الکتروموتور ضد انفجار و کاربردهای آن در صنعت

محیط هایی در صنایع وجود دارد که به دلیل وجود مواد قابل اشتعال و قابل انفجار در محیط استفاده، نمیتوان از تجهیزات عادی در این محیط ها بهره برد و نیاز است که تجهیزات بر اساس میزان خطری که در محیط وجود دارد نسبت به وقوع جرقه و انفجار و همینطور افزایش حرارت سطحی ایمن شده باشند.

برای آنکه سطوح خطر در همه محیطها به یک اندازه نیست و استفاده از بالاترین شرایط حفاظتی در تجهیزات، هزینه های بسیار بالایی را به مصرف کننده وارد خواهد کرد، استانداردهایی در خصوص تقسیم بندی محیطهای خطرناک و همینطور حفاظت مورد نیاز برای تجهیزات مورد استفاده در محیطهای مذکور تعریف شده اند تا امکان انتخاب تجهیز بر اساس نیاز و همینطور ساخت تجهیزات بر اساس نیازهای از پیش تعیین شده فراهم گردد.

استاندارد IEC که مورد تأیید قریب به اتّفاق کشورهای دنیاست و همینطور ATEX، مواضع نسبتاً نزدیکی در تقسیم بندی زون‌ ها یا نواحی حفاظتی و انواع حفاظت در تجهیزات ضد انفجار دارند.

آشنایی با زون‌های حفاظتی برای تجهیزات ضد انفجار

مطابق با استاندارد IEC60079-10-1 محیط‌های خطرناک به ناحیه‌های زیر دسته بندی می‌شوند:

• ZONE 0:

ناحیه‌ای که در آن حضور ترکیبات و مواد اشتعالزا و انفجارپذیر دائم است یا به مدت طولانی در محیط وجود دارند. مثلاً داخل مخزن سوخت ZONE0 محسوب می‌شود.

• ZONE1:

ناحیه‌ای که در آن احتمال پخش و انتشار مواد و ترکیبات اشتعالزا و انفجارپذیر در زمان عملکردهای عادی تعدادی از فرایندها وجود دارد، اما حضور این مواد همیشگی نیست و به کمتر از 1000 ساعت در سال محدود می‌شود.

• ZONE2:

ناحیه‌ای که در آن مواد و ترکیبات اشتعالزا و انفجارپذیر، به طور معمول و در شرایط عملکرد صحیح ادوات و فرایندها در محیط منتشر نمی‌شوند و اگر به صورت اتّفاقی و یا ناشی از بروز یک مشکل چنین انتشاری اتّفاق بیفتد، در زمان محدودی کنترل و متوقف می‌گردد.

خطر اشتعال و انفجار تنها محدود به گازها و ترکیبات فرار نیست و در بعضی محیط‌ها غبارها یا الیافی وجود دارند که می‌توانند خطر جدی در زمینۀ آتش سوزی و انفجار ایجاد کنند. مطابق با استاندارد IEC، چنین محیط‌هایی نیز به سه ناحیه تقسیم می‌گردند:

• ZONE20:

ناحیه‌ای که در آن غبارهای قابل انفجار و اشتعال در ترکیب با هوای محیط به صورت توده‌ای ابر شکل به صورت دائمی و یا برای مدت طولانی در جو محیط وجود دارد.

• ZONE21:

ناحیه‌ای که درآن حضور غبارهای قابل انفجار و اشتعال در ترکیبات با هوای محیط به صورت توده‌ای ابر شکل دائمی نیست؛ اما به طور معمول در تعدادی از فرایندها و کارکردها اتّفاق می‌افتد.

• ZONE22:

ناحیه‌ای که در آن غبارهای قابل انفجار و اشتعال در ترکیبات با هوای محیط به صورت توده ای ابر شکل معمولا در شرایط عملکرد صحیح ادوات و فرایندها در جو محیط شکل نمی‌گیرد؛ اما در شرایط غیرمعمول برای زمان‌های محدود امکان شکلگیری چنین ابرهایی وجود دارد.

مطابق با استاندارد NEMA و دستورالعمل NEC که در قاره آمریکا متداول است، تقسیم بندی ناحیه‌های خطرناک به همان شکل استاندارد IEC وجود ندارند و کل نواحی خطرناک به دو بخش تقسیم می‌شود که بخش اول یا Devision1  به محیط هایی که در آنها احتمال انفجار و اشتعال بالاست اختصاص می یابد و بخش دوم یا Devision2  مربوط به محیط‌هایی است که در آنها احتمال انفجار و اشتعال وجود دارد ولی احتمال آن زیاد نیست.
در کنار تقسیم بندی محیط، کلاس‌ها و گروه‌ها برای اشارۀ دقیق تر به ماهیت مواد و ترکیبات خطرآفرین در نظر گرفته شده است که این کلاس‌ها و گروه‌ها در استاندارد آمریکایی NEC طبقه بندی شده اند.

1. Class Ⅰ:  دربرگیرنده بخارها و گازهای انفجاری و اشتعال پذیر است که بر اساس نوع گاز یا بخار به شکل زیر گروه بندی شده اند:

2. Class Ⅱ: در برگیرنده غبارهای هادی و اشتعالپذیر است که براساس نوع غبار به سه گروه G, F, E تقسیم می‌گردند.

3. Class Ⅲ: در برگیرنده ذرات و الیاف سبک و اشتعالپذیر است.

استاندارد IEC نواحی خطرناک را برحسب نوع محیط و عامل خطرآفرین به سه گروه اصلی و چند زیر گروه تقسیم بندی می‌کند:

– Group Ⅰ: شامل معادن است که خطر وجود گاز متان در آنها وجود دارد.

– Group Ⅱ: شامل باقی نواحی است که در آنها عامل خطرآفرین گازهای قابل اشتعال و انفجار می‌باشد.

این گروه خود به سه زیر گروه ⅡB ,ⅡA و ⅡC تقسیم می‌شود که ⅡA برای گاز پروپان، ⅡB برای گاز اتیلن و ⅡC برای گازهای استلین و هیدروژن کاربرد دارد.

– Group Ⅲ: شامل نواحی است که درآنها غبار و الیاف اشتعال‌پذیر و قابل انفجار حضور دارند و به سه زیر گروه تقسیم می‌گردد:

1. ⅢA شامل الیاف اشتعالپذیر است
2. ⅢB در برگیرنده غبارها و ذرات معلّق غیر هادی
3. ⅢC شامل غبارها و ذرات هادی

انواع حفاظت در تجهیزات ضدانفجار

در استانداردهای الکتریکی از علائم اختصاری برای نمایش نوع و میزان حفاظت تجهیزات ضدانفجار استفاده می‌شود که به دلیل کاربرد گستردۀ تجهیزات منطبق بر استانداردهای IEC و ATEX در ایران، در اینجا با انواع حفاظت بر اساس علائم اختصاری این استانداردها آشنا می‌شویم.

• ضدحریق یا ضد اشتعال (db):

تجهیزی که در آن سطح حفاظت به گونه ای است که بخش‌های در معرض گازهای اشتعال پذیر یا قابل انفجار به گونه ای طراحی می‌شوند و درون محفظه ضدانفجار قرار می‌گیرند که این محفظه بتواند فشار ناشی از انفجار درونی را تحمّل کند. در نسخه‌های قبلی استاندارد IEC از نماد d برای تجهیزات ضدانفجار استفاده میشد، امّا در تطابق با ATEX، حرف دوم که نمایانگر زون خطرناک هست نیز در کنار حرف اول قرار گرفت. به این ترتیب که حرف a برای زون 0، حرف b برای زون 1 و حرف c برای زون 2 استفاده میشود و به این ترتیب نماد db برای نمایش تجهیز ضد اشتعالی که امکان استفاده در زون 1 را دارد مورد استفاده قرار میگیرد.

• حفاظت افزایش یافته: (eb و ec)
• در اینگونه تجهیزات حفاظت به گونه‌ای است که هیچکدام از اجزای داخلی یا خارجی که امکان ایجاد انفجار در گازهای اشتعال پذیر اطرافشان را دارند به میزانی که موجب احتراق گازهای اطراف شوند گرم نمی‌شوند و هیچ جرقه یا قوسی در زمان کارکرد عادی تجهیز نه در داخل و نه در خارج تجهیز پدید نمی‌آید.
  مطابق با توضیحی که در خصوص نماد db ارائه شد، در این سطح حفاظتی نیز از نماد eb برای نمایش حفاظت افزایش یافتۀ ZONE1 و از ec برای نمایش حفاظت افزایش یافتۀ ZONE2 استفاده شده است. مطابق با استاندارد IEC در صورتیکه سازنده صلاحیت ساخت موتور متناسب با استانداردهای ضدانفجار را داشته باشد، گواهی ec براساس خوداظهاری تولیدکننده و بدون گذراندن مراحل تست تحت نظارت مراجع ذی صلاح قابل اخذ است. اما بعضی سازندگان معتبر همچون WEG برای استفاده از نماد ec هم از نظارت مراجع ذی صلاح بهره گرفته و این گواهی را از موسسات استاندارد دریافت می‌کنند.
• حفاظت ذاتی (i):

در اینگونه تجهیزات، نه تنها در کارکرد عادی تجهیز نباید هیچگونه افزایش دمای شدید یا جرقه‌ای در اجزای داخلی و خارجی داشته باشد که این نوع تجهیز حتی در زمان بروز اختلال و نقص در عملکرد نیز نباید جرقه یا دمای بالای شدیدی ایجاد کند.

• بدون جرقه (n):

در اینگونه تجهیزات، بخش‌های الکتریکی باید به گونه‌ای طراحی و محافظت شوند که در کلیه شرایط کارکرد عادی و در تعدادی از شرایط کارکرد غیر طبیعی هیچگونه جرقه‌ای که بتواند موجب احتراق یا انفجار گازهای بیرونی شود شکل نگیرد. با معرّفی سطح حفاظت ec در استاندارد IEC، این حفاظت که با nA نیز به معنی ضد جرقه بودن کلیه اجزاء شناخته میشد، این حفاظت جای خود را به حفاظت ec داده است و با این تغییر، ممنوعیت استفاده از چنین تجهیزی برای زون 1 محرز گردید.

• حفاظت شده با محفظه (t):

در اینگونه تجهیزات بخش‌هایی از تجهیز که می‌توانند جرقه ایجاد کنند و موجب انفجار در محیط اطراف شوند به صورت جزئی یا به صورت کلی در محفظه‌ای قرار می‌گیرند که جلوی ورود گرد و غبار اشتعال پذیر و حتی غیراشتعال پذیر که می‌تواند منجر به افزایش دمای تجهیز شود را می‌گیرد. tb برای حفاظت در ZONE21 و tc برای حفاظت در ZONE22 کاربرد دارد.

• تحت فشار (P):

در اینگونه تجهیزات به وسیلۀ افزایش فشار داخل تجهیز و قطعات حفاظت شده نسبت به فشار گازهای اشتعال پذیر بیرونی، از ورود گازهای اشتعال پذیر به تجهیز و دستگاه های تحت حفاظت جلوگیری می‌شود.
PXB و PYB برای ZONE1 و PZC برای ZONE2 کاربرد دارد.

کلاس‌های حرارتی تجهیزات ضد انفجار

بیشترین دمای سطحی و داخلی تجهیز همواره باید کمتر از دمای احتراق گازها و بخارهای پیرامون تجهیز باشد. به همین دلیل ابتدا گازها بر حسب دمای احتراقشان طبقه بندی می‌شوند و در زمان انتخاب تجهیز، بالاترین دمای تجهیز باید کمتر از دمای احتراق گازهای طبقۀ مورد نظر باشد تا تجهیز بتواند در محیط مورد نظر مورد استفاده قرار بگیرد. در استانداردها به طور معمول 6 کلاس حرارتی به صورت T1,T2,T3,T4,T5,T6 در نظر گرفته می‌شود که در کلاس حرارتی T1 حداکثر دمای سطح تجهیز 460 درجه سانتیگراد، در T2 حداکثر دمای سطح تجهیز به 300 درجه سانتی‌گراد، در T3 حداکثر دمای سطح تجهیز به 200 درجه سانتی‌گراد، در T4 حداکثر دمای سطح تجهیز به 135 درجه سانتی‌گراد، در T5 حداکثر دمای سطح تجهیز به 100 درجه سانتیگراد و در T6 حداکثر دمای سطح تجهیز به 85 درجه سانتی‌گراد محدود میگردد. کلاس حرارتی به ماهیت عملکرد دستگاه وابسته است و در بعضی دستگاه‌ها رسیدن به کلاس حرارتی T6 بسیار ساده و در بعضی دیگر، تغییر کلاس از T1 به T2 بسیار دشوار است. اما در هرحال تغییر یک سطح در کلاس حرارتی نسبت به سطح معمول آن تجهیز می‌تواند قیمت تمام شدۀ دستگاه را به نحو چشمگیری بالاتر برد.

لازم به توجه است که در تجهیزات متحرّک، افزایش دمای تجهیز در حالت قفل شده و پیش از آنکه تجهیز بتواند به حرکت نرمال خود برسد بسیار بیشتر از افزایش دمای تجهیز در حالت کار عادی می‌باشد. به همین دلیل می‌باید در محیط‌های انفجاری حفاظت ویژه‌ای برای زمان عملکرد تجهیز متحرّک در حالت قفل شده در نظر گرفت و سنسورهای حرارتی ممکن است برای این حفاظت کفایت نکند.

نباید فراموش کرد که ایمنی تجهیزات نصب شده در یک ناحیه خطرناک به انتخاب صحیح تیم فنی، کیفیت ساخت تجهیز و مهارت و آگاهی نصب کننده و بهره بردار نهایی وابسته است.

در دو بخش انتخاب و بهره برداری، مهارت و آگاهی که به عبارتی نرم افزاری هستند عامل اصلی و سرنوشت ساز است اما در بخش کیفیت ساخت، نقش عوامل سخت افزاری به اندازه عوامل نرم افزاری جدی است. استانداردها، پیش نیازهای لازم برای تطابق یک تجهیز با نیاز مصرف را تعیین میکنند اما به شکل مناسب دوام و ماندگاری و کیفیت پاسخگویی به نیاز را مورد توجه قرار نمیدهند. به همین دلیل استفاده از تجهیزاتی که علاوه بر داشتن استاندارد، در صنعت جواب عملی خود را پس داده باشند حائز اهمیت جدی است.

صدای نویز پایین

ارتعاش کم

دوام بدنه و شفت

خنک کاری مناسب بدنه

جریان هجومی کم

طراحی ترمینال باکس مناسب

استفاده از بیرینگهای با کیفیت

و ...

پارامترهایی هستند که با معیار استاندارد به ویژه استانداردهای ضد انفجار قابل سنجش و ارزیابی نیستند اما اهمیت بسیار زیادی در انتخاب و بهره برداری از الکتروموتورها دارند.

به همین دلیل توصیه میشود در انتخاب الکتروموتور مناسب، همواره از دانش و تجربه اهل فن بهره بگیرید.

گروه صنعتی نیروژن مفتخر است که به واسطه بهره مندی از کارکنان فنّی با تجربه، امکان ارائه مشاوره تخصصی و انتخاب مناسب را برای کارفرمایان و خریداران محترم فراهم کرده است.

شرکت WEG با بیش از 50 سال سابقه در تولید الکتروموتورهای با کیفیت و دارای تأییدیه های مختلف بین المللی، از جمله سازندگانی است که در موارد ذکر شده نه تنها نمره قبولی که نمره درخشانی را کسب نموده و الکتروموتورهای ضد انفجار این شرکت اگر نگوییم بی نظیر، در زمینه کیفیت، دوام و ایمنی کم نظیر هستند.

نکته شایان توجّه در خصوص خرید الکتروموتورهای با کیفیت، خرید آنها از مرجعی قابل اعتماد است که الکتروموتورهای دارای اصالت را که به شکل صحیح حمل و نگهداری شده اند را به متقاضی عرضه کند، چرا که حمل و نگهداری نامناسب الکتروموتورها، به ویژه در مواقعی که از ساخت الکتروموتور بیش از 2 سال گذشته باشد بسیار حائز اهمیت است و ممکن است کالایی که از ابتدا بسیار باکیفیت و بادوام بوده است را به کالایی بی کیفیت که به سرعت آسیب میبیند و دچار مشکل میشود بدل سازد. با این تفاسیر توصیه ما برای خرید الکتروموتورهای ضد انفجار و صنعتی با کیفیت از برند WEG، مراجعه حضوری به دفتر گروه صنعتی نیروژن واقع در تهران و یا خرید آنلاین الکتروموتور از سایت www.niroogen.com، میباشد.