ما هي شهادات السلامة المطلوبة لمحركات الكهرباء المقاومة للانفجار؟

لماذا تعد شهادة المحركات الكهربائية المقاومة للانفجار أمراً لا يمكن التنازل عنه في المناطق الخطرة

عند تشغيل المعدات الكهربائية في مناطق يحتمل فيها حدوث انفجارات، لا يمكن التهاون مع السلامة بأي حال. يمكن أن يؤدي شرارة واحدة ناتجة عن محرك غير معتمد بشكل صحيح إلى انفجارات هائلة تكلف الشركات ما متوسطه أكثر من سبعمائة وأربعين ألف دولار وفقًا لبحث Ponemon الصادرة العام الماضي. ولهذا السبب وضعت هيئات دولية مثل IECEx قواعد صارمة بشأن نوع الشهادات المطلوبة. فالمحركات العادية ببساطة لا تأتي مع الحمايات الضرورية المطلوبة في هذه البيئات الخطرة. ويتحقق عملية الشهادة أساسًا مما إذا كانت المحركات تستوفي متطلبات محددة مصممة لمنع وقوع هذا النوع من الكوارث تمامًا.

• احتواء الانفجارات الداخلية ضمن أغلفة مدعمة
• منع ارتفاع درجات حرارة السطح إلى الحد الذي قد يشعل الغازات أو الغبار المحيطة
• الحفاظ على السلامة تحت تقلبات الضغط

بدون شهادة، تواجه المرافق مخاطر العقوبات التنظيمية، وإغلاق العمليات، وأضرار بشرية لا يمكن إصلاحها. مما يجعل التحقق من طرف ثالث أمرًا لا غنى عنه لأي عملية نشر في المناطق الخطرة.

كيف تُحدد طريقة الحماية المضادة للانفجار Ex d متطلبات الشهادة للمحركات الكهربائية المضادة للانفجار

كيف تحتوي علب الحماية من النوع Ex d على الانفجارات الداخلية دون انتشارها

تحvented علب الحماية من النوع Ex d الانفجارات في المناطق الخطرة من خلال احتواء الاشتعال داخليًا. وتتحمل هذه العلب الانفجارات الداخلية بفضل بنية قوية، وتضمن تبريد اللهب إلى ما دون درجات حرارة الاشتعال قبل خروجه. وتشمل العناصر الأساسية في التصميم ما يلي:

• طول مسار اللهب وتسامحات الفجوة (مثلًا: ≤0.2 مم للغازات من المجموعة IIC)
• الوصلات المقاومة للضغط مصنفة لتحمل 1.5× قوة الانفجار المتوقعة
• سمك المادة تتجاوز الحد الأدنى المطلوب في المواصفة IEC 60079-1

يتيح هذا النهج للإغلاق التشغيل الآمن في الأماكن التي توجد فيها غازات قابلة للاشتعال أو أتربة.

معايير التصميم والاختبار الحرجة لشهادة المحركات الكهربائية المقاومة للانفجار تحت تصنيف Ex d

تتطلب الشهادة التحقق الدقيق وفق معايير IEC 60079-1. وتُخضع المحركات إلى:

1. اختبار الضغط عند 1.5× الضغط المرجعي
2. التحقق من درجة الحرارة ضمان بقاء درجات حرارة السطح أقل من نقاط اشتعال الغاز تلقائيًا
3. فحوصات نقل اللهب مع خليطات متفجرة

يجب على المصنّعين توثيق شهادات المواد، والامتثال البُعدي، وضوابط الإنتاج في المصنع. وتقوم مختبرات طرف ثالث بالتحقق من التصاميم من خلال اختبارات تدميرية، تشمل اختبارات زيادة الضغط وتقييم سلامة مسار اللهب.

مطابقة شهادات المحركات الكهربائية المقاومة للانفجار مع تصنيفات المناطق الخطرة (المناطق والأقسام)

تُعد السلامة أمرًا بالغ الأهمية عند التعامل مع البيئات المعرضة للانفجار، وينبغي أن تبدأ هذه السلامة بالتأكد من أن المحركات الكهربائية المضادة للانفجارات تحمل الشهادات المناسبة لمواقع الخطر الخاصة بها. هناك في الأساس نظامان رئيسيان يُستخدمان عالميًا لهذا الغرض: نظام المناطق (Zone) بموجب معايير IEC/ATEX، ونظام التقسيمات (Division) الموجود في لوائح NEC وCEC. ففي نظام المناطق، نقيّم مستويات الخطورة باستخدام أرقام — حيث تشمل المناطق من 0 إلى 2 الغازات والأبخرة، بينما تعالج المناطق من 20 إلى 22 مخاطر الغبار، ما يوضح بشكل أساسي مدى تكرار حدوث المخاطر بدءًا من الوجود الدائم وحتى الأحداث العرضية. من ناحية أخرى، يقوم نظام التقسيمات بتقسيم الأمور إلى فئات (Classes)، بحيث تتناول الفئة الأولى (Class I) الغازات، وتتعامل الفئة الثانية (Class II) مع الغبار، وتغطي الفئة الثالثة (Class III) الألياف. وفي كل فئة، توجد تقسيمات 1 للمخاطر المنتظمة، والتقسيم 2 للمخاطر التي تحدث فقط في ظل ظروف غير طبيعية. يمكن أن يؤدي التصنيف الخاطئ إلى كارثة، لأن المحركات المعتمدة خصيصًا حسب تصنيف الموقع هي وحدها القادرة على منع الشرر أو الحرارة من التسبب في الانفجارات. وهذا يعني أنه يجب التحقق من كل علامة اعتماد على حدة مقابل المتطلبات الفعلية في كل موقع تركيب، وهو إجراء ضروري تمامًا قبل تشغيل أي معدات.

المنطقة 1/2 مقابل القسم 1/2: مواءمة تصنيفات المحركات الكهربائية المقاومة للانفجارات مع مستويات الخطر الخاصة بالموقع

تشير المنطقتان 1 وقسم 1 في الأساس إلى الشيء نفسه من حيث مستويات الخطر. فهي تصف مناطق تظهر فيها الغازات أو الأبخرة القابلة للانفجار باستمرار أثناء التشغيل العادي. بالنسبة للمحركات المثبتة في هذه المواقع، يجب أن تحمل إما شهادة Ex d أو تكون مصنّفة على أنها مقاومة للانفجارات. وهذا يساعد على احتواء أي انفجارات داخلية داخل الجهاز نفسه. ثم تأتي المنطقة 2 والقسم 2 اللتان تُعدان أقل خطورة. إذ تظهر المخاطر فقط لفترات قصيرة عندما تحدث الأعطال، وليس أثناء الظروف التشغيلية العادية. ومع ذلك، لا تزال المحركات المثبتة في هذه المناطق بحاجة إلى الحفاظ على خصائصها المقاومة للهب. والخبر الجيد هو أن متطلبات الاختبار ليست صارمة إلى هذا الحد بالمقارنة مع المناطق ذات الخطورة الأعلى. ومع ذلك، توجد بالتأكيد بعض الفروقات المهمة بين هذه التصنيفات.

في المنطقة 2/القسم 2، تُعد فجوات الشهادات بين الأنظمة سببًا لـ 27٪ من حوادث عدم الامتثال (NEC 2022). يجب دائمًا إعطاء الأولوية للمحركات الحاصلة على شهادتين لضمان مطابقة دقيقة مع المنطقة/القسم ولإغلاق فجوات السلامة.

أهم نُظم الشهادات العالمية للمحركات الكهربائية المقاومة للانفجار: ATEX وIECEx وUL وCSA

تتطلب المحركات الكهربائية المصممة للتطبيقات المقاومة للهب موافقات إقليمية محددة قبل أن يمكن تشغيلها بأمان في المناطق الخطرة التي قد تحدث فيها الانفجارات. تتطلب الاتحاد الأوروبي شهادة ATEX لكل المعدات المستخدمة في البيئات المتفجرة، والتي تقع ضمن التوجيه 2014/34/EU. بالنسبة للشركات العاملة عالميًا، توفر IECEx نظامًا قياسيًا معترفًا به في أكثر من خمسين دولة حول العالم، مما يقلل من تكاليف الفحص المتكررة عند نقل المعدات بين المناطق. أما في أمريكا الشمالية، فالأمور تعمل بشكل مختلف. في السوق الأمريكية، تتوافق شهادة UL مع معايير NEC، في حين تتبع العمليات الكندية بدلاً من ذلك إرشادات CSA. ما تشترك فيه هذه العمليات المختلفة للإقرار هو أنها تختبر عوامل السلامة الأساسية مثل ما إذا كانت غلافات المحركات قادرة على احتواء الشرارات بشكل صحيح وما إذا كانت درجات الحرارة تبقى ضمن الحدود الآمنة أثناء التشغيل.

خارطة طريق الامتثال الإقليمي: متى تحدد ATEX أو IECEx أو UL أو CSA للمحركات الكهربائية المقاومة للهب

حدد الشهادات بناءً على الجغرافيا الخاصة بالتركيب والأطر التنظيمية:

أتكس هو المعيار المفضل لدى معظم المرافق الواقعة داخل الاتحاد الأوروبي. وعند التعامل مع الصادرات أو المناطق التي لا توجد فيها معايير محلية مُعتمدة، يصبح المعيار آي إي سي إكسس ذا صلة بدلاً من ذلك. في أمريكا الشمالية، تحتاج الشركات عادةً إلى شهادة يو إل أو سي إس إيه لأنها تتماشى مع متطلبات الشيفرة الكهربائية الوطنية والشيفرة الكهربائية الكندية. في نهاية المطاف، يضطر العديد من المصنّعين إلى الحصول على كلا الشهادتين لأن العملاء غالبًا ما يطلبونهما بغض النظر عن الموقع. تتغير اللوائح بشكل متكرر نسبيًا، لذا من الحكمة التحقق من المستجدات كل عام أو نحو ذلك. ويشير التوجه نحو التوحيد القياسي عبر الحدود إلى أن معايير مثل آي إي سي إكسس تُعتمد الآن في أماكن مثل دول الآسيان. إن إنجاز الأوراق الرسمية الصحيحة وفقًا للمكان الذي سيتم فيه استخدام المعدات يساعد على تفادي المشكلات لاحقًا عند إجراء الفحوصات، ويحافظ على سير العمليات بسلاسة دون انقطاعات غير متوقعة.