یک قانون کلی در ایمنی صنعتی وجود دارد: شما می‌توانید از تجهیزاتی با استانداردهای بالاتر در مناطق کم‌خطرتر استفاده کنید، اما برعکس این قضیه فاجعه‌بار است! در استانداردهای بین‌المللی، روش‌های حفاظتی متنوعی برای خنثی کردن «مثلث آتش» وجود دارد. در این مقاله جامع، کالبدشکافی دقیقی از پرکاربردترین این استانداردها یعنی Ex d (و نسخه جدیدتر آن Ex db)، Ex e و Ex i خواهیم داشت.

حفاظت نوع Ex d و کد جدید Ex db (محفظه ضد شعله)

رویکرد استاندارد ضد شعله (Flameproof) بر اساس یک منطق ساده اما مهندسی‌شده بنا شده است: «اگر انفجاری رخ داد، آن را همان‌جا مهار کن!»

در تجهیزات دارای حفاظت Ex d، فرض بر این است که گازهای قابل اشتعال در نهایت به داخل دستگاه نفوذ می‌کنند و جرقه‌های ناشی از قطعات الکتریکی باعث بروز یک انفجار داخلی خواهد شد. بنابراین، سازندگان روی دو ویژگی حیاتی تمرکز می‌کنند:

1. استحکام فیزیکی: بدنه (معمولاً چدنی یا آلومینیومی) به قدری ضخیم ریخته‌گری می‌شود که موج انفجار داخلی را بدون متلاشی شدن تحمل کند.

2. مسیرهای فرار شعله (Flame paths): درزهای محفظه دارای مسیرهای هزارتوی میکرونی هستند. وقتی شعله می‌خواهد به بیرون فرار کند، در طول این مسیر سرد شده و گاز خروجی توانایی مشتعل کردن اتمسفر سایت را نخواهد داشت.

اما منظور از Ex db چیست؟

در به‌روزرسانی‌های اخیر استاندارد بین‌المللی (IEC 60079-1)، سازمان‌های قانون‌گذار تصمیم گرفتند «سطح حفاظت تجهیز» (EPL) را مستقیماً به کد حفاظت اضافه کنند.

بنابراین، Ex db در واقع همان تجهیز Ex d است که برای سطح ایمنی b (یعنی مناسب برای استفاده در زون ۱ و زون ۲) طراحی شده است. به همین ترتیب، Ex da برای زون ۰ و Ex dc برای زون ۲ کاربرد دارند. دیدن کد Ex db روی الکتروموتورها یا تابلوهای کنترل امروزی بسیار رایج‌تر از گذشته است.

حفاظت نوع Ex e (ایمنی مضاعف / Increased Safety)

رویکرد استاندارد Ex e کاملاً متفاوت است. منطق این حفاظت می‌گوید: «از همان ابتدا جلوی ایجاد هرگونه جرقه یا افزایش دمای خطرناک را بگیر تا اصلاً انفجاری رخ ندهد.»

در این محصولات، طراحی به گونه‌ای انجام می‌شود که:

• هیچ قطعه‌ای که ذاتاً جرقه تولید کند درون محفظه قرار نمی‌گیرد.

• قطعات داخلی با فواصل هوایی (Clearance) بیشتری نسبت به هم چیده می‌شوند تا دفع حرارت عالی باشد و قوس الکتریکی بین ترمینال‌ها ایجاد نشود.

کاربرد ایده‌آل: جانکشن باکس‌ها، جعبه‌های ارت، ترمینال‌ها و بالاست‌های روشنایی که در حالت عادی نباید هیچ جرقه‌ای تولید کنند، بهترین کاندیداها برای استاندارد Ex e هستند.

حفاظت نوع Ex i (ایمنی ذاتی / Intrinsic Safety)

اگر Ex d به معنای «مهار انفجار» و Ex e به معنای «جلوگیری از جرقه» باشد، Ex i یا ایمنی ذاتی شاهکار مهندسی پیشگیری است! منطق Ex i می‌گوید: «انرژی مدار را آن‌قدر پایین نگه دار که حتی اگر اتصال کوتاه یا جرقه‌ای هم رخ داد، انرژی آن برای مشتعل کردن گاز کافی نباشد!» (یعنی نگه داشتن انرژی زیر خط حداقل انرژی اشتعال یا M.I.E).

در این روش، از قطعاتی به نام «بریر» (Zener Barriers یا Isolators) در خارج از منطقه خطر (در اتاق کنترل) استفاده می‌شود تا ولتاژ و جریان ورودی به منطقه خطرناک را به شدت محدود کنند.

حفاظت Ex i خود به سه دسته تقسیم می‌شود:

• Ex ia: ایمن‌ترین حالت ممکن؛ حتی با وجود دو خطای همزمان در مدار، انفجار رخ نمی‌دهد. تنها استانداردی که مجاز به نصب در زون ۰ (خطرناک‌ترین منطقه) است.

• Ex ib: مقاوم در برابر یک خطا؛ مناسب برای زون ۱ و زون ۲.

• Ex ic: ایمن در شرایط کارکرد عادی؛ مناسب برای زون ۲.

کاربرد ایده‌آل: تجهیزات ابزار دقیق و جریان‌پایین مانند سنسورها، ترانسمیترها، و انواع تجهیزات اندازه‌گیری نظیر ولت‌مترها و آمپرمترهای ضد انفجار که به جریان بسیار پایینی برای کار نیاز دارند.

مقایسه جامع استانداردهای حفاظتی در یک نگاه

برای انتخاب سریع و مهندسی، تفاوت‌های کلیدی این استانداردهای سه‌گانه را در جدول زیر خلاصه کرده‌ایم:

قدرت ترکیب: ظهور تجهیزات Ex de

در صنعت مدرن، مهندسان برای رسیدن به بالاترین سطح ایمنی و کارایی، این دو حفاظت را با هم ترکیب می‌کنند. بسیار پیش می‌آید که روی پلاک تجهیزات (مانند یک تابلوی کنترل یا الکتروموتور پیشرفته) با کدهایی نظیر II 2 G Ex de IIC T6 Gb مواجه شوید.

در این تجهیزات ترکیبی، بخش‌هایی که ذاتاً جرقه تولید می‌کنند در یک محفظه سنگین Ex d کپسوله می‌شوند و بخش‌های مربوط به اتصالات (مثل ترمینال‌های ورودی کابل) با تکنولوژی Ex e طراحی می‌گردند تا ضمن حفظ ایمنی مطلق، نصب و دسترسی برای تکنسین‌ها آسان‌تر شود.

برای درک بهتر نحوه عملکرد این کدهای ترکیبی و آشنایی با جزئیات بیشتر، توصیه می‌کنیم به صفحه استانداردها و طبقه‌بندی‌های تجهیزات ضد انفجار مراجعه کنید.