اتصالات ضد انفجار مربوط به حفاظت Exd

اتصالات ضد انفجار مربوط به حفاظت Exd

اتصال ضد انفجار چیست؟

یکی از ویژگی های معمول تجهیزات با نوع حفاظت Ex d وجود اتصالات ضد انفجار یا همان flameproof joints است.

محفظه های ضد انفجار ابتدا برای نصب اجزا یا component ها در داخلشان و به صورت دوره ای برای تعمیر و نگهداری معمولی یا فوق العاده باید باز شوند، بنابراین اتصالات ضد انفجار مجهز به درب یا درپوش هستند.

در حالت دیگر، ممکن است قطعات متحرکی وجود داشته باشند که محفظه ضد انفجار را از وسط قطع یا به دو قسمت تقسیم می‌کنند، به عنوان نمونه شفت یک موتور الکتریکی یا اهرم‌ها/دکمه‌هایی که باز و بسته شدن کلیدهای داخل پانل‌ها (تابلوها) را فعال می‌کنند.

در هر دو حالت بیان شده بالا، محفظه ضد انفجار یا explosion proof enclosure از اجزای متعددی تشکیل شده که مونتاژ شده اند و باید نگهداری از حفاظت نوع Ex d را تضمین نماید.

سطوحی که این اجزا در امتداد آنها در تماس هستند، دارای بازی (play) یا فاصله تضمین شده و خاصی هستند. در واقع از طریق این فاصله ها باید اطمینان حاصل شود که هرگونه انفجار در داخل محفظه ضد انفجار قادر به مشتعل کردن محیط بیرونی نباشد.

بنابراین سطوح تماس متناظر دو قسمت از یک محفظه به عنوان یک اتصال ضد انفجار یا explosion proof joint تعریف می شود که از طریق فواصل آن، انتشار انفجار در داخل محفظه به محیط انفجاری اطراف آن، متوقف می شود.

نمونه ای از خروجی گاز دودکش از یک اتصال فلنجی مربوط به یک باکس با مدل و سایز EJB-3

• استوانه ای

• رزوه ای

• فلنجی

اتصالات ضد انفجار در صفحات تماس بین بدنه ها و درپوش ها، در رزوه های درپوش های رزوه دار، در سطوح استوانه ای اتصالات استوانه ای قرار می گیرند.

اتصالات فلنج دار و استوانه ای با پیچ های ثابت ارائه می شوند، در حالی که اتصالات رزوه دار با همان رزوه ای که اتصال را تشکیل می دهد، ثابت می شوند.

در مورد دوم یک رولپلاک ثابت با عملکرد ضد شل شدن وجود دارد.

همانطور که در تصویر بالا دیده می شود، بین نوع اتصال ضد انفجار و گروه گازی تجهیز، ارتباط وجود دارد.

اتصالات فلنجی در واقع زمانی دچار بحران می شوند که باید عبور شعله گازهایی مانند هیدروژن و مهمتر از همه استیلن را متوقف کنند.

به همین دلیل، به عنوان نمونه یک سایت فراوری فراورده های نفتی که حاوی گروه گازی IIC است، همیشه به تجهیزاتی با اتصالات رزوه ای یا استوانه ای ضد انفجار و در نتیجه به تجهیزات موجود در محفظه های گرد یا مربع نیاز دارد.

اخیراً انواع جدیدی از اتصالات با فرایند مکانیکی ویژه ای ساخته شده که  امکان ایجاد محفظه های مستطیلی مناسب برای گروه گازی IIC را فراهم نموده است.

تصویر بالا همچنین نشان می دهد که چگونه محفظه های دارای اتصال مسطح فلنجی می توانند برای گروه گازی IIB + H2 گواهی شوند.

در این مورد، استفاده از آنها به محیط هایی با حضور هیدروژن گسترش می یابد، وضعیتی که اگر در نظر بگیریم که هیدروژن تولید می شود، اهمیت فرعی ندارد، مثلاً در نقاط شارژ باتری های لیفتراک.

قسمتی از محفظه با درپوش مجهز به اتصال استوانه‌ای (cylindrical joint) و مسیری که گازهای دودکش دنبال می‌کنند به رنگ قرمز

اتصال فلنجی ضد انفجار یک باکس EJB-3 به رنگ زرد

قاعده (معیار) عملکرد اتصالات ضد انفجار

مفهوم اساسی حفاظت بدنه یا Ex d این است که یک انفجار در داخل تجهیز ضد انفجار ممکن است رخ دهد اما بدون ایجاد گازهای خارجی مهار می شود.

عملکرد اتصال ضد شعله یا همان flameproof joint این است که اطمینان حاصل شود که گازهای باقیمانده از انفجار نمی توانند اتمسفر خارج از محفظه ضد شعله را مشتعل کنند.

با کلیک بر روی تصویر بالا، می توانید آن را در سایز بزرگتر ببینید.

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، انفجار، باعث تولید گازهای داغ در داخل محفظه می شود.

شعله های گاز حاصل، از طریق اتصالات ورقه ای منبسط می شوند و دمای آنها به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

در حین این عبور، در واقع انرژی آزاد شده از انفجار به انرژی جنبشی گازهای خروجی تبدیل می شود.

برای اینکه این فرآیند بطور مطلوب انجام شود، طول و تلورانس اتصالات و همچنین زبری سطح باید به خوبی تعیین شود که استاندارد IEC/EN 60079-1 برای این منظور، جداول خاصی را ارائه می دهد.

در اتصالات فلنجی مانند شکل بالا، گازهای دودکش برای فاصله معینی از سطح صاف فلنج خارج می شوند، بنابراین می توانند با موانع سخت در مسیر خود مانند سازه های نگهدارنده، دیوارها، لوله ها و غیره برخورد کنند.

تعیین و پیاده سازی حداقل فاصله بین یک اتصال فلنجی صاف و یک مانع سخت، بسته به گروه گازی موجود در محل نصب تجهیز ضد انفجار، باید در طراحی اتصالات ضد انفجار لحظ شود.

حداقل فاصله بین اتصالات صاف و موانع سخت بر پایه گروه گازی تجهیز بر پایه جدول شماره 11 از IEC 60079-1

جنبه دیگری که باید رعایت شود، گشتاور سفت شدن پیچ های ثابت کاورهای فلنجی یا اتصالات استوانه ای است. این پیچ ها باید با گشتاور صحیحی که سازنده در دفترچه راهنمای استفاده و نگهداری مشخص نموده، سفت شوند.

در واقع، هنگامی که انفجار رخ می دهد، گازها از تمام مسیرها یا منافذ موجود فرار می کنند و به دلیل فشارهای شدیدی که بر دیواره های محفظه وارد می شود، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده، فاصله ها تغییر نموده و دهانه عبوری که گازها از آن خارج می شوند افزایش می یابد.

اتصال صفحه (سطح) در حین انفجار

توجه: مشاهده شده که نوع مواد بکار رفته برای ساخت محفظه ضد انفجار، تاثیری بر کاهش دمای گازهای خروجی هنگام بروز انفجار ندارد، بنابراین تصور اینکه گازهای باقیمانده به محفظه گرما می دهند اشتباه است. کاهش دما به دلیل پدیده هایی دیگر مانند نازل موشک اتفاق می افتد.