تقسیم بندی مناطق خطرناک و انفجاری در استاندارد NEC

مکان خطرناک ( Hazardous ) به مکانی گفته می شود که تمرکز گاز، بخار و یا گرد و غبارهای قابل اشتعال ( Flammable ) در آن زیاد است. تجهیزات الکتریکی که در چنین مکان هایی نصب می شوند، به صورت ویژه طراحی و تست می شوند تا اطمینان حاصل شود که مثلا بخاطر جرقه های ناشی از کنتاکت ها یا دمای بالای سطح تجهیزات، باعث ایجاد انفجار نمی شوند.
بعنوان مثال کلید روشنایی خانگی هنگام سوییچ کردن یک جرقه کوچک قابل رویت را به وجود می آورد که بدون خطر است و در محیط معمولی مورد توجه قرار نمی گیرد. ولی اگر یک بخار قابل اشتعال در این فضا وجود داشته باشد ممکن است این جرقه به یک انفجار منجر شود. طراحی تجهیزات الکتریکی که برای استفاده در کارخانه های شیمیایی یا پالایشگاه ها ساخته می شوند بگونه ای است که هرگونه جرقه ای را درون خود نگه دارند یا باعث ایجاد جرقه با انرژی کافی جهت انفجار نشوند.
در زمینه تقسیم بندی نواحی مستعد آتش سوزی و انفجار، عموما دو نوع استاندارد استفاده می شود که عبارتند از استاندارد آمریکایی NEC و استاندارد بین المللی IEC.  آنچه در ادامه آورده شده است بر مبنای استاندارد NEC می باشد.
بر اساس استاندارد آمریکایی NEC  محیط های خطرناک به سه روش تقسیم بندی می شود:
Class – Division – Group
طبقه بندی محیط خطرناک ( Classes )
براساس استاندارد NEC سه طبقه محیط خطرناک وجود دارد: Class I – Class II – Class III
Class I : اولین نوع محیط خطرناک، محیطی است که در آن گاز یا بخار های قابل اشتعال در هوا وجود دارد. مثل وجود گاز طبیعی یا بخار بنزین در هوا. وقتی چنین موادی در فضا وجود داشته باشد، احتمال وقوع انفجار در اثر یک جرقه ناشی از تجهیزات الکتریکی وجود خواهد داشت.
Class II : نوع دوم محیط های خطرناک، به محیط هایی گفته می شود که در آنها غبار یا پودرهای قابل اشتعال مثل غبار زغال سنگ ، غلات و برخی فلزات وجود دارند. این محیط ها که با نام محیط  Class II  شناخته می شود و بعنوان نمونه می توان به محیط پالایشگاه های بنزین اشاره کرد.
Class III : سومین نوع محیط های خطرناک به مناطقی گفته می شود که در آن فیبر های قابل اشتعال مثل پنبه، کنف، براده های چوب و… وجود دارد. این مواد مانند گاز یا بخار در فضا شناور نیستند اما می توانند در اطراف ماشین آلات و تجهیزات الکتریکی روشنایی و سطوح داغ جمع شوند. یک جرقه یا فلز داغ می تواند سبب اشتعال این مواد شود.
شرایط محیط خطرناک (Divisions )

علاوه بر نوع مکان (Class  ها) استاندارد NEC محیط های خطرناک را بر اساس شرایط محیط به دو نوع تقسیم می کند. از این شرایط با نام Division در کاتالوگ تجهیزات یاد می شود. این دو نوع شرایط ذکر شده در استاندارد عبارتند از : شرایط نرمال و شرایط غیر نرمال
Division 1 : اگر در شرایط کاری نرمال، تعمیر یا نگهداری همیشه احتمال خطر وجود داشته باشد و مواد اشتعال پذیر نیز همواره در محیط وجود داشته باشند. این شرایط را نرمال می نامند.
Division 2 : اگر مواد اشتعال پذیر حضور داشته باشند ولی در یک محفظه بسته نگهداری شوند و مواد در موقع حادثه و یا یک نقص سیستمی وارد محیط شوند. چنین شرایطی را غیر نرمال می نامند و آن شرایط را با Division 2 نام می برند.
ماهیت مواد خطرناک ( Groups )
مناطق خطرناک Class I با توجه به نوع گاز و بخار موجود به چهار گروه  A ، B ، C و D تقسیم می شوند. گروه بندی این مواد بر اساس دمای احتراق ماده، ضربه انفجار و سایر مشخصات اشتعال پذیری  صورت می گیرد.
Group A : فضا شامل استیلن ( Acetylene ) باشد.
Group B : فضا شامل هیدروژن ( Hydrogen )  یا گازهای فرآیندی اشتعال پذیر با میزان خطر  مشابه از قبیل بوتادین، اکسید اتیلن، و اکسید پروپیلن باشد.
Group C : فضا شامل اتیلن ( Ethylene ) یا گازها و خارهایی با همین میزان خطر باشد.
Group D : فضا شامل بنزین ، متان، گاز طبیعی، نفت، پروپان یا گازهایی با همین میزان خطر باشد.

طبقه

 گروه

 ماده نمونه

 طبقه I

A

استلن

طبقه I

B

هیدروژن

طبقه I

C

اتیلن

طبقه I

D

پروپان

محیط های غبارآمیز و خطرناک Class II بر اساس دمای احتراق و رسانایی مواد خطرناک به سه گروه E ، F و G تقسیم می شوند. میزان هدایت یکی از پارامتر های مهم در گروه بندی مناطق Class II می باشد مخصوصا وقتی که محیط شامل غبار فلزات باشد.
Group E : فضا شامل غبار فلزات اشتعال پذیر از قبیل آلومینیوم (aluminium) و منیزیم (magnesium ) باشد.
Group F : فضا شامل غبار های کربنی (carbon)، زغال سنگ (Coal) و یا غبار کک (coke)باشد.
Group G : فضا شامل موادی مثل پودر ، آرد، غلات مثل گندم، کاکائو، نشاسته و غیره باشد.

طبقه

 گروه

 ماده نمونه

طبقه II

E

 ذرات آلومینیوم و منیزیم

طبقه II

F

 هوای حاوی ذرات كربنی قابل اشتعال مثل زغال و زغال سنگ

طبقه II

G

 ذراتی كه در گروه E,F قرار ندارند مثل آرد و ذرات غلات

 در ادامه مطلب با ذکر چند مثال می خواهیم پرونده تقسیم بندی تجهیزات مورد استفاده در مناطق خطرناک را با هم ببندیم.

در تصویر فوق، یک بریر آنالوگ ( Analog-input Ex Barrier ) مدل MTL5042 ساخت شرکت MTL به نمایش گذاشته شده است. همانطور که در تصویر مشخص شده، از این تجهیز می توان در محیطی با مشخصات Class II – Division 1 – Group D استفاده کرد.

مثال دوم (تصویر فوق) یک سنسور القایی EX ساخت شرکت Pepper+fuchs مدل  nj50-fp-n-p1 را نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود از این سنسور می توان در محیطی با مشخصات Class II – Division 1 – Group G و یا حتی در محیطی با حضور مواد Group D استفاده کرد.

منبع: coasam