اصطلاح IS یا Intrinsically Safe به چه معناست؟

"Intrinsically Safe" یک اصطلاح فنی است که در طراحی و ساخت تجهیزات و سیستم‌هایی به کار می‌رود که برای استفاده در محیط‌های پرخطر و قابل انفجار، مانند معادن، صنایع نفت و گاز طراحی شده‌اند. این اصطلاح به معنای آن است که تجهیزات به گونه‌ای طراحی شده‌اند که احتمال ایجاد جرقه یا حرارت کافی برای رویداد انفجار یا آتش‌سوزی را به حداقل می‌رسانند.

اصول اساسی تجهیزات  Intrinsically Safe :

تجهیزات (Intrinsically Safe) IS طوری طراحی و تولید شده اند تا اطمینان حاصل شود که در محیط‌های پرخطر و قابل انفجار ایمنی کامل را فراهم آورند.

 اولین و مهم‌ترین اصل در این راستا، محدودیت انرژی است؛ به این معنا که تجهیزات IS به گونه‌ای طراحی می‌شوند که جریان موجود در مدار دستگاه  کمتر از حدی باشد که بتواند جرقه یا گرما برای ایجاد واکنش خطرناک در محیط‌های قابل انفجار تولید کند.

 کنترل دما نیز یکی دیگر از اصول کلیدی است که تضمین می‌کند سطح دمای تجهیزات به حدی باشد که از گرم شدن بیش از حد و احتمال وقوع انفجار جلوگیری شود.

کاربردها: صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی، معادن ( به ویژه در معادن زغال‌سنگ که گازهای قابل اشتعال مانند متان وجود دارد).

Dangerous Substances and Explosive Atmospheres Regulations (DSEAR) به فارسی : مقررات محیط ها و متریال های قابل انفجار، مناطق خطرناک را به صورت زیر تعریف کرده است :

در هر مکانی که احتمال رویداد یک انفجار به حدی است که نیاز باشد اقدامات ویژه برای حفاظت از ایمنی افراد آن مکان صورت گیرد، منطقه خطرناک یا Hazardous Area نامیده میشود.

استاندارد EN60079-10-1، یک استاندارد بین‌المللی که بخشی از مجموعه استانداردهای IEC 60079 است و به خصوصیات و الزامات مربوط به محیط‌هایی که در آن‌ها گازهای قابل انفجار وجود دارد می‌پردازد.

در اینجا EN60079-10-1 توضیح می‌دهد که مناطق خطرناک می‌توانند براساس مقدار زمانی که گاز و بخار قابل انفجار در اتمسفر یک محیط موجود هستند، به منطقه‌های مختلف تقسیم شوند:

 ZONE 0 : یک منطقه که در آن گاز قابل انفجار به صورت مداوم یا به مدت طولانی وجود دارد.

 ZONE 1 :  یک منطقه که در آن گاز قابل انفجار به صورت عادی وجود دارد.

 ZONE 2 : یک منطقه که گاز قابل انفجار در محیط آن به صورت عادی وجود ندارد و در صورت وقوع، بعد از مدت کوتاهی خارج میشود.

همچنین در این استاندارد، دسته‌بندی مناطق برای "ذرات" قابل اشتعال نیز وجود دارد :

ZONE 20 :  منطقه ای که در جو آن ابری از ذرات قابل اشتعال در هوا، به صورت مداوم و مکرر وجود دارد.

ZONE 21 :  منطقه ای که در جو آن ابری از ذرات قابل اشتعال در هوا، ممکن است گاهی اوقات در شرایط عادی وجود داشته باشند.

ZONE 22 :  منطقه ای که در جو آن ابری از ذرات قابل اشتعال در هوا، به صورت عادی وجود ندارد و در صورت وقوع، بعد از مدت کوتاهی خارج میشود.

دسته بندی تجهیزات Intrinsically Safe :

هنگام انتخاب یک تجهیز IS، کاربر میبایست اطمینان حاصل کند که محصول مورد نظر، مناسب نصب و اجرا در منطقه مربوطه است.

دسته بندی تجهیزات IS از مناطق خطرناک متمایز است، بنابراین نیاز است هنگام تهیه محصولات IS، طبق راهنمای زیر محصولات را با محیط مورد نظر تطابق داده و به یک نتیجه ایده آل رسید.

ZONE 0  یا ZONE 20  = تجهیزات دسته 1

ZONE 1  یا ZONE 21 = تجهیزات دسته 2

ZONE 2 یا ZONE 22 = تجهیزات دسته 3

نکته : تجهیزات دسته 1، قابل استفاده در زون های 1، 2، 20 و 22 می‌باشند.

        تجهیزات دسته 2، قابل استفاده در زون های  2 و 22 می‌باشند.

Barriers : در اکثر مواقع در پروژه ها، کل یک مجموعه به عنوان Hazardous Area شناخته نمیشود، به عنوان مثال در یک پالایشگاه، قسمت اداری آن به سیستم اعلام حریق استاندارد مجهز میشود و قسمت های صنعتی آن مانند : واحد تقطیر اتمسفریک، واحد تصفیه هیدروژن، واحد ریفرمینگ کاتالیتیک و ... به عنوان یک منطقه خطرناک در نظر گرفته شده و نیاز است که در محیط آن از تجهیزات ضد انفجار و IS استفاده شود.

بنابراین یک ماژول که "بریر" نامیده میشود نیاز است که بین تجهیزات اعلام حریق استاندارد و Intrinsically Safe، تمایز قائل شود.

این نکته حائز اهمیت است که یک ماژول بریر به هیچ وجه جریان را کاهش نمی‌دهد، بلکه تنها برای ایجاد ارتباط بین دستگاه‌های استاندارد و دستگاه‌های IS استفاده می‌شود. این بدان معناست که کاربر باید همچنین از یک بافر IS استفاده کند؛ درواقع این وظیفه یک بافر است که قدرت جریان ورودی را به یک منطقه خطرناک کاهش می‌دهد. بنابراین، هم ماژول بریر و هم بافر باید در یک Hazardous Area نصب شود.

تفاوت های دستگاه های استاندارد و Intrinsically Safe :

از نظر ظاهر کلی، شکل و اندازه دتکتور های IS شبیه همان دتکتور استاندارد معمولی میباشد،

آیتمی که کاربر را متوجه تفاوت این دو میکند، مشخصات چاپ شده مانند پارت نامبر، اخطار ها و مشخصات برروی هد دتکتور است .

جدول زیر راهنمای تمامی مشخصات و علائم درج شده برروی تجهیزات IS میباشد:

در برخی تجهیزات IS که مجهز به LED وضعیت هستند ممکن است که پالس LED مشاهده نشود، این یک امر طبیعی است، همانطور که اشاره شد این تجهیزات به دلیل جلوگیری از ایجاد هرگونه جرقه یا گرما نیاز است با یک جریان و ولتاژ پایین فعالیت کنند.

مزیت دیگر پایین بودن جریان مدار تجهیزات IS این است که هیچ احتمالی برای دریافت شوک الکتریکی به دلیل انرژی حرارتی و جرقه‌زنی وجود ندارد.

نکته : هنگام نصب دتکتور های Intrinsically Safe نیاز است که از پایه های IS، استفاده شود.

تفاوت FlameProof  و Intrinsically Safe :

گاها پیش میاید که کاربران تجهیزات ضد انفجار IS و Flamproof را در یک دسته در نظر میگیرند، درصورتی که این دو ارتباطی از نظر کاربری با یک دیگر ندارند؛ جنس بدنه تجهیزات IS  میتواند مانند دیگر محصولات استاندارد باشد و صرفا از نظر مداری از ایجاد اشتعال و انفجار جلوگیری کنند، اما تجهیزات ضد انفجار اصولا با بدنه های فلزی و اتصالاتی از جنس استیل ساخته میشوند که آنرا در برابر شرایط سخت محیطی مقاوم میسازد. ( در تصویر زیر میتوانید تفاوت ظاهری دتکتور ضد انفجار IS و ضد انفجار FlameProof را مشاهده کنید)

تائیدیه های تجهیزات Intrinsically Safe :

تجهیزات Intrinsically Safe با توجه به کارایی منحصر به فردی که دارند باید با استاندارد‌ و تائیدیه های خاصی مطابقت داشته باشند.

این استاندارد و تائیدیه ها بسته به کشورها متفاوت است، برخی از رایج‌ترین استانداردهای بین‌المللی عبارت‌اند از:

1. ATEX (در اتحادیه اروپا)

2. IECEx (بین‌المللی)

3. UL (در ایالات متحده آمریکا)

4. CSA (در کانادا)

5. GOST (در روسیه)

این استانداردها اطمینان می‌دهند که تجهیزات قادر به فعالیت در شرایط خاص و ریسک پذیر بدون ایجاد خطر هستند.