لماذا يُعَدُّ محرك المغناطيس الدائم المضاد للانفجارات ضروريًّا في ورش العمل البتروكيماوية وورش الغازات الخطرة؟

محرّك في المنطقة غير المناسبة

أضافت ورشة طلاء خلاّطًا جديدًا وركّبت فيه محركًا قياسيًّا في منطقة صنّفها تدقيقٌ لاحقٌ على أنها منطقة ١، حيث يمكن أن تظهر أبخرة المذيبات أثناء عملية التنظيف. وأوقفت المراجعة الأمنية الإنتاج حتى استُبدِلَ هذا المحرك. ووُضِعَ محرّك دائم المغناطيس المقاوم للانفجارات لاستبعاد مصدر الاشتعال الذي قدّمه المحرك القياسي. وبلغت تكلفة تركيب المحرك البديل أكثر بكثير من تكلفة اختيار المحرك المناسب منذ البداية، كما أن الخسائر الناجمة عن توقّف الإنتاج فاقَتْ كثيرًا التوفير الذي كان يُفترض أن يحقّقه استخدام المحرك القياسي.

كيف تم اكتشاف الخطر

أُجريت دراسةٌ لتَصنيف المناطق لتحديد المواقع التي قد تتراكم فيها أبخرة قابلة للاشتعال، ورُوعيت في التصنيف نوع الغاز وتكرار حدوثه. وكان الخلاط موضعًا داخل حدود المنطقة ١، ومع ذلك استخدم محركًا غير معتمدٍ للعمل في المناطق الخطرة. أما محرك الحث الدائم المقاوم للانفجارات فكان سيحقّق متطلبات هذه المنطقة منذ اليوم الأول. وقد اكتُشف هذا النقص على الورق قبل وقوع أي حادث، وهذه هي الطريقة الوحيدة الجيدة لاكتشافه في قاعة المصانع البترولية والكيميائية.

لماذا كان الوحدة القياسية غير آمنة

يمكن أن يحدث تقوس كهربائي داخل المحرك العادي، وأن يرتفع حرارة سطحه، وأن تنطلق شرارات من طرفيه. وفي ورشة العمل التي تحتوي على غازات خطرة، تشكّل هذه الظواهر مصادر اشتعال، وليست أعطالاً بسيطة. أما محرك الحث الدائم المقاوم للانفجارات فيُصنع بحيث لا يمكن لأي عطل داخلي أن يشعل الجو المحيط به، وذلك عبر احتوائه بالكامل، وتحديد أقصى درجة حرارة مسموح بها لسطحه، وإغلاق جميع مداخله بإحكام. والفرق بينهما مضمونٌ بشهادة رسمية، وليس مجرد افتراض، وهذه الشهادة هي ما يعتمده المفتش.

ما الذي يجعل المحرك مقاومًا للانفجارات

تتكوَّن الحماية من مجموعة من الحواجز المصمَّمة هندسيًّا، وكلٌّ منها يستهدف مسار اشتعالٍ معيَّن، ويجب أن تظلَّ جميعُها سليمةً لكي يبقى الوحدة آمنة.

احتواء القوس الداخلي

يحيط تصميم المحرك المضاد للانفجارات من النوع Ex d بالأجزاء المشحونة بغلافٍ ثقيلٍ قادرٍ على تحمل انفجارٍ داخليٍّ وتبريد الغاز الخارج منه إلى درجة حرارة دون نقطة الاشتعال. ويستخدم محرك التيار المستمر المضاد للانفجارات هذه الطريقة لضمان احتواء العطل داخله. وتحدد دقة فتحات الشفة عرضها وطولها بدقةٍ بالغة لأنهما يعملان على إخماد جبهة اللهب. ولذلك، لا يجوز تركيب سوى الوحدات المعتمدة في المنطقة الخطرة، ويُمنع تمامًا إدخال أي تعديلات عليها في الموقع.

فئة الحرارة ومجموعة الغاز

لكل منطقة خطرة مجموعة غاز وفئة حرارة يجب أن يلتزم بهما المحرك. ويحمل محرك التيار المستمر المضاد للانفجارات تصنيف درجة الحرارة (من T1 إلى T6) الذي يكون أقل من درجة الاشتعال الذاتي للبخار الموجود محليًّا، ومجموعة غاز تتطابق مع نوع الغاز السائد. ويحدِّد المعيار IEC 60079 هذا النظام؛ إذ إن تحديد فئة درجة الحرارة الخطأ يحوِّل وحدةً آمنةً إلى مصدر خطر. ويجب أن تتطابق البيانات المكتوبة على اللوحة التعريفية مع نوع الغاز السائد في المنشأة، وليس مع غاز عام مستمدٍ من كتالوج.

لماذا تساعد شركة بي إم للإنشاءات

لا يحتاج محرك الدوار المغناطيسي الدائم إلى فُرَشٍ أو حلقات انزلاق، ما يلغي مصدر الشرر الشائع. وبالتالي، فإن المحرك المغناطيسي الدائم المقاوم للانفجار يقلل خطر الاشتعال بعامل إضافي فوق الغلاف المعتمد. ويعني وجود شرارات أقل داخل المحرك أن الحاجة إلى احتوائها تصبح أقل، ما يبسّط حالة السلامة في قاعة البتروكيماويات. كما أن تصميم المغناطيس عادةً ما يعمل عند درجة حرارة أخفض على السطح، ما يوسع الهامش المتاح قبل الوصول إلى الحد الأقصى لفئة درجة الحرارة (T-Class).

مخاطر الخطأ في الحصول على الشهادة

تظهر الأخطاء عادةً في الأوراق الرسمية والتطابق بين المواصفات، وليس في المعدات نفسها، ولا تُكتشف هذه الأخطاء غالبًا إلا عند وصول المفتش.

عدم التطابق بين المنطقة والنوع الغازي وفئة درجة الحرارة (T-Class)

قد يكون المحرك المعتمد لغازٍ ما غير مناسبٍ لغازٍ آخر ذي نقطة اشتعال تلقائيّة أدنى. ويجب أن يتطابق محرك التيار المستمر المضاد للانفجارات بدقة مع المنطقة والمجموعة والدرجة الحرارية (T-class) المحددة لموقع تركيبه. وتشترط لوائح إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية (OSHA) البند 1910.307 والكود الوطني المعني أن تُوثَّق التصنيفات الصحيحة. وقد يؤدي عدم التطابق إلى إبطال الحماية حتى لو بَدَا الغلاف سليمًا، لأن التصنيف هو ما يمنع الاشتعال داخل البخار.

التثبيت والتوصيل الكهربائي

حتى الوحدة المعتمدة قد تفشل إذا جرى تثبيتها بشكل رديء. فمعيار الآي إي سي 60079-14 ينظّم عمليات الاتصال النهائي والتوصيل الكهربائي وختم الأنابيب المعدنية الخاصة بمحرك التيار المستمر المضاد للانفجارات، لأن أي مدخل فضفاض يسمح للبخار بالوصول إلى الداخل. وتضمن التأريض السليم والمواسير المُعتمدة بقاء الحاجز سليمًا. ونوعية التثبيت تشكّل جزءًا لا يتجزأ من الاعتماد، وليس أمرًا منفصلًا عنه، لذا فإن عمل الكهربائي يكتسب أهميةً مماثلةً لعمل ورشة الصب.

الاختيار والاستخدام والفحص

يعتمد العمر التشغيلي الآمن للمحرك على القرارات المتخذة قبل وبعد التركيب، ويجب أن تطبَّق الانضباط نفسه على كلا الجانبين.

حدّد وافحص المحرك الخارجي المناسب

ابدأ من تصنيف المنطقة: المنطقة، ومجموعة الغاز، والتصنيف الحراري (T-class) في الموقع المحدد بدقة. ويجب أن يحمل محرك التيار المستمر المقاوم للانفجار علامة مطابقة لمعياري آي إي سي ٦٠٠٧٩ أو أتيكس، وطريقة الحماية المناسبة لنوع الغاز. وشَارِك قائمة الغازات الخاصة بالمصنع مع المورِّد كي يُؤكَّد اختيار الوحدة لا أن تُخمَّن. وتأكد من العلامة قبل إصدار أمر الشراء، لأن إرجاع الوحدات من مواقع الخطر الانفجاري عمليةٌ مؤلمة. ولا تزال المغلفات المعتمدة بحاجة إلى فحص: شدّ الجوانب (glands)، وحالة الأسطح الواصلة (flanges)، واتجاهات درجة حرارة السطح. ويظل محرك التيار المستمر المقاوم للانفجار، عند تركيبه ضمن خطة صيانة دورية، آمناً لفترة أطول من محركٍ يُترك حتى يتعطل. ولا تثقب المغلف أبداً أو تُعدِّله، لأن ذلك يُبطِل الحواجز المعتمدة. وسجِّل كل فحصٍ كي يبقى ملف السلامة محدثاً أمام مراجعي التدقيق، الذين سيطلبون السجل أولاً قبل أن يطلبوا المحرك.

يجب أيضًا اختيار محرك دائم المغناطيس المقاوم للانفجارات مع امتلاك القائمة الكاملة للغازات في المنشأة، وليس مجرد بخارٍ ممثلٍ واحدٍ، لأن الموقع غالبًا ما يتعامل مع عدة مواد كيميائية خلال الورديات المختلفة. وقد يكون الوحدة المصمَّمة فقط للغاز الواضح غير مناسبة للغاز الذي يظهر أثناء عملية التنظيف. وتحدد دراسة المنطقة، وليس الكتالوج، المتطلبات الفعلية، ويجب أن تعكس العلامة على اللوحة التعريفية هذه المتطلبات.

يصبح محرك دائم المغناطيس المقاوم للانفجارات الذي يتم تركيبه وتوثيقه بشكل صحيح أصلًا هادئًا، بينما يتحول المحرك الذي يتم اختياره بالتخمين إلى نقطة تدقيق متكررة في عمليات التدقيق. والفرق يكمن في الغالب في الانضباط أثناء تحديد المواصفات ومرحلة التشغيل الأولي، وليس في العتاد نفسه. وعليك معاملة الشهادة كوثيقة حيَّة، وبذلك تبقى حالة السلامة سليمة طوال عمر المعدات.

الأسئلة المتكررة

ما المقصود فعليًّا بمصطلح «مقاوم للانفجارات»؟

هذا يعني أن المحرك مُصمَّم بحيث لا يمكن لعطل داخلي أن يشعل غلافًا قابلاً للاشتعال في المحيط، وعادةً ما يتم ذلك عبر غلاف مقاوم للانفجارات يحتوي على القوس الكهربائي ويبرِّد الغاز المتسرب. ويحقِّق محرك التيار المستمر المقاوم للانفجارات هذا الشرط من خلال تصميمٍ معتمَدٍ رسميًّا، وليس بالاعتماد على الأمل فقط. ويُختبَر الغلاف والفجوات والختم كنظامٍ متكامل. والشهادة المكتوبة — وليس المظهر الخارجي — هي التي تثبت فعالية الحماية، وتترافق الشهادة مع الوحدة دائمًا.

أي معيارٍ يغطي هذه المحركات؟

سلسلة المعايير الدولية IEC 60079 هي الأساس للمواصفات الخاصة بالبيئات الانفجارية، بينما يتناول المعيار IEC 60079-14 متطلبات التركيب. أما في أوروبا، فينطبق نظام ATEX 2014/34/EU، بينما تنظم مواقع الولايات المتحدة معايير OSHA 1910.307 وNEC. ويجب أن يحمل محرك التيار المستمر المقاوم للانفجارات العلامة المخصصة للمنطقة التي سيُستخدم فيها. ويجب دائمًا مطابقة المعيار مع موقع المصنع ونوع الغاز المستخدم، لأن العلامة الأوروبية لا تفي بمتطلبات مفتش الولايات المتحدة.

كيف تُحدَّد درجة حرارة الفئة؟

يُحدَّد التصنيف T تحت درجة حرارة الاشتعال الذاتي لبخار المنطقة المحلية، بدءًا من T1 للغازات ذات درجة الاشتعال العالية وصولًا إلى T6 للغازات ذات درجة الاشتعال المنخفضة جدًّا. ويجب أن يحمل محرك المغناطيس الدائم المقاوم للانفجارات تصنيف T أبرد من أشد الغازات اشتعالًا في المنشأة. ويُعرِّف معيار IEC 60079 هذه السلمية، بينما تُسمِّي دراسة المنطقة نوع الغاز. ويجعل تحديد التصنيف الخاطئ السلامة المعتمدة غير فعَّالة، لأن سطح المحرك قد يتجاوز عندئذٍ نقطة الاشتعال.

هل يزيد روتور المغناطيس الدائم من المخاطر؟

لا. فروتور المغناطيس الدائم لا يحتوي على فُرَش كهربائية أو حلقات انزلاقية، وبالتالي يلغي مصدر الشرر الشائع داخل الجهاز. ولذلك، يمتلك محرك المغناطيس الدائم المقاوم للانفجارات مسار اشتعال أقلَّ بالإضافة إلى الغلاف المعتمد. ويساعد انخفاض عدد القوس الكهربائي في تبسيط حالة السلامة في قاعة المصانع البتروكيماوية. كما أن المغناطيس يميل عادةً إلى إبقاء السطح أكثر برودة، مما يساعد الوحدة على البقاء ضمن حدود تصنيفها T.

هل يمكن تعديل الغلاف في الموقع؟

أبدًا. إن الحفر أو القص يُفسد مسار اللهب ويُبطِل شهادة التصديق، لأن الفجوات والختم المُختبرة هي ما يحتوي العطل. ويجب أن يظل محرك التيار المستمر المقاوم للانفجار كما وُصِف عند التسليم، مع استخدام موصلات ومداخل معتمدة فقط. وأي تعديلٍ يحوّل الوحدة الآمنة إلى وحدة غير مصنَّفة. وتُرسل عمليات الإصلاح إلى الشركة المصنِّعة أو إلى ورشة معتمدة، وليس إلى ورشة عامة تستخدم المثقاب.

ما تكرار إجراء الفحص؟

إن اتباع جدول فحص مُخطَّط يشمل فحص الموصلات وحالة الفلانشات ودرجة حرارة السطح في كل دورة يضمن سلامة الحاجز. فترك محرك التيار المستمر المقاوم للانفجار دون فحص حتى حدوث العطل يعرّض الختم للتلف، مما يسمح بدخول الأبخرة إلى الداخل. ويسجَّل كل فحص ليبقى ملف السلامة جاهزًا لأغراض التدقيق. ويرتبط مدى التكرار بتقييم درجة الخطورة في المنطقة، لا بالتقويم العام، لأن خلاطًا في المنطقة ١ يستحق اهتمامًا أكبر من مضخة بعيدة.