در محیط‌های صنعتی خطر وجود گازها، گردوغبار و یا بخارات قابل‌اشتعال وجود دارد. همین خطرات سبب شده تا استفاده از تجهیزات ایمن و مطابق با استانداردهای بین‌المللی اهمیت بالایی داشته باشد. یکی از این تجهیزات مکانیکال سیل‌ها هستند که در جلوگیری از نشت مواد و همچنین حفظ ایمنی سیستم‌ها نقش پررنگی دارند. اما در مواردی ممکن است خود این مکانیکال سیل هم دچار انفجار شود.
به همین منظور دانستن شرایط محافظت از انفجار در مکانیکال سیل‌ها نقش بسیار پررنگی در ایمنی سیستم‌ها و حتی تولید آن‌ها ایفا می‌کند. درنتیجه تصمیم گرفتیم تا به بررسی جامع شرایط و همچنین الزامات مربوط به استانداردهای مربوطه مانند استاندارد ATEX بپردازیم.
اهمیت استاندارد ATEX در مکانیکال سیل‌ها
استاندارد ATEX که در زبان انگلیسی با نام Atmospheres Explosible شناخته می‌شود به مجموعه‌ای از قوانین و دستورالعمل‌های اتحادیه اروپا گفته‌شده که به‌منظور تضمین ایمنی تجهیزات در محیط‌های خطرناک و محیط‌هایی که احتمال انفجار در آن‌ها وجود دارد تدوین شده است.
این استاندارد به طور ویژه برای صنایعی که با گازهای قابل‌اشتعال، بخارات، گرد و غبارها یا مواد شیمیایی خطرناک سروکار دارند پراهمیت خواهد بود. هدف اصلی آن جلوگیری از ایجاد منابع اشتعال در محیط‌هایی است که احتمال تشکیل اتمسفرهای انفجاری در آن‌ها وجود دارد. در این استاندارد ملزم شده که تمامی تجهیزات مورد استفاده در چنین محیط‌هایی باید به‌گونه‌ای طراحی و تولید شوند که حتی در صورت بروز نقص فنی هم خطری برای ایمنی افراد یا محیط نداشته باشند.
استاندارد ATEX دربرگیرنده دو دستورالعمل است:
دستورالعمل تجهیزات: این دستورالعمل الزامات مربوط به طراحی و ساخت تجهیزات و همچنین سیستم‌های حفاظتی را در محیط‌های قابل‌انفجار مشخص می‌کند. هدف آن پیشگیری از ایجاد منابع اشتعال در تجهیزات و همچنین تضمین ایمنی هنگام کار با متریال خطرناک است. تمامی قطعات مکانیکی و الکتریکی که در چنین محیط‌هایی نصب می‌شوند باید دارای نشان ATEX باشند.
دستورالعمل محیط: این دستورالعمل هم بر ایجاد شرایط ایمن در محیط‌های کاری با احتمال انفجار تمرکز دارد که هدف اصلی آن ارزیابی ریسک‌ها و اتخاذ تدابیر ایمنی جهت کاهش خطرات است. بر اساس این دستورالعمل کارفرمایان باید خطرات احتمالی را شناسایی کرده و اقدامات پیشگیرانه‌ای برای آن در نظر بگیرند.
چرا استاندارد ATEX برای مکانیکال سیل‌ها مهم است؟
مکانیکال سیل‌ها که در محیط‌های صنعتی با خطر انفجار بکار می‌روند، جزو حساس‌ترین اجزای سیستم شناخته می‌شوند. این تجهیزات به واسطه تماس مستقیم با سیالات داغ، بخارات قابل‌اشتعال و همچنین مایعات شیمیایی می‌توانند یک منبع جرقه باشند. اگر مکانیکال سیل دچار نقص فنی شود احتمال جرقه مخصوصاً در محیط‌هایی که در آن گاز یا گردوغبار وجود دارد بسیار بیشتر می‌شود. در این زمینه استاندارد ATEX باتوجه‌به دستورالعمل‌های خود تضمین‌کننده شرایط محافظت از انفجار در مکانیکال سیل‌ها است.
این قطعه باید به‌گونه‌ای طراحی شود که از ایجاد هرگونه جرقه یا حرارت بیش از حد جلوگیری کند، پس تجهیزاتی که دارای تأییدیه ATEX هستند از موادی با مقاومت بالا در مقابل استحکام و فشار ساخته شده‌اند.
استاندارد ATEX در طراحی مکانیکال سیل‌ها چه تأثیری می‌گذارد؟
این استاندارد مستقیماً بر روی طراحی، ساخت و استفاده از مکانیکال سیل‌ها تأثیرگذار است. ازجمله موارد آن به شرح زیرند:
کاهش اصطکاک در مکانیکال سیل‌ها
یکی از فاکتورها برای بهبود شرایط محافظت از انفجار در مکانیکال سیل‌ها، کاهش اصطکاک است. اصطکاک میان قطعات ممکن است منجر به افزایش دما شود، پس استفاده از متریال مقاوم به حرارت همچون کربن، سرامیک یا کاربید سیلیکون باعث کاهش تولید حرارت خواهد شد.
جلوگیری از نشتی
مکانیکال سیل‌هایی که تحت استاندارد ATEX ساخته شدند کاملاً آب‌بندی بوده و از نشت مایعات یا گازهای خطرناک جلوگیری می‌کنند.
محدودیت دمای سطح
باتوجه‌به استاندارد ATEX دمای سطح مکانیکال سیل نباید از مقدار مشخصی بالاتر رود، پس تجهیزات باید به حسگرهای دمایی مجهز باشند و در صورت افزایش غیرمجاز دما سیستم خاموش شود.
کنترل جرقه
برای ایجاد محافظت از مکانیکال سیل، طراحی آن باید به‌گونه‌ای باشد که هنگام شکست مکانیکی یا برخورد اجسام جرقه ایجاد نشود، به همین منظور از مواد ضد جرقه و آلیاژهای غیر قابل‌اشتعال در ساخت آن استفاده می‌کنند.
توجه به نوع محیط برای جلوگیری از انفجار مکانیکال سیل
یکی از شرایط محافظت از انفجار در مکانیکال سیل‌ها توجه به نوع منطقه حساس است. بر اساس استاندارد ATEX محیط‌های کاری به سه دسته زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:
- Zone 0: محیطی که در آن احتمال وجود جو قابل‌انفجار به‌صورت مداوم یا برای مدت طولانی وجود دارد.
- Zone 1 : محیطی با احتمال وجود جو قابل انفجار در شرایط عادی عملیات
- Zone 2 : محیطی با احتمال وجود جو قابل انفجار در شرایط غیرعادی یا برای مدت کوتاه
مکانیکال سیلی که در هر منطقه مورد استفاده قرار می‌گیرد باید مطابق با استاندارد همان منطقه باشد و همچنین گواهی‌های لازم را دریافت کرده باشد. این عامل می‌تواند یکی از مهم‌ترین موارد برای بهبود شرایط محافظت از انفجار این قطعات در سیستم‌های مختلف محسوب شود.
مکانیکال سیلی که مطابق با استاندارد ATEX ساخته می‌شود چه ویژگی‌هایی دارد؟
مکانیکال سیلی که باتوجه‌به این استاندارد ساخته می‌شود دارای ویژگی‌هایی همچون محدودیت دمای سطح، استفاده از متریال با رسانایی حرارتی مناسب، طراحی بدون اصطکاک و همچنین سیستم‌های روان‌کاری مناسب است.
سطح این سیل‌ها نباید از یک مقدار مشخص گرم‌تر شود تا خطر اشتعال نداشته باشد. هم چنین آن‌ها را با متریالی که توانایی انتقال حرارت دارند می‌سازند تا از تجمع حرارت جلوگیری شود. از دیگر ویژگی‌ها می‌توان به طراحی بدون اصطکاک به دلیل کاهش حرارت ناشی از اصطکاک بین قطعات اشاره داشت. در کنار آن از سیستم‌های روان‌کاوی مانند استفاده می‌کنند تا اصطکاک و حرارت به حداقل میزان ممکن برسد. تمامی این موارد به دلیل بهبود شرایط محافظت از انفجار در مکانیکال سیل‌ها هستند.
در این راستا شاهد نمونه‌هایی از مکانیکال سیل‌ها با طراحی مدولار و قابلیت کار در شرایط مختلف روان‌کاوی در بازار هستیم.
جمع‌بندی
مکانیکال سیل و استاندارد ATEX ارتباط تنگاتنگی با یکدیگر دارند. ازآنجایی‌که مکانیکال سیل‌ها به‌عنوان نقاط حساس در سیستم‌های مختلف و مخصوصاً مواردی که احتمال اشتعال و انفجار دارند شناخته می‌شوند، رعایت الزامات ATEX می‌تواند تضمین کند که این تجهیزات در محیط‌های خطرناک عملکرد ایمنی از خود نشان می‌دهند. پس با انتخاب و نصب یک مکانیکال سیلی که دارای گواهی‌نامه از ATEX است می‌توانید شرایط محافظت از انفجار در مکانیکال سیل‌ها را فراهم کنید، از بروز انفجار جلوگیری کرده و در کنار آن ایمنی کارکنان و تجهیزات صنعتی را هم تضمین نمایید.
