انتخاب تجهیزات نامناسب برای یک منطقه خطرناک می‌تواند خطرات ایمنی، مردودی در بازرسی‌ها و توقف‌های پرهزینه ایجاد کند. رتبه‌بندی‌های ATEX به شما کمک می‌کنند دستگاه‌هایی را انتخاب کنید که برای مناطق گازی یا غباری مشخص و سطوح حفاظتی معین گواهی شده‌اند.
این مقاله از Joiwo جزئیات دستورالعمل ATEX، از جمله زون‌ها، دسته‌بندی تجهیزات و نشانه‌گذاری‌ها را توضیح می‌دهد تا بتوانید با اطمینان، دستگاه‌های ارتباطی ضدانفجار مطابق با استانداردها را برای کاربرد خود انتخاب کنید.
از پایه شروع کنیم: تعریف رتبه‌بندی ATEX
رتبه‌بندی ATEX استانداردهای ایمنی را در محیط‌های انفجاری تعریف می‌کند. این رتبه‌بندی قوانین، استانداردهای فنی و نشانه‌گذاری‌های روشن را به هم پیوند می‌دهد تا کاربران بتوانند تجهیزات را با خطرات مشخص تطبیق دهند.
خاستگاه و هدف ATEX
اصطلاح ATEX از عبارت فرانسوی «Atmosphères Explosibles» به معنای جوهای انفجاری گرفته شده است. اتحادیه اروپا این استاندارد را برای کنترل خطرات در مکان‌هایی تدوین کرده است که گازها، بخارات، مه یا گردوغبار قابل‌اشتعال ممکن است مشتعل شوند.
چارچوب ATEX دو محور اصلی را پوشش می‌دهد:
- طراحی و صدور گواهی تجهیزات مورد استفاده در مناطق خطرناک.
- ایمنی محیط کار و مسئولیت‌های کارفرما.
رتبه‌بندی ATEX به‌عنوان بخشی از نشانه‌گذاری روی تجهیزات درج می‌شود و جزئیات مهمی مانند گروه تجهیزات، دسته‌بندی، نوع گاز یا گردوغبار و کلاس دمایی را نشان می‌دهد.
برای دریافت گواهی ATEX، طراحی محصول و فرایند تولید سازنده یا شرکت تجهیزات باید توسط یک نهاد ارزیابی انطباق بررسی شود. سپس محصول نشان CE را در کنار کد ATEX دریافت می‌کند.
ارتباط با محیط‌های انفجاری
محیط‌های بالقوه انفجاری زمانی شکل می‌گیرند که هوا با غلظت مناسبی از گاز قابل‌اشتعال یا گردوغبار قابل‌احتراق ترکیب شود. با پدیدار شدن یک منبع اشتعال، این مخلوط ممکن است منفجر شود. رتبه‌بندی‌های ATEX تجهیزات را مستقیماً با این خطرات مرتبط می‌کنند. آن‌ها مشخص می‌کنند تجهیزات در کدام زون قابل استفاده‌اند و به مهندسان و مدیران ایمنی امکان می‌دهند با معیارهایی روشن و مستند، تجهیزات مناسب هر منطقه خطرناک را انتخاب کنند.
طبقه‌بندی زون‌های ATEX
زون‌های ATEX مشخص می‌کنند جو انفجاری ممکن است کجا و هر چند وقت یک‌بار شکل بگیرد. طبقه‌بندی زون تعیین می‌کند کدام تجهیزات دارای رتبه‌بندی ATEX می‌توانند با ایمنی در آن مناطق خطرناک کار کنند.
معیارهای طبقه‌بندی زون
طبقه‌بندی زون بر پایه ارزیابی رسمی خطر انجام می‌شود. مهندسان بررسی می‌کنند مواد خطرناک هر چند وقت یک‌بار پدیدار می‌شوند، چه مدت باقی می‌مانند و چگونه گسترش می‌یابند.
موارد زیر بررسی می‌شوند:
- دفعات انتشار
- مدت حضور جو انفجاری
- تهویه و جریان هوا
- نوع ماده (گاز یا گردوغبار)
نتایج، زون‌های خطرناک را مشخص می‌کنند و مبنای انتخاب تجهیزات قرار می‌گیرند. زون‌های پرخطرتر به تجهیزاتی با سطح حفاظتی بالاتر نیاز دارند.
زون‌های گازی: زون ۰، زون ۱، زون ۲
زون‌های گازی (G) برای مناطقی به‌کار می‌روند که گازها، بخارات یا مه‌های قابل‌اشتعال در آن‌ها وجود دارد. این زون‌های ATEX خطر را بر اساس دفعات وجود جو انفجاری رتبه‌بندی می‌کنند.
زون ۰ یعنی جو گازی انفجاری به‌طور پیوسته، برای مدت طولانی یا به‌دفعات وجود دارد. این وضعیت اغلب در محیط‌های خطرناکی مانند داخل مخازن، خطوط لوله یا محفظه‌های سوخت دیده می‌شود. تجهیزات مورد استفاده در این زون باید بالاترین سطح حفاظت را فراهم کنند.
زون ۱ یعنی احتمال دارد جو انفجاری در شرایط عادی کار شکل بگیرد. این وضعیت ممکن است نزدیک آب‌بندهای پمپ، نقاط پرکردن یا دهانه‌های تهویه رخ دهد. تجهیزات باید بتوانند خطاهای قابل‌پیش‌بینی را تحمل کنند و همچنان از اشتعال جلوگیری کنند.
زون ۲ یعنی در شرایط عادی کار احتمال تشکیل جو انفجاری کم است و در صورت شکل‌گیری، فقط مدت کوتاهی باقی می‌ماند. مناطقی نزدیک سامانه‌های درزبندی‌شده که نشت در آن‌ها نادر است، نمونه‌ای از این زون هستند. تجهیزات دسته 3G اغلب برای این زون مناسب‌اند.
زون‌های غباری: زون ۲۰، زون ۲۱، زون ۲۲
زون‌های غباری (D) برای مناطقی هستند که گردوغبار قابل‌احتراق می‌تواند با هوا مخلوط شود و خطر انفجار ایجاد کند. این خطر در صنایع بسیاری، از جمله صنایع غذایی و انبارداری غلات، وجود دارد.
زون ۲۰ یعنی ابر گردوغبار به‌طور پیوسته یا برای مدت طولانی وجود دارد. این وضعیت اغلب داخل سیلوها، آسیاب‌ها یا سامانه‌های جابه‌جایی پودر رخ می‌دهد؛ جاهایی که به سطح حفاظتی بالایی نیاز است.
زون ۲۱ یعنی احتمال دارد ابر گردوغبار در شرایط عادی کار شکل بگیرد. این وضعیت ممکن است نزدیک ایستگاه‌های کیسه‌گیری یا نقاط انتقال رخ دهد. تجهیزات باید در شرایط معمول کار از اشتعال جلوگیری کنند.
زون ۲۲ یعنی در شرایط عادی کار احتمال تشکیل ابر گردوغبار کم است و اگر شکل بگیرد، فقط مدت کوتاهی باقی می‌ماند. انبارهایی با کنترل مناسب گردوغبار اغلب در این دسته قرار می‌گیرند.
دسته‌ها و گروه‌های تجهیزات
رتبه‌بندی ATEX میزان حفاظتی را که تجهیزات و سامانه‌های حفاظتی باید در محیط‌های انفجاری فراهم کنند، مشخص می‌کند. این رتبه‌بندی با استفاده از دسته‌ها و گروه‌های روشن، تجهیزات Ex را با زون‌ها، انواع گاز و خطرات گردوغبار مشخص تطبیق می‌دهد.
توضیح دسته‌های ۱، ۲ و ۳
ATEX تجهیزات را بر اساس سطح حفاظت موردنیاز به سه دسته اصلی تقسیم می‌کند.
دسته ۱ تجهیزات سطح حفاظتی بسیار بالایی فراهم می‌کنند. حتی در صورت بروز دو خطای مستقل نیز باید ایمن بمانند.
دسته ۲ تجهیزات سطح حفاظتی بالایی فراهم می‌کنند. این تجهیزات برای استفاده در محیط‌های بالقوه انفجاری طراحی شده‌اند که تشکیل مخلوط‌های انفجاری در شرایط عادی کار محتمل است.
دسته ۳ تجهیزات حفاظت معمولی را برای محیط‌هایی فراهم می‌کنند که احتمال تشکیل جو انفجاری در آن‌ها کم است یا این جو فقط مدت کوتاهی باقی می‌ماند.
علاوه بر این، نشانه‌گذاری تجهیزات شامل سطح حفاظت تجهیزات (EPL) نیز می‌شود. EPL حرف مربوط به نوع جو (G یا D) را با یک حرف کوچک (a، b یا c) ترکیب می‌کند تا سطح حفاظت را به‌روشنی مشخص کند. «a» نشان‌دهنده حفاظت بسیار بالا، «b» نشان‌دهنده حفاظت بالا و «c» نشان‌دهنده حفاظت استاندارد است.
نمودار زیر را برای مراجعه سریع ببینید:
|
دسته ATEX (سطح حفاظت)
|
نوع خطر
|
نشانه‌گذاری دسته
|
نشانه‌گذاری EPL
|
مناسب برای استفاده در
|
|---|---|---|---|---|
|
دسته ۱ (بسیار بالا)
|
گاز
|
1G
|
Ga
|
زون ۰
|
|
گردوغبار
|
1D
|
Da
|
زون ۲۰
|
|
|
دسته ۲ (بالا)
|
گاز
|
2G
|
Gb
|
زون ۱
|
|
گردوغبار
|
2D
|
Db
|
زون ۲۱
|
|
|
دسته ۳ (معمولی)
|
گاز
|
3G
|
Gc
|
زون ۲
|
|
گردوغبار
|
3D
|
Dc
|
زون ۲۲
|
این طبقه‌بندی‌ها و نشانه‌گذاری‌های متناظر به‌طور یکسان برای تجهیزات مکانیکی و برقی مورد استفاده در مناطق خطرناک کاربرد دارند.
گروه‌های تجهیزات I و II
ATEX تجهیزات را بر اساس گروه نیز طبقه‌بندی می‌کند؛ این گروه نوع صنعتی را که تجهیزات می‌توانند در آن کار کنند مشخص می‌کند.
گروه I شامل تجهیزاتی است که در معادن زیرزمینی و مناطق در معرض گاز گریزو استفاده می‌شوند. این گروه شامل دسته‌های M1 و M2 است. تجهیزات M1 باید حتی در صورت وجود گاز نیز ایمن و عملیاتی بمانند. تجهیزات M2 باید با پدیدار شدن جو خطرناک خاموش شوند.
گروه II همه صنایع دیگر، مانند نفت و گاز، کارخانه‌های شیمیایی، صنایع غذایی و تصفیه فاضلاب را در بر می‌گیرد. بیشتر تجهیزات و سامانه‌های حفاظتی دارای رتبه‌بندی ATEX در این گروه قرار می‌گیرند.
گروه‌های گاز و گردوغبار
رتبه‌بندی‌های ATEX نوع ماده‌ای را نیز مشخص می‌کنند که ممکن است مشتعل شود.
برای گازها، تجهیزات گروه II به این دسته‌ها تقسیم می‌شوند:
- IIA – گازهایی که اشتعال‌پذیری کمتری دارند (مانند پروپان)
- IIB – گازهایی که آسان‌تر مشتعل می‌شوند (مانند اتیلن)
- IIC – گازهایی که از همه آسان‌تر مشتعل می‌شوند (مانند هیدروژن و استیلن)
IIC بالاترین سطح الزامات را دارد. تجهیزات تأییدشده برای IIC برای IIB و IIA نیز قابل استفاده‌اند.
برای گردوغبار، این سامانه از دسته‌های زیر استفاده می‌کند:
- IIIA – ذرات قابل‌احتراقِ الیافی‌شکل
- IIIB – گردوغبار نارسانا
- IIIC – گردوغبار رسانا
گردوغبار رسانا خطر بیشتری ایجاد می‌کند، بنابراین IIIC به حفاظت قوی‌تری نیاز دارد. انتخاب گروه گازی یا غباری درست، اطمینان می‌دهد که تجهیزات Ex با خطر اشتعال دقیق آن منطقه مطابقت دارند.
گروه‌های دمایی (کلاس‌های T)
تجهیزات ATEX علاوه بر گروه گاز و گردوغبار، باید بر اساس حداکثر دمای سطح خود نیز طبقه‌بندی شوند. این کار تضمین می‌کند که تجهیزات آن‌قدر داغ نمی‌شوند که به دمای خوداشتعالی ماده خطرناک پیرامون برسند.
برای گازها، استاندارد ATEX از شش کلاس دمایی متمایز، از T1 تا T6، استفاده می‌کند. تجهیزاتی که کلاس T بالاتری دارند (مانند T6)، بسیار خنک‌تر کار می‌کنند و در نتیجه برای استفاده در محیط‌هایی با دمای خوداشتعالی پایین‌تر ایمن هستند.
در ادامه، کلاس‌های دمایی ATEX برای گازها آمده است:
|
کلاس دمایی
|
حداکثر دمای سطح تجهیزات
|
ایمن برای گازهایی با دمای خوداشتعالی
|
|---|---|---|
|
T1
|
450°C
|
> 450°C (مثلاً متان، پروپان)
|
|
T2
|
300°C
|
> 300°C (مثلاً استیلن، اتیلن)
|
|
T3
|
200°C
|
> 200°C (مثلاً, سولفید هیدروژن)
|
|
T4
|
135°C
|
> 135°C (مثلاً دی‌اتیل اتر)
|
|
T5
|
100°C
|
> 100°C
|
|
T6
|
85°C
|
> 85°C (مثلاً کربن دی‌سولفید)
|
برای غبارهای قابل‌اشتعال، حداکثر دمای سطح معمولاً به‌جای کد کلاس T، مستقیماً به‌صورت یک مقدار مشخص بر حسب درجه سلسیوس درج می‌شود. مهندسان باید حاشیه ایمنی را بین دمای درج‌شده روی تجهیزات و دمای اشتعال ابر غبار و همچنین دمای اشتعال لایه غبار محاسبه کنند.
روش‌ها و نشانه‌گذاری‌های حفاظتی
رتبه‌بندی‌های ATEX مشخص می‌کنند تجهیزات چگونه از اشتعال در مناطق خطرناک جلوگیری می‌کنند. این رتبه‌بندی‌ها بر روش‌های مشخص حفاظت در برابر انفجار و نشانه‌گذاری‌های روشنی متکی‌اند که محل و نحوه عملکرد ایمن تجهیزات را نشان می‌دهند.
ایمنی ذاتی (Ex i)
ایمنی ذاتی (Ex i) انرژی الکتریکی و حرارتی را به سطحی محدود می‌کند که برای مشتعل‌کردن اتمسفر انفجاری بسیار پایین است. این روش جرقه و گرما را در سطح مدار کنترل می‌کند.
تجهیزات دارای ایمنی ذاتی حتی در برخی شرایط بروز خطا نیز ایمن می‌مانند. به همین دلیل برای مناطق پرخطر مانند Zone 0 برای گازها یا Zone 20 برای غبار مناسب‌اند.
ضدانفجار (Ex d) و ایمنی افزوده (Ex e)
تجهیزات Ex d (ضدانفجار) انفجار داخلی را در خود محصور می‌کنند. اگر گاز وارد محفظه شود و مشتعل گردد، بدنه فشار را تحمل می‌کند و گازهای خروجی را خنک می‌کند تا شعله‌ها به بیرون سرایت نکنند.
Ex e (ایمنی افزوده) از ایجاد جرقه و گرمای بیش‌ازحد در حین کار عادی جلوگیری می‌کند. این روش وجود قوس الکتریکی، سطوح داغ یا اتصالات شل را مجاز نمی‌داند.
نحوه خواندن نشانه‌گذاری‌های ATEX و Ex
هر محصول دارای گواهی، نشانه‌گذاری ATEX و نشانه‌گذاری Ex روشنی دارد. این نشانه‌گذاری‌ها محل و نحوه عملکرد تجهیزات را نشان می‌دهند.
یک نشانه‌گذاری معمولی ممکن است به این شکل باشد:
هر بخش معنای خاصی دارد:
- II – گروه تجهیزات II (صنایع سطحی)
- 2 – رده 2 (Zone 1)
- G – اتمسفر گازی
- Ex db – حفاظت ضدانفجار
- IIB – زیرگروه گاز
- T4 – کلاس حداکثر دمای سطح
- Gb – سطح حفاظت تجهیزات
کلاس دما تضمین می‌کند که دمای سطح از نقطه اشتعال گاز پایین‌تر بماند. گروه‌های گاز و غبار نشان می‌دهند که یک ماده با چه سهولتی مشتعل می‌شود.
نشانه‌گذاری روشن به بازرسان و مهندسان امکان می‌دهد تجهیزات را بدون حدس‌وگمان با منطقه خطرناک مناسب تطبیق دهند.
کاربردهای صنعتی و ملاحظات عملی
رتبه‌بندی‌های ATEX راهنمای شرکت‌ها در انتخاب تجهیزات، مدیریت خطرها و ثبت کنترل‌های ایمنی در اتمسفرهای انفجاری هستند. این رتبه‌بندی‌ها مستقیماً بر فعالیت‌های روزمره در صنایع پرخطر اثر می‌گذارند و نحوه حفاظت کارفرمایان از کارکنان و انجام الزامات قانونی را شکل می‌دهند.
صنایعی که به تجهیزات دارای رتبه‌بندی ATEX نیاز دارند
تجهیزات دارای گواهی ATEX، الزامی اساسی برای سلامت و ایمنی در بسیاری از بخش‌های پرخطر هستند.
صنایع رایج عبارت‌اند از:
- تولید و فرآوری نفت و گاز
- پالایشگاه‌های نفت و کارخانه‌های پتروشیمی
- کارخانه‌های شیمیایی که با حلال‌ها و بخارها سروکار دارند
- تولید دارو با استفاده از الکل‌ها و پودرهای ریز
- مراکز صنایع غذایی با غبارهای قابل‌اشتعال
ارزیابی ریسک و مقررات ایمنی
ارزیابی ریسک، اساس انطباق با الزامات ATEX است. نهادهای ناظر از شرکت‌های فعال در نفت و گاز، کارخانه‌های شیمیایی و مراکز داروسازی انتظار دارند این کنترل‌ها را به‌طور پیوسته اجرا کنند. مدیریت مؤثر ریسک به ایجاد محیط کاری ایمن‌تر در مناطق خطرناک کمک می‌کند و احتمال رخدادهای اشتعال را کاهش می‌دهد.
جمع‌بندی – ATEX و فراتر از آن
درک رتبه‌بندی‌های ATEX برای حفظ ایمنی و رعایت الزامات قانونی در محیط‌های خطرناک حیاتی است. مهندسان با شناسایی درست مناطق ویژه گاز یا غبار، رده‌های تجهیزات و کلاس‌های دما (کلاس‌های T)، می‌توانند تجهیزات ضدانفجار دقیقی را انتخاب کنند که برای جلوگیری از اشتعال لازم است. ATEX در کنار سامانه‌های گواهی‌دهی بین‌المللی مانند استاندارد IECEx، ایمنی محیط کار را در صنایع پرخطر تضمین می‌کند.
