موتور های ضد انفجار چه مشخصاتی باید داشته باشند ؟
◄ موتورهای ضد انفجار برای محیط های بسته طراحی می شوند
ملاحظات اساسی برای این موتورها این است که باید از بروز جرقه در
محیطی که حاوی بخارات و گازهای قابل اشتعال هستند خودداری
کند. موتورهای ضد انفجاری برای محیط های بسته ، سنگین و پر حجم
طراحی شده است . آنها به گونه ای طراحی شده اند که در حد توانایی موتور
در برابر خوردگی و محدوده درجه حرارت و گرم شدن بیش از اندازه مقاوم
می باشد . سازندگان اتصالات فلنج ها آنها را به گونه ای می سازند که در برابر
نفوذ شعله مقاوم ) flame tight (, باشد.
به هنگام وقوع انفجار داخلی گازهای داغ حاصل از انفجار رها شده و
امکان سرد شدن پیدا کنند و به انداز های سرد شوند که باعث انفجار مجدد
نشوند .
دسته بندی موتورهای ضد انفجار برای محیط های پر خطر
موتورهای ضد انفجاری اساسا در دسته بندی موتورهای محصور ) سربسته ( قرار می گیرند
که بر پایه حفاظت در برابر شرایط محیط و نیز سرد شدن ساخته شده اند .
بطورکلی موتورهای محصور توسط موسسه ملی سازندگان تجهیزات برقی NEMA
و نیز ک میته بین المللی الکتروتکن کیال International Electrotechnical
Commission(IEC) ک ه استانداردی اروپایی است طراحی شده اند در دو گروه ک لی
قرار م یگیرند:
-1 موتور با پوسته باز Open enclosures
-2 موتور با پوسته ک املاً محصور شده Enclosures ally enclosed
نوع : پوسته باز آن دارای دریچه هایی است ک ه امکان تهویه هوا در اطراف سیم پیچ های
موتور را می دهد . که چهار نوع از این موتور های پوسته باز وجود دارند
● ● مقاوم در برابر قطره
● ● مقاوم در برابر پاشش
● ● محافظت شده
● ● مقاوم در برابر شرایط آب و هوایی
استفاده از موتورهایی که در پوسته آنها باز است ) enclosures open ( برای مکانهای
پرخطر مناسب نیست برای این ک ار باید از موتورهایی بطور کامل در پوسته محصور
شده اند ) Totally enclosed enclosures ( استفاده شود . موتورهای کاملاً محصور
از جریان هوا از داخل به بیرون موتور جلوگیری میکنند .
چهار نوع موتور کاملاً محصور وجود دارد عبارتند از :
1 .1 موتورهای کاملاً محصور بدون تهویه هوا
2 .2 موتورهای کاملاً محصور با پروانه خن ک کننده
3 .3 موتور ک ملاً محصور با هوای بیش از اندازه
4 .4 موتورهای ضد انفجاری
● موتورهای ضد انفجاری برای محیط های پرخطر توسط آزمایشگاههای
بیمه و نیز نظام نامه ملی برق و نیز OSHA بشرح زیر تعریف شده است .
●-کلاس I
:
گازها بخارات و مایعات
●گروه A : استیلن
● ● گروه B : هیدورژن و نظائر آن
● ● گروه C : اتر و نظائر آن
● ● گروه D : هیدروکربنها ؛ سوختها و , حلالها و نظائر آن●-کلاس II :گردو غبارها
●گروه E : غبار فلزات ) هادی و منفجر ک ننده (
● ● گروه F : غبار ک ربن ) ک ه برخی از آنها هادی بوده و همه آنها قابل انفجارند (
● ● گروه G : آرد , نشاسته , حبوبات , پلاست کیهای قابل احتراق ی ا غبارات
شیمیایی ) قابل انفجار(
-کلاس III : الیاف منسوجات ؛ مصنوعاتی چوبی و نظائر آن ) ک ه بسادگی قابل اشتعال هستند اما تمایلی به انفجار ندارند .
دسته بندی 1 : مقادیر قابل اشتعال غبارکه بطور معمول وجود دارند و ی ا ممکن است
بصورت معلق وجود داشته باشند و ی ا غبارهای هادی ک ه وجود دارند . )خطرنا کو
انفجاری معمول (
دسته بندی 2 : گردوخاکی ک ه بطور معمول در هوا وجود ندارند ولی بطور غیر
مترقبه ممکن است در کی انفجار ایجاد شود.
موتورهای ضد انفجار بسته به محیط های ک ه هستند : به رده ؛ گروه و دسته تقسیم
می شوند ) مثلاً ک لاس I دسته بندی 1 و ی ا ک لاس I دسته بندی 2
و نظایر آن (. (( Class I Division 1, Class I Division 2, etc
تفاوت در ک لاس آنها بستگی به محدودیت درجه حرارت و برای روشهای محافظت در
برابر مواد از گروه ) groups ( استفاده م یشود .
NEC هر کیاز Class های بالا را بر حسب احتمال آتش سوزی به دو بخش تقسیم
میکند .
تعریف هر بخش به اختصار چنین است :
ClassI Divisional1 : شامل فضاهایی است ک ه در شرایط عادی بهره برداری
از تجهیزات گازها ی ا بخارات قابل اشتعال در فضا پراکنده شوند.
ClassI Divisional2 : شامل فضاهایی است که در شرایط عادی عاری از هرگونه
گازها و بخارات آتش زا بوده ولی در حالت غیر عادی به دلیل از کارافتادگی و خرابی
تجهیزات گازها به فضای کار وارد شده و منطقه خطرساز می شود . فضاهای مجاور
را Divisional م یگویند.
(استاندارد بین الملی ) :)IEC
استاندارد IEC ک ه در اروپا و بیشتر ک شورهای جهان بکار م یرود فقط شامل
فضاهایی است ک ه در آنها گازها و بخارات قابل اشتعال وجود داشته Class1
استاندارد NEC را شامل م یشود و در صنایع شیمیایی و هیدروکربنی ک اربرد دارد.
دراین استاندارد فضاها بر حسب میزان گازهای قابل اشتعال به سه Zone ی ا منطقه
تقسیم بندی م یشوند ک ه عبارتند از :
Zone 0 : فضاهایی است ک ه در آن گاز و هوای قابل اشتعال موجود بوده و برای
مدت طولانی وجود خواهد داشت )بیش از 1000 ساعت در سال( این فضا در
استاندارد آمر کیایی Divisional1 محسوب م یشود. لازم به ی ادآوری است ک ه
معمولا در Zone0 هیچ الکتروموتور ضد انفجار ی ا تجهیزات برقی نصب نم یگردد.
Zone 1 : فضاهایی است ک ه در آن مخلوط گاز و هوا به میزان قابل اشتعال در
شرایط عادی بهره برداری به طور متناوب وجود دارد )بین 10 تا 1000 ساعت در
سال( . این فضاها نیز در Divisional1 قرار م یگیرند.
Zone 2 : فضاهایی است ک ه در شرایط عادی بهره برداری مخلوط گاز و هوا به
میزان قابل اشتعال وجود نداشته و ی ا در صورت وجود برای مدت ک وتاهی تداوم
خواهد داشت )بین 1 تا 10 ساعت در سال(. این فضاها در Divisional2 قرار
خواهند گرفت .
روش کد بندی براساس استاندارد آمریکایی NEC
در این روش به ترتیب Class ،منطقه ) Zone ( ، علامت ضد انفجار ) Ex ( و نوع حفاظت سیستم
تع یین وگروه بندی دستگاه و درج زیر گروه گازی حداکثر درجه حرارت مجاز سیستم و در انتها
شماره IP آورده م یشود. به عنوان مثال: Class 1 Zone1 ExD IIC T6 IP66 نمونه ای از
استاندارد آمر کیایی است .
روش کد بندی بر اساس استاندارد اروپایی IEC
ابتدا در این روش علامت ضد انفجار ) Ex ( و سپس به ترتیب نوع حفاظت موتور گروه بندی گازی
دستگاه ) I,II ( و تقسیم بندی آن حداکثر درجه حرارت مجاز سیستم و در انتها شماره IP آورده
م یشود. به عنوان مثال :
IP55 Exd II C T4 نمونه ای از استاندارد اروپایی است.
یادآوری: در هر دو روش پس از نوشتن ک دها یا قبل از آن مشخصات کامل الکتروموتور از قبیل :
قدرت”ولتاژ”آمپر”مدل”سازنده”سال ساخت و … روی پلاک ذکر میگردد.
به صورت کلی مطابق استاندارد IIM اروپا کد الکتروموتورهای ضد انفجار از 4 بخش زیر می باشد
توجه 1 : عبارت EEx مشخص ک ننده الکتروموتورهای قابل استفاده در مناطق خطرنا کانفجاری
بوده و نشان دهنده ضد انفجار بودن الکتروموتور است.
توجه 2 : حروف نشان دهنده نوع حفاظت موتور که به شرح زیر است درست بعداز EEx نوشته
می شود:
EExd : در این موتورهای ضدانفجار اگر جرقه یا احتراقی صورت گیرد به هیچ وجه به خارج
الکتروموتور انتشار نیافته و باعث احتراق در محیط نمی گردد. این موتورها دارای پوشش و پوسته
ضخیم بوده و وزن آنها بیشتر از مدل های ضدانفجار مشابه دیگر است.محدوده کاری این موتورها
در Zone1 و محیط های انفجاری خطرنا کم یباشد.
EExde : نشان دهنده این است که علاوه بر الکتروموتور ترمینال آن ضد انفجار بوده و از امنیت
بالاتری برخوردار است.
EExp : دراین الکتروموتورهای ضدانفجار محیط داخلی الکتروموتور توسط هوا یا کی گاز بی اثر
تحت فشار قرارگرفته و بدین ترتیب اتمسفر خارجی جدا می شود و احتمال بروز انفجار در محیط
بیرونی کاهش یافته یا از آن جلوگیری می شود.این موتورها را میتوان در حوزه کاری 1 مورد استفاده قرار داد.
: به این موتورها ضدجرقه نیز می گویند و در ساخت آنها تمهیداتی در نظر گرفته
شده تا درهنگام کار در شرایط عادی و غیرعادی هیچگونه جرق های )که باعث احتراق
اتمسفر انفجاری محیط گردد( ایجاد نشود. درجه انفجاری EExn پایین تر از EExd بوده
و در حالی که در حوزه 2 محیط های انفجاری کاربر دارد در حوزه 1 استفاده نمی گردد.
EExe : مشابه موتورهای EExn بوده ک ه تمهیدات سختگیرانه تری برای بهبود در شرایط
کاری آنها انجام گرفته است. این موتورها نیز که در حوزه 2 کاربرد دارند در شرایط خاص
در حوزه 1 نیز استفاده م یشوند.
نکته : به طورکلی الکتروموتورهای ضدانفجار از نظر امنیت به ترتیب عبارتند از :
EEx de >EEx d > EEx p >EEx e >EEx n
اگر دستگاه شامل تر یکبی از انواع حفاظت باشد به جای استفاده از کی حرف بعد از عبارت
EEx از چند حرف استفاده می شود که نشان دهنده حفاظت های مختلف الکتروموتور
است. جدول زیر برای سهولت در استفاده از انواع کلاس حفاظتی الکتروموتورهای ضد
انفجار در حوزه های کاربرد آورده شده است.
نکته
نکته : الکتروموتورهای ضد انفجار بسته به قابلیت استفاده در مناطق خطرناک
به دو گروه تقسیم م یشوند:
الف( گروه I : موتورهایی هستند که در معادن و در محیط هایی ک ه غبار ذغال سنگ و
دیگر غبارهای قابل اشتعال در آن وجود دارد استفاده می گردند.
ب( گروه II : موتورهایی هستند که در مناطق هیدروکربنی و فضاهایی که گازهای قابل
اشتعال در آن وجود دارد به کارمی روند. این گروه شامل 3 زیر مجموعه مطابق با جدول
زیر می باشند.
حداکثر درجه دما در موتور های ضد انفجار
بطور مثال موتور ضد انفجار T3 به گونه ای طراحی می شوند که در بدترین شرایط کاری دمای بدنه آن از 200 درجه سانتیگراد تجاوز نکند .
توجه : نوع IIC آن دارای بالاترین حفاظ ایمنی است.
نکته : از آنجایی ک ه تماس گازها و بخارهایی با قابلیت بالقوه انفجار با کی سطح داغ هم م یتوانند باعث انفجار الکتروموتور گردند لازم است ک ه حداکثر دمای سطح داخلی و خارجی موتورهای ضدانفجار نیز تحت ک نترل قرار گرفته و دقت شود که دمای سطح با حفظ کی فاصله ایمنی از میزان دمای احتراق گازهای موجود در محیط بیشتر نگردد.
توجه : استاندارد توصیه میکند ک ه دمای الکتروموتور باید 20 % ک متر از دمای احتراق مخلوط گازی قابل انفجار در محیط نصب باشد. این درجه بندی را با حرف T نمایش داده و برحسب نوع استاندارد از T1-T6 تقسیم بندی م ینمایند. جدول بالای صفحه درجه حرارت سطح الکتروموتور بر
حسب استاندارد های مختلف و طبقه بندی T1-T6 را نشان میدهد.
برای مثال در الکتروموتوری با درجه حرارتی T4 حداکثر درجه حرارت کلیه
قسم تهای موتور از 135 درجه سانتی گراد تجاوز نخواهد کرد .
یادآوری : کلاس حرارتی الکتروموتور و حداکثر دمای سطح دو پارامتر متفاوت
بوده و نباید با هم اشتباه گرفته شوند.
ساختارهای موتورهای ضد انفجاری
موتورهای ضد انفجاری با قطعاتی و موادی ساخته می شوند که توانایی مقاومت در برابر مناطق
مخاطره آمیز را داشته باشد این شرایط شامل :
-1 عایق های کلاس F
-2 محورها و زنجیرهای مسی ضد جرقه
-3 کاندویت ها و جعبه های به ابعاد بزرگ .
-4 فن های خنک کننده مقاوم در برابر خوردگی و نیز ضد جرقه
-5 درپوش های فن و صفحات انتهایی از چدن
-6 تخلیه و تنفس ها از جنس فولاد ضد زنگ
-7 استفاده از بلبرینگ های نشت بندی شده و ضد اصطکاک با پوشش دوگانه و بزرگتر از اندازه با
گریس های حرارت بالا و لایه های فولاد ضد زنگ با تلفات ک م برای کارایی بیشتر
-8 بالانس دقیق دینام کی
-9 آرمیچرهایی که با لاکهای پلی استر در درجه حرارت بالا اشباع شده اند
-10 بالانس دینام کیی برای کاهش لرزش
-11 عایق های سیم پیچ کلاس F نسبت به سایر ک لاس عایق ها بیشترین محافظت را در برابر درجه حرارت دارا می باشند .
-12 عایق های کلاس) Class H polyester H (که با لاک پلی استر پوشش داده شده اند و در
آمیچر موتور مورد استفاده هستند نیز بیشترین حفاظت در برابر درجه حرات را ارائه می دهند .
-13 ورقه های انتهایی موتور از جنس چدن هستند تا ضمن استحکام خوبی بتوانند فشار بالای ناشی از انفجاررا تحمل ک رده و در برابر خوردگی هم مقاوم باشند .
-14 همه بخش ها ماشینکاری شده اند تا درزهای آنها خیلی کم باشد و مانع از خروج گازهای ناشی از انفجار به بیرون بشوند تا زمان کیه موتور به اندازه ک افی سرد شود و امکان مشتعل ک ردن اتمسفر محیط را نداشته باشد .
-15 نگهدارنده های برنجی و ضد جرقه محور موتور) )Non-sparking brass shaft slingers
این امکان را می دهند ک ه نشت بندی محور بخوبی صورت گیرد.
-16 جعبه اتصالات و لوله های هدایت ک ننده کابل برق ) conduit/connection boxes ( باید
به آن اندازه بزرگ انتخاب شوند تا بتوانند سیم ها و کابلهای متصل به موتور را در خود جای دهند
همانگونه که قبلاً یادآوری شد این لوله ها باید از جنس چدن ساخته شوند تا ضمن اینکه استحکام بیشتری دارند در برابر خوردگی هم مقاوم باشند.