۲ آبان ۱۳۹۴ ساعت ۲۰ و ۱۷ دقيقه
موضوع: آشنائی با مبحث اشتعال و انفجاردر ماشینهای الکتریکی ضد انفجار
شعله: سوختن مخلوط گاز و یا بخار و هوا به همراه پخش نور را شعله گوئیم. برای یک شعله سه نا حیه متفاوت وجود دارد.
ناحیه گاز: ماده قابل احتراق مایع یا فسیلی که بخار می شود.
ناحیه بر افروختگی: گازهای قابل اشتعال و بخارها تحت تأثیردمای احتراق به کربن و هیدروژن تجزیه می شوند. تابش نور ناشی از این ناحیه بی ارزش است اما بر افروختگی كربن شكافته شده ماده قابل احتراق فسیلی به شكل نسبتأ یكنواختی توزیع می شود.
ناحیه احتراق: در ناحیه مرز های بیرونی ، مخلوط شدن با اكسیژن هوا رخ میدهد و یك واكنش شیمیایی گرمازا به دمای احتراق می رسد . این دما همچنین روی ناحیه بر افروختگی اثر می گذارد و باعث می شود تا مواد قابل اشتعال تجزیه شود . ناحیه احتراق، داغترین قسمت شعله و محدوده فضائی كوچكی است كه بصورت یك پوشش خیلی نازك، اطراف شعله شكل می گیرد.
احتراق ممكن است در سرعت های مختلفی رخ دهد. در احتراق حالت یكنواختی، مانند یك سرعت احتراق كم است. سرعت احتراق وقتی زیاد می شود كه نسبت مقداری بین ماده قابل اشتعال و اكسیژن در محدوده اشتعال قرار گیرد .سرعت احتراق همچنین به خوب مخلوط شدن، توزیع خوب ماده قابل اشتعال و یا آزاد شدن مخلوط اضافات غیر قابل اشتعال بستگی دارد. بسته به سرعت احتراق، یك تمایز بین تعاریف زیر ایجاد می شود.
Deflagration: سرعت احتراق که در حدود cm/s است افزایش فشاری را به كندی و صدای كم ایجاد می کند. مخلوط در دمایی تقریبا نزدیك به نقطه انفجار معمولأ به شكل یك deflagration می سوزد.
Explosion: سرعت احتراق در حدود m/s است تمام فرآیند احتراق بصورت ناپایدار رخ میدهد و افزایش فشار قابل ملاحظه ای در حدود 3 تا 10 بار ایجاد می شود. افزایش صدا مانند صدای گوشخراش ناشی از انبساط گازها در اثر دمای زیاد قابل ملاحظه است.
Detonation: سرعت احتراق در حدود Km/s است. مخلوط قابل اشتعال لحظه ای تجزیه میشود و افزایش فشار می تواند بیشتر از 20 بار باشد. صدای خیلی تند و شدیدی ایجاد می شود. این احتراق گاهی بصورت واكنش مواد قابل اشتعال در یك توزیع ملایم اكسیژن می باشد كه قبلأ در هوای محیط مخلوط شده است و گاهی ممكن است واكنش موادی باشد كه شامل اكسیژن مورد نیاز احتراق به شكل یك تركیب شیمیایی باشد.
حفاظت انفجاری اولیه: می توان با پرهیزازتشکیل فضای قابل انفجار از وقوع انفجار پیشگیری نمود. همچنین با رعایت احتیاط های ویژه از ایجاد جرقه در فضای قابل انفجار پیشگیری کرد. از آنجا که پیشگیری از ایجاد شرایط خطرزا بهتر از محافظت در مقابل خطراست، محدودیت یک فضای قابل انفجار بعنوان احتیاط های پیشگیری تقدم دارد. که ماآن را بعنوان حفاظت انفجاری ا ولیه می شناسیم.
پرهیز از مایعات قابل اشتعال: در اولین گام باید مواد قابل اشتعال را بوسیله مواد دیگری که قادر به تشکیل یک فضای قابل انفجار نیستند جایگزین کرد بطوری که می توان از حلالهای بر مبنای آب یا هیدروکربن های هالوژنه غیر قابل اشتعال بجای حلا لهای قابل اشتعال استفاده کرد. از روغن های هالوکربن می توان بجای مایعات منتقل کننده فشار قابل اشتعال و از پرکننده های غیر قابل اشتعال بجای پرکننده های پودری قابل اشتعال استفاده نمود. این موارد ملاحظاتی هستند که فقط در یک دامنه محدود قابل بکارگیری هستند.
بالا بردن نقطه اشتعال: در موارد زیادی از كار با مایعات قابل اشتعال نقطه اشتعال ، به اندازه كافی زیر دمای محیط و دمای كار قرار دارد . مطابق كد های عملی حفاظت ضد انفجاری اختلاف دمای 5 درجه کلوین(KELVIN) برای ایمنی كافی به نظر میرسد.
مركز محدودیتها: با محدود كردن مقدار مواد قابل اشتعال و تغلیظ آن میتوان از تشكیل مقادیر خطرزای فضای قابل انفجاراطراف یك دستگاه پیشگیری كرد یا آنرا محدود ساخت. وقتی این میزان بكار رود، تمركز مواد قابل اشتعال باید زیر بیشترین حد انفجار یا بالای بالاترین حد انفجار نگهداشته شود. در خیلی جاها كه با بخار اشباع كار میكنند ، تغلیظ را می توان بوسیله انتخاب مناسب شرایط كار در تمام دستگاهها كنترل نمود. در عمل محدود كردن تغلیظ ترجیحاٌ در دامنه بین صفر و پایین تر از حد انفجار بكار میرود.
غیر فعال كردن (بی اثر سازی): با تركیب حجمی كمتر از 10% اكسیژن فضا دیگر مستعد انفجار نیست همچنین وقتی نسبت حجمی گازهای بی اثر به گازهای قابل اشتعال حداقل25 باشد ، یك فضای قابل انفجار دیگر نمیتواند دچار انفجار گردد. هرچند که هوا با گازها یا بخارها مخلوط شده باشد.
تهویه: تشكیل فضای قابل انفجار با تهویه نیز قابل پیشگیری است ، بطوری كه برای اطمینان از عدم تشكیل فضاهای قابل انفجار خطرناك در هیچ نقطه ای و هیچ زمانی ، می توان از تهویه استفاده نمود اما تهویه ثابت پایدار در اتاقهای كار فقط وقتی می تواند در حد ایمنی پیشگیری كند كه امكان تخمین ماكزیمم مقدار گازها و بخارات متصاعد شده موجود باشد و موقیت منابع و شرایط انتشار آنها به اندازه كافی مشخص باشد . در مورد غبارها ، تهویه فقط وقتی به اندازه كافی توانایی حفاظت را دارد كه ته نشین شدن بارهای اضافی خطرناك بطور قابل اطمینانی پیشگیری شده باشد.
تهویه عمدتاٌ به دو شكل طبیعی و مصنوعی انجام می گیرد.:
1- تهویه طبیعی
تجدید هوائی كه تحت تاثیر اتمسفر در محیط رخ می دهد را تهویه طبیعی گوئیم.
2- تهویه مصنوعی
در این حالت مقدار هوای زیادی را به چرخش در می آوریم.
نمایش تغلیظ در مجاورت دستگاه:در ارتباط با تله های دستی یا اتوماتیك دستگاههای حفاظتی با توابعی برای متوقف كردن كارخانه به قصد پیشگیری از یك فضای قابل انفجار، نمایشگری های گاز نیز می تواند مناسب باشد.
دیدگاههای طراحی
طرح ضد انفجاری: وسایل باید طوری طراحی شوند كه ماكزیمم فشار explosion یا detonation را تحمل كنند. اگر denotation ها وجود نداشته باشد، كافی است دستگاهها مطابق با یادداشتهای AD منتشر شده بوسیله كمیته آلمانی برای مخازن تحت فشار برای فشاری حداقل هشت بار بزرگتر از فشار مطلق كاری طراحی شود.
رهاسازی فشار انفجار:اگر نیازهای طراحی ضد انفجار برآورده نشود، باید یك سیستم رهاساز فشار موثر بكار گرفته شود. عبارت رهاسازی فشار انفجار در یك مفهوم وسیع هر چیزی را كه به صورت گذرا یا پایدار، فوراٌ یا بعد از رسیدن به فشار مشخصی دستگاه های بسته را باز كند تا انفجار در آنها در یك جهت بی ضرر رخ دهد، دربرمی گیرد. فشار دستگاه ها را باز می كند باید دقت كنیم كه فشار به طرز غیر مضر آزاد شود بطوریكه از خسارت مهم مثلاٌ ناشی از فشار و شعله یا پرتاب تكه ها به همه اشخاص اجتناب شود.فشار باید حتی الامكان در یك مسیر مستقیم كوتاه در هوای آزاد رها گردد. تجهیزات رهاسازی فشار كه بایستی بعد از كار اتوماتیك مجدداٌ تایید شود، فقط وقتی ممكن است بكار رود كه قابلیت سرویس دهی آنها بوسیله تست های انفجار چك شده باشد.
فرونشانی انفجار: تحت شرایط قطعی با انفجارهای در مخازن مستقیماٌ بعد از رخ دادن یك جرقه و ایجاد یك انفجار جزئی می توان شعله ها را به سرعت بوسیله بكارگیری سریع مواد خاموش كننده مناسب خاموش كرد، بطوری كه باعث ماكزیمم فشار پایین تری گردد. فرونشانی انفجار ترجیحاٌ با بكارگیری كاشف های نوری كه باعث ایجاد یك توده ضخیم مواد خاموش كننده در جلو اشعه و در نتیجه خفه كردن آن می شود، صورت می گیرد. تاثیر آنها بوسیله انتخاب مواد خاموش كننده و روش توزیع آن در نظر گرفته شود.
وسایل محافظت كننده در مقابل انتقال شعله: برای جلوگیری از انتقال شعله از میان قسمت های درزگیری نشده یك دستگاه به هنگام مشتعل شدن یك فضای قابل انفجار می توان از دستگاههای ضد شعله استفاده كرد. اگر برای مثال، در یك مخزن مایع های قابل اشتغال در مقابل فشار محافظت شده باشد، نمی توان از تشكیل یك فضای بالقوه قابل اشتغال جلوگیری كرد، لذا باید تمام روزنه ها در مقابل انتقال شعله درزگیری شود.
بین انواع ساخت های زیر تفاوت هائی وجود دارد:
1- اتصالت ضد شعله(Non Deflagration)
اتصالاتی هستند كه بطور گذرا در معرض شعله یك انفجار قرار می گیرند برای آنها كافی است كه فقط در یك حادثه انفجار ضد شعله باشند و قادر باشند تنشهای مكانیكی ناشی از آنها را تحمل كنند.
2- اتصالات ضد جرقه(Non sparking)
احتراق مداوم: این دستگاهها نه تنها باید از انتقال شعله در یك حادثه انفجار جلوگیری كند بلكه باید به طور مداوم از انتقال جرقه داخلی به فضای قابل انفجار جلوگیری كند تا وقتی كه مخلوطهای خروجی در زمانی بسته به شرایط واقعی كار خاموش شوند.
3- اتصالات ضد انفجار(Non Detonation)
اتصالات باید تنش های انفجار را تحمل كنند و از انتقال شعله در یك حادثه انفجار جلوگیری كند.
فضای قابل انفجار: دریك منطقه خطروجود دارد كه فضای قابل انفجار وجود داشته باشد و یا بتواند ایجاد شود. فضای قابل انفجار مخلوط هایی ازگازها، بخارات و هوا شامل اضافات معمولی(مانند رطوبت) تحت شرایط اتمسفری می باشد. شرایط اتمسفر یك،در اینجا،فشار كل 0.8