استاندارد IEC 60079-10: طبقه‌بندی مناطق خطرناک برای اتمسفرهای انفجاری

استانداردهای IEC 60079-10-1:2020 و IEC 60079-10-2:2015، تدوین‌شده توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک، اصول و روش‌های طبقه‌بندی مناطق خطرناک را برای مناطقی که اتمسفرهای انفجاری ناشی از گازهای قابل‌اشتعال، بخارات یا گردوغبارهای قابل‌احتراق ممکن است وجود داشته باشد، مشخص می‌کنند. استاندارد IEC 60079-10-1 برای اتمسفرهای گازی و استاندارد IEC 60079-10-2 برای اتمسفرهای گردوغباری اعمال می‌شود. این استانداردها با هدف تضمین انتخاب و نصب ایمن تجهیزات الکتریکی و غیرالکتریکی در محیط‌های خطرناک طراحی شده‌اند. نسخه 2020 برای گازها و نسخه 2015 برای گردوغبارها روش‌های به‌روز و دقیقی را ارائه می‌دهند که جایگزین نسخه‌های قبلی شده‌اند. این مقاله دامنه کاربرد، روش‌های طبقه‌بندی، اصول منطقه‌بندی، مزایا، محدودیت‌ها و کاربردهای عملی این استانداردها را در صنایع مختلف بررسی می‌کند.

دامنه کاربرد استاندارد IEC 60079-10

استانداردهای IEC 60079-10-1 و IEC 60079-10-2 روش‌هایی را برای شناسایی و طبقه‌بندی مناطقی که در آنها اتمسفرهای انفجاری ممکن است به دلیل وجود گازهای قابل‌اشتعال، بخارات یا گردوغبارهای قابل‌احتراق ایجاد شوند، ارائه می‌دهند. این استانداردها برای کاهش خطر آتش‌سوزی و انفجار با انتخاب تجهیزات مناسب طراحی شده‌اند. دامنه کاربرد شامل موارد زیر است:

• مناطق تحت پوشش:
  • صنایع نفت و گاز، پتروشیمی و شیمیایی.
  • کارخانه‌های تولید کاغذ، رنگ و مواد غذایی (به‌ویژه برای گردوغبار).
  • معادن سطحی و تأسیسات ذخیره‌سازی سوخت.
• کاربردها:
  • تعیین مناطق خطرناک برای نصب تجهیزات الکتریکی و غیرالکتریکی.
  • تضمین ایمنی پرسنل در برابر انفجار و آتش‌سوزی.
  • انطباق با مقررات ایمنی جهانی (مانند ATEX در اروپا).
  • ارائه نقشه‌های طبقه‌بندی مناطق برای طراحی و نگهداری.
• صنایع:
  • نفت و گاز، پالایشگاه‌ها و سکوهای دریایی.
  • تولید مواد شیمیایی و دارویی.
  • صنایع غذایی، کشاورزی و تولید کاغذ (برای گردوغبار).
• کاربران:
  • مهندسان ایمنی و طراحی فرآیند.
  • تولیدکنندگان تجهیزات ضد انفجار (Ex).
  • اپراتورهای صنعتی و بازرسان ایمنی.
  • مشاوران ارزیابی ریسک و سازمان‌های نظارتی.
• محدودیت‌ها:
  • عدم پوشش معادن زیرزمینی (ارجاع به استانداردهای گروه I).
  • عدم بررسی خرابی‌های فاجعه‌بار یا شرایط غیرعادی نادر.
  • نیاز به ارزیابی‌های مکمل برای مایعات با نقطه اشتعال بالا.

این استانداردها به صنایع کمک می‌کنند تا مناطق خطرناک را شناسایی کرده و تجهیزات ایمن نصب کنند.

روش‌های طبقه‌بندی مناطق

IEC 60079-10-1 و IEC 60079-10-2 روش‌های طبقه‌بندی مناطق خطرناک را بر اساس احتمال و مدت‌زمان حضور مواد قابل‌اشتعال تعریف می‌کنند. مناطق به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• برای گازها و بخارات (IEC 60079-10-1):
  • منطقه 0: مناطقی که اتمسفر انفجاری به‌صورت مداوم یا برای دوره‌های طولانی وجود دارد (مانند داخل مخازن سوخت).
  • منطقه 1: مناطقی که اتمسفر انفجاری احتمالاً در شرایط عملیاتی عادی رخ می‌دهد (مانند اطراف پمپ‌های بنزین).
  • منطقه 2: مناطقی که اتمسفر انفجاری بعید است در شرایط عادی رخ دهد و فقط برای مدت کوتاهی ممکن است (مانند مناطق نزدیک به خطوط لوله).
• برای گردوغبارها (IEC 60079-10-2):
  • منطقه 20: مناطقی که ابر گردوغبار قابل‌احتراق به‌صورت مداوم یا طولانی وجود دارد (مانند داخل سیلوهای غلات).
  • منطقه 21: مناطقی که ابر گردوغبار احتمالاً در شرایط عادی رخ می‌دهد (مانند اطراف تجهیزات آسیاب).
  • منطقه 22: مناطقی که ابر گردوغبار بعید است رخ دهد و فقط برای مدت کوتاهی ممکن است (مانند مناطق ذخیره‌سازی گردوغبار).
• گروه‌های مواد:
  • گروه II (گازها): شامل زیرگروه‌های IIA (پروپان)، IIB (اتیلن)، IIC (هیدروژن).
  • گروه III (گردوغبار): شامل IIIA (فیبرهای قابل‌احتراق)، IIIB (گردوغبار غیرهادی)، IIIC (گردوغبار هادی).

طبقه‌بندی بر اساس ویژگی‌های مواد (مانند دمای خوداشتعالی، انرژی حداقل اشتعال) و شرایط عملیاتی انجام می‌شود.

رویه‌های ارزیابی و آزمایش

استانداردهای IEC 60079-10 روش‌های ارزیابی دقیقی را برای طبقه‌بندی مناطق خطرناک تعریف می‌کنند:

• ارزیابی منابع انتشار:
  • شناسایی نقاط انتشار گاز یا گردوغبار (مانند شیرها، فلنج‌ها، آسیاب‌ها).
  • تعیین نرخ انتشار (مانند 0.1 لیتر در ساعت برای نشت بنزین).
• تحلیل تهویه:
  • بررسی تأثیر تهویه (طبیعی یا مکانیکی) بر پراکندگی مواد قابل‌اشتعال.
  • محاسبه زمان پراکندگی (مانند 10 ثانیه برای تهویه قوی).
• تعیین حدود منطقه:
  • استفاده از مدل‌های ریاضی برای محاسبه شعاع منطقه (مانند 2 متر برای منطقه 1).
  • تهیه نقشه‌های سه‌بعدی مناطق خطرناک.
• آزمایش‌های تأیید:
  • اندازه‌گیری غلظت گاز یا گردوغبار با حسگرهای کالیبره‌شده (دقت 0.01٪).
  • بررسی دمای خوداشتعالی مواد (مانند 280 درجه سانتی‌گراد برای متان).

این رویه‌ها در شرایط استاندارد (فشار 101.3 کیلوپاسکال، دمای 20 درجه سانتی‌گراد) انجام می‌شوند.

مزایا و محدودیت‌ها

مزایا:

• ارائه سیستم منطقه‌بندی استاندارد برای انتخاب تجهیزات ایمن.
• کاهش خطر انفجار با شناسایی دقیق مناطق خطرناک.
• تسهیل انطباق با مقررات جهانی (مانند ATEX و IECEx).
• پشتیبانی از طراحی ایمن تأسیسات صنعتی.

محدودیت‌ها:

• هزینه‌های بالای ارزیابی و تهیه نقشه‌های طبقه‌بندی.
• نیاز به تخصص فنی برای تحلیل و اجرای روش‌ها.
• عدم پوشش مایعات با نقطه اشتعال بالا یا خرابی‌های فاجعه‌بار.
• نیاز به استانداردهای مکمل برای ایمنی تجهیزات (مانند IEC 60079-0).

کاربردهای عملی

استانداردهای IEC 60079-10 در سناریوهای زیر استفاده می‌شوند:

• طراحی تأسیسات: تعیین مناطق خطرناک برای نصب تجهیزات ضد انفجار (Ex) در پالایشگاه‌ها.
• مدیریت ایمنی: کاهش حوادث در کارخانه‌های شیمیایی با نقشه‌های منطقه‌بندی.
• انطباق نظارتی: تأیید انطباق با مقررات ایمنی در بازارهای اروپا و آسیا.
• نگهداری: برنامه‌ریزی تعمیرات ایمن در مناطق طبقه‌بندی‌شده.

مثال عملی: یک پالایشگاه نفت از IEC 60079-10-1 برای طبقه‌بندی مناطق اطراف پمپ‌های بنزین استفاده کرد. ارزیابی نشان داد که شعاع 1.5 متری اطراف پمپ‌ها به‌عنوان منطقه 1 و شعاع 3 متری به‌عنوان منطقه 2 طبقه‌بندی می‌شود. آزمایش غلظت بخارات بنزین (0.1٪ حجمی) و تهویه (2 مترمکعب در ثانیه) این طبقه‌بندی را تأیید کرد. نصب تجهیزات با حفاظت Ex d (ضدانفجار) در منطقه 1 خطر انفجار را 35٪ کاهش داد.

ارتباط با سایر استانداردها

مقایسه با استانداردها و موضوعات مرتبط:

• در مقابل IEC 61298: IEC 61298 عملکرد دستگاه‌های اندازه‌گیری فرآیند را ارزیابی می‌کند، که در مناطق خطرناک IEC 60079-10 استفاده می‌شوند.
• در مقابل IEC 61010-1: IEC 61010-1 ایمنی تجهیزات آزمایشگاهی را پوشش می‌دهد، اما IEC 60079-10 مناطق نصب آنها را طبقه‌بندی می‌کند.
• در مقابل IEC 60529: IEC 60529 حفاظت محفظه‌ها (مانند IP54) را مشخص می‌کند، که در مناطق خطرناک IEC 60079-10 الزامی است.

نقد و بررسی

استانداردهای IEC 60079-10 به دلیل ارائه سیستم منطقه‌بندی دقیق، هماهنگی با مقررات جهانی، و پشتیبانی از ایمنی صنعتی مورد تحسین هستند. دامنه گسترده آنها (گازها و گردوغبار) نیازهای صنایع مدرن را برآورده می‌کند. بااین‌حال، هزینه‌های بالای ارزیابی، پیچیدگی روش‌ها، و نیاز به استانداردهای مکمل چالش‌هایی هستند. ادغام فناوری‌های جدید، مانند حسگرهای تشخیص گاز بلادرنگ یا مدل‌سازی پیشرفته، می‌تواند این استانداردها را بهبود بخشد.

نتیجه‌گیری

استانداردهای IEC 60079-10-1:2020 و IEC 60079-10-2:2015 چارچوبی جامع برای طبقه‌بندی مناطق خطرناک در محیط‌های با اتمسفرهای انفجاری ارائه می‌دهند. این استانداردها با روش‌های دقیق منطقه‌بندی، ایمنی پرسنل و تجهیزات را تضمین کرده و به صنایع کمک می‌کنند تا تأسیسات ایمن و مطابق با مقررات جهانی طراحی کنند. اگر در زمینه ایمنی صنعتی، طراحی تأسیسات، یا انطباق نظارتی فعالیت می‌کنید، IEC 60079-10 مرجعی کلیدی برای مدیریت ریسک‌های انفجاری است.