اختيار غدة الكابلات للأجواء الغبارية المحتملة الانفجار: كيف تختار المنتجات المعتمدة من ATEX وتمنع حدوث انفجارات كارثية؟

تقتل انفجارات الغبار أكثر من 100 عامل سنويًا في جميع أنحاء العالم. يمكن أن يؤدي اختيار غدة الكابلات المناسبة لأجواء الغبار القابلة للانفجار إلى منع هذه المآسي وحماية منشأتك من الأضرار المدمرة.

يتطلب اختيار غدة الكابل لأجواء الغبار القابلة للانفجار ما يلي شهادة ATEX¹ للمناطق المناسبة (20، 21، 22)، وتصنيفات حماية الدخول المناسبة (IP6X كحد أدنى)، وتوافق فئة درجة الحرارة، واعتبارات درجة حرارة اشتعال الغبار، والامتثال لمعيار EN 60079-31 لمتطلبات الضميمة المحكمة الغبار.

في الشهر الماضي، اتصل بي حسن على وجه السرعة من منشأة معالجة الحبوب الخاصة به. فقد تعرضوا لحادثة كادت أن تتسبب في وقوع حادث وشيك حيث أدى الغبار المتراكم حول غدد الكابلات غير المصنفة بشكل صحيح إلى مصدر اشتعال محتمل. كشف التحقيق عن أن الغدد الموجودة لديهم لم تكن معتمدة من ATEX للأجواء الغبارية. ذكرني هذا الحادث لماذا يعتبر الاختيار السليم مسألة حياة أو موت حرفيًا.

جدول المحتويات

• ما هي المتطلبات الأساسية لغدد الكابلات في مناطق انفجار الغبار؟
• كيف يمكنك تحديد فئة ATEX الصحيحة وتصنيف المنطقة؟
• ما هي المواصفات الفنية الرئيسية لغُدد الكابلات المحكمة الغبار؟
• كيف تختار غدد الكابلات لأنواع مختلفة من الغبار القابل للاحتراق؟

ما هي المتطلبات الأساسية لغدد الكابلات في مناطق انفجار الغبار؟

يجب أن تفي غدد الكابلات في أجواء الغبار القابلة للانفجار بمتطلبات ATEX الصارمة التي تتجاوز التطبيقات الصناعية القياسية. إن فهم هذه المتطلبات يمنع حدوث أعطال كارثية.

تشمل المتطلبات الأساسية شهادة ATEX وفقًا للتوجيه 2014/34/EU، والامتثال للتوجيه EN 60079-31² بالنسبة للحاويات المحكمة ضد الغبار، وفئة المعدات المناسبة (1D، 2D، 3D)، وتوافق فئة درجة الحرارة مع درجات حرارة اشتعال الغبار، وتصنيف حماية الدخول المناسب (IP6X كحد أدنى) لمنع تراكم الغبار.

متطلبات توجيه ATEX

فئات المعدات الخاصة بأجواء الغبار:

• الفئة 1 دال: المنطقة 20 - مستوى عالٍ جدًا من الحماية
• الفئة 2د: المنطقة 21 - مستوى عالٍ من الحماية  
• الفئة 3D: المنطقة 22 - مستوى الحماية العادي

متطلبات السلامة الأساسية:

• منع مصادر الاشتعال
• الحد من درجات الحرارة السطحية
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي³
• مقاومة الصدمات الميكانيكية
• حماية البيئة من دخول الغبار

التوافق مع EN 60079-31

متطلبات الضميمة المحكمة الغبار:

• تصنيف IP6X: حماية كاملة ضد دخول الغبار
• اختبار الضغط:: 2 كيلو باسكال ضغط زائد لمدة 10 ثوانٍ
• مراقبة درجة الحرارة: قيود درجة حرارة السطح
• القوة الميكانيكية: مقاومة الصدمات والاهتزازات

أخبرني ديفيد مؤخرًا "تشاك، لقد ساعدنا شرحك لمتطلبات EN 60079-31 في فهم سبب عدم كفاية غدد IP65 القياسية الخاصة بنا لتطبيق مطحنة الدقيق لدينا."

نظام تصنيف درجات الحرارة

فئات درجات الحرارة للغبار:

• T1:: درجة حرارة السطح ≤ 450 درجة مئوية
• T2:: درجة حرارة السطح ≤ 300 درجة مئوية
• T3:: درجة حرارة السطح ≤ 200 درجة مئوية
• T4:: ≤ درجة حرارة السطح 135 درجة مئوية
• T5:: درجة حرارة السطح ≤ 100 درجة مئوية
• T6:: ≤ درجة حرارة السطح ≤ 85 درجة مئوية

أمثلة على درجة حرارة اشتعال الغبار:

متطلبات التصديق ووضع العلامات

تنسيق وضع العلامات ATEX:

• علامة CE مع رقم الهيئة المبلغة
• الرمز السابق ومفهوم الحماية
• فئة المعدات وملاءمة المنطقة
• تعيين فئة درجة الحرارة
• مرجع رقم الشهادة

مثال على وضع العلامات:
CE 0102 ⚡ II 2D Ex tb IIIC T135°C Db IP66

الترجمة الفورية:

• CE 0102: شهادة الهيئة المعتمدة
• II 2D: معدات من الفئة 2D للمنطقة 21 د: 2D للمنطقة 21
• Ex tb IIIC: الحماية بالحاوية من الغبار القابل للاحتراق
• T135 درجة مئوية: درجة حرارة السطح القصوى
• Db: مستوى الحماية من الغبار
• IP66: تصنيف الحماية من الدخول IP66: تصنيف الحماية من الدخول

في Bepto، نحتفظ في Bepto بشهادات ATEX الشاملة لجميع تطبيقات الغلاف الجوي للغبار. يقدم فريقنا الفني إرشادات مفصلة للتطبيقات لضمان الاختيار المناسب. 😉

كيف يمكنك تحديد فئة ATEX الصحيحة وتصنيف المنطقة؟

التصنيف السليم للمنطقة أمر أساسي لاختيار غدد الكابلات المناسبة. يمكن أن يؤدي التصنيف الخاطئ إلى حماية غير كافية ومخاطر انفجار محتملة.

يتطلب تصنيف المناطق تقييم المخاطر لاحتمالية إطلاق الغبار، وأنماط تراكم الغبار، وفعالية التهوية، والإجراءات التشغيلية لتحديد ما إذا كانت المناطق مؤهلة كمنطقة 20 (التواجد المستمر)، أو منطقة 21 (التواجد العرضي)، أو منطقة 22 (الظروف غير الطبيعية فقط).

تعريفات منطقة انفجار الغبار

المنطقة 20 - الفئة 1د مطلوبة:

• جو غبار متفجر موجود بشكل مستمر
• أكثر من 1000 ساعة في السنة
• داخل المعدات التي تتعامل مع الغبار القابل للاحتراق
• يتطلب أعلى مستوى من الحماية

المنطقة 21 - الفئة 2 دال 2D مطلوبة:

• من المحتمل أن يكون جو الغبار المتفجر أثناء التشغيل العادي
• 10-1000 ساعة في السنة
• بالقرب من معدات مناولة الغبار
• يتطلب مستوى عالٍ من الحماية

المنطقة 22 - الفئة 3D مطلوبة:

• من غير المحتمل أن يكون جو الغبار المتفجر أثناء التشغيل العادي
• أقل من 10 ساعات في السنة
• بعيد عن مصادر الغبار مع تهوية جيدة
• يتطلب مستوى عادي من الحماية

منهجية تصنيف المناطق

الخطوة 1: تقييم إطلاق الغبار

• الإصدار المستمر: الأجزاء الداخلية للمعدات، ونقاط التحويل
• الإصدار الأساسي: انبعاثات الغبار التشغيلية العادية
• الإصدار الثانوي: الحالات غير الطبيعية فقط

الخطوة 2: تحليل التهوية

• التهوية الطبيعية: المناطق الخارجية أو جيدة التهوية
• التهوية الاصطناعية: الأنظمة الميكانيكية مع المراقبة
• سوء التهوية: المساحات المغلقة ذات الحركة الهوائية المحدودة

الخطوة 3: تقييم التراكم

• سُمك طبقة الغبار: > 5 مم يخلق خطر الانفجار
• تكرار التنظيف: الإزالة المنتظمة تقلل من المخاطر
• خصائص السطح: تقوم الأسطح الأفقية بتجميع المزيد من الغبار

قال حسن "ساعدتنا منهجيتكم في تصنيف المناطق في تقييم مصعد الحبوب لدينا بشكل صحيح. اكتشفنا أن العديد من المناطق كانت مصنفة بشكل غير صحيح."

أخطاء التصنيف الشائعة

أخطاء الإفراط في التصنيف:

• تصنيف جميع المناطق القريبة من مناولة الغبار كمنطقة 21
• تجاهل فعالية أنظمة التهوية
• عدم مراعاة مستويات الغبار التشغيلية الفعلية
• تطبيق عوامل أمان متحفظة بشكل مفرط

أخطاء التصنيف الناقصة:

• التقليل من تقدير معدلات تراكم الغبار
• تجاهل سحب الغبار الثانوية الناتجة عن التنظيف
• عدم النظر في سيناريوهات أعطال المعدات
• تقييم غير كافٍ لتأثيرات فشل التهوية

متطلبات التوثيق

وثائق تصنيف المناطق:

• منهجية تقييم المخاطر
• تحديد مصدر إطلاق الغبار
• تحليل نظام التهوية
• رسومات حدود المنطقة
• مبررات اختيار المعدات
• المراجعة الدورية وإجراءات التحديث

متطلبات الشخص المختص:

• أخصائي مؤهل في الحماية من الانفجارات
• فهم العملية والمعدات
• معرفة المعايير واللوائح ذات الصلة
• الخبرة في التطبيقات المماثلة
• التدريب المستمر وصيانة الشهادات

ما هي المواصفات الفنية الرئيسية لغُدد الكابلات المحكمة الغبار؟

تتطلب غدد الكابلات المانعة للغبار ميزات تصميم وخصائص أداء محددة تختلف بشكل كبير عن التطبيقات الصناعية القياسية المانعة للغاز أو التطبيقات الصناعية العامة.

تشمل المواصفات الرئيسية تصنيف IP6X المحكم ضد الغبار وفقًا للمواصفة IEC 60529، والامتثال لمتطلبات اختبار الضغط EN 60079-31 ومتطلبات اختبار الضغط، ومقاومة درجات الحرارة لتراكم طبقة الغبار، والقوة الميكانيكية للبيئات الصناعية، وأنظمة الإغلاق المناسبة التي تحافظ على السلامة في ظل التدوير الحراري.

متطلبات الحماية من الدخول

متطلبات اختبار IP6X:

• اختبار الغبار: بودرة التلك أو ما يعادلها
• الضغط السلبي:: 2 كيلو باسكال (20 ملي بار) لمدة 8 ساعات
• عدم دخول الغبار: تم التحقق من الحماية الكاملة
• اختبار الضغط:: 2 كيلو باسكال ضغط زائد لمدة 10 ثوانٍ

ميزات التصميم الحرجة:

• حواجز منع تسرب متعددة: الأختام الأولية والثانوية
• تصميم مانع تسرب ملتقط: يمنع إزاحة مانع التسرب
• أسطح داخلية ملساء: تقليل نقاط تراكم الغبار إلى الحد الأدنى
• تصميم الخيط المناسب: يمنع دخول الغبار من خلال الخيوط

اعتبارات أداء درجة الحرارة

تأثيرات طبقة الغبار:

• العزل الحراري: طبقات الغبار تقلل من تبديد الحرارة
• ارتفاع درجة الحرارة: 5-50 درجة مئوية زيادة حسب السُمك
• عوامل الاشتقاق: تطبيق هوامش درجة حرارة متحفظة
• متطلبات المراقبة: التحقق من درجة حرارة السطح

أخبرني ديفيد "لم نكن ندرك أن تراكم الغبار سيزيد من درجات حرارة غدة الكابل بمقدار 30 درجة مئوية. لقد حالت إرشاداتك الخاصة بالاشتقاق دون حدوث مشاكل اشتعال محتملة."

تصميم نظام الختم

متطلبات الختم الأساسي:

• توافق المواد: مقاوم للغبار والتنظيف
• ثبات درجة الحرارة: يحافظ على الخصائص عبر نطاق التشغيل
• مقاومة مجموعة الضغط: سلامة الختم على المدى الطويل
• مقاومة المواد الكيميائية: متوافق مع مواد المعالجة

ميزات الختم الثانوي:

• الحماية الاحتياطية: إمكانية الختم الزائد عن الحاجة
• آلية ختم مختلفة: مكمل للختم الأساسي
• الاستبدال السهل: تصميم سهل الصيانة
• مؤشر مرئي: تقييم حالة الختم الشفاف

متطلبات القوة الميكانيكية

مقاومة الصدمات:

• تصنيف IK⁴: مستوى الحماية من الصدمات الميكانيكية
• مقاومة الاهتزازات: التوافق مع البيئة الصناعية
• التدوير الحراري: التمدد/الانكماش دون عطل
• عزم دوران التركيب: ختم مناسب دون إجهاد زائد

اختيار المواد:

• مقاومة التآكل: مناسب لبيئة الغبار
• التبديد الساكن: يمنع التراكم الكهروستاتيكي
• مقاومة الأشعة فوق البنفسجية: إمكانية التطبيق في الهواء الطلق
• مقاومة الحرائق: عدم المساهمة في انتشار الحريق

توافق الكابلات

أنواع الكابلات وأحجامها:

• كابلات مصفحة: التأريض والإغلاق السليم
• كابلات متعددة النواة: ختم الموصلات الفردية
• كابلات الألياف البصرية: إقامة الكابلات غير المعدنية
• نطاق الحجم: تغطية شاملة للتطبيقات

متطلبات تخفيف الضغط:

• مقاومة السحب للخارج: 500 نيوتن كحد أدنى لمعظم التطبيقات
• حماية نصف قطر الانحناء: يمنع تلف الكابلات
• الإجهاد البيئي: الرياح، والاهتزاز، والدورة الحرارية
• الموثوقية على المدى الطويل: يحافظ على الأداء على مدى عمر المعدات

في Bepto، تشتمل غدد الكابلات المانعة لتسرب الغبار لدينا على تقنية إحكام غلق متقدمة وبنية قوية لضمان أداء موثوق به في أقسى بيئات الغبار.

كيف تختار غدد الكابلات لأنواع مختلفة من الغبار القابل للاحتراق؟

تتميز الغبار القابل للاحتراق المختلفة بخصائص فريدة تؤثر على اختيار غدة الكابل. يضمن فهم هذه الاختلافات توفير الحماية والامتثال الأمثل.

يتطلب الاختيار المخصص للغبار تحليل توزيع حجم الجسيمات، وحساسية الاشتعال، والتوصيل الكهربائي، وخصائص التآكل، و السلوك الاسترطابي⁵ لتحديد المواد المناسبة، وأنظمة الإغلاق، ومعدلات درجات الحرارة، ومتطلبات الصيانة لكل استخدام.

تصنيف الغبار وخصائصه

المجموعة IIIA - الذبذبات القابلة للاحتراق:

• أمثلة: ألياف القطن، غبار الورق، ألياف النسيج
• الخصائص: ليفية، منخفضة الكثافة، يسهل حملها بالهواء
• اعتبارات خاصة: منع دخول الألياف، والتراكم الساكن

المجموعة IIIB - الغبار غير الموصِّل:

• أمثلة: طحين، نشا، سكر، مسحوق بلاستيك
• الخصائص: العزل، إمكانية التراكم الساكن
• اعتبارات خاصة: منع التفريغ الكهروستاتيكي

المجموعة IIIC - غبار موصل:

• أمثلة: مساحيق المعادن، أسود الكربون، الجرافيت
• الخصائص: الجسيمات الدقيقة الموصلة للكهرباء
• اعتبارات خاصة: الوقاية من قصر الدارة الكهربائية، التأريض

اختيار المواد حسب نوع الغبار

تطبيقات الغبار المسببة للتآكل:

• الفولاذ المقاوم للصدأ: 316L كحد أدنى لمقاومة المواد الكيميائية
• سبائك خاصة: هاستيلوي، إينكونيل للظروف القاسية
• الطلاءات الواقية: PTFE، طلاءات السيراميك حيثما ينطبق ذلك
• مواد الختم: المطاط الصناعي المقاوم للمواد الكيميائية

بيئات الغبار الكاشطة:

• أسطح صلبة: مواد مقاومة للاهتراء
• تشطيبات ناعمة: تقليل نقاط التآكل الكاشطة إلى الحد الأدنى
• مكونات قابلة للاستبدال: سهولة الوصول إلى الصيانة
• بنية متينة: تصميم ميكانيكي للخدمة الشاقة

قال حسن مؤخراً "لقد أنقذتنا إرشادات اختيار المواد التي قدمتموها لمصنع الأسمنت لدينا من الأعطال المبكرة. كان الغبار الكاشط يدمر غدد الكابلات السابقة لدينا."

اعتبارات خاصة بالتطبيق

تطبيقات معالجة الأغذية:

• امتثال هيئة الغذاء والدواء: المواد الغذائية عند الاقتضاء
• تصميم صحي: سهولة التنظيف والفحص
• مقاومة التآكل: التوافق مع مواد التنظيف الكيميائية
• أداء درجة الحرارة: اعتبارات حرارة العملية

تصنيع المستحضرات الصيدلانية:

• متطلبات الاحتواء: منع التلوث التبادلي
• التحقق من صحة التنظيف: إجراءات التنظيف الموثقة
• توافق المواد: توافق مكونات API والسواغات
• الامتثال التنظيمي: متطلبات ممارسات التصنيع الجيدة ومتطلبات التحقق من الصحة

صناعات معالجة الأخشاب:

• مقاومة الحرائق: المواد غير المساهمة
• مقاومة الرطوبة: الرطوبة والتعرض للماء
• تدوير درجة الحرارة: عمليات الفرن والتجفيف
• الوصول إلى الصيانة: إمكانية الخدمة في البيئة المتربة

العوامل البيئية

الرطوبة والرطوبة:

• غبار استرطابي: السكر والملح وبعض المواد الكيميائية
• تدهور الختم: تأثيرات الرطوبة على اللدائن المرنة
• تسريع التآكل: تأثيرات الغبار والرطوبة مجتمعة
• الأداء الكهربائي: صيانة مقاومة العزل

التباينات في درجات الحرارة:

• تسخين العملية: التعرض لدرجات حرارة مرتفعة
• التدوير الحراري: تأثيرات التمدد والانكماش
• الاختلافات الموسمية: اعتبارات التركيبات الخارجية
• توليد الحرارة: تأثيرات الحمل الكهربائي على درجة الحرارة

متطلبات الصيانة والفحص

الصيانة الخاصة بالغبار:

• تكرار التنظيف: استنادًا إلى معدلات التراكم
• طرق الفحص: الاختبارات البصرية والحرارية والكهربائية
• معايير الاستبدال: مؤشرات تدهور الأداء
• التوثيق: سجلات الصيانة والاتجاهات

إجراءات السلامة:

• تصاريح العمل الساخنة: اللحام والقطع بالقرب من مناطق الغبار
• طرق التنظيف: تقنيات إزالة الغبار المعتمدة
• الحماية الشخصية: معدات الوقاية الشخصية المناسبة للتعرض للغبار
• إجراءات الطوارئ: خطط الاستجابة لانفجار الغبار

أخبرني ديفيد "ساعدتنا إرشادات الصيانة الخاصة بك في تطوير إجراءات فعالة تحافظ على أداء غدد الكابلات لدينا بشكل موثوق في بيئة الغبار الصعبة التي نعيش فيها."

مصفوفة قرار الاختيار

معايير الاختيار الأساسية:

• تصنيف المناطق: يحدد مستوى الحماية المطلوبة
• خصائص الغبار: التأثيرات على اختيار المواد والتصميم
• الظروف البيئية: درجة الحرارة، الرطوبة، التآكل، ودرجة الحرارة
• متطلبات التركيب: الوصول، وأنواع الكابلات، والتركيب

اعتبارات ثانوية:

• تحسين التكلفة: موازنة الأداء مع الاقتصاديات
• متطلبات الصيانة: التكاليف التشغيلية الجارية
• دعم الموردين: المساعدة الفنية وقطع الغيار
• المرونة المستقبلية: استيعاب التغييرات

خبرة بيبتو في تطبيق الغبار

نقدم دعمًا شاملاً لتطبيقات الغلاف الجوي للغبار:

• هندسة التطبيقات: إرشادات الاختيار الخاصة بالغبار
• شهادة ATEX: حزم الوثائق الكاملة
• التدريب التقني: مبادئ الحماية من انفجار الغبار
• دعم الصيانة: إرشادات الفحص والاستبدال
• التحديثات التنظيمية: التغييرات في المعايير والمتطلبات

قال حسن مؤخرًا: "لقد منحتنا خبرة شركة Bepto في تطبيق الغبار الثقة في أن اختياراتنا كانت آمنة وفعالة من حيث التكلفة. لقد كان دعمهم المستمر لا يقدر بثمن."

الخاتمة

يتطلب اختيار غدة الكابل المناسبة لأجواء الغبار القابلة للانفجار تحليلاً منهجيًا لتصنيف المنطقة وخصائص الغبار والظروف البيئية والمتطلبات التنظيمية لضمان السلامة والامتثال.

الأسئلة الشائعة حول غدد الكابلات في أجواء انفجار الغبار