل بينما كانت مواصفة التركيب تتطلب محابس نحاسية مطلية بالنيكل من الدرجة البحرية مع شهادات مقاومة التآكل المحددة. استغرقت التأخير ثلاثة أسابيع. الفرق الفني كان صفرًا. فجوة الوثائق كانت كل شيء.

اختيار مادة العلبة لخدمة المروحة البحرية ذات المياه المالحة

قرار مادة العلبة هو حيث يلتقي الهندسة بالاقتصاد، وهو أيضًا المكان الذي أرى فيه أوسع فجوة بين منطق الشراء والواقع التشغيلي. تهيمن علب الألمنيوم المصنوعة من سبائك الألمنيوم المطلية بالبودرة على السوق لأنها توفر نسبة قوة إلى وزن مناسبة وتكلفة أقل. بالنسبة لمراوح التهوية في غرف المحركات على السفن ذات البيئات الداخلية المضبوطة، فإن الألمنيوم خيار سليم تمامًا بشرط أن يكون نظام الطلاء مصنفًا لمستوى الرطوبة والملوحة المتوقع خلال عمر الخدمة للمعدات.

تظهر المشكلة على الأسطح المفتوحة، وعلى رؤوس وحدات FPSO، وفي أي مكان تواجه فيه علبة المروحة رش الملح المباشر. هنا، يتقلص ميزة تكلفة الألمنيوم بسرعة بمجرد حساب عبء الصيانة. تكلف علب الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أكثر مقدمًا، لكنها تقضي تمامًا على وضع فشل تدهور الطلاء. في مشروع قمنا بتوريده لسفن تركيب طاقة الرياح البحرية في بحر الشمال، طلبت المواصفة علب مروحة من الفولاذ المقاوم للصدأ من البداية. تعلم فريق المشروع من سفينة سابقة حيث كانت علب المراوح المصنوعة من الألمنيوم بحاجة إلى إعادة الطلاء بعد ثلاث سنوات. كانت عملية إعادة الطلاء تتطلب إزالة المراوح وإرسالها إلى البر، مما يكلف أكثر بكثير من الترقية الأولية للمادة.

تحتوي حاويات GRP على وسط مفيد لمهام محددة. فهي تقاوم chemical الهجوم بشكل أفضل من الخيارين المعدنيين وتزن أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ. المقايضة هي مقاومة الصدمات الميكانيكية. يتطلب غطاء مروحة GRP في منطقة منصة الطائرة، حيث تكون الأجسام الساقطة مخاطرة معقولة، حماية إضافية أو التحول إلى الفولاذ المقاوم للصدأ. لا يوجد مادة مثالية عالمياً، فقط المادة الأفضل لموقع التركيب المحدد وقيود الوصول للصيانة.

إذا كان برنامجك يتضمن مراوح لمواقع متعددة للسفن مع مستويات تعرض مختلفة، فمن الجدير تأكيد مواصفات المادة لكل موضع تركيب فردي قبل توحيد الطلب. تواصل مع gm*@***om.com مع ترتيب سطحك ويمكننا تقييم مواقع المراوح التي تستدعي ترقية المادة.

معايير أداء الهواء في تصميم تهوية المناطق الخطرة

إحباط شائع في مشاريع التهوية البحرية هو اكتشاف أن منحنى أداء الهواء لمروحة مقاومة للانفجار يختلف عن نظيره غير المعتمد، أحياناً بشكل كبير. يضيف الغطاء المقاوم للهب حجم داخلي وقيود تدفق تقلل من كفاءة المروحة الهوائية. قد تكون المروحة المختارة بناءً على تدفق الهواء ومتطلبات الضغط الساكن التي تم حسابها من تصميم نظام التهوية أقل من المطلوب عند أخذ البناء المقاوم للانفجار في الاعتبار.

التسلسل الصحيح هو إنهاء تصميم نظام التهوية أولاً، تحديد تدفق الهواء المطلوب عند الضغط الساكن التشغيلي، ثم استشارة منحنيات أداء المروحة من قبل الشركة المصنعة للمروحة للبناء الخاص بمقاومة الانفجار. لا تختار مروحة بناءً على قطر المروحة وقوة المحرك من كتالوج غير معتمد على مقاومة الانفجار وتفترض أن النسخة المعتمدة ستؤدي بشكل مماثل. لن يكون الأمر كذلك. قد يحتاج المحرك إلى تكبير حجمه بحجم إطار واحد لتوفير نفس أداء الهواء من خلال الغطاء المقاوم للهب، وهذا بدوره يؤثر على حساب فئة درجة الحرارة لأن محرك أكبر يعمل بحمل معين قد ينتج درجة حرارة سطح أعلى في ظروف خطأ معينة.

كفاءة المحرك تتفاعل أيضاً مع فئة درجة الحرارة بطرق غير واضحة من بيانات الكتالوج. محرك عالي الكفاءة يعمل ضمن حموله المصنفة ينتج حرارة ضائعة أقل ويمكنه بسهولة تلبية متطلبات فئة درجة الحرارة T4 أو T5 عند درجة حرارة محيط معينة. للتركيبات البحرية في خليج الشرق الأوسط أو جنوب شرق آسيا، حيث تتجاوز درجات الحرارة المحيطة 40°C بشكل منتظم، يجب تحديد محرك المروحة لدرجة حرارة محيط أعلى، عادة 55°C أو 60°C، ويجب التحقق من فئة درجة الحرارة عند ذلك المحيط المرتفع. لا تنشر جميع الشركات المصنعة بيانات فئة درجة الحرارة عند درجات حرارة مرتفعة. نوفر ذلك كمعيار لحزم مراوحنا البحرية لأننا نعلم أن جمعيات التصنيف ستطلبه.

التوثيق وتخطيط سلسلة التوريد لشراء مراوح بحرية

طلب مراوح بحرية مقاومة للانفجار ليس تمريناً في الكتالوج. كل طلب يتطلب حزمة توثيق تشمل عادة شهادة IECEx أو ATEX، خطاب موافقة جمعية التصنيف أو شهادة الموافقة النموذجية، شهادات المواد للحاوية ومواد المروحة، تقارير اختبار IP، تقارير اختبار الاهتزاز، وإجراء اختبار القبول في المصنع. للمشاريع التي تخضع لقوانين SOLAS أو لوائح علم الدولة المعنية، قد ينطبق توثيق سلامة الحريق الإضافي.

تأثيرات زمن الانتظار لهذا العبء التوثيقي حقيقية وغالباً ما تُقدّر بشكل غير كافٍ. قد يتم شحن مروحة صناعية قياسية خلال ستة إلى ثمانية أسابيع. عادةً، يتطلب مروحة بحرية مقاومة للانفجار مع توثيق كامل من جمعية التصنيف من اثني عشر إلى ستة عشر أسبوعاً، ويطول هذا الجدول إذا لم تكن جمعية التصنيف قد وافقت على نموذج المروحة المحدد سابقاً. الموافقات الأولى تضيف من أربعة إلى ستة أسابيع للجدول الزمني لأن الجمعية تراجع التصميم من الصفر بدلاً من الاعتماد على موافقة نوع موجودة.

نوصي أن يضع مقاولو EPC وفرق الشراء في الحوض البحري طلبات المراوح في نفس وقت حزم المعدات الكبرى مثل لوحات التبديل ومجموعات المضخات، وليس كإضافة لاحقة. يمكن أن يتجاوز زمن التوثيق للمراوح ذلك الخاص بالمعدات الأكبر لأن مراجعة جمعية التصنيف غالباً ما تكون أكثر تفصيلاً للمعدات الدوارة في المناطق الخطرة. تقديم توثيق غير مكتمل للجمعية فقط للوفاء بموعد نهائي مبكر يخلق وهم تقدم زائف. ستتوقف المراجعة بانتظار المستندات المفقودة، وينتهي الأمر بالجدول الزمني الإجمالي أطول مما لو تم الانتظار لتقديم حزمة كاملة. أرسل رقم الجزء، الكمية، وتاريخ التسليم المستهدف إلى gm*@***om.com أو اتصل على +86 21 39977076، وسنؤكد جدول التوثيق مقابل جدول إنتاجنا الحالي.

أسئلة شائعة حول مواصفات المروحة البحرية المقاومة للانفجار

هل شهادة IECEx تلبي تلقائيًا متطلبات جهة التصنيف؟

لا. تثبت شهادة IECEx أن المروحة تلبي معايير IEC 60079 ذات الصلة للحماية من الانفجارات. تقبل جهات التصنيف IECEx كأساس تقني لمراجعتهم، لكنها تتحقق بشكل مستقل من أن المعدات تلبي أيضًا قواعدها الخاصة بالتركيب البحري. تغطي هذه القواعد المتانة الميكانيكية، مقاومة التآكل، تحمل الاهتزاز، وأحيانًا الأداء ضد الحريق، وهي أمور لا يتم تقييمها ضمن IECEx. مروحة تحمل شهادة IECEx فقط وبدون موافقة نوع بحرية ستكون على الأرجح موضع ملاحظة خلال مراجعة تصنيف السفينة.

هل يمكن لنموذج المروحة نفسه أن يخدم تطبيقات غرفة المحرك والطوابق؟

يعتمد الأمر على مادة العلبة وتصنيف IP. يمكن لمروحة مصنفة IP66 في علبة من الفولاذ المقاوم للصدأ أن تخدم كلا الموقعين. قد تخدم مروحة من الألمنيوم مصنفة IP66 تطبيقات غرفة المحرك ولكن سيكون عمر خدمتها أقصر على الطوابق المفتوحة. كما أن نطاق درجة الحرارة المحيطة المعتمد للمروحة مهم أيضًا. قد يكون النموذج المصنف لدرجة حرارة 40°C كافياً لمنطقة تحكم غرفة المحرك المكيفة، لكنه غير كافٍ لتركيب على سطح في منطقة الخليج حيث تصل درجات الحرارة المحيطة إلى 50°C أو أعلى خلال النهار.

ما الفرق العملي بين Ex d و Ex e لمحركات المراوح؟

الهيكل المقاوم للهب Ex d يحتوي على أي انفجار داخلي ويمنع انتشار اللهب عبر مسارات اللهب المقطوعة. هذا يجعله مناسبًا للمنطقة 1 والمنطقة 2. العلبة أثقل والوصول إلى المحرك للصيانة أكثر تعقيدًا لأنه يجب الحفاظ على فجوات مسارات اللهب أثناء إعادة التجميع. الهيكل المعزز للأمان Ex e يمنع الأقواس، الشرارات، والأسطح الساخنة أثناء التشغيل العادي من خلال عزل محسّن، ومسافات التلامس والتباعد المحددة، واتصالات طرفية مؤهلة. هو أخف وأسهل في الصيانة، لكنه عادةً مقيد بالمنطقة 2 إلا إذا تم دمجه مع تدابير حماية إضافية. بالنسبة لمراوح غرفة المحرك وغرفة المضخات التي قد تنطبق عليها كل من المنطقة 1 والمنطقة 2 اعتمادًا على حالة تشغيل السفينة، يظل Ex d الخيار الأكثر أمانًا بشكل افتراضي.

كم تدوم عادةً مراوح السفن المقاومة للانفجار في الخدمة؟

مع اختيار المواد الصحيح، من المفترض أن تعمل مروحة السفن المقاومة للانفجار بشكل موثوق لمدة تتراوح بين خمسة عشر إلى عشرين عامًا قبل إجراء صيانة كبرى. تحدد فترة الصيانة الح bearings، وليس العلبة. لقد رأينا مراوح من الفولاذ المقاوم للصدأ تعمل لأكثر من عشرين عامًا في ظروف بحر الشمال مع استبدال البكرات كل خمس إلى سبع سنوات. أكثر حالات الفشل شيوعًا هي تآكل مداخل الكابلات و صناديق الطرفيات عند استخدام مكونات من الألمنيوم في المواقع المكشوفة. تحديد غدد الكابلات من النحاس المطلي بالنيكل أو الفولاذ المقاوم للصدأ يقضي على هذه الثغرة منذ البداية. إذا كانت فرق الصيانة لديك تبلغ عن تآكل عند مداخل الكابلات خلال خمس سنوات، فإن السبب الجذري غالبًا هو اختيار المواد. شارك صور تركيبك معنا على gm*@***om.com ويمكننا المساعدة في تحديد ما إذا كان ترقية المادة ستحل المشكلة المتكررة.

إذا كنت مهتمًا، اطلع على هذه المقالات ذات الصلة:

درجة حرارة اللون للإضاءة الصناعية: دليل كامل
APPEA 2024
أغطية مقاومة للعوامل الجوية للظروف القطبية: أساسيات التصميم

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