كيفية مطابقة صمامات مقاومة الانفجارات مع مخاطر الانفجار الناجمة عن الغاز والغبار

في المنشآت الصناعية التي تحتوي على غازات قابلة للاشتعال أو أبخرة أو غبار قابل للاشتعال، من المهم الانتباه إلى كل مكوّن يتلامس مع الغلاف. وبجانب تخفيف الضغط، الصمامات المضادة للانفجار تُعَدُّ هذه الصمامات أيضًا مهمةً لحماية المعدات والطاقم من التغيرات في الضغط، ولمنع الشرارات الداخلية من الانتقال إلى الغلاف الجوي المحيط. وللاختيار الصحيح للصمام المناسب لمخاطر محددة، من المهم فهم طبيعة البيئة وتصميم الغلاف والمعايير الأمنية ذات الصلة. وأُسِّست شركة «بي يو دبليو» عام ٢٠١٠، وهي مؤسسة وطنية متخصصة في التقنيات المتقدمة، وتركّز في عملها على تطوير صمامات مقاومة للماء وقابلة للتنفُّس ومضادة للانفجارات، وذلك لتمكين حزم البطاريات وغيرها من المعدات الدقيقة من الوفاء بالمعايير الأمنية الصارمة. ويشرح هذا المقال كيفية مواءمة الصمامات المضادة للانفجارات مع مخاطر الانفجارات الناجمة عن الغازات أو الغبار.

فهم الفرق بين مخاطر الغاز والغبار

انفجارات الغاز والغبار تختلف عن بعضها البعض، وكذلك تختلف التدابير الوقائية المُتَّبعة. ويمكن لغازات وأبخرة قابلة للاشتعال أن تشتعل عند مستويات منخفضة جدًّا، وغالبًا ما تتطلب بيئة مغلقة لا يمكن فيها خروج أي شرارة أو لهب. أما مخاطر الغبار القابل للاشتعال فهي تشمل التراكم وتكوُّن الطبقات، فضلًا عن احتمال تشكُّل سحابة غبار أثناء العمليات العادية. ويجب أن يكون الصمام المستخدم للحماية من الغاز قادرًا على إيقاف انتشار اللهب عبر فجوة ضيِّقة، بينما يجب أن يكون الصمام المُصنَّف لمقاومة الغبار مقاومًا للغبار أيضًا، وألا يتأثر بالغبار المتراكم على أسطحه. ويقوم مهندسو شركة PUW بتقييم كل تطبيقٍ على حدة لتحديد ما إذا كانت درجة الحماية المطلوبة تتعلق بالغاز فقط، أم بالغبار فقط، أم بكلٍّ منهما معًا، وبالتالي تصميم الحل المناسب وفقًا للمخاطر الفعلية.

المواصفات الأساسية لاختيار الصمامات المناسبة للمناطق الخطرة

يتم تصنيف كل منطقة خطرة إلى مناطق تعكس احتمال حدوث غلاف جوي انفجاري ومدة استمراره. وتمثل المنطقتان ٠ و٢٠ المخاطر المستمرة أو طويلة الأمد، بينما تمثل المنطقتان ٢ و٢٢ المخاطر ذات الاحتمال المنخفض والتي تستمر لفترة قصيرة. ويجب أن تحمل صمامات مقاومة للانفجارات شهادة تأكيد تسمح باستخدامها في المنطقة المخصصة لها. وبجانب التصنيف حسب المناطق، يأخذ المهندسون بعين الاعتبار درجة حرارة الاشتعال للغاز أو الغبار، وأقصى فجوة آمنة تمت معايرتها تجريبيًّا، وأدنى طاقة تشغيل كافية لإحداث الاشتعال. وتؤثر هذه العوامل على أبعاد مسار اللهب، وعلى مواد التصنيع واستراتيجية الإغلاق. وقد صُمِّمت صمامات شركة بي يو دبليو بحيث تمتلك مسارات لهب دقيقة وحماية وفق معيار آي بي ٦٨ لأداءٍ موثوق به في البيئات التي تحتوي على غازات أو غبار. وهذه ميزاتٌ بالغة الأهمية تخضع باستمرار لاختباراتٍ وتحققٍ في مختبر الشركة المعتمد من قِبل المجلس الوطني الصيني لاعتماد المؤسسات المُجرِّبة (سي إن إيه إس)، كما تدعمها مجموعة براءات اختراع تضم أكثر من ٢٠٠ براءة.

تقنية التفريغ الضاغط والأغشية التنفسية

يُعَدُّ تفريغ الضغط بسرعة واحدةً من أهم المهام التي يؤديها الصمام في الدوائر المقاومة للانفجارات. فإذا وقع انفجارٌ داخل الغلاف، فيجب أن يُفرِّغ الصمام الضغط في أقصر وقتٍ ممكن دون أن يسمح بانفجار الغلاف نفسه. وفي الوقت نفسه، يجب أن يضمن منع اشتعال اللهب للغلاف الجوي المحيط. ومع ذلك، ينبغي أن يكون الصمام قادرًا على تمرير تدفق الهواء داخلاً وخارجاً بشكلٍ طبيعي أثناء التشغيل، وإلا فقد تتكون فروق ضغط تؤثِّر سلبًا على الحشوات أو المكوِّنات الإلكترونية. وتتحقَّق هذه المجموعة من الوظائف معًا باستخدام غشاء تنفُّسي مقاوم للماء من شركة PUW، وصمام تنفُّسي مقاوم للماء أيضًا، وكلاهما يسمحان بتبادل الهواء مع منع تسرب الماء والغبار. وتتميَّز هذه التصميمات الخاصة بأنها مفيدة جدًّا في حزم البطاريات، وأجهزة الإضاءة الخارجية LED، وصناديق التحكم، حيث تتغيَّر موازنة درجة الحرارة والضغط باستمرار. كما يتمتَّع هذا الصمام بقدرة مقاومة للماء وفق تصنيف IP68، لذا فإن الغمر في الماء لا يؤثِّر على أداء الصمام.

اختيار المواد والمتانة البيئية

يجب أن تكون مواد صمام مقاوم للانفجارات قادرةً على مقاومة المواد الكيميائية ودرجات الحرارة والقوى الميكانيكية في موقع التركيب. وفي حالة مخاطر الغاز، يمكن عادةً استخدام أغلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم لتوفير المتانة والمقاومة الكافية للتآكل. أما في حالة مخاطر الغبار، فتساعد المواد غير المُشَبِّعة بالشرارات والأسطح الملساء أيضاً في تقليل خطر الاشتعال الناتج عن الاحتكاك أو التصادم. وتتطلب التطبيقات الخارجية مقاومة الأشعة فوق البنفسجية، ومقاومة رذاذ الملح، ومدى واسع من درجات حرارة التشغيل. وتُصنَّع هذه الصمامات من قِبل شركة «بي يو دبليو» في قاعدتين إنتاجيتين تبلغ مساحتهما الإجمالية نحو ٤٠٬٠٠٠ متر مربع في مقاطعتي جيانغشي وقوانغدونغ، وبإجمالي ٢٢ خط إنتاج، ما يتيح تقديم حلول مُخصصة وهندسية دقيقة. وتلتزم الشركة بمتطلبات معايير «آيزو ٩٠٠١» و«آيزو تي إف ١٦٩٤٩» و«آيزو ١٤٠٠١»، وهي المعايير العالمية المتعلقة بإدارة الجودة والإدارة البيئية التي يعتمدها العملاء حول العالم.

التكامل مع حزم البطاريات والغلاف الإلكتروني

حزم البطاريات حالة خاصة: فهي قد تُنتج غازات قابلة للاشتعال أثناء الانهيار الحراري، كما أنها عرضة للرطوبة والغبار. وينبغي أن يكون صمام حزمة البطاريات المضاد للانفجارات قادرًا على تفريغ الغازات بسرعة، مع الحفاظ على إحكام إغلاق حزمة البطاريات أثناء التشغيل العادي ومنع خروج اللهب. ولضمان مطابقة حزم البطاريات للمعايير الصارمة الخاصة بالسلامة، تتضمّن منتجات PUW ميزات مثل تفريغ الضغط السريع، والحماية وفق التصنيف IP68، وغيرها. وتنطبق نفس الإرشادات على أجهزة الاستشعار، والأجهزة الكهربائية الخارجية، وأنظمة الطاقة الشمسية، والإلكترونيات المنزلية، والإلكترونيات المحمولة، وأجهزة الاتصالات، والأدوات، ومرشحات محركات الأقراص، والمنتجات الصيدلانية، والإلكترونيات الخاصة بالسيارات. وبفضل التعاون الوثيق مع العملاء، تكفل PUW تطابق كل صمامٍ مع نوع الخطر المحدَّد المتمثل في الغاز أو الغبار، ومع المتطلبات الفريدة للغلاف.

الاختبار، والاعتماد، والموثوقية على المدى الطويل

لا يُجرى تطابق الصمام مع الخطر دون إجراء الاختبارات والاعتماد. ومن أمثلة الخصائص الأداء التي تُختبر في الصمامات المضادة للانفجار: انتشار اللهب، ومقاومة الضغط، وحماية الدخول، والدورات الحرارية. ويقوم فريق البحث والتطوير المخصص في شركة PUW والمختبر الحاصل على شهادة CNAS بهذه التقييمات، بدعمٍ من أكثر من ٢٠٠ براءة اختراع. كما توجد أربع مراكز خدمة، اثنتان في الصين واثنتان في ألمانيا، يعمل فيها مواطنون من كل بلد لتوفير الخدمات المحلية الخاصة بالتركيب والصيانة وحل المشكلات. وتضمن سلسلة التوريد المرنة وإدارة المخزون الذكية وفريق خدمة العملاء الماهر التسليم في الوقت المحدَّد، بينما يتعامل فريق متخصص مع مشكلات العملاء المتعلقة بالمتطلبات التنظيمية والتطبيقات، ليقدِّم أفضل صمامٍ للوظيفة المطلوبة. وتعتبر PUW شريكًا موثوقًا به في مجال الصمامات المضادة للانفجار، وقد أقامت تعاونًا عميقًا مع العديد من الشركات المعروفة.

الخاتمة

يُعَدُّ اختيار صمامات مقاومة للانفجارات لمواجهة مخاطر انفجارات الغاز والغبار عمليةً منهجيةً، ويجب أن تأخذ في الاعتبار تصنيف المنطقة، ومواصفات الاشتعال، وتفريغ الضغط، ومتانة المواد، والشهادات المعتمدة. وتوفِّر مجموعة تقنيات الصمامات المقاومة للماء والقابلة للتنفُّس والمقاومة للانفجارات التي طوَّرتها شركة PUW موارد وافرةً لمساعدة مختلف القطاعات على التغلُّب على هذه التحديات. وعندما يكون لدى المهندسين معرفةٌ دقيقةٌ بالمخاطر المحددة ومتطلبات التشغيل الخاصة بالغلاف الواقِي، يصبح من الممكن اختيار صمامٍ يضمن سلامة المعدات، ويطيل عمرها الافتراضي، ويلبي معايير السلامة الدولية. أما المؤسسات التي تحتاج إلى حلٍّ يمكن الاعتماد عليه، فهي تستطيع الاعتماد على شركة PUW لتزويدها بالبنية التحتية والابتكار والدعم اللازمين لتحقيق رضا العملاء الكامل.