تطبيقات الرافعات الكهربائية المقاومة للانفجار في مختلف الصناعات

النفط والغاز: ضمان رفع آمن في بيئات المنطقة 1 والمنطقة 2

لماذا تعتبر الشهادة ATEX/IECEx إلزامية لا غنى عنها في العمليات البحرية وعمليات التكرير

تعمل منصات النفط البحرية ومعامل التكرير عادةً ضمن مناطق تُعرف بـZone 1، حيث يحتمل وجود أجواء متفجرة، إضافة إلى بيئات Zone 2 التي قد تحدث فيها مثل هذه الانفجارات. وغالبًا ما تحتوي هذه الأماكن على غازات قابلة للاشتعال خطيرة مثل كبريتيد الهيدروجين والميثان. وتضع لوائح ATEX بموجب التوجيه الأوروبي 2014/34/EU، إلى جانب معايير IECEx المستندة إلى سلسلة IEC 60079، قواعد صارمة لتصميم رافعات كهربائية مقاومة للانفجار. ويشمل ذلك ضرورة التأكد من أن المغلفات لا تسمح بخروج اللهب، وبناء دوائر لا تولد شرارات حتى في حال حدوث عطل، والوفاء بتصنيفات درجات الحرارة المحددة مثل التصنيف T4 المطلوب في المناطق الغنية بالإيثيلين. فقد يؤدي مجرد شرارة صغيرة ناتجة عن فرش المحرك، أو مشكلة في الأسلاك، أو ارتفاع حرارة الأسطح بشكل زائد، إلى تشغيل انفجار لهذه المواد شديدة القابلية للاشتعال، مما يؤدي إلى نتائج كارثية. تُظهر الدراسات المنشورة في مجلات محكمة أن المعدات المعتمدة تقلل من أحداث الاشتعال بنسبة تقارب 92٪ عند التعامل مع الهيدروكربونات وفقًا لمراجعة OSHA السنوية لإدارة السلامة في العمليات لعام 2023. وعند النظر في العوامل التي يجب على المهندسين أخذها بعين الاعتبار، تبرز عدة عوامل مهمة:

• أغلفة مقاومة للانفجار مصنوعة من الألومنيوم المصبوب أو الحديد الدكتايل، قادرة على احتواء الانفجارات الداخلية
• دوائر تحكم آمنة نظريًا (Ex ia/ib) تحد من الطاقة إلى مستويات غير قابلة للاشتعال
• طلاءات مقاومة للتآكل من الدرجة البحرية لمجابهة التعرض للمياه المالحة والمواد الكيميائية

التطبيق العملي: رافعة كهربائية مقاومة للانفجار بسعة 5 أطنان في صيانة المنصات البحرية

في منصة نفطية في بحر الشمال تُجري صيانة لل터بينات، اعتمد العمال على رافعة كهربائية قوية بسعة 5 أطنان تم شهادتها للاستخدام في البيئات المتفجرة. كان لا بد أن يتعامل المعدات مع عمليات الرفع داخل مناطق خطرة غنية بالغاز الميثان وتُصنّف كمنطقة 1. وقد حافظ الغلاف الخاص المضاد للهب في الرافعة على احتواء الشرارات في حال حدوث أي عطل داخلي، وهو أمر ضروري نظرًا للجو القابل للاشتعال. وكان المهندسون يتحكمون بكل شيء عن بعد باستخدام وحدات تحكم لاسلكية، مما جعلهم يبقون بعيدًا عن المناطق الخطرة أثناء العمليات المحفوفة بالمخاطر. وعندما ارتفعت الحرارة بشكل مفرط أو زاد الضغط عن الحدود الآمنة، كانت أجهزة الاستشعار المدمجة تقطع التيار الكهربائي قبل الوصول إلى مستويات خطيرة. وبعد تشغيل هذا النظام لعدة أشهر، لاحظت فرق الصيانة انخفاض وقت التوقف بنسبة حوالي 40%. فقد استمرت المعدات في العمل بموثوقية عالية رغم التعرض المستمر لتآكل مياه البحر المالحة والرطوبة وجميع أنواع الغازات المتفجرة. ويُظهر الخبرة الواقعية أن عندما تلتقي المعدات الصناعية بمعايير السلامة المناسبة، فإنها تُشكّل مزيجًا ناجحًا من التشغيل الموثوق وحماية العمال الأساسية.

المعالجة الكيميائية: تقليل مخاطر الاشتعال أثناء التعامل مع المواد القابلة للاشتعال

مطابقة الفئة T والسلامة الهيكلية للأجواء الغنية بالمحاليل والغازات

عند التعامل مع مواد قابلة للاشتعال مثل الأسيتون، والتولوين، والإيثر الإيثيلي، والهيدروجين أثناء عمليات المعالجة الكيميائية، تصبح الحماية الحرارية والميكانيكية المناسبة ضرورية تمامًا. فمعدات الرفع العادية لا تفي بالغرض في هذه البيئات نظرًا لإمكانية تسببها في شرارات قد تشعل حرائق خطيرة. ولهذا السبب يجب على المنشآت الاستثمار في رافعات كهربائية مقاومة للانفجار ومعتمدة وفق معايير ATEX أو IECEx لضمان التشغيل الآمن. ما الذي يجعل هذه الأنظمة فعّالة إلى هذا الحد؟ يعود السبب إلى شيء يُعرف بـ"مطابقة الفئة الحرارية (T-Class)". وببساطة، يعني ذلك الحفاظ على درجات حرارة الأسطح منخفضة بما يكفي لتفادي الوصول إلى درجة اشتعال بعض المواد الكيميائية تلقائيًا. فكر فيما يمكن أن يحدث عندما ترتفع حرارة المعدات بشكل كبير بالقرب من مواد شديدة التقلب. فجأة، تصبح الشرارات الصغيرة حتى تمثل مخاطر أمان كبيرة. وإدارة درجة الحرارة بشكل سليم ليست فقط ممارسة جيدة، بل غالبًا ما تكون متطلبًا تنظيميًا في العديد من القطاعات الصناعية التي تتعامل مع مواد خطرة.

تلعب سلامة الغلاف دورًا كبيرًا في الحفاظ على معايير السلامة. فالمفاصل المصممة لامتصاص اللهب داخل وحدات من الألومنيوم المصبوب أو الفولاذ المقاوم للصدأ تساعد في احتواء الشرارات الداخلية المزعجة. وفي الوقت نفسه، تقوم الحشوات المقاومة للمذيبات بوظيفتها في الحفاظ على الختم سليمًا حتى عند التعرض للمواد الكيميائية التنظيفية القاسية والأبخرة الصناعية. ووفقًا لأحدث إصدار من NFPA 70، الذي يُعرف لدى معظم الناس بالكود الكهربائي الوطني، فإن حوالي 37 بالمئة من جميع مشكلات الاشتعال أثناء عمليات التعامل مع المواد الكيميائية تنبع من اختيار غير صحيح للفئة الحرارية T. وهذا أمر صادم فعلاً، لأن هذا النوع من الأعطال يمكن تجنبه تمامًا إذا خصصت الشركات الوقت اللازم لتحديد وتركيب معدات الرفع المعتمدة بشكل صحيح منذ البداية.

التعدين والتنقيب: الوقاية من حالات الاشتعال في المناطق الملوثة بالغازات الميثانية والغبار

تلبية معايير الفئة الأولى، القسم الأول للمناجم الفحمية والمعادن تحت الأرض

تتعامل عمليات التعدين تحت الأرض في مناجم الفحم والمعادن مع مخاطر حريق رئيسية اثنتين في آنٍ واحد: تراكم غاز الميثان والسحب الغبارية القابلة للاشتعال. وفقًا لتقرير حديث صادر عن معهد بونيمون حول اقتصاديات سلامة التعدين نُشر العام الماضي، فإن كل حادث انفجار للميثان يكلف قطاع التعدين حوالي 740,000 دولار أمريكي. وللتغلب على هذه المخاطر، توفر الرافعات الكهربائية المقاومة للانفجارات والمعتمدة ضمن الفئة الأولى، القسم 1 عدة طبقات حماية رئيسية. أولاً، تمتلك هذه الرافعات أغلفة مغلقة بإحكام تمنع دخول الغازات. ثانيًا، تبقى أسطحها باردة بما يكفي لتفادي الوصول إلى مستويات حرارة خطرة قد تؤدي إلى الاشتعال التلقائي. ثالثًا، تحتوي أجزاؤها الخاصة على مقاومة للشرر حتى عند الاحتكاك بمواد الخام الخشنة. بينما تميل المعدات العادية إلى التوقف التام عن العمل عندما ترتفع مستويات الغاز بشكل كبير جدًا، فإن هذه الرافعات المتخصصة تستمر في نقل المواد المهمة بأمان خلال فترات الخطر المؤقتة. وعند توصيلها بشكل صحيح بنظام التهوية الشامل في المنجم، تسهم في الحفاظ على جودة الهواء بحيث لا تصل تركيزات الغازات الخطرة أبدًا إلى مستويات قابلة للانفجار.

تكامل ذكي: ربط الرافعات الكهربائية المقاومة للانفجار مع عربات التوجيه الآلي لنقل الحمولات تلقائيًا

عندما ندمج رافعات كهربائية مقاومة للانفجار مع مركبات موجهة آليًا (AGVs)، نحصل على أنظمة نقل مواد آمنة فعلاً لتلك المناطق تحت الأرض الخطرة. تُخرج هذه الأنظمة العمال تمامًا من المعادلة عند نقل الخام عبر الأنفاق الغنية بالغاز الميثان، ما يعني أنه لا يضطر أحد لخطر حياته في هذه الظروف. كما أنها تستمر في العمل بسلاسة حتى عندما يكون هناك كميات هائلة من الغبار معلقة في الهواء، كما هو الحال في عمليات حفر المصارف أو أثناء أعمال التطوير. ما يجعل هذا التكوين ذكيًا حقًا هو طريقة عمله مع معلومات التهوية الفعلية في الوقت الحقيقي. لا تبدأ الرافعات في تحريك الأحمال إلا عندما تكون جودة الهواء مقبولة وآمنة وفقًا لقراءات نظام التهوية. وبالنظر إلى النتائج الميدانية الفعلية من المناجم التي طبقت هذه التقنية، أفاد المشغلون بحدوث حوالي 60 بالمئة من الحوادث الأقل ارتباطًا بمصادر الاشتعال المحتملة مقارنة بما كان يحدث سابقًا مع الأساليب اليدوية، وفقًا لدراسة أجراها معهد بونيمون عام 2023. وبعيدًا عن تحسين السلامة فقط في المناطق تحت الأرض، تشهد الشركات تحسنًا ملموسًا أيضًا — مثل زيادة معدلات الإنتاج، وتحقيق اتساق أفضل بين الورديات، وسهولة كبيرة في الامتثال للمتطلبات التنظيمية اليومية التي تواجهها عمليات التعدين.

مرافق الأغذية والحبوب: التحكم في مخاطر الغبار القابل للاشتعال في الصوامع والمطاحن

عندما تتطاير غبار الحبوب في الهواء وتصل إلى مستويات معينة، فإنها تُحدث خطرًا جسيمًا من الانفجارات في صوامع التخزين ومصانع المعالجة وأي مكان يتم فيه نقل الحبوب. في الواقع، إن معدات الرفع العادية قد تتسبب في حدوث شرارات متعددة: مثل القوس الكهربائي الناتج عن المحركات، أو الحرارة الناتجة عند تشغيل الفرامل، أو حتى تراكم الكهرباء الساكنة أثناء التشغيل. ولهذا السبب تكتسب رافعات الانفجار المقاومة المصممة خصيصًا للظروف الغبارية أهمية كبيرة. فهذه الآلات تحتوي على مكونات مغلقة تمنع دخول الغبار، وفرامل مصنوعة من مواد لا تُحدث شرارات، وأنظمة تحكم في درجة الحرارة تتوافق مع المعايير EN 60079-31 الخاصة بحماية الغبار من الاشتعال. إن اتباع إرشادات NFPA 660 لعام 2023 ليس مجرد توصية، بل ضرورة ملحة لأي شخص يعمل في قطاع الزراعة أو مصانع معالجة الأغذية حيث تكون سلامة الوقاية من الحرائق ذات أولوية قصوى. ويعتمد إدارة هذه المخاطر بكفاءة على الجمع بين عدة تدابير وقائية تعمل معًا كجزء من استراتيجية أمان شاملة.

• ضوابط هندسية بما في ذلك فتحات التفريغ من الانفجار، وأنظمة الكبت، وحوامل الرافعات المانعة للغبار
• البروتوكولات الإدارية ، بفرض جداول صارمة للنظافة وحدودًا قصوى لتراكم الغبار
• ترقيات المعدات ، مع إعطاء الأولوية للرافعات الحاصلة على شهادة ATEX/IECEx والمصنفة لبيئات الغبار في المنطقة 20/21

بدون هذه العناصر الثلاثة، تظل المرافق عرضة لانفجارات سلسلية — حيث يؤدي اشتعال الغبار الأساسي إلى انفجارات ثانوية عبر المساحات المتصلة. وليست الرافعات المعتمدة مجرد أدوات رفع آمنة فحسب، بل تمثل أيضًا عناصر أساسية في استراتيجية شاملة قائمة على المعايير للوقاية من الانفجارات.

الأسئلة الشائعة

ما المقصود بالمنطقة 1 والمنطقة 2 في بيئات النفط والغاز؟

تشير المنطقة 1 إلى المناطق التي من المحتمل أن تتواجد فيها أجواء متفجرة أثناء التشغيل العادي، في حين أن المناطق من الفئة 2 هي تلك التي قد تحدث فيها مثل هذه الظروف فقط في حالات غير طبيعية.

لماذا تعد الشهادة ATEX/IECEx مهمة للمعدات المقاومة للانفجارات؟

تُضمن هذه الشهادات أن المعدات تفي بمعايير السلامة الصارمة لمنع الاشتعال في البيئات الانفجارية، وبالتالي تقليل خطر الانفجارات الكارثية.

ما هو مطابقة الفئة T؟

تشير مطابقة الفئة T إلى التأكد من أن درجة حرارة سطح المعدات لا تصل إلى الحد الذي قد يسبب اشتعال مواد كيميائية معينة قابلة للاشتعال، مما يضمن التشغيل الآمن في البيئات الصناعية الخطرة.

كيف تتحكم رافعات منع الانفجار في مخاطر الغبار القابل للاشتعال في منشآت الأغذية والحبوب؟

تتضمن مكونات مغلقة للوقاية من دخول الغبار، ومواد مقاومة للشرر، وتدابير للتحكم في درجة الحرارة لتلبية معايير السلامة ومنع الانفجارات المرتبطة بالغبار.