طراحی دتکتور حرارتی خطی – ویژه مهندس طراح

1 کلیات

این فصل تغییرات، اصلاحات و اضافات لازم برای کاربردهای دریایی را بیان می‌کند. تمامی الزامات دیگر NFPA 2001 برای سیستم‌های کشتی‌بردی اعمال می‌شود، مگر اینکه توسط این فصل اصلاح شده باشد. در صورتی که مفاد فصل 13 با مفاد فصل‌های 1 تا 11 تضاد داشته باشد، مفاد فصل 13 اولویت دارد.

13.1.1 دامنه

این فصل محدود به کاربردهای سیستم‌های اطفاء حریق با عامل تمیز در کشتی‌های تجاری و دولتی است. سیستم‌های بی‌اثرکننده انفجار در توسعه این فصل مد نظر قرار نگرفته‌اند.

13.2 استفاده و محدودیت‌ها

13.2.1* سیستم‌های اطفاء حریق با عامل تمیز به‌طور عمده باید برای حفاظت از خطراتی که در محفظه‌ها یا تجهیزاتی هستند که خود شامل یک محفظه برای نگهداری عامل می‌باشد، استفاده شوند.

13.2.2* علاوه بر محدودیت‌های ذکر شده در 4.2.2، سیستم‌های اطفاء حریق با عامل تمیز نباید برای حفاظت از موارد زیر استفاده شوند:

13.2.3 تأثیرات محصولات تجزیه عامل و محصولات احتراق بر مؤثر بودن سیستم اطفاء حریق و تجهیزات باید در هنگام استفاده از عوامل تمیز در محیط‌هایی با دماهای محیطی بالا (مانند اتاق‌های سوزاندن، ماشین‌آلات داغ و لوله‌ها) در نظر گرفته شود.

13.3 خطرات برای پرسنل

13.3.1 به‌جز اتاق‌های موتورخانه که در 13.3.1.1 مشخص شده‌اند، سایر فضاهای اصلی ماشین‌آلات باید به‌عنوان فضاهای معمولی اشغال شده در نظر گرفته شوند.

13.3.1.1 اتاق‌های موتورخانه با حجم 6000 فوت‌مکعب (170 مترمکعب) یا کمتر که فقط برای نگهداری به آن دسترسی دارند، نیازی به رعایت 13.3.1 ندارند.

13.3.2* برای سیستم‌های دریایی، فاصله‌های الکتریکی باید مطابق با 46CFR، زیرمجموعه J، “مهندسی الکتریکی” باشد.

13.4 تأمین عامل

13.4.1 این استاندارد از ذخایر اضافی عامل نیاز ندارد.

13.4.2* ترتیب ذخیره‌سازی مخازن باید مطابق با 5.1.3.1 و 5.1.3.3 تا 5.1.3.5 باشد. در صورتی که تجهیزات در معرض شرایط آب و هوایی شدید قرار گیرند، سیستم باید مطابق با دستورالعمل‌های طراحی و نصب تولیدکننده نصب شود.

13.4.2.1 به‌جز در مورد سیستم‌هایی که سیلندرهای ذخیره‌سازی در داخل فضای محافظت شده قرار دارند، مخازن فشاری مورد نیاز برای ذخیره‌سازی عامل باید مطابق با 13.4.2.2 باشد.

13.4.2.2 در صورتی که مخازن عامل خارج از فضای محافظت شده قرار دارند، باید در اتاقی ذخیره شوند که در یک مکان امن و به‌راحتی قابل دسترسی قرار داشته باشد و به‌طور مؤثر تهویه شود به‌طوری‌که مخازن عامل در معرض دماهای محیطی بالاتر از 130°F (55°C) قرار نگیرند. دیوارها و عرشه‌های مشترک بین اتاق‌های ذخیره‌سازی مخازن عامل و فضاهای محافظت شده باید با عایق‌بندی ساختاری کلاس A-60 طبق تعریف 46CFR 72 محافظت شوند. اتاق‌های ذخیره‌سازی مخازن عامل باید بدون نیاز به عبور از فضای محافظت شده قابل دسترسی باشند. درها باید به‌صورت بیرون‌چرخشی باز شوند و دیوارها و عرشه‌ها، از جمله درها و سایر وسایل بستن هرگونه بازشو در آن‌ها، باید مرزهایی بین این اتاق‌ها و فضاهای مجاور باشند و محکم و غیر قابل نفوذ به گاز باشند.

13.4.3 زمانی که مخازن عامل در فضای اختصاصی ذخیره می‌شوند، درهای خروجی باید به‌صورت بیرون‌چرخشی باز شوند.

13.4.4 در صورتی که مخازن در معرض رطوبت قرار گیرند، باید به‌طوری نصب شوند که فاصله‌ای حداقل 2 اینچ (51 میلی‌متر) بین عرشه و قسمت پایین مخزن فراهم شود.

13.4.5 علاوه بر الزامات 5.1.3.4، مخازن باید با حداقل دو بست محکم شوند تا از حرکت ناشی از حرکات کشتی و لرزش جلوگیری شود.

13.4.6* برای کاربردهای دریایی، تمامی لوله‌ها، شیرها و اتصالات از مواد آهنی باید از داخل و خارج در برابر خوردگی محافظت شوند، مگر اینکه در 13.4.6.1 مجاز باشد.

13.4.6.1

بخش‌های بسته لوله و شیرها و اتصالات داخل بخش‌های بسته لوله باید تنها از خارج در برابر خوردگی محافظت شوند.

13.4.6.2

جز در مواردی که در 13.4.6.1 مجاز است، قبل از آزمایش پذیرش، داخل لوله‌ها باید تمیز شود بدون اینکه مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی تحت تأثیر قرار گیرد.

13.4.7*

لوله‌ها، اتصالات، نازل‌ها و آویزها، از جمله مواد پرکننده جوشکاری، در داخل فضای محافظت شده باید دارای دمای ذوب بالاتر از 1600°F (871°C) باشند. استفاده از قطعات آلومینیومی مجاز نیست.

13.4.8

لوله‌ها باید حداقل 2 اینچ (51 میلی‌متر) از نازل آخر در هر خط شاخه‌ای فراتر بروند تا از مسدود شدن جلوگیری شود.

13.5 سیستم‌های شناسایی، راه‌اندازی و کنترل

13.5.1 کلیات

13.5.1.1 سیستم‌های شناسایی، راه‌اندازی، آلارم و کنترل باید مطابق با الزامات مقامات صلاحیت‌دار نصب، آزمایش و نگهداری شوند.

13.5.1.2* برای فضاهای بزرگتر از 6000 فوت مکعب (170 مترمکعب)،آزادسازی خودکار عامل اطفاء حریق مجاز نیست، مگر اینکه راه‌اندازی سیستم در ایمنی حرکت کشتی تداخل نکند. آزادسازی خودکار عامل اطفاء حریق در هر فضایی که راه‌اندازی سیستم موجب تداخل در ایمنی حرکت کشتی نشود، مجاز است.

13.5.1.2.1 آزادسازی خودکار برای هر فضای 6000 فوت مکعب (170 مترمکعب) یا کمتر مجاز است.

13.5.2 شناسایی خودکار

13.5.2.1 سیستم‌های شناسایی الکتریکی، سیگنال‌دهی، کنترل و راه‌اندازی باید حداقل دو منبع انرژی داشته باشند. منبع اصلی باید از باس اضطراری کشتی باشد. برای کشتی‌هایی که باس اضطراری یا باتری دارند، منبع پشتیبان باید یا باتری هشدار عمومی کشتی یا باتری داخلی سیستم باشد. باتری‌های داخلی باید قادر به راه‌اندازی سیستم برای حداقل 24 ساعت باشند. تمامی منابع انرژی باید تحت نظارت باشند.

13.5.2.1.1 برای کشتی‌هایی که باس اضطراری یا باتری ندارند، منبع اصلی مجاز است که تأمین انرژی اصلی الکتریکی کشتی باشد.

13.5.2.2 علاوه بر الزامات ذکر شده در بخش 9.3، مدارهای راه‌اندازی نباید از داخل فضای محافظت شده عبور کنند، مگر در سیستم‌های دریایی که راه‌اندازی الکتریکی دستی استفاده می‌شود.

13.5.2.2.1 برای سیستم‌هایی که با 13.5.2.4 مطابقت دارند، عبور مدارهای راه‌اندازی از داخل فضای محافظت شده مجاز است.

13.5.2.3*

راه‌اندازی دستی برای سیستم‌ها نباید قادر به اجرا شدن با یک اقدام واحد باشد. جز در مواردی که در 13.5.2.3.1 مشخص شده است، ایستگاه‌های راه‌اندازی دستی باید در یک محفظه قرار گیرند.

13.5.2.3.1

راه‌اندازی دستی باید به‌صورت راه‌اندازی دستی محلی در محل سیلندرها مجاز باشد.

13.5.2.4

سیستم‌هایی که فضاهای بزرگتر از 6000 فوت مکعب (170 مترمکعب) را محافظت می‌کنند، باید یک ایستگاه راه‌اندازی دستی در مسیر اصلی خروجی خارج از فضای محافظت‌شده داشته باشند. علاوه بر این، سیستم‌هایی که فضاهای بزرگتر از 6000 فوت مکعب (170 مترمکعب) را محافظت می‌کنند و سیلندرهایی در داخل فضای محافظت‌شده دارند و همچنین سیستم‌هایی که فضاهای ماشین‌آلات اصلی بدون نظارت را محافظت می‌کنند، باید یک ایستگاه راه‌اندازی در یک ایستگاه کنترل که به‌طور مداوم نظارت می‌شود، خارج از فضای محافظت‌شده داشته باشند.

13.5.2.4.1

سیستم‌هایی که فضاهای 6000 فوت مکعب (170 مترمکعب) یا کمتر را محافظت می‌کنند، مجاز هستند که یک ایستگاه راه‌اندازی واحد در یکی از مکان‌های توضیح داده‌شده در 13.5.2.4 داشته باشند.

13.5.2.5

نور اضطراری باید برای ایستگاه‌های راه‌اندازی از راه دور که سیستم‌های محافظت‌کننده از فضاهای ماشین‌آلات اصلی را سرویس می‌دهند، فراهم شود. تمامی دستگاه‌های عملیات دستی باید برچسب‌گذاری شوند تا خطرات محافظت‌شده را شناسایی کنند. علاوه بر این، اطلاعات زیر باید فراهم شود:

13.5.2.5.1

برای سیستم‌هایی که سیلندرها را در داخل فضای محافظت‌شده دارند، باید یک وسیله برای نشان دادن تخلیه سیستم در ایستگاه راه‌اندازی از راه دور فراهم شود.

13.6 الزامات اضافی برای سیستم‌های محافظت‌کننده از خطرات کلاس B بزرگتر از 6000 فوت مکعب (170 مترمکعب) با سیلندرهای ذخیره‌شده در داخل فضای محافظت‌شده.

13.6.1*

یک سیستم شناسایی آتش خودکار باید در فضای محافظت‌شده نصب شود تا هشدار اولیه برای آتش‌سوزی ارائه دهد و از خسارات بالقوه به سیستم اطفاء حریق قبل از فعال شدن دستی آن جلوگیری کند. سیستم شناسایی باید در صورت شناسایی آتش، آلارم‌های شنیداری و بصری را در فضای محافظت‌شده و بر روی پل هدایت کشتی فعال کند. تمامی دستگاه‌های شناسایی و آلارم باید از نظر الکتریکی برای پیوستگی تحت نظارت باشند و هرگونه مشکل باید در پل هدایت کشتی اعلام شود.

13.6.2*

مدارهای برق متصل به مخازن باید برای شرایط خرابی و از دست دادن برق تحت نظارت باشند. باید آلارم‌های بصری و شنیداری برای نشان دادن این وضعیت فراهم شود و آلارم‌ها باید در پل هدایت کشتی اعلام شوند.

13.6.3*

در داخل فضای محافظت‌شده، مدارهای الکتریکی که برای آزادسازی سیستم ضروری هستند باید در برابر حرارت مقاوم باشند، مانند کابل‌های معدنی با عایق مطابق با ماده 332 از NFPA 70، یا معادل آن. سیستم‌های لوله‌کشی ضروری برای آزادسازی سیستم‌هایی که برای عملیات هیدرولیکی یا پنوماتیکی طراحی شده‌اند باید از فولاد یا مواد مقاوم در برابر حرارت معادل آن باشند.

13.6.4*

چیدمان‌های مخازن و مدارهای الکتریکی و لوله‌کشی که برای آزادسازی هر سیستم ضروری هستند، باید به‌گونه‌ای باشند که در صورت آسیب به هر یک از خطوط آزادسازی برق به دلیل آتش‌سوزی یا انفجار در فضای محافظت‌شده (یعنی مفهوم خطای واحد)، تمام بار اطفاء حریق مورد نیاز برای آن فضا هنوز بتواند تخلیه شود.

13.6.5*

مخازن باید برای کاهش فشار ناشی از نشت و تخلیه تحت نظارت باشند. باید سیگنال‌های بصری و شنیداری در فضای محافظت‌شده و یا در پل هدایت کشتی یا در فضایی که تجهیزات کنترل آتش متمرکز است، برای نشان دادن وضعیت فشار پایین فراهم شود.

13.6.6*

در داخل فضای محافظت‌شده، مدارهای الکتریکی ضروری برای آزادسازی سیستم باید با استانداردهای Class A طبق NFPA 72 طراحی شوند.

13.7 پوشش

13.7.1*

برای جلوگیری از خروج ماده اطفاء حریق از طریق منافذ به خطرات یا مناطق کاری مجاور، منافذ باید یکی از طراحی‌های زیر را داشته باشند:

13.7.1.1

در مواردی که حبس ماده اطفاء حریق عملی نباشد یا در صورتی که سوخت بتواند از یک بخش به بخش دیگر جریان یابد (مانند از طریق بیلج)، محافظت باید گسترش یابد تا بخش‌های مجاور یا مناطق کاری متصل شده را شامل شود.

13.7.2*

قبل از تخلیه ماده اطفاء حریق، تمامی سیستم‌های تهویه باید بسته و ایزوله شوند تا از انتقال ماده به دیگر بخش‌ها یا خارج از کشتی جلوگیری شود. باید از خاموش‌شونده‌های خودکار یا خاموش‌شونده‌های دستی که توسط یک نفر از مکانی که ایستگاه تخلیه ماده اطفاء حریق در آن قرار دارد، قابل بسته شدن باشد، استفاده شود.

13.8 الزامات غلظت طراحی

13.8.1 ترکیب سوخت‌ها

برای ترکیب سوخت‌ها، غلظت طراحی باید از مقدار اطفاء شعله برای سوختی که بیشترین غلظت را نیاز دارد، استخراج شود.

13.8.2 غلظت طراحی

برای هر سوخت خاص، غلظت طراحی که در 13.8.3 ذکر شده است باید استفاده شود.

13.8.3 اطفاء شعله

حداقل غلظت طراحی برای مایعات آتش‌زا و قابل اشتعال کلاس B باید طبق دستورالعمل‌های ذکر شده در IMO MSC/Circ. 848، “دستورالعمل‌های اصلاح‌شده برای تأیید سیستم‌های اطفاء حریق ثابت گازی معادل” طبقSOLAS 74 برای فضاهای ماشین‌آلات و اتاق‌های پمپ بارگیری، که به‌روزرسانی‌شده توسط IMO MSC.1/Circ. 1267، “اصلاحات دستورالعمل‌ها برای تأیید سیستم‌های گاز اطفاء حریق ثابت معادل” است، تعیین شود.

13.8.4* مقدار کل سیلابی

مقدار ماده اطفاء حریق باید بر اساس حجم خالص فضای محافظت‌شده و مطابق با الزامات بند 5 از IMO MSC/Circular 848 تعیین شود.

13.8.5* مدت زمان محافظت

مهم است که غلظت طراحی ماده اطفاء حریق نه تنها باید تحقق یابد بلکه باید برای مدت زمان کافی برای اقدام اضطراری موثر توسط پرسنل آموزش‌دیده کشتی حفظ شود. در هیچ موردی مدت زمان نگهداری نباید کمتر از 15 دقیقه باشد.

13.9 سیستم توزیع

13.9.1 نرخ کاربرد

حداکثر نرخ طراحی کاربرد باید بر اساس مقدار ماده اطفاء حریق مورد نیاز برای غلظت دلخواه و زمان لازم برای دستیابی به آن غلظت تعیین شود.

13.9.2 زمان تخلیه

13.9.2.1

زمان تخلیه برای مواد هالوکربنی نباید از 10 ثانیه بیشتر باشد یا طبق نیازمندی‌های مقامات ذی‌صلاح دیگر باشد.

13.9.2.2

برای مواد هالوکربنی، زمان تخلیه باید به‌عنوان زمانی تعریف شود که 95 درصد از جرم ماده اطفاء حریق [در دمای 70°F (21°C)] از نازل‌ها تخلیه شده باشد، که برای دستیابی به غلظت طراحی حداقل ضروری است.

13.9.2.3

زمان تخلیه برای مواد گاز بی‌اثر نباید از 120 ثانیه برای 85 درصد غلظت طراحی بیشتر باشد یا طبق نیازمندی‌های مقامات ذی‌صلاح دیگر باشد.

13.10 انتخاب و موقعیت نازل

برای فضاهایی که در 13.10.1 شناسایی نشده‌اند، نازل‌ها باید از نوع فهرست‌شده برای هدف مورد نظر باشند. محدودیت‌ها باید بر اساس آزمایش‌های انجام‌شده طبق IMO MSC/Circular 848، “دستورالعمل‌های اصلاح‌شده برای تأیید سیستم‌های اطفاء حریق ثابت گازی معادل” مطابقSOLAS 74 برای فضاهای ماشین‌آلات و اتاق‌های پمپ بارگیری تعیین شوند. فاصله نازل‌ها، پوشش منطقه‌ای، ارتفاع و هم‌راستایی نباید از محدودیت‌ها تجاوز کند.

13.10.1

برای فضاهایی که فقط سوخت‌های کلاس A وجود دارند، محل قرارگیری نازل‌ها باید مطابق با محدودیت‌های فهرست‌شده برای نازل‌ها باشد.

13.11 بازرسی و آزمایش

حداقل سالیانه، تمامی سیستم‌ها باید توسط پرسنل متخصص بازرسی و آزمایش شوند تا عملکرد صحیح آن‌ها تضمین شود. آزمایش‌های تخلیه الزامی نیستند.

13.11.1

گزارش بازرسی همراه با توصیه‌ها باید به فرمانده کشتی و نماینده مالک ارائه شود. این گزارش باید برای بازرسی توسط مقامات ذی‌صلاح در دسترس باشد.

13.11.2

حداقل سالیانه، مقدار ماده اطفاء حریق در مخازن قابل بازسازی باید توسط پرسنل متخصص بررسی شود. فشار مخزن باید حداقل ماهی یک بار توسط خدمه کشتی تأیید و ثبت شود.

13.11.3*

برای مواد هالوکربنی تمیز، اگر یک مخزن بیش از 5 درصد از ماده اطفاء حریق را از دست دهد یا فشار آن بیش از 10 درصد کاهش یابد، باید دوباره پر شود یا تعویض شود.

13.11.3.1*

اگر یک مخزن ماده گاز بی‌اثر فشار خود را بیشتر از 5 درصد از دست دهد، باید دوباره پر شود یا تعویض شود. زمانی که از گیج‌های فشار برای این منظور استفاده می‌شود، آن‌ها باید حداقل سالیانه با یک دستگاه کالیبره مقایسه شوند.

13.11.4

پیمانکار نصب باید دستورالعمل‌هایی برای ویژگی‌های عملیاتی و روش‌های بازرسی خاص برای سیستم ماده تمیز نصب‌شده روی کشتی فراهم کند.

13.12 تأیید نصب‌ها

قبل از پذیرش سیستم، مستندات فنی مانند راهنمای طراحی سیستم، گزارش‌های آزمایش یا گزارش فهرست‌شده باید به مقامات ذی‌صلاح ارائه شود. این مستندات باید نشان دهند که سیستم و اجزای آن با یکدیگر سازگار بوده، در محدوده‌های آزمایش‌شده مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای استفاده دریایی مناسب هستند.

13.12.1 وظایف سازمان فهرست‌بندی

سازمان فهرست‌بندی باید عملکردهای زیر را انجام دهد:

13.13 آزمایش فشار دوره‌ای

آزمایشی طبق بند 10.4.15 باید در فواصل زمانی 24 ماهه انجام شود. برنامه آزمایش دوره‌ای باید شامل آزمایش عملیاتی تمامی آلارم‌ها، کنترل‌ها و تأخیرهای زمانی باشد.

13.14 انطباق

سیستم‌های الکتریکی باید مطابق با زیرشاخه 46 CFR بخش 1 باشند. برای کشتی‌های کانادایی، نصب‌های الکتریکی باید مطابق با TP 127 E، استانداردهای الکتریکی ایمنی کشتی‌ها انجام شوند.

A.17.8.2 اصول عملکرد دتکتورهای شعله

(1) حسگرهای شعله. حسگرهای شعله فرابنفش معمولاً از یک لوله گایگر-مولر فوتودیود خلاء برای تشخیص شعله استفاده می‌کنند.

این حسگرها همچنین تابش فرابنفش تولید شده توسط شعله را تشخیص می‌دهند. فوتودیود اجازه می‌دهد تا یک جریان ناگهانی برای هر فوتون فرابنفشی که به ناحیه فعال لوله برخورد می‌کند، جاری شود. هنگامی که تعداد جریان‌های ناگهانی در واحد زمان به سطح از پیش تعیین‌شده‌ای برسد، حسگر هشدار را فعال می‌کند. یک حسگر شعله مادون‌قرمز با طول‌موج واحد از یکی از چندین نوع فوتوسل برای تشخیص تابش مادون‌قرمز در یک باند طول‌موج واحد که توسط شعله تولید می‌شود، استفاده می‌کند. این حسگرها معمولاً شامل تمهیداتی برای کاهش هشدارهای ناشی از منابع رایج مادون‌قرمز مانند نور لامپ‌های رشته‌ای یا نور خورشید هستند. یک حسگر شعله فرابنفش/مادون‌قرمز (UV/IR) تابش فرابنفش را با استفاده از یک لوله فوتودیود خلاء و یک طول‌موج انتخابی از تابش مادون‌قرمز را با استفاده از یک فوتوسل تشخیص می‌دهد.

یک سیگنال هشدار می‌تواند فعال شود. یک حسگر شعله مادون‌قرمز با چند طول‌موج (IR/IR) تابش را در دو یا چند باند باریک از طول‌موج‌ها در طیف مادون‌قرمز تشخیص می‌دهد. این حسگرها به صورت الکترونیکی تابش‌ها را بین باندها مقایسه کرده و در صورتی که رابطه بین دو باند نشان‌دهنده آتش باشد، یک سیگنال فعال می‌کنند.

(2) حسگرهای جرقه/ذغال. یک حسگر جرقه/ذغال معمولاً از یک فوتودیود حالت جامد یا فوتوترانزیستور برای تشخیص انرژی تابشی ساطع شده از ذغال‌ها استفاده می‌کند که معمولاً بین ۰.۵میکرون تا ۲.۰ میکرون در محیط‌های معمولاً تاریک است. این حسگرها می‌توانند بسیار حساس (در حد میکرووات) ساخته شوند و زمان پاسخ‌دهی آنها می‌تواند بسیار کوتاه (در حد میکروثانیه) باشد.

A.17.8.2.1 انرژی تابشی ساطع شده از یک شعله یا جرقه/ذغال شامل تابش‌هایی در باندهای مختلف طیف فرابنفش، مرئی و مادون‌قرمز است. مقدار نسبی تابش ساطع شده در هر بخش از طیف توسط شیمی سوخت، دما و سرعت احتراق تعیین می‌شود. حسگر باید با ویژگی‌های آتش تطبیق داده شود.

تقریباً تمام موادی که در احتراق شعله‌ور شرکت می‌کنند، تا حدی در طول احتراق شعله‌ور تابش فرابنفش ساطع می‌کنند، در حالی که فقط سوخت‌های حاوی کربن تابش قابل توجهی در باند ۴.۳۵میکرون (دی‌اکسید کربن) که توسط بسیاری از انواع حسگرها برای تشخیص شعله استفاده می‌شود، ساطع می‌کنند.به شکلA.17.8.2.1 مراجعه کنید.

انرژی تابشی ساطع شده از یک ذغال عمدتاً توسط دمای سوخت (تابش بر اساس قانون پلانک) و گسیل‌پذیری سوخت تعیین می‌شود. انرژی تابشی ساطع شده از یک ذغال عمدتاً در محدوده مادون‌قرمز و به میزان کم‌تری در محدوده مرئی است. به طور کلی، ذغال‌ها تا زمانی که به دمای ۳۲۴۰ درجه فارنهایت (۱۷۲۷ درجه سانتی‌گراد یا ۲۰۰۰ کلوین) برسند، انرژی فرابنفش را به مقدار قابل توجهی (۰.۱ درصد از کل تابش) ساطع نمی‌کنند. در بیشتر موارد، تابش‌ها در محدوده ۰.۸ میکرون تا ۲.۰ میکرون قرار می‌گیرند که مربوط به دماهای تقریبی ۷۵۰ درجه فارنهایت تا ۱۸۳۰ درجه فارنهایت (۳۹۸ درجه سانتی‌گراد تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد) است.

بیشتر حسگرهای انرژی تابشی دارای نوعی مدار تأیید درون خود هستند که از زمان برای کمک به تشخیص بین سیگنال‌های گذرا و نادرست و هشدارهای واقعی آتش استفاده می‌کنند. این مدارها در مواردی که سناریوی آتش مورد انتظار و توانایی حسگر برای پاسخ به آن آتش مورد انتظار در نظر گرفته می‌شود، بسیار مهم می‌شوند. به عنوان مثال، یک حسگر که از یک مدار انتگرال‌گیر یا زمان‌بندی برای پاسخ به نور سوسو‌زننده یک آتش استفاده می‌کند، ممکن است به خوبی به یک انفجار ناشی از اشتعال بخارات و گازهای قابل اشتعال تجمع‌یافته یا در مواردی که آتش یک جرقه است که با سرعت تا ۳۲۸ فوت بر ثانیه (۱۰۰ متر بر ثانیه) از مقابل حسگر عبور می‌کند، پاسخ ندهد. در این شرایط، یک حسگر با قابلیت پاسخ‌دهی سریع بسیار مناسب است. از طرف دیگر، در کاربردهایی که توسعه آتش کندتر است، یک حسگر که از زمان برای تأیید سیگنال‌های تکراری استفاده می‌کند، مناسب است. در نتیجه، نرخ رشد آتش باید در انتخاب حسگر در نظر گرفته شود. عملکرد حسگر باید به گونه‌ای انتخاب شود که به آتش مورد انتظار پاسخ دهد.

تابش‌های انرژی تنها معیار مورد توجه نیستند. محیط بین آتش مورد انتظار و حسگر نیز بسیار مهم است. طول‌موج‌های مختلف انرژی تابشی با درجات مختلفی از کارایی توسط موادی که در هوا معلق هستند یا روی سطوح نوری حسگر تجمع می‌کنند، جذب می‌شوند. به طور کلی، آئروسل‌ها و رسوبات سطحی حساسیت حسگر را کاهش می‌دهند. تشخیص فناوری مورد استفاده باید آئروسل‌ها و رسوبات سطحی که به طور معمول اتفاق می‌افتند را در نظر بگیرد تا کاهش پاسخ سیستم بین فواصل تعمیر و نگهداری به حداقل برسد. لازم به ذکر است که دود ناشی از احتراق تقطیرات نفتی با فراکسیون‌های متوسط و سنگین، به شدت در انتهای طیف فرابنفش جذب‌کننده است. اگر از این نوع تشخیص استفاده می‌شود، سیستم باید به گونه‌ای طراحی شود که اثر تداخلی دود بر پاسخ سیستم تشخیص را به حداقل برساند.

محیط و شرایط محیطی پیش‌بینی‌شده در منطقه تحت حفاظت، بر انتخاب حسگر تأثیر می‌گذارد. همه حسگرها محدودیت‌هایی در محدوده دمای محیطی دارند که در آن محدوده، مطابق با حساسیت‌های آزمایش‌شده یا تأیید‌شده خود پاسخ می‌دهند. طراح باید اطمینان حاصل کند که حسگر با محدوده دمای محیطی پیش‌بینی‌شده در منطقه‌ای که نصب می‌شود، سازگار است. علاوه بر این، باران، برف و یخ هر دو تابش فرابنفش و مادون‌قرمز را به درجات مختلف تضعیف می‌کنند. در مواردی که این شرایط پیش‌بینی می‌شود، باید تمهیداتی برای محافظت از حسگر در برابر تجمع این مواد روی سطوح نوری آن در نظر گرفته شود.

A.17.8.2.2 تابش‌های انرژی طبیعی که از آتش ناشی نمی‌شوند، ممکن است در منطقه خطر وجود داشته باشند. هنگام انتخاب حسگر برای یک منطقه، سایر منابع احتمالی تابش انرژی باید ارزیابی شوند. برای اطلاعات بیشتر به A.17.8.2.1 مراجعه کنید.

A.17.8.3.1.1 همه حسگرهای نوری بر اساس معادله نظری زیر پاسخ می‌دهند:

که در آن:

حساسیت (S) معمولاً بر حسب نانووات اندازه‌گیری می‌شود. این معادله منحنی‌هایی مشابه منحنی نشان‌داده‌شده در شکلA.17.8.3.1.1 را تولید می‌کند.
این منحنی حداکثر فاصله‌ای را تعریف می‌کند که در آن حسگر به طور مداوم آتش با اندازه و سوخت مشخصی را تشخیص می‌دهد. حسگرها باید فقط در ناحیه سایه‌دار بالای منحنی استفاده شوند.

بیشتر بخوانید: رفع خطای سیستم اعلام حریق

در بهترین شرایط و بدون جذب جوی، توان تابشی که به حسگر می‌رسد، اگر فاصله بین حسگر و آتش دو برابر شود، به میزان یک چهارم کاهش می‌یابد. برای محاسبه تضعیف جوی، عبارت نمایی زتا (ζ) به معادله اضافه می‌شود. زتا معیاری از شفافیت هوا در طول‌موج مورد نظر است. زتا تحت تأثیر رطوبت، گرد و غبار و هرگونه آلاینده دیگر در هوا قرار می‌گیرد که در طول‌موج مورد نظر جذب‌کننده هستند. زتا معمولاً مقادیری بین ۰.۰۰۱- و ۰.۱- برای هوای محیطی معمولی دارد.

مقدمه

سامانه‌های شناسایی گاز به طور گسترده‌ای در صنعت فرایندی برای شناسایی و کاهش اثرات نشت گاز و کمینه‌سازی پیامدهای احتمالی آن‌ها به کار گرفته شده‌اند. مکانیسم‌های شناسایی با توجه به نوع مواد شیمیایی متفاوت هستند و باید با دقت فناوری مناسب برای هر کاربرد انتخاب شود؛ همراه با ملاحظات عملی مربوط به نصب، راه‌اندازی و نگهداری. بیشتر کاربردهای کنونی هشدارهایی برای اپراتور ایجاد می‌کنند که بر اساس قرائت‌های بالا از دتکتورهای گازی فعال می‌شوند. با این حال، با فشار صنعت برای ادغام دتکتورهای ایمنی گاز در سامانه‌های توقف اضطراری، نیاز به طراحی، کالیبراسیون و راه‌اندازی صحیح این دتکتورها برای کاهش آلارم‌های کاذب، به‌طور فزاینده‌ای اهمیت یافته است.

 

فناوری‌های شناسایی گاز

دو دسته کلی برای دتکتورهای گازی وجود دارد: دتکتورهای نقطه‌ای و دتکتورهای ناحیه‌ای.

• دتکتورهای گازی نقطه‌ای دارای یک محل واحد برای دتکتور هستند که در آن ابر گازی باید مستقیماً با دتکتور تماس پیدا کند. انواع دتکتورهای نقطه‌ای شامل دتکتورهای کاتالیتیکی، الکتروشیمیایی، حالت جامد و مادون‌قرمز (IR) هستند. دتکتورهای کاتالیتیکی و IR به‌طور گسترده‌ای در صنعت استفاده می‌شوند و در این مقاله به‌طور مفصل بررسی شده‌اند.
• دتکتورهای ناحیه‌ای قادرند بدون نیاز به تماس مستقیم ابر گازی با دتکتور، رهایش گاز را شناسایی کنند. انواع دتکتورهای ناحیه‌ای شامل مسیر باز (خط دید – LOS) و صوتی هستند.

 

دتکتورهای گازی نقطه‌ای

دتکتورهای گازی کاتالیتیکی

دتکتورهای کاتالیتیکی (شکل ۱) از نوع دتکتورهای نقطه‌ای هستند که از یک مقاومت پلاتینی داغ پوشیده‌شده با کاتالیست برای واکنش با گازهای قابل احتراق استفاده می‌کنند. هنگامی‌که گاز قابل احتراق با این مقاومت تماس پیدا می‌کند، پوشش آن اکسید می‌شود و مقاومت پوشیده‌شده گرم می‌گردد. افزایش دما در این مقاومت در مقایسه با یک مقاومت کنترلی اندازه‌گیری می‌شود تا درصد حد پایین اشتعال (٪LFL) تعیین شود.

 

مزایا:

• عملکرد ساده
• مقاوم و آسان برای استفاده و کالیبراسیون
• دارای قابلیت اطمینان بالا
• به‌راحتی برای گازهای خاصی مانند هیدروژن کالیبره می‌شود

 

معایب:

• نیاز به کالیبراسیون مکرر به‌دلیل غیرفعال شدن یا آلودگی
• قرارگیری طولانی‌مدت در معرض گازهای قابل اشتعال باعث کاهش حساسیت می‌شود

 

ملاحظات عملی:

• دتکتورهای کاتالیتیکی معمولاً برای شناسایی گازهایی مانند هیدروژن مفید هستند، در حالی‌که دیگر دتکتورهای نقطه‌ای واکنش‌پذیری کمتری دارند.
• دانه‌های دتکتور ممکن است نیاز به تعویض داشته باشند یا کالیبراسیون دتکتورها باید به‌صورت مکرر انجام شود تا قابلیت اطمینان بالا حفظ گردد.
• کیت‌های کالیبراسیون از فروشندگان مختلف در دسترس هستند تا امکان کالیبراسیون از راه دور را فراهم کنند، زیرا دتکتورها ممکن است در ارتفاعاتی نصب شوند که دسترسی به آن‌ها آسان نباشد.
• نیاز توان مصرفی دتکتورهای کاتالیتیکی بالا نیست و معمولاً با توان حلقه‌ای از کنترلر تغذیه می‌شوند.
• دقت اندازه‌گیری بین ۳ تا ۵ درصد است که بستگی به بازه ٪LFL دارد.
• زمان پاسخ معمول برای رسیدن به ۵۰٪ LFL حدود ۱۰ ثانیه و برای رسیدن به ۹۰٪ LFL حدود ۳۰ ثانیه است. این زمان، مدت‌زمانی است که دتکتور برای تشخیص غلظت صحیح گاز و تولید سیگنال پس از تماس گاز با دتکتور نیاز دارد.
• قابلیت عملکرد در بازه دمایی گسترده از ۴۰- درجه سلسیوس تا ۷۵+ درجه سلسیوس را دارد.
• قابلیت اطمینان بسیار بالا در محیط‌هایی با دمای شدید، رطوبت بالا و ارتعاشات

 

 

دتکتورهای گازی مادون‌قرمز (InfraRed – IR)

دتکتورهای مادون‌قرمز از جذب مادون‌قرمز توسط گازهای هیدروکربنی در طول موج ۳.۴ میکرومتر برای شناسایی حضور گازهای قابل احتراق استفاده می‌کنند. این دتکتورها از یک فرستنده نور مادون‌قرمز استفاده می‌کنند که در طول موج گاز هدف و نیز برای کنترل طول موج عمل می‌کند. الگوریتم‌های پیچیده‌ای برای محاسبه ٪LFL بر اساس عبور اندازه‌گیری‌شده نور به‌کار گرفته می‌شود.

 

مزایا:

• رایج‌ترین سامانه شناسایی گاز
• تنوع بالای تأمین‌کنندگان و رقابت قیمتی مناسب
• نصب و راه‌اندازی و کالیبراسیون آسان
• کالیبراسیون به دفعات کمتری نسبت به دتکتورهای کاتالیتیکی مورد نیاز است
• ایمنی در برابر نویز و آلودگی‌ها
• عملکرد مداوم در حضور گازهای قابل اشتعال بدون افت عملکرد

 

معایب:

• هزینه اولیه خرید و نصب بالا است
• گاز باید در ناحیه مادون‌قرمز فعال باشد؛ مانند گازهای هیدروکربنی

• در شرایط دمایی شدید، رطوبت بالا یا محیط‌های با ارتعاش زیاد عملکرد مؤثری ندارد
• برای کاربردهای چندگازه مناسب نیست

 

ملاحظات عملی:

• دتکتورهای IR معمولاً برای شناسایی گازهای هیدروکربنی مفید هستند.
• نیاز توان مصرفی این دتکتورها بین ۵ تا ۲۰ وات است و معمولاً با توان حلقه‌ای از کنترلر تغذیه می‌شوند.
• دقت اندازه‌گیری بین ۱ تا ۵ درصد است که بستگی به بازه ‌٪LFL دارد.
• زمان پاسخ معمول برای رسیدن به ۵۰٪ LFL حدود ۵ ثانیه و برای رسیدن به ۹۰٪ LFL حدود ۱۰ ثانیه است.
• این دتکتورها می‌توانند در بازه دمایی وسیع بین ۴۰- درجه سلسیوس تا ۷۵+ درجه سلسیوس کار کنند.
• دتکتورهای IR برای گاز خاصی مانند متان یا پروپان کالیبره می‌شوند. اگر گازهای دیگر با همان دتکتور اندازه‌گیری شوند، فروشندگان باید منحنی‌های تصحیح برای تعیین غلظت ارائه دهند که دقت این اندازه‌گیری‌های تصحیح‌شده محدود خواهد بود.
• اگر دتکتور در اثر تماس با گاز «اشباع» شود، ممکن است مدت زمان زیادی برای بازگشت مقدار خوانده‌شده به سطح نرمال نیاز باشد. این مورد به‌ویژه در صورت استفاده از فیلتر آب‌گریز (hydrophobic) یا حفاظ هوا (weather baffle) صادق است.
• هرگونه انحراف در نصب دتکتور نسبت به زاویه توصیه‌شده توسط سازنده ممکن است منجر به خطاهای بزرگ در مقادیر غلظت اندازه‌گیری‌شده شود.

 

دتکتورهای ناحیه‌ای (Area Detectors)

دتکتورهای مسیر باز (Open Path)

دتکتورهای ناحیه‌ای مسیر باز به دو نوع تقسیم می‌شوند: مادون‌قرمز (IR) و طیف‌سنجی لیزری.
دتکتور مادون‌قرمز مسیر باز از همان فناوری دتکتورهای نقطه‌ای مادون‌قرمز استفاده می‌کند. در این نوع، فاصله بین فرستنده و گیرنده مادون‌قرمز بسته به قابلیت دتکتور می‌تواند از ۱۵ فوت تا ۶۵۰ فوت متغیر باشد.
در نوع طیف‌سنجی لیزری، چندین طول موج مختلف برای شناسایی غلظت خاصی از گاز اندازه‌گیری می‌شود.
در این مقاله، تمرکز بر دتکتورهای مسیر باز مادون‌قرمز است، زیرا این نوع در صنعت به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزایا:

• به‌طور گسترده در سکوهای فراساحلی (Offshore) و تأسیسات خشکی (On-shore) برای شناسایی نشت گاز در یک ناحیه وسیع استفاده می‌شوند.
• هم به‌عنوان آژیر هشدار اولیه و هم برای فعال‌سازی فرآیند تخلیه (Evacuation) کاربرد دارند.
• در صورتی که هدف صرفاً تشخیص نشت گاز و نه اندازه‌گیری غلظت آن باشد، نسبت به دتکتورهای نقطه‌ای به تجهیزات نصب‌شده کمتری نیاز دارند.

 

معایب:

• دتکتورهای مسیر باز بسیار حساس به حفظ خط دید مستقیم بین فرستنده و گیرنده هستند.
  این موضوع، راه‌اندازی اولیه (راه‌اندازی و کالیبراسیون) را بسیار دشوار و زمان‌بر می‌کند.
• نسبت به موانع موقتی مانند واگن‌های ریلی، داربست‌ها، تجهیزات یا وسایل نقلیه دیگر بسیار آسیب‌پذیر هستند.
• میزان هشدارهای اشتباه (False alarms) یا تریپ‌های ناخواسته در آن‌ها بسیار زیاد است و این ویژگی آن‌ها را بدنام کرده است.

 

معایب دتکتورهای مسیر باز:

• این دستگاه مقدار درصد حد انفجار پایین (LFL) را گزارش نمی‌دهد، بلکه مقدار LFL-متر را نشان می‌دهد.
• هزینه اولیه خرید و نصب این تجهیزات به‌طور قابل توجهی از دتکتورهای نقطه‌ای IR بیشتر است.
• لرزش‌ها ممکن است باعث عدم‌ترازی بین فرستنده و گیرنده شوند.

 

ملاحظات کاربردی:

• سنسورهای مسیر باز عمدتاً برای تشخیص گازهای هیدروکربنی مفید هستند. با این حال، تعداد کمی دتکتور مسیر باز برای گازهای سمی در بازار موجود است.
• مصرف برق این دتکتورها بین ۲۰ تا ۵۰ وات متغیر است. برخی مدل‌ها در صورت عدم نیاز به تنظیمات دقیق برای حفظ خط دید، توان بالاتری مصرف می‌کنند تا به‌طور مداوم پرتو IR را در ناحیه گسترده‌تری ارسال کنند. در صورت عدم محدودیت در توان مصرفی، استفاده از این مدل‌ها می‌تواند زمان کالیبراسیون را کاهش دهد.
• دقت عملکرد حدود ۱٪ است، بسته به محدوده اندازه‌گیری LFL-m.
• زمان پاسخ به ۹۰٪ LFL در حدود ۵ ثانیه است.
• این دتکتورها در بازه دمایی ۵۰– تا ۵۰+ درجه سانتی‌گراد قابل‌استفاده هستند.
• این دتکتورها به یک گاز خاص کالیبره نمی‌شوند، بنابراین قادر به ارائه مقادیر LFL-m برای طیفی از گازهای هیدروکربنی هستند. اما در مدل‌های سمی، مانند تشخیص سولفید هیدروژن یا آمونیاک، فقط باید برای همان گاز طراحی‌شده استفاده شوند.
• ترازی دقیق بین منبع و گیرنده زمان‌بر و دشوار است، و ممکن است به دلیل لرزش، شرایط آب‌وهوایی یا برخوردهای ناخواسته از بین برود.
• با وجود اینکه این دتکتورها نیازی به تماس مستقیم گاز با سنسور ندارند، قرارگیری صحیح آن‌ها برای عملکرد مؤثر بسیار حیاتی است. گاز باید با پرتو IR برخورد داشته باشد تا آلارم فعال شود.

 

دتکتورهای صوتی (Acoustic Gas Detectors)

دتکتورهای صوتی با تشخیص امواج فراصوت تولید شده توسط نشت گازهای فشرده عمل می‌کنند. زمانی که نشت در یک سامانه تحت فشار رخ می‌دهد، امواج صوتی تولیدی به محدوده مافوق‌صوت (بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز) وارد می‌شوند. شدت صدا به عواملی مانند فشار، دبی نشت، ویسکوزیته گاز و فاصله از منبع نشت بستگی دارد.

مزایا:

• زمان پاسخ تقریباً صفر است.
• تشخیص مستقل از نوع گاز انجام می‌شود.
• بسیاری از دتکتورهای صوتی می‌توانند الگوهای نشت خاص را بر اساس داده‌های تاریخی یاد بگیرند و این امر به افزایش دقت کمک می‌کند.

معایب:

• در صورت تنظیم نادرست، به دلیل حساسیت به هر نوع نشت، ممکن است دچار آلارم‌ها یا تریپ‌های اشتباه (Nuisance Alarm/Trip) شود؛ مثلاً نشت نیتروژن یا هوای ابزار می‌تواند باعث فعال‌سازی هشدار شود.

 

ملاحظات کاربردی:

• فناوری صوتی در تشخیص نشت گاز طی سال‌های اخیر پیشرفت زیادی داشته، اما همچنان تحقیقات برای کاهش هشدارهای اشتباه ادامه دارد.
• بهتر است از دتکتورهای صوتی به عنوان آلارم اولیه استفاده شود، در حالی که دتکتورهای نقطه‌ای یا مسیر باز برای فعال‌سازی فرمان‌های قطع استفاده شوند.
• اکثر این دتکتورها باتری‌خور و کم‌مصرف (۱ تا ۲ وات) هستند.
• نصب ساده و هزینه بسیار کمتر نسبت به دتکتورهای گازی دارند.
• جانمایی دقیق آن‌ها مانند دتکتورهای گازی حیاتی نیست، زیرا نیاز به تماس مستقیم با گاز ندارند.
• در بازه دمایی ۵۰– تا ۷۵+ درجه سانتی‌گراد قابل‌استفاده هستند.

 

جانمایی دتکتورهای گازی (Placement of Gas Detectors)

تاریخچه:

تشخیص گاز ابتدا با استفاده از قناری‌ها در معادن آغاز شد و با پیشرفت فناوری به وضعیت کنونی رسیده است.
در سال ۱۹۹۱، مؤسسه نفت آمریکا (API) مستند API 2031 را منتشر کرد تا راهنمایی‌هایی برای جانمایی دتکتورهای گازی ارائه دهد، اما این مستند به دلیل نگرانی‌هایی به‌زودی از انتشار خارج شد.

در حال حاضر استاندارد مشخص و جهانی برای محل نصب دتکتورهای گاز در نواحی فرایندی وجود ندارد، و بیشتر شرکت‌ها از استانداردهای داخلی خود استفاده می‌کنند.

مطالعات سنتی محل نصب دتکتورها بر پایه تجربه مهندسین انجام می‌شود. استفاده از مدل‌سازی CFD (دینامیک سیالات محاسباتی) نیز رایج است، اما بسیار پرهزینه است.
گزارش HSE بریتانیا از ۸ سال داده‌های سکوهای فراساحلی نشان داده که تنها ۶۰٪ از نشت‌های شناخته‌شده توسط دتکتورها شناسایی شده‌اند.

 

طراحی کمی تشخیص گاز (Quantitative Detection Design)

پوشش جغرافیایی (Geographic Coverage)

طبق استاندارد ISA84 TR7، پوشش جغرافیایی عبارت است از:

«بخشی از ناحیه هندسی (در یک ارتفاع مشخص از ناحیه تحت پایش) که اگر نشت در آن رخ دهد، توسط تجهیزات شناسایی گاز (با در نظر گرفتن آرایش رأی‌گیری سیستم) شناسایی خواهد شد.»

در این روش، دتکتورها دارای حجم مؤثر در ناحیه خطر تعریف‌شده هستند. سپس تحلیل‌هایی برای تعیین ضریب پوشش سناریویی (درصد ناحیه‌ای که توسط دتکتورها پوشش داده می‌شود) انجام می‌شود.

معایب دتکتورهای مسیر باز (Open Path):

• این دستگاه مقدار درصد LFL را گزارش نمی‌دهد، بلکه مقدار LFL-m را ارائه می‌دهد.
• هزینه اولیه ابزار و نصب آن به‌طور قابل‌توجهی بیشتر از دتکتورهای نقطه‌ای مادون‌قرمز است.
• لرزش‌ها می‌توانند موجب برهم‌خوردن هم‌راستایی منبع و گیرنده شوند.

 

ملاحظات عملیاتی:

• دتکتورهای دارای خط دید (Line of Sight) عمدتاً برای شناسایی هیدروکربن‌ها مفید هستند، اما نسخه‌های سمی این دتکتورها بسیار محدود هستند.
• مصرف توان حسگرهای IR مسیر باز بین ۲۰ تا ۵۰ وات است. برخی مدل‌ها که نیاز به تنظیم دقیق ندارند، مصرف توان بالاتری دارند زیرا پرتوهای مادون‌قرمز را به‌طور مداوم در ناحیه‌ای وسیع ارسال می‌کنند؛ اگر تأمین توان مشکلی نداشته باشد، این نوع از دتکتورها به دلیل کاهش زمان کالیبراسیون مناسب‌اند.
• دقت عملکرد این دتکتورها در حدود ۱٪ (وابسته به بازه LFL-m) است.
• زمان پاسخ معمول تا ۹۰٪ LFL حدود ۵ ثانیه است.
• بازه دمایی عملکرد این دتکتورها از ۵۰– درجه سانتی‌گراد تا ۵۰+ درجه است.
• دتکتورهای ناحیه‌ای به گاز خاصی کالیبره نمی‌شوند، لذا می‌توانند مقدار %LFL-m را برای طیفی از گازهای هیدروکربنی ارائه دهند. اما دتکتورهای سمی فقط باید برای گاز خاص کالیبره‌شده مانند سولفید هیدروژن یا آمونیاک استفاده شوند.
• تنظیم و تراز کردن فرستنده و گیرنده بسیار زمان‌بر است و ممکن است به‌دلیل لرزش، شرایط آب‌وهوایی یا برخوردهای ناخواسته، دچار عدم هم‌راستایی شوند.
• با اینکه گاز نیاز ندارد مستقیماً با حسگر تماس داشته باشد، اما محل نصب صحیح همچنان حیاتی است تا ابر گاز با پرتوی IR برخورد کند و هشدار فعال شود.

 

دتکتورهای آکوستیک (Acoustic Detectors):

دتکتورهای گاز آکوستیک امواج فراصوتی ناشی از نشت گاز تحت فشار را شناسایی می‌کنند. هنگامی‌که نشت تحت فشار رخ می‌دهد، صدای تولیدشده شامل فرکانس‌هایی فراتر از حد شنوایی انسان (بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز) است.

به نقل از [Det-Tronics, 2014]، شدت صدای نشتی به عواملی مانند فشار، نرخ نشت، ویسکوزیته گاز و فاصله از منبع نشت بستگی دارد.

 

مزایا:

• زمان پاسخ بسیار ناچیز است.
• نسبت به نوع گاز مستقل است و می‌تواند هر نوع نشت گازی را شناسایی کند

• اغلب مدل‌ها قابلیت یادگیری الگوهای خاص نشتی گاز را با استفاده از داده‌های تاریخی دارند که باعث بهبود دقت اندازه‌گیری می‌شود.

 

معایب:

• اگر به‌درستی پیکربندی نشده باشد، هشدارها یا تریپ‌های ناخواسته ایجاد می‌کند؛ به‌عنوان مثال، نشت نیتروژن یا هوای ابزار نیز ممکن است آلارم فعال کند.

 

ملاحظات عملیاتی:

• فناوری آکوستیک در سال‌های اخیر پیشرفت قابل‌توجهی داشته، اما همچنان تحقیقات برای کاهش هشدارهای اشتباه ادامه دارد.
• بهترین کاربرد این دتکتورها به‌عنوان آلارم اولیه است، در حالی‌که دتکتورهای نقطه‌ای یا ناحیه‌ای برای توقف فرآیند به‌صورت خودکار یا توسط اپراتور استفاده می‌شوند
• .
• اغلب دتکتورهای آکوستیک با باتری کار می‌کنند و مصرف توان آن‌ها ۱ تا ۲ وات است.
• نصب آن‌ها بسیار ساده و کم‌هزینه‌تر از سایر دتکتورهاست. همچنین، محل نصب نسبت به دتکتورهای گاز حساسیت کمتری دارد.
• بازه دمایی عملکرد آن‌ها از ۵۰– تا ۷۵+ درجه سانتی‌گراد است.

 

جانمایی دتکتورهای گاز (Placement of Gas Detectors)

در گذشته، از قناری در قفس به‌عنوان سیستم هشدار نشت گاز استفاده می‌شد! با پیشرفت فناوری، صنعت پتروشیمی به‌تدریج از فناوری‌های نوین بهره‌مند شده است.

در سال ۱۹۹۱، مؤسسه نفت آمریکا (API) استاندارد API 2031 را منتشر کرد که مربوط به جانمایی دتکتورهای گاز بود، اما به‌زودی برای جلوگیری از مشکلات صنعتی از انتشار خارج شد

.

در حال حاضر هیچ استاندارد حاکم و رسمی جهانی برای محل نصب دتکتورهای گاز در مناطق فرآیندی وجود ندارد، ولی اکثر شرکت‌ها استاندارد داخلی برای این منظور دارند.

 

طراحی مبتنی بر پوشش کمی (Quantitative Detection Design)

پوشش جغرافیایی (Geographic Coverage):

طبق ISA 84 TR7:
«پوشش جغرافیایی، درصدی از سطح هندسی یک ناحیه فرآیندی تعریف‌شده در یک ارتفاع خاص است که اگر نشتی گاز در آن ناحیه رخ دهد، توسط دتکتورها شناسایی می‌شود (با در نظر گرفتن طرح رأی‌گیری).»

در این روش:

• دتکتورها دارای حجم مؤثر در منطقه خطر تعریف‌شده هستند.
• با انجام تحلیل، درصد ناحیه‌ای که توسط دتکتورها تحت پوشش قرار گرفته محاسبه می‌شود

معایب این روش:

• نیازی به مدلسازی اضافی ندارد.
• اما اثربخشی دتکتورها باید فرض شود که این فرض برای دتکتورهای نقطه‌ای و مسیر باز ممکن است خوش‌بینانه (Non-conservative) باشد، زیرا ابر گاز باید حتماً با دتکتور تماس مستقیم داشته باشد تا تشخیص انجام شود.

 

پوشش سناریو (Scenario Coverage):

طبق ISA 84 TR7:
پوشش سناریو، درصدی از سناریوهای نشت است که ناشی از شکست در تجهیزات ناحیه فرآیندی تعریف‌شده بوده و می‌تواند توسط دتکتورها شناسایی شود (با در نظر گرفتن فراوانی و شدت نشت و طرح رأی‌گیری)

در این روش:

• از نرم‌افزارهای مدلسازی انتشار (Dispersion Modeling) برای پیش‌بینی پخش گاز استفاده می‌شود.
• خروجی تحلیل، درصد سناریوهای قابل شناسایی توسط دتکتورها خواهد بود.

 

مزایا:

• دتکتورها می‌توانند براساس شرایط واقعی فرآیند در تجهیزات و لوله‌کشی‌ها، به‌درستی جانمایی شوند.
• این روش از نصب دتکتورها در مناطق کم‌خطرتر جلوگیری می‌کند؛ چرا که به‌جای در نظر گرفتن صرفاً موقعیت فیزیکی، عوامل مؤثری مانند جهت باد، شرایط آب‌وهوایی، و تراکم تجهیزات فرآیندی در منطقه لحاظ می‌شود.

 

معایب:

• نیازمند تحلیل دقیق برای هر سناریوی نشت است؛ این فرآیند ممکن است پرهزینه و زمان‌بر باشد.
• با این حال، اکثر سایت‌هایی که تحت پوشش مدیریت ایمنی فرآیند (PSM) هستند، معمولاً یک مطالعه تعیین محل تجهیزات (Facility Siting Study) انجام داده‌اند که در آن سناریوهای محتملِ از دست رفتن ایزولاسیون (Loss of Containment) بررسی شده‌اند.
• بنابراین، اطلاعات این مطالعات می‌تواند مستقیماً برای محاسبه پوشش سناریویی استفاده شود و هزینه یا زمان اضافی زیادی نیاز ندارد.

 

1 اطلاعات کلی
7.1.1* توصیف. سامانه‌های شلنگ دستی شامل قرقره یا رک شلنگ، شلنگ و مجموعه اسپرینکلر تخلیه هستند که از طریق لوله‌کشی ثابت به منبع دی‌اکسید کربن متصل شده‌اند.
7.1.2 موارد استفاده. سامانه‌های شلنگ دستی می‌توانند برای تکمیل سامانه‌های ثابت اطفاء حریق یا برای پشتیبانی از خاموش‌کننده‌های دستی اولیه جهت اطفاء خطرات خاصی که عامل خاموش‌کننده آن‌ها دی‌اکسید کربن است، مورد استفاده قرار گیرند.
7.1.2.1 این سامانه‌ها نباید به‌عنوان جایگزینی برای سایر سامانه‌های ثابت اطفاء حریق با دی‌اکسید کربن که به اسپرینکلرهای ثابت مجهز هستند، استفاده شوند، مگر اینکه اطفاء حریق ثابت برای خطر مورد نظر به‌طور مناسب یا مقرون‌به‌صرفه قابل اجرا نباشد.
7.1.2.2 تصمیم‌گیری درباره مناسب بودن استفاده از شلنگ دستی برای خطر خاص بر عهده مرجع ذی‌صلاح است.
7.1.3 الزامات عمومی. سامانه‌های شلنگ دستی باید طبق الزامات مربوطه فصل‌های ۴ تا ۶ نصب و نگهداری شوند، مگر در مواردی که در بخش‌های 7.2 تا 7.6 به‌طور خاص بیان شده است.
7.1.4* الزامات ایمنی.

7.2 مشخصات خطر. سامانه‌های شلنگ دستی می‌توانند برای مقابله با آتش‌سوزی در تمام خطراتی که در فصل ۱ پوشش داده شده‌اند مورد استفاده قرار گیرند، به‌جز مواردی که غیرقابل دسترسی بوده و فراتر از توان اطفاء دستی هستند.

7.3 محل قرارگیری و فاصله‌گذاری
7.3.1 محل قرارگیری
7.3.1.1 ایستگاه‌های شلنگ دستی باید به‌گونه‌ای نصب شوند که به‌راحتی قابل دسترسی بوده و در محدوده دسترسی به دورترین بخش از اتاق سروری باشند که قرار است توسط آن‌ها اطفاء حریق شود.
7.3.1.2 به‌طور کلی، ایستگاه‌های شلنگ دستی نباید در معرض خطر مستقیم قرار گیرند و نباید در داخل هرگونه ناحیه خطر که تحت پوشش سیستم غرقابی کامل است، نصب شوند.

7.3.2 فاصله‌گذاری
اگر از چندین ایستگاه شلنگ استفاده شود، باید به‌گونه‌ای فاصله‌گذاری شوند که هر ناحیه‌ای از اتاق سرور با یک یا چند شلنگ پوشش داده شود.

7.4 الزامات دی‌اکسید کربن
7.4.1 نرخ و مدت زمان تخلیه
7.4.1.1 نرخ و مدت زمان تخلیه، و در نتیجه مقدار دی‌اکسید کربن مورد نیاز، باید بر اساس نوع و اندازه احتمالی خطر تعیین شود.
7.4.1.2 یک شلنگ دستی باید مقدار کافی دی‌اکسید کربن برای استفاده حداقل به‌مدت ۱ دقیقه داشته باشد.

7.4.2 پیش‌بینی استفاده توسط افراد ناآشنا
امکان استفاده از این شلنگ‌ها توسط افراد بدون تجربه باید در نظر گرفته شود و باید تدابیری اندیشیده شود تا تأمین دی‌اکسید کربن کافی برای خاموش‌کردن خطرات احتمالی که این افراد با آن‌ها مواجه می‌شوند، وجود داشته باشد.

7.4.3 استفاده هم‌زمان
7.4.3.1 در مواقعی که استفاده هم‌زمان از دو یا چند شلنگ ممکن است، باید مقدار کافی دی‌اکسید کربن فراهم باشد تا از حداکثر تعداد اسپرینکلری که ممکن است هم‌زمان استفاده شوند، به‌مدت حداقل ۱ دقیقه پشتیبانی کند.
7.4.3.2 تمام لوله‌های تأمین باید برای عملکرد هم‌زمان تعداد اسپرینکلرهایی که احتمال استفاده از آن‌ها وجود دارد، سایزبندی شوند.

7.5 مشخصات تجهیزات
7.5.1 شلنگ
شلنگ‌های سامانه‌هایی با منبع فشار بالا باید حداقل فشار ترکیدگی 5000 psi (34474 کیلوپاسکال) داشته باشند و شلنگ‌های سامانه‌های با منبع فشار پایین باید حداقل فشار ترکیدگی 1800 psi (12411 کیلوپاسکال) داشته باشند. (رجوع شود به بند 4.8.2)

7.5.2* مجموعه اسپرینکلر تخلیه
شلنگ‌ها باید به مجموعه‌ای از اسپرینکلر تخلیه مجهز باشند که به‌راحتی توسط یک نفر قابل استفاده باشد و دارای یک شیر قطع‌و‌وصل سریع برای کنترل جریان دی‌اکسید کربن از طریق اسپرینکلر و دسته‌ای برای هدایت تخلیه باشد.

7.5.3 نگهداری شلنگ
7.5.3.1 شلنگ باید به‌صورت پیچیده‌شده روی قرقره یا رک نگهداری شود تا بلافاصله قابل استفاده باشد، بدون نیاز به اتصال اضافی، و با کمترین تأخیر قابل باز شدن باشد.
7.5.3.2 اگر در فضای باز نصب شده باشد، شلنگ باید در برابر شرایط جوی محافظت شود.

7.5.4* شارژ شلنگ
7.5.4.1 تمام کنترل‌های فعال‌سازی سامانه باید در مجاورت قرقره شلنگ قرار داشته باشند.

7.5.4.2* منبع دی‌اکسید کربن باید تا حد امکان نزدیک به قرقره شلنگ قرار گیرد تا مایع دی‌اکسید کربن با حداقل تأخیر پس از فعال‌سازی به شلنگ منتقل شود.
7.5.4.3 به‌جز در زمان استفاده واقعی، نباید هیچ فشاری در داخل شلنگ باقی بماند.

7.6 آموزش
7.6.1 موفقیت در اطفاء حریق با استفاده از شلنگ دستی تا حد زیادی به توانایی فردی و مهارت کاربر بستگی دارد.
7.6.2 کلیه افرادی که ممکن است در زمان وقوع آتش‌سوزی از این تجهیزات استفاده کنند، باید در نحوه عملکرد آن و در تکنیک‌های اطفاء حریق مربوط به این تجهیزات آموزش ببینند.

 

قسمت نخست: مفاهیم و ساختارها

ابتدا مفهوم برخی کلمات به کار رفته  در مورد سطوح مختلف حفاظت در این مقاله:

سطوح حفاظت به شرح زیر خواهند بود:

1. 1. VEWFD (تشخیص حریق بسیار زودهنگام. Very early warning fire detection
   2. EWFD (تشخیص حریق زودهنگام Early Warning Fire Detection
   3. SFD (تشخیص حریق استاندارد Standard Fire Detection

4) ASD دتکتور دودی مکشی Aspirating Smoke Detector

الزامات سامانه‌های VEWFD بر اساس استاندارد NFPA 76:

هنگامی که نیاز به تشخیص حساس‌تری وجود دارد، استاندارد NFPA 76 الزامات نصب این سامانه‌ها را مشخص کرده است. الزامات سامانه‌های VEWFD نوع ASD به شرح زیر است:

• حداکثر مساحت تحت پوشش هر سوراخ نمونه‌برداری ۱۸.۶ متر مربع (۲۰۰ فوت مربع) است.
• حداقل حساسیت هشدار برای هر سوراخ نمونه‌برداری باید حداکثر ۰٫۲ درصد کاهش نور بر فوت (obs/ft.) باشد.
• حداقل حساسیت اعلام حریق برای هر سوراخ نمونه‌برداری باید حداکثر ۱٫۰ درصد کاهش نور بر فوت (obs/ft.) باشد.
• حداکثر زمان انتقال (Transport Time) ۶۰ ثانیه است.
• در مواردی که دو سطح تشخیص (بالا و پایین) مورد نیاز است، سوراخ‌های نمونه‌برداری باید در محل‌های زیر قرار گیرند:
  ۱. هر سطح حفاظتی باید حداکثر ۳۷٫۲ متر مربع (۴۰۰ فوت مربع) به ازای هر سوراخ نمونه‌برداری را پوشش دهد.
  ۲. پوشش کلی بین سوراخ‌های نمونه‌برداری بالا و پایین باید حداکثر ۱۸٫۶ متر مربع (۲۰۰ فوت مربع) باشد.
  ۳. حداکثر زمان انتقال ۶۰ ثانیه است.

بخش ۲
اصول تشخیص دود به روش مکشی (ASD)
دینامیک جریان هوا

یک سامانه‌ی ASD پایه دارای سه بخش اصلی است (مطابق شکل ۱ در پایین):

• شبکه لوله‌کشی نمونه‌برداری که هوا را از طریق سوراخ‌های نمونه‌برداری جمع‌آوری کرده و آن را از فضای محافظت‌شده به سمت آشکارساز منتقل می‌کند، جایی که هوا برای وجود ذرات دود بررسی می‌شود.
• آشکارساز دود مکشی که شامل موارد زیر است:
  – یک محفظه‌ی حسگر با سنسور حساس برای شناسایی ذرات دود معلق در هوا
  – یک مکنده یا فن برای کشیدن هوا از ناحیه‌ی محافظت‌شده به داخل محفظه‌ی حسگر
  – یک فیلتر اختیاری برای حذف ذرات درشت که ممکن است به حسگر داخل محفظه آسیب برسانند
• لوله‌ی خروجی برای خارج کردن هوای نمونه‌برداری‌شده از آشکارساز.

شبکه لوله‌کشی نمونه‌برداری
شبکه لوله‌کشی نمونه‌برداری به یک پورت در قسمت بالا یا پایین آشکارساز متصل می‌شود. این لوله‌ها معمولاً از پلاستیک ساخته می‌شوند، اما می‌توانند از مس، برنج یا فلزات غیرآهنی دیگر نیز تولید شوند. هر تولیدکننده الزامات خاص خود را برای لوله‌های نمونه‌برداری دارد. نوع لوله بر اساس کاربرد مشخص انتخاب شده و در نرم‌افزار طراحی تعیین می‌گردد.

روش‌های مختلفی برای نصب شبکه لوله‌کشی نمونه‌برداری وجود دارد:

• پیکربندی تک‌لوله‌ای (شکل ۲ در سمت راست)، که شامل یک لوله متصل به آشکارساز است و در تمام فضای تحت پوشش امتداد می‌یابد. انتخاب این پیکربندی ممکن است به طولانی‌تر شدن مسیر لوله و تأخیر در جمع‌آوری هوای نمونه‌برداری‌شده در آشکارساز منجر شود.

• پیکربندی چندلوله‌ای (شکل ۳ در پایین سمت راست)، که از چندین لوله یا لوله‌های شاخه‌دار تشکیل شده است.

• لوله نمونه‌برداری می‌تواند به‌صورت افقی در سطح سقف، داخل قفسه‌ها، یا به‌صورت عمودی برای کاربردهای انبار و فضاهای باز مانند آتریوم نصب شود (شکل ۴ در صفحه‌ی بعد).
• برای مکان‌های پنهان، لوله نمونه‌برداری می‌تواند در فضای خالی (Void) مخفی شده و با استفاده از لوله‌های مویینۀ کوچکتر، نمونه‌برداری از فضا انجام شود (شکل ۵ در صفحه‌ی بعد).
• شبکه لوله‌کشی شامل سوراخ‌های نمونه‌برداری است که امکان ورود هوا به داخل لوله را فراهم می‌سازند. فاصله‌گذاری بین این سوراخ‌ها بر اساس نوع سیستم تشخیص نصب‌شده تعیین می‌شود، که این موضوع به‌شدت به نوع کاربرد (مانند انبار، مرکز داده، یا ساختمان‌های تاریخی) بستگی دارد.
• اندازه‌ی هر سوراخ نمونه‌برداری نیز با استفاده از نرم‌افزار طراحی تعیین می‌شود که در آن دینامیک سیالات در سامانه‌های ASD و معیارهای طراحی مرتبط با نوع سیستم تشخیص موردنظر در نظر گرفته می‌شود (این موارد در بخش‌های بعدی این راهنمای کاربردی شرح داده شده‌اند).

1 مقدمه: مواد ضمیمه زیر برای نشان دادن مثال‌های معمول از نحوه حفاظت در برابر انواع خطرات آتش‌سوزی با استفاده از سیستم‌های اطفاء حریق دی‌اکسید کربن ثابت ارائه شده است. لازم به ذکر است که روش‌های توضیح داده‌شده به‌عنوان تنها روش‌های قابل استفاده در نظر گرفته نمی‌شوند. این روش‌ها فقط به منظور کمک به تفسیر و توضیح اهداف استاندارد در مواردی که ممکن است کاربرد صحیح آن‌ها مورد سوال باشد، به‌کار می‌روند.

B.2 پخت غذا در صنایع/تجاری (سرخ‌کن‌های روغن داغ): سرخ‌کن‌های بزرگ روغن داغ که برای پخت مداوم غذاهایی مانند گوشت، ماهی و تنقلات استفاده می‌شوند، خطرات آتش‌سوزی دارند که نیاز به توجه ویژه هنگام طراحی سیستم اطفاء حریق دی‌اکسید کربن برای حفاظت از آن‌ها دارد.
اگر روغن پخت بیش از حد گرم شود، پیش از آنکه به جوش بیاید، به دمای خودآتش‌زنی می‌رسد. بنابراین، آتش‌سوزی که شامل بخارات روغن پخت است، ممکن است پس از تخلیه اولیه دی‌اکسید کربن با دمای بالای روغن داغ در مخزن پخت دوباره شعله‌ور شود، مگر اینکه روغن تا زیر دمای آتش‌زنی خنک شود. طراحی بهینه و انرژی‌ساز مخازن پخت مدرن باعث می‌شود که فرایند خنک‌سازی کند باشد.
چیدمان تجهیزات برای محافظت از آن‌ها برای طراحی صحیح سیستم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
اولاً، استفاده از سرخ‌کن ممکن است شامل گرم‌کردن خارجی روغن با چرخش مجدد روغن از طریق مخزن پخت باشد. این مورد را می‌توان به‌عنوان “قرار گرفتن در معرض متقابل” در نظر گرفت. (به 6.2.1 مراجعه کنید.)
ثانیاً، برخی از سرخ‌کن‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که هود بخار و نقاله توسط یک سیستم هیدرولیکی بالا و پایین می‌روند. مایعات هیدرولیکی قابل اشتعال و سازگار با غذا که برای این کار استفاده می‌شوند، ناحیه دیگری از حفاظت را به‌وجود می‌آورند و می‌توان آن‌ها را به‌عنوان “قرار گرفتن در معرض متقابل” در نظر گرفت. (به 6.2.1 مراجعه کنید.)
ثالثاً، نگرانی‌هایی وجود دارد که یک عملیات با تولید بالا ممکن است سیستم تهویه‌ای داشته باشد که شامل سیستم حذف بخار باشد. این نگرانی باید به‌عنوان بخشی از خطر در نظر گرفته شود. (به 6.2.1 مراجعه کنید.)
صفحه تخلیه، زمانی که در معرض چکه روغن در انتهای خروجی نقاله قرار دارد، باید پوشانده شود. (به 6.2.1 مراجعه کنید.)
در نهایت، مخزن بزرگ‌ترین مساحت برای محافظت و بیشترین نیاز به خنک‌سازی کافی را به‌وجود می‌آورد.

B.2.1 خلاصه‌ای از حفاظت: موارد زیر یک مرجع سریع برای معیارهای حفاظت در طراحی سیستم است.

B.2.1.1 مخزن: زمانی که مخزن دارای هود متحرک باشد، حفاظت از طریق سیل‌کردن کامل زیر هود طبق 5.1.2 مجاز نیست، مگر اینکه شرایط زیر رعایت شود: (1) هود نباید در حین عملیات پخت بالا برده شود که این به‌معنای موارد زیر است: (a) منبع انرژی یا سوخت به المنت‌های حرارتی به‌طور خودکار قطع می‌شود هنگامی که هود بالا می‌رود (مثلاً برای نگهداری یا تمیزکاری). (b) یک سوئیچ حد دمایی مکانیکی باید استفاده شود که هر زمان که دمای روغن بیشتر از حد دمای تنظیم‌شده به میزان بیش از 20 درصد (درجه فارنهایت یا درجه سلسیوس) از دمای حداکثر معمولی روغن افزایش یابد، عمل کند. این عمل باید موجب موارد زیر شود: i. قطع برق به سیستم گرم‌کننده روغن ii. جلوگیری از بالا بردن هودهای الکتریکی iii. فعال‌سازی آلارم‌های شنیداری و دیداری برای هشدار به عدم بالا بردن هود به‌صورت دستی (c) سوئیچ باید دارای یک دمای بازنشانی خودکار باشد که از 60°F (33.3°C) کمتر از دمای خودآتش‌زنی روغن پخت باشد.

(2) قبل از اینکه هود بالا برده شود (برای نگهداری و تمیزکاری)،باید یک شیر قطع کن نظارتی بسته شود تا از تخلیه سیستم دی‌اکسید کربن جلوگیری شود. بسته شدن شیر قطع کن باید باعث فعال شدن آلارم دوگانه نظارتی در واحد کنترل شود. (3) منبع انرژی یا سوخت به المنت‌های حرارتی به‌طور خودکار قبل از تخلیه سیستم یا همزمان با آن قطع می‌شود. (4) مقدار دی‌اکسید کربن و مدت زمان تخلیه باید کافی باشد تا یک جو بی‌اکسیژن در مخزن حفظ شود تا دمای روغن پخت کاهش یابد و از شعله‌ور شدن مجدد جلوگیری شود طبق 5.3.5.6. توصیه می‌شود که دما حداقل 60°F (33.3°C) پایین‌تر از دمای خودآتش‌زنی روغن باشد. (5) طراحی سیستم باید بر اساس آزمایش‌های تخلیه برای مدل خاص سرخ‌کن انجام شود تا نشان دهد که با بند B.2.1.1 (4) تطابق دارد. مستندات آزمایش باید در صورت درخواست مقامات ذی‌صلاح یا کاربر نهایی در دسترس باشد. (6) شناسایی حرارتی باید سیستم دی‌اکسید کربن را زمانی که دما برابر یا پایین‌تر از دمای خودآتش‌زنی روغن پخت باشد، فعال کند.

B.2.1.2 محفظه دائمی: سیستم کاربرد محلی باید به‌گونه‌ای طراحی شود که هود در موقعیت کامل بالا باشد.

B.2.1.3 تخته تخلیه: استفاده از سیستم کاربرد محلی با استفاده از روش نرخ بر اساس مساحت طبق بخش 6.4 مناسب است.

B.2.1.4 سیستم تهویه بخار و حذف بخار: سیل کردن کامل با استفاده از غلظت 65 درصد طبق 5.4.2.1 مناسب است.

B.2.1.5 گرم‌کن روغن خارجی: سیستم کاربرد محلی برای تجهیزات و فیلترهای چرخشی با استفاده از روش نرخ بر اساس مساحت (به بخش 6.4 مراجعه کنید) یا روش نرخ بر اساس حجم (به بخش 6.5 مراجعه کنید)، بسته به پیکربندی تجهیزات، مناسب است.

B.2.1.6 سیستم روغن هیدرولیک: سیستم کاربرد محلی با استفاده از روش نرخ بر اساس مساحت (به بخش 6.4 مراجعه کنید) یا روش نرخ بر اساس حجم (به بخش 6.5 مراجعه کنید)،بسته به پیکربندی تجهیزات، مناسب است.
زیرا مخزن به حداقل 3 دقیقه تخلیه مایع نیاز دارد (به 6.3.3.5.1 مراجعه کنید)، طراحی سیستم دی‌اکسید کربن می‌تواند شامل دو سیستم لوله‌کشی تخلیه باشد، یکی برای مخزن و دیگری برای خطرات متقابل دیگر.

B.2.1.7 خاموش کردن تجهیزات: (به بند 4.5.4.9 مراجعه کنید.) همچنین باید به ایمنی شخصی (به بخش 4.3 مراجعه کنید) در هنگام طراحی سیستم توجه شود.

B.3 هودهای اجاق رستوران، کانال‌های متصل و خطرات مرتبط: حفاظت از هودهای اجاق در آشپزخانه و کانال‌ها با ترکیبی از سیستم‌های سیل کردن کامل و سیستم‌های کاربرد محلی انجام می‌شود. کانال یا دودکش و منطقه پلومن بالای فیلترها می‌توانند با سیل کردن کامل محافظت شوند. سطح زیرین فیلترها و هرگونه خطر خاص مانند سرخ‌کن‌های روغن داغ می‌توانند با کاربرد محلی محافظت شوند. ممکن است لازم باشد که حفاظت کاربرد محلی به سطوح زیر هود و سطوح اجاق گسترش یابد اگر خطر تجمع چربی یا چکه کردن از هود یا کانال در شرایط آتش‌سوزی وجود داشته باشد.
در حفاظت از کانال با استفاده از ضریب سیل کردن توصیه‌شده 1 پوند/8 فوت مکعب (2 کیلوگرم/متر مکعب) حجم کانال، در نظر گرفتن یک دمپر در بالای یا پایین کانال ضروری است، با فراهم آوردن شرایط برای بسته شدن خودکار دمپر در ابتدای تخلیه دی‌اکسید کربن. برای کانال‌هایی که ارتفاع آن‌ها بیشتر از 20 فوت (6.1 متر) یا مسیر افقی آن‌ها بیشتر از 50 فوت (15.3 متر) است، گاز در نقاط میانه معرفی می‌شود تا توزیع مناسب آن تضمین شود. با یک دمپر در بالای دودکش، باید یک نازل درست زیر آن نصب شود و نازل‌های اضافی در بالای آن نصب شوند اگر مسیر کانال از دمپر عبور کند. معمولاً یک نازل در منطقه پلومن مورد نیاز است.

نازل‌ها باید برای پوشش سطح زیرین فیلترها و تخلیه به مدت 30 ثانیه با نرخ سطح پوشش مشخص‌شده در 6.4.3.5 فراهم شوند. در غیر این صورت، مقدار دی‌اکسید کربن مورد نیاز و نرخ‌های کاربردی می‌توانند با استفاده از نازل‌ها یا روش‌های ویژه‌ای که برای این منظور تأیید یا فهرست شده‌اند، تعیین شوند. اگر سطح زیرین هود عمدتاً با یک جداکننده یا سینی چکه‌ای بسته شده باشد، حفاظت می‌تواند با سیل کردن کامل به‌وسیله ضریب 1 پوند/8 فوت مکعب (2 کیلوگرم/متر مکعب) انجام شود و مساحت محیط باز جبران گردد. (به 5.3.5 مراجعه کنید.)

مقادیر مورد نیاز برای حفاظت از سرخ‌کن‌های روغن داغ یا سایر خطرات آتش‌سوزی خاص، یا هر دو، زیر هود باید علاوه بر الزامات قبلی باشد. تمام خطرات در حال تهویه از طریق یک کانال مشترک باید به‌طور همزمان محافظت شوند.

شناسایی آتش‌سوزی به‌طور خودکار و فعال‌سازی سیستم برای فضاهای پنهان بالای فیلتر و در سیستم کانال الزامی است. همچنین باید در زیر فیلترها بر روی هر سرخ‌کن روغن داغ، تشخیص‌دهنده‌هایی قرار داده شوند.

شناسایی آتش‌سوزی قابل مشاهده و فعال‌سازی دستی (به بند 4.5.4.5 مراجعه کنید) می‌تواند برای بخش‌های نمایان خطر قابل قبول باشد؛ با این حال، فعال‌سازی از طریق هر یک از روش‌های خودکار یا دستی باید موجب تخلیه کامل سیستم شود. توجه ویژه باید به انتخاب حسگرهای حرارتی صورت گیرد، با در نظر گرفتن سطح دمای عملیاتی عادی و شرایط افزایش دما در تجهیزات اجاق.

فعال‌سازی سیستم باید به‌طور خودکار دمپرها را ببندد، فن‌های تهویه اجباری را خاموش کند، و شیر اصلی سوخت یا کلید برق را برای تمام تجهیزات پخت مرتبط با هود قطع کند. این دستگاه‌ها باید از نوعی باشند که نیاز به بازنشانی دستی دارند. (به بند 4.5.4.9 مراجعه کنید.)

علاوه بر نگهداری معمول سیستم، باید مراقبت ویژه‌ای برای تمیز نگه داشتن حسگرهای حرارتی و نازل‌های تخلیه از تجمع چربی صورت گیرد. به‌طور کلی، مهر و موم‌ها یا درپوش‌های نازل برای جلوگیری از انسداد روزنه‌های نازل مورد نیاز هستند.

برای اطلاعات بیشتر، به NFPA 96 مراجعه کنید.

B.4 دستگاه‌های چاپ روزنامه و دستگاه‌های چاپ روتوگراور: دستگاه‌های چاپ روزنامه، روتوگراور و مشابه آن‌ها خطرات زیادی ایجاد می‌کنند به‌دلیل استفاده از حلال‌های بسیار قابل اشتعال در جوهرها، حضور کاغذ خردشده یا غبار اشباع‌شده با جوهر، روان‌کننده‌ها و غیره. علاوه بر واحدهای چاپ، ممکن است کانال‌های تخلیه، تجهیزات ترکیب جوهر و خطرات الکتریکی مرتبط نیز وجود داشته باشند که نیاز به حفاظت دارند. دستگاه‌های چاپ روتوگراور جوهرهای قابل اشتعال‌تری نسبت به دستگاه‌های چاپ روزنامه استفاده می‌کنند و به همراه درام‌های خشک‌کن حرارتی یا دیگر وسایل خشک‌کن طراحی شده‌اند و خطر بیشتری ایجاد می‌کنند. با این حال، روش حفاظت اصلی برای هر دو دستگاه چاپ روتوگراور و روزنامه مشابه است.

دستگاه‌های چاپ معمولاً به‌صورت ردیفی (خطی) با پوشه‌هایی که به‌طور متناوب قرار می‌گیرند، مرتب شده‌اند. کاغذ می‌تواند از هر دو طرف پوشه‌ها از واحدهای چاپ عبور کند. جرقه‌های الکتریسیته ساکن یک منبع رایج برای ایجاد آتش‌سوزی هستند. گسترش شعله می‌تواند از واحدهای چاپ به سمت پوشه‌ها یا از پوشه‌ها به سمت واحدهای چاپ باشد.

دستگاه‌های چاپ “باز” یا “بسته” هستند، بسته به اینکه آیا از محافظت‌کننده‌های مه یا پوشش‌ها استفاده می‌شود. در دستگاه‌های چاپ باز، معمولاً یک سیستم تهویه برای حذف مه جوهر از دستگاه مورد نیاز است و این سیستم تهویه نیاز به حفاظت همزمان دارد.

اتاق‌های چاپ می‌توانند توسط سیستم‌های سیل کامل محافظت شوند؛ با این حال، سیستم‌های نوع کاربرد محلی معمولاً استفاده می‌شوند. اگرچه خط‌های چاپ و واحدهای چاپ فردی یک سری خطرات در معرض هم هستند، تقسیم‌بندی به‌صورت خط‌ها یا گروه‌بندی مناسب درون خطوط برای دلایل اقتصادی معمول است. کانال‌های تهویه، اتاق‌های ذخیره‌سازی جوهر و اتاق‌های کنترل معمولاً با روش‌های سیل کامل مدیریت می‌شوند.

تمام خطوط چاپ می‌توانند با روش‌های کاربرد محلی محافظت شوند. یک خط چاپ می‌تواند به گروه‌ها تقسیم شود. در همه موارد، سیستم‌ها باید قادر باشند حفاظت خودکار همزمان و مستقل را برای گروه‌های مجاور از خطوط دیگر و همچنین گروه‌های درون‌خطی که ممکن است آتش به آن‌ها گسترش یابد، ارائه دهند. حفاظت باید به‌گونه‌ای طراحی شود که در صورت وقوع آتش نزدیک به محل اتصال گروه‌های مجاور، سیستم‌های محافظت‌کننده هر دو گروه به‌طور همزمان تخلیه شوند.

در گروه‌های چاپ فردی، نرخ کاربرد دی‌اکسید کربن می‌تواند بر اساس روش نرخ بر مساحت یا نرخ بر حجم باشد. (به بخش‌های 6.4 و 6.5 مراجعه کنید.)

اگر از روش نرخ بر مساحت برای دستگاه‌های چاپ استفاده شود، مساحت بر اساس طول کامل رول‌ها، شامل فریم‌های انتهایی، و ارتفاع کامل انبار رول‌ها، شامل مخزن جوهر، محاسبه می‌شود. هر دو طرف انبار رول‌ها باید در نظر گرفته شود. دسته‌های رنگی باید به‌طور مشابه محاسبه شوند. در صورتی که از مخازن جوهر خارجی استفاده شود، حفاظت بر اساس مساحت افقی مخزن است. مساحت کف زیر دستگاه چاپ نیز باید محافظت شود.

در دستگاه‌های چاپ روتوگراور، خشک‌کن‌ها و کانال‌های اتصال با سیل کردن به میزان 1 پوند/8 فوت مکعب (2 کیلوگرم/متر مکعب) که در 30 ثانیه تخلیه می‌شوند، محافظت می‌شوند. هنگامی که از روش نرخ بر مساحت برای تعیین مقدار دی‌اکسید کربن مورد نیاز برای پوشه‌ها استفاده می‌شود، دی‌اکسید کربن باید از هر دو طرف درایو و طرف عملیاتی در دو سطح اعمال شود. هر نازل باید مساحتی به عرض 4 فوت (1.2 متر) و ارتفاع 4 فوت (1.2 متر) را پوشش دهد.

هنگامی که از روش نرخ بر حجم استفاده می‌شود، کل گروه دستگاه‌های چاپی که باید به‌عنوان یک بخش محافظت شوند، می‌تواند به‌عنوان یک حجم در نظر گرفته شود. نیازی به افزودن 2 فوت (0.6 متر) به طرفین هر دستگاه چاپ نیست زمانی که فریم به‌عنوان مانع طبیعی عمل می‌کند. یک پوشه منفرد می‌تواند در این حجم گنجانده شود؛ اما یک پوشه دوطبقه نیاز به یک بلوک حجم اضافی برای گنجاندن طبقه بالایی دارد.

نازل‌ها باید به‌گونه‌ای قرار داده شوند که سطوح پوشش داده شده را پوشش دهند؛ با این حال، ممکن است قرار دادن دقیق آن‌ها مطابق با فهرست‌ها یا تأییدها امکان‌پذیر نباشد. نازل‌ها باید به‌گونه‌ای قرار داده شوند که از هر دو انتهای رول‌های چاپ تخلیه شوند تا دی‌اکسید کربن را در داخل حجم دستگاه چاپ حفظ کنند. این موضوع در مورد پوشه‌ها نیز صدق می‌کند.

حفاظت باید به‌گونه‌ای تنظیم شود که زمانی که محافظت‌کننده‌های مه در محل یا خارج از محل قرار دارند، مؤثر باشد.

مقدار دی‌اکسید کربن مورد نیاز برای یک گروه واحد بر اساس تخلیه با نرخ محاسبه‌شده به مدت 30 ثانیه است. ذخیره‌سازی اضافی باید حداقل به اندازه کافی باشد تا از تمام گروه‌های مجاور که ممکن است درگیر شوند محافظت کند، شامل ذخیره‌ای برای گروهی که آتش در آن شروع می‌شود. در سیستم‌های فشار بالا، یک بانک ذخیره واحد می‌تواند به‌عنوان ذخیره برای چندین بانک اصلی استفاده شود؛ با این حال، بانک اصلی برای یک گروه نمی‌تواند به‌عنوان ذخیره برای گروه دیگر استفاده شود، مگر اینکه به‌طور خاص توسط مرجع صلاحیت تأیید شده باشد.

تمام سیستم‌ها باید به‌گونه‌ای تنظیم شوند که قابلیت فعال‌سازی خودکار را داشته باشند و وسیله‌ای برای فعال‌سازی دستی کمکی فراهم باشد. حداقل یک حسگر حرارتی باید در هر واحد چاپ و پوشه قرار گیرد، بسته به طراحی واحد خاص.

به‌دلیل ارتعاشات ذاتی مرتبط با دستگاه‌های چاپ، توجه ویژه‌ای باید به وسایل نصب داده شود تا از آسیب‌های ارتعاشی به لوله‌کشی یا سیم‌کشی سیستم شناسایی جلوگیری شود.

تشخیص فوری به‌ویژه در حفاظت گروهی اهمیت دارد تا از گسترش آتش به سایر گروه‌ها جلوگیری شود. به‌دلیل نیاز به تشخیص سریع برای جلوگیری از گسترش آتش به گروه‌های مجاور یا فعال‌سازی حسگرهای مجاور، یا هر دو، سیستم تشخیص باید از حسگرهای سریع‌العمل با نرخ افزایش، نرخ جبران‌شده یا معادل آن‌ها استفاده کند. خاموشی کامل دستگاه‌های چاپ، تهویه، پمپ‌ها و منابع حرارتی باید همزمان با عملکرد سیستم انجام شود.

آلارم‌های صوتی در اتاق چاپ و در هر زیرزمین، چاه یا سطوح پایین‌تری که دی‌اکسید کربن ممکن است در آن‌ها جریان پیدا کند، باید همزمان با عملکرد سیستم به صدا درآید. (به بخش A.4.3 مراجعه کنید.)

علاوه بر نگهداری معمول سیستم، توجه ویژه‌ای باید به اطمینان از ادامه موقعیت و هم‌راستایی صحیح اسپرینکلرها در طول فرآیندهای نگهداری معمول دستگاه‌های چاپ داشته باشیم. توجه ویژه‌ای نیز باید به تأثیرات ارتعاش دستگاه‌های چاپ بر روی فعال‌کننده‌های حرارتی و لوله‌کشی یا سیم‌کشی‌های متصل به آن‌ها داشت.

B.5 چاه‌های باز:
چاه‌های باز با عمق تا 4 فوت (1.2 متر) یا عمق برابر با یک‌چهارم عرض چاه، هرکدام که بیشتر باشد، باید بر اساس کاربرد محلی محافظت شوند. مساحت مورد نظر برای تعیین مقدار دی‌اکسید کربن، مساحت کل کف چاه است به‌جز هر مساحتی که توسط تانک یا تجهیزات دیگری که به‌طور همزمان محافظت می‌شوند و برای آن‌ها مقدار جداگانه محاسبه شده، پوشش داده شده است. اسپرینکلرها باید به‌گونه‌ای قرار داده شوند که پوشش مناسب برای منطقه محافظت‌شده فراهم کنند، طبق داده‌های فهرست یا تأییدیه‌ها. بنابراین، ممکن است لازم باشد اسپرینکلرهای اضافی در مرکز چاه قرار داده شوند.

چاه‌های باز که عمق آن‌ها از 4 فوت (1.2 متر) بیشتر است یا عمقی برابر با یک‌چهارم عرض چاه، هرکدام که بیشتر باشد، می‌توانند بر اساس مساحت با استفاده از نرخ تخلیه 4 پوند/دقیقه-فوت مربع (19.5 کیلوگرم/دقیقه-متر مربع) از مساحت کف و زمان تخلیه 30 ثانیه محافظت شوند. اسپرینکلرها باید در اطراف چاه قرار داده شوند تا دی‌اکسید کربن به‌طور یکنواخت از تمام طرف‌ها اعمال شود. باید دقت شود که تعداد مناسبی از اسپرینکلرها با پرتاب کافی برای رسیدن به نواحی مرکزی چاه‌های بزرگ استفاده شود. به‌طور جایگزین، ممکن است بهتر باشد برخی از اسپرینکلرها به‌گونه‌ای قرار داده شوند که مستقیماً در داخل چاه روی تجهیزات نیازمند حفاظت، مانند پمپ‌ها، موتورها یا سایر تجهیزات حیاتی تخلیه شوند.

تانک‌های غوطه‌وری با دهانه باز باید به‌طور جداگانه توسط کاربرد محلی محافظت شوند، به‌ویژه زمانی که سطح مایع کمتر از 4 فوت (1.2 متر) یا یک‌چهارم عرض چاه از دهانه باز چاه باشد. نواحی چنین تانک‌هایی که به‌طور جداگانه در داخل چاه محافظت می‌شوند، می‌توانند از مساحت چاه کسر شوند. اشیاءی که از دهانه چاه بالا می‌روند باید با استفاده از مساحت سطح یا روش‌های محصورسازی فرضی محافظت شوند.

اگر دهانه چاه به‌طور جزئی پوشانده شود به‌طوری که مساحت باز کمتر از 3 درصد حجم مکعبی به‌صورت فوت مربع باشد، مقدار دی‌اکسید کربن مورد نیاز می‌تواند بر اساس روش سیل کامل تعیین شود، با استفاده از مقدار اضافی گاز برای جبران نشت برابر با 1 پوند/فوت مربع (5 کیلوگرم/متر مربع) از مساحت باز.

برای چاه‌های عمیق‌تر از حداقل عمق مشخص‌شده، اسپرینکلرها باید در سطح دو‌سوم از کف قرار داده شوند، مشروط بر اینکه عامل نرخ تخلیه در برابر فاصله از حد مجاز تجاوز نکند، به‌طوری که خطر پاشش مایعاتی که ممکن است موجود باشند، وجود نداشته باشد. در هر صورت، بهتر است اسپرینکلرها زیر دهانه باز قرار گیرند تا از ورود هوای اضافی به داخل چاه جلوگیری شود. اگر عمق چاه از 20 فوت (6.1 متر) بیشتر باشد، مطلوب است که اسپرینکلرها کمی بالاتر از سطح دو‌سوم از کف قرار گیرند تا از اختلاط مناسب در چاه اطمینان حاصل شود.

زمانی که مقدار دی‌اکسید کربن بر اساس روش‌های سیل کامل معمول محاسبه می‌شود، اسپرینکلر باید سرعت و اثرات آشفتگی کافی تولید کند تا حجم چاه به‌طور کامل با جو دی‌اکسید کربن و هوا به‌طور کامل پر شود.

B.6 زیر کف‌های بلند
استفاده از سیستم‌های اطفاء حریق دی‌اکسید کربن به روش سیل کامل برای حفاظت از فضاهای زیرکف که معمولاً در اتاق‌های کامپیوتر و مراکز مشابه الکترونیکی یافت می‌شود، سال‌هاست که به‌طور رایج مورد استفاده قرار می‌گیرد. تجربیات نشان داده است که یک مشکل احتمالی در این نوع حفاظت، نشت بیش‌ازحد مرتبط با فضای زیرکف وجود دارد که می‌تواند به‌دلیل ترکیب کاشی‌های کف سوراخ‌دار و آشفتگی ناشی از تخلیه گاز باشد. بنابراین، مهم است که سیستم به‌گونه‌ای طراحی شود که نشت را جبران کند و تخلیه‌ای نرم برای کاهش آشفتگی فراهم آورد. برای راهنمایی دقیق، باید از تولیدکننده سیستم مشاوره گرفته شود.

دی‌اکسید کربن، به‌دلیل سنگین‌تر بودن از هوا، تمایل دارد که در فضا باقی بماند و می‌تواند خطراتی برای پرسنلی که برای انجام تعمیرات پس از آتش‌سوزی وارد فضای زیرکف می‌شوند، ایجاد کند. پس از تخلیه سیستم، لازم است که دی‌اکسید کربن به‌طور کامل از فضای زیرکف تخلیه شود پس از آنکه آتش خاموش شد.

علاوه بر این، اگر هرگونه خدمات یا نگهداری در فضای زیرکف انجام شود، سیستم دی‌اکسید کربن باید قفل شود تا از تخلیه گاز جلوگیری شود.