استاندارد ATEX برای افزایش ایمنی تجهیزات مورد استفاده در واحدهای صنعتی طراحی شده است، به‌ویژه محیط‌هایی که با گازهای قابل اشتعال، بخارات هیدروکربنی، حلال‌ها یا گردوغبارهای انفجاری سروکار دارند. در چنین شرایطی، تجهیزات باید به شکلی انتخاب شوند که احتمال ایجاد جرقه و افزایش دمای خطرناک به حداقل برسد. پمپ نیز از این قاعده مستثنی نیست. وجود قطعات متحرک، موتور الکتریکی، یاتاقان، آب‌بند و کوپلینگ باعث می‌شود که در صورت انتخاب یا بهره‌برداری نادرست، پمپ به یکی از منابع احتمالی ایجاد حرارت یا جرقه تبدیل شود.

استاندارد ATEX چیست؟

ATEX به مجموعه‌ای از الزامات اروپایی گفته می‌شود که برای تجهیزات و سیستم‌های مورد استفاده در محیط‌های مستعد تشکیل اتمسفر انفجاری تدوین شده‌اند. این الزامات با هدف شناسایی و کنترل منابع احتمالی اشتعال و فراهم کردن شرایط لازم برای طراحی، تولید و بهره‌برداری ایمن از تجهیزات در نظر گرفته شده‌اند.

در پمپ‌های مورد استفاده در چنین محیط‌هایی، صرفاً انتخاب یک موتور ضدانفجار کافی نیست. عواملی مانند نوع سیال، Zone محل نصب، حداکثر دمای سطح، سیستم آب‌بندی، جنس قطعات، شرایط بهره‌برداری و مشخصات موتور باید هم‌زمان مورد بررسی قرار گیرند. از این رو، انتخاب پمپ ضد انفجار ATEX باید بر اساس تطبیق مشخصات فنی تجهیز با شرایط واقعی فرآیند و الزامات محل نصب انجام شود.

طبقه‌بندی مناطق خطرناک و ریسک‌های انفجار در صنایع

یکی از مهم‌ترین مفاهیم در استاندارد ATEX، تقسیم‌بندی محیط بر اساس احتمال شکل‌گیری و حضور اتمسفر انفجاری است. این طبقه‌بندی مشخص می‌کند تجهیزات مورد استفاده در هر بخش باید چه سطحی از حفاظت را داشته باشند.

محیط‌های خطرناک به‌طور کلی در دو گروه اصلی بررسی می‌شوند:

• محیط‌های حاوی گاز و بخار قابل اشتعال (Gas/Vapor)
• محیط‌های دارای گردوغبار قابل انفجار (Dust)

زون‌های گازی

در محیط‌های گازی، احتمال حضور گاز یا بخار قابل اشتعال با استفاده از Zone 0، Zone 1 و Zone 2 مشخص می‌شود.

برای درک بهتر این تقسیم‌بندی می‌توان به نمونه‌های زیر اشاره کرد:

• فضای داخل مخزن حاوی بنزین، بسته به شرایط فرآیند و طبقه‌بندی پروژه، می‌تواند در محدوده Zone 0 قرار گیرد.
• اطراف برخی شیرها و اتصالات فرآیندی می‌تواند Zone 1 تعیین شود.
• بخش‌های اطراف تجهیزات انتقال که احتمال انتشار ماده قابل اشتعال در آنها محدودتر است، ممکن است Zone 2 باشند.

تعیین Zone باید بر اساس ارزیابی مهندسی و طبقه‌بندی رسمی منطقه انجام شود و صرفاً با توجه به نام تجهیز یا نوع ماده نمی‌توان زون یک محل را مشخص کرد.

زون‌های گردوغبار

در صنایعی که با گردوغبارهای قابل انفجار سروکار دارند، از Zone 20، Zone 21 و Zone 22 استفاده می‌شود.

این تقسیم‌بندی در صنایعی مانند فرآوری مواد پودری، صنایع غذایی، دارویی و برخی واحدهای شیمیایی اهمیت دارد. تجهیزاتی که در چنین مناطقی نصب می‌شوند باید متناسب با نوع خطر و سطح حفاظت مورد نیاز انتخاب شوند.

دسته‌بندی تجهیزات در استاندارد ATEX

در چارچوب استاندارد ATEX، تجهیزات بر اساس سطح حفاظت مورد نیاز در گروه‌های مختلف Category قرار می‌گیرند. برای تجهیزات گروه II، که معمولاً در صنایع سطح زمین مورد استفاده قرار می‌گیرند، Category 1، 2 و 3 سطوح متفاوتی از حفاظت را نشان می‌دهند.

برای نمونه، تجهیزی که برای Zone 1 انتخاب می‌شود باید سطح حفاظت متناسب با این Zone را داشته باشد و Category 3 به‌تنهایی برای چنین منطقه‌ای کافی نیست.

بنابراین هنگام انتخاب پمپ ضد انفجار ATEX، ابتدا باید Zone محل نصب مشخص شود و سپس Category و سایر مشخصات حفاظتی تجهیز با آن تطبیق داده شوند. انتخاب پمپ بدون توجه به این ارتباط می‌تواند باعث شود تجهیز از نظر الزامات ایمنی برای محل موردنظر مناسب نباشد.

چگونه اجزای حساس پمپ تحت پوشش گواهینامه ATEX قرار می‌گیرند؟

یکی از اشتباهات رایج در پروژه‌های صنعتی، محدود کردن مفهوم ATEX به موتور پمپ است. موتور یکی از بخش‌های مهم سیستم است، اما مجموعه پمپ از اجزای مختلفی تشکیل شده که هرکدام می‌توانند در شرایط خاص، عامل ایجاد حرارت، اصطکاک یا نشتی باشند. اجزایی مانند شفت، یاتاقان، کوپلینگ، مکانیکال سیل، محفظه، پروانه و موتور باید در ارزیابی ایمنی مجموعه در نظر گرفته شوند.

شفت و قطعات دوار

عدم هم‌محوری، بالانس نامناسب یا تماس ناخواسته قطعات دوار می‌تواند باعث افزایش اصطکاک و تولید حرارت شود. به همین دلیل، وضعیت شفت و مجموعه دوار باید متناسب با شرایط کاری پمپ بررسی شود.

یاتاقان‌ها

یاتاقان معیوب یا روانکاری نامناسب می‌تواند دمای موضعی بالایی ایجاد کند. در کاربردهای حساس، کنترل دمای یاتاقان و پایش ارتعاشات می‌تواند بخشی از برنامه حفاظت تجهیز باشد.

مکانیکال سیل

در پمپاژ بنزین، حلال‌ها و دیگر سیالات قابل اشتعال، نشتی مکانیکال سیل تنها یک مشکل عملکردی نیست. خروج سیال می‌تواند در ترکیب با هوا یک محیط قابل اشتعال ایجاد کند. بنابراین نوع آب‌بندی باید با فشار، دما، ماهیت سیال و شرایط Zone هماهنگ باشد.

در برخی کاربردها استفاده از Double Mechanical Seal یا سیستم‌های Flush و Plan مناسب مورد توجه قرار می‌گیرد. برای بعضی سیالات حساس نیز پمپ‌های مگنتی به دلیل حذف شفت عبوری از محفظه، می‌توانند گزینه مناسبی برای کاهش احتمال نشتی باشند.

موتور

موتور الکتریکی می‌تواند به دلیل جرقه، قوس الکتریکی یا افزایش دمای بدنه و سیم‌پیچ، منبع بالقوه اشتعال باشد. بنابراین نوع حفاظت موتور باید بر اساس Zone، گروه گاز و کلاس دمایی انتخاب شود. برای مثال، در تجهیزات صنعتی انواع حفاظت‌هایی مانند Ex d، Ex e و Ex i دیده می‌شود که هرکدام کاربرد و محدوده استفاده متفاوتی دارند.

بدنه و متریال

جنس قطعات پمپ نیز باید متناسب با سیال و شرایط فرآیند انتخاب شود. در کنار مقاومت مکانیکی، خوردگی، دمای کار، سازگاری شیمیایی و احتمال ایجاد جرقه در شرایط غیرعادی نیز باید در نظر گرفته شود.

بنابراین، انتخاب موتور دارای گواهی ATEX به‌تنهایی برای استفاده ایمن از مجموعه پمپ در محیط‌های مستعد انفجار کافی نیست. مشخصات سایر اجزای پمپ، از جمله سیستم آب‌بندی، قطعات دوار، یاتاقان‌ها، دمای سطح و شرایط کاری نیز باید با الزامات منطقه خطرناک و مشخصات سیال مطابقت داشته باشند. 

نکات کلیدی در انتخاب موتورهای ضد انفجار برای محیط‌های حساس

موتور از اجزای اصلی پمپ‌هایی است که در محیط‌های مستعد خطر استفاده می‌شوند و انتخاب آن باید بر پایه شرایط واقعی فرآیند و الزامات فنی پروژه انجام گیرد.

در زمان انتخاب موتور باید حداقل موارد زیر مشخص باشند:

• Zone محل نصب
• نوع گاز، بخار یا گردوغبار قابل اشتعال
• گروه گاز
• کلاس دمایی مورد نیاز
• توان موتور
• سرعت چرخش
• شرایط دمای محیط
• روش خنک‌کاری
• نوع حفاظت موتور
• الزامات پروژه و استانداردهای کارفرما

برای مثال، علامت‌گذاری ATEX می‌تواند اطلاعاتی درباره گروه تجهیز، Category، نوع محیط و روش حفاظت ارائه دهد. در یک کد حفاظتی مانند Ex d، نوع حفاظت موتور نیز مشخص می‌شود.

انتخاب موتور باید با شرایط واقعی کار پمپ هماهنگ باشد. موتور بزرگ‌تر یا دارای توان بالاتر لزوماً انتخاب ایمن‌تری نیست. افزایش توان و شرایط بار می‌تواند بر تولید حرارت و دمای کاری مجموعه اثر بگذارد. همچنین باید شرایطی مانند استارت‌های مکرر، اضافه‌بار، تهویه موتور و دمای محیط بررسی شود. این موارد در تعیین رفتار حرارتی موتور نقش دارند.

تأثیر رعایت استانداردهای ایمنی بر کاهش حوادث صنعتی چیست؟

در محیط‌های مستعد انفجار، پیشگیری اهمیت بیشتری از واکنش پس از حادثه دارد. یک جرقه کوچک، افزایش بیش از حد دمای سطح یا نشت سیال قابل اشتعال می‌تواند در صورت وجود شرایط مناسب، به یک حادثه زنجیره‌ای تبدیل شود. رعایت الزامات ATEX با حذف یا کنترل منابع احتمالی اشتعال، بخشی از این ریسک را کاهش می‌دهد. این کنترل شامل مواردی مانند محدود کردن دمای سطح، جلوگیری از ایجاد جرقه الکتریکی و مکانیکی، کنترل الکتریسیته ساکن و انتخاب صحیح تجهیزات است.

البته وجود گواهی ATEX به تنهایی جایگزین نگهداری صحیح، بازرسی دوره‌ای و اجرای دستورالعمل‌های بهره‌برداری نیست. تجهیزی که در زمان خرید مشخصات مناسبی داشته اما با آب‌بندی فرسوده، یاتاقان معیوب یا شرایط خارج از محدوده طراحی کار می‌کند، همچنان می‌تواند خطر ایجاد کند. بنابراین ایمنی باید از مرحله طراحی و انتخاب تجهیز شروع شود و در زمان نصب، راه‌اندازی، بهره‌برداری و تعمیرات ادامه پیدا کند.

راهنمای شناسایی پمپ‌های ایمن برای محیط‌های اشتعال‌زا

برای انتخاب پمپ مناسب، نباید تنها به عنوان ضدانفجار یا توضیحات ارائه‌شده در معرفی محصول تکیه کرد. مشخصات فنی و مدارک تجهیز باید به‌دقت بررسی شده و با الزامات و شرایط پروژه مطابقت داشته باشد.

در بررسی اولیه، این موارد را کنترل کنید:

1. مشخص بودن Zone محل نصب
2. مشخص بودن نوع ماده قابل اشتعال
3. بررسی گروه گاز یا گردوغبار
4. تطبیق کلاس دمایی
5. بررسی نوع حفاظت
6. بررسی مشخصات موتور
7. بررسی سیستم آب‌بندی
8. بررسی دمای کاری و فشار
9. بررسی جنس قطعات در تماس با سیال
10. دریافت مستندات و گواهی‌های مرتبط

مارکینگ ATEX روی تجهیز اطلاعات مهمی درباره سطح حفاظت آن ارائه می‌دهد. این اطلاعات باید با مشخصات درج‌شده در مدارک فنی و نیاز محل نصب یکسان باشد.

برای پروژه‌های نفت، گاز و پتروشیمی، علاوه بر گواهی ATEX ممکن است استانداردهای دیگری مانند API، ISO یا مشخصات اختصاصی کارفرما نیز در اسناد خرید الزام شده باشند. بنابراین انتخاب نهایی باید بر اساس کل Specification پروژه انجام شود. در پروژه‌های صنعتی، تطبیق این مشخصات با شرایط واقعی محل نصب اهمیت زیادی دارد. نوین پمپ برسام نیز می‌تواند در بررسی مشخصات فنی و انتخاب تجهیزات پمپاژ متناسب با شرایط کاری پروژه مورد استفاده قرار گیرد. 

کاربرد پمپ‌های ATEX در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

پمپ‌های مناسب برای محیط‌های دارای خطر انفجار در بخش‌های مختلف صنایع فرآیندی استفاده می‌شوند. در این واحدها، وجود هیدروکربن‌ها، حلال‌ها و بخارات قابل اشتعال باعث می‌شود انتخاب تجهیزات نیازمند بررسی دقیق‌تری باشد.

1) پالایشگاه‌ها

در پالایشگاه‌ها پمپ‌ها برای انتقال انواع فرآورده‌های نفتی، هیدروکربن‌های سبک، سوخت‌ها و سیالات فرآیندی به کار می‌روند.

در چنین محیطی، علاوه بر عملکرد هیدرولیکی پمپ، احتمال نشتی، دمای سیال و وضعیت محیط اطراف تجهیز باید در زمان انتخاب بررسی شود.

2) پتروشیمی

واحدهای پتروشیمی با مواد اولیه، محصولات میانی، حلال‌ها و ترکیبات شیمیایی مختلف کار می‌کنند. برخی از این مواد قابلیت اشتعال یا فراریت بالایی دارند.

به همین دلیل، سیستم آب‌بندی، متریال، کلاس دمایی و مشخصات موتور پمپ باید متناسب با ماده منتقل‌شده انتخاب شود.

3) مخازن ذخیره و پایانه‌های سوخت

در اطراف مخازن ذخیره و پایانه‌های سوخت، امکان تشکیل بخارات قابل اشتعال وجود دارد. پمپ‌های مورد استفاده در این بخش‌ها باید متناسب با Zone تعیین‌شده برای محل نصب باشند.

در این کاربردها، جلوگیری از نشتی و کنترل منابع احتمالی اشتعال اهمیت زیادی دارد.

4) خطوط انتقال و واحدهای بارگیری

هنگام بارگیری و تخلیه مواد هیدروکربنی، احتمال نشت و آزاد شدن بخارات قابل اشتعال وجود دارد. تجهیزات پمپاژ و موتورهای مورد استفاده در این قسمت باید با طبقه‌بندی منطقه و مشخصات سیال هماهنگ باشند.

5) صنایع شیمیایی

در صنایع شیمیایی ممکن است با حلال‌ها، مواد فرار، خورنده و قابل اشتعال روبه‌رو باشیم. انتخاب پمپ در این شرایط باید هم‌زمان بر اساس ویژگی شیمیایی سیال و الزامات ایمنی محیط انجام شود.

بیشتر بخوانید: انواع پمپ صنعتی و کاربرد آنها

راهنمای انتخاب پمپ ضدانفجار دارای استاندارد ATEX

انتخاب پمپ ضد انفجار ATEX را می‌توان از مشخص کردن شرایط محیط و فرآیند آغاز کرد. دبی و هد همچنان پارامترهای اصلی انتخاب پمپ هستند، اما برای محیط خطرناک کافی نیستند. برای انتخاب پمپ متناسب با شرایط فرآیند و بررسی مشخصات فنی تجهیز، می‌توانید از کارشناسان نوین پمپ برسام درباره انتخاب پمپ مناسب، متریال قطعات و الزامات کاری مشاوره بگیرید. 

1. زون محل نصب را مشخص کنید

ابتدا باید مشخص شود پمپ در Zone 0، Zone 1 یا Zone 2 قرار می‌گیرد. این اطلاعات معمولاً از مدارک طبقه‌بندی مناطق خطرناک پروژه به دست می‌آید.

2. مشخصات سیال را بررسی کنید

نوع سیال، دما، فشار، ویسکوزیته، خورندگی، قابلیت اشتعال و فشار بخار از اطلاعات مهم برای انتخاب پمپ هستند.

3. کلاس دمایی را تطبیق دهید

کلاس دمایی تجهیز باید با ماده موجود در محیط سازگار باشد. این بخش به‌خصوص در فرآیندهایی که دمای کاری بالایی دارند اهمیت پیدا می‌کند.

4. نوع حفاظت را بررسی کنید

نوع حفاظت موتور و سایر تجهیزات الکتریکی باید با Zone و شرایط پروژه هماهنگ باشد. نمی‌توان یک روش حفاظت را بدون توجه به محل نصب برای تمام کاربردها در نظر گرفت.

5. سیستم آب‌بندی را انتخاب کنید

برای سیالات قابل اشتعال، نوع مکانیکال سیل و نحوه کنترل نشتی اهمیت زیادی دارد. در برخی فرآیندها، آب‌بندی دوبل یا طراحی‌های بدون آب‌بندی دینامیکی می‌توانند مورد بررسی قرار گیرند.

6. جنس پمپ را بررسی کنید

جنس بدنه، پروانه پمپ، شفت و سایر قطعات باید با سیال سازگار باشد. در محیط‌های خورنده، انتخاب متریال نامناسب می‌تواند عمر تجهیز و قابلیت اطمینان آن را کاهش دهد.

7. مدارک فنی را قبل از خرید دریافت کنید

پیش از نهایی کردن سفارش، مشخصات فنی، مارکینگ، گواهی‌های مربوط، دیتاشیت و مدارک انطباق را بررسی کنید. تطبیق این مدارک با Specification پروژه از بروز اختلاف در زمان بازرسی یا نصب جلوگیری می‌کند.

خطاهای رایج در انتخاب پمپ‌های ATEX

• انتخاب پمپ بر اساس موتور ضدانفجار

یکی از رایج‌ترین خطاها این است که موتور ATEX انتخاب شود و تصور شود کل مجموعه پمپ برای محیط انفجاری مناسب است. در حالی که اجزای مکانیکی، آب‌بندی، دمای سطح و شرایط کاری نیز باید بررسی شوند.

• بی‌توجهی به Zone

ممکن است پمپی دارای تجهیزات حفاظتی باشد اما سطح حفاظت آن با Zone محل نصب مطابقت نداشته باشد. تعیین اشتباه منطقه خطرناک می‌تواند کل انتخاب تجهیز را زیر سؤال ببرد.

• نادیده گرفتن کلاس دمایی

ضدانفجار بودن به معنی بی‌اثر بودن دما نیست. تجهیز همچنان نباید در شرایط کاری خود به دمای سطح خطرناک برسد.

• انتخاب مکانیکال سیل بدون توجه به سیال

هر مکانیکال سیلی برای هر ماده و هر شرایط فشاری و حرارتی مناسب نیست. انتخاب آب‌بند باید بر اساس مشخصات سیال و شرایط فرآیند انجام شود.

• توجه نکردن به شرایط واقعی بهره‌برداری

مشخصات نامی پمپ فقط بخشی از ماجراست. کارکرد خارج از محدوده طراحی، کمبود روانکاری، کاویتاسیون، افزایش ارتعاش یا اضافه‌بار موتور می‌تواند باعث ایجاد شرایط حرارتی و مکانیکی نامطلوب شود.

• نادیده گرفتن الزامات پروژه

در پروژه‌های بزرگ صنعتی ممکن است علاوه بر ATEX، استانداردهای دیگری نیز در اسناد فنی پروژه تعیین شده باشند. خرید تجهیز بدون بررسی کامل این الزامات می‌تواند باعث رد شدن آن در مرحله تأیید فنی شود.

سخن پایانی

استاندارد ATEX چارچوبی برای کنترل خطرات ناشی از تجهیزات مورد استفاده در محیط‌های دارای اتمسفر انفجاری است. در پمپ‌های صنعتی، رعایت این الزامات فقط به انتخاب موتور ضدانفجار محدود نمی‌شود و مجموعه‌ای از عوامل مانند Zone، نوع سیال، کلاس دمایی، آب‌بندی، قطعات دوار، متریال و شرایط بهره‌برداری باید در کنار هم بررسی شوند.

برای انتخاب یک پمپ ایمن، ابتدا باید طبقه‌بندی محل مشخص شود و سپس مشخصات تجهیز با شرایط واقعی فرآیند تطبیق داده شود. بررسی مارکینگ، مدارک فنی و گواهی‌های مرتبط نیز بخشی از فرآیند خرید است. در نهایت، یک پمپ ضد انفجار ATEX زمانی انتخاب مناسبی خواهد بود که مشخصات آن با الزامات محل نصب و شرایط فرآیند مطابقت داشته باشد، نه صرفاً به دلیل درج عنوان ATEX در مشخصات فروش.

سوالات متداول

1. استاندارد ATEX چیست؟

ATEX مجموعه الزامات اروپایی مرتبط با تجهیزات و سیستم‌هایی است که برای استفاده در محیط‌های دارای اتمسفر بالقوه انفجاری طراحی یا استفاده می‌شوند. این الزامات بر کنترل منابع احتمالی اشتعال و ایمنی تجهیزات تمرکز دارند.

2. آیا موتور ضدانفجار برای ایمن بودن پمپ کافی است؟

خیر. موتور تنها یکی از اجزای مجموعه است. وضعیت قطعات دوار، یاتاقان، مکانیکال سیل، دمای سطح، متریال و شرایط کاری پمپ نیز باید بررسی شود.

3. پمپ ضد انفجار ATEX در چه صنایعی استفاده می‌شود؟

این پمپ‌ها در محیط‌هایی مانند پالایشگاه‌ها، پتروشیمی‌ها، صنایع شیمیایی، پایانه‌های سوخت، مخازن ذخیره و برخی واحدهای انتقال و بارگیری مواد قابل اشتعال کاربرد دارند.

4. تفاوت Zone 1 و Zone 2 در ATEX چیست؟

در Zone 1 احتمال تشکیل اتمسفر انفجاری در شرایط عادی کار وجود دارد، در حالی که در Zone 2 تشکیل چنین محیطی معمولاً احتمال کمتری دارد و در شرایط غیرعادی یا برای مدت کوتاه رخ می‌دهد.

5. کلاس دمایی در ATEX چه مفهومی دارد؟

کلاس دمایی حداکثر دمای سطح تجهیز را مشخص می‌کند. کلاس‌های T1 تا T6 تعریف شده‌اند و با افزایش شماره کلاس، حداکثر دمای سطح مجاز کاهش پیدا می‌کند.

6. هنگام خرید پمپ ATEX چه اطلاعاتی باید از فروشنده دریافت کرد؟

اطلاعاتی مانند مشخصات Zone، مارکینگ ATEX، کلاس دمایی، نوع حفاظت، مشخصات موتور، متریال، سیستم آب‌بندی، شرایط کاری و مدارک انطباق باید بررسی شوند. این اطلاعات باید با الزامات فنی پروژه مطابقت داشته باشند.