محاسبات برای طراحی سیستم اطفاء حریق بوسیله گاز دی اکسید کربن

5.1 کلیات
5.1.1 الزامات حداقل
5.1.1.1 این فصل الزامات حداقل برای بازرسی، آزمایش و نگهداری روتین سیستم‌های اسپرینکلر آب را ارائه می‌دهد.
5.1.1.2 جدول 5.1.1.2 برای تعیین فرکانس‌های حداقل مورد نیاز برای بازرسی، آزمایش و نگهداری باید استفاده شود.
5.1.2 اجزای مشترک و شیرها
اجزای مشترک و شیرها باید طبق فصل 13 بازرسی، آزمایش و نگهداری شوند.
5.1.3 بررسی موانع
در صورتی که نیاز به انجام بررسی موانع باشد، باید از روش‌های ذکر شده در فصل 14 پیروی شود.

5.1.4 نقص‌ها. رویه‌های ذکر شده در فصل 15 باید زمانی که نقصی در سیستم حفاظت پیش می‌آید، دنبال شوند.
5.1.5 اتصالات شیلنگ. اتصالات شیلنگ باید طبق فصل‌های 6 و 13 بررسی، آزمایش و نگهداری شوند.
5.2* بازرسی.
5.2.1 آبپاش‌ها.
5.2.1.1* آبپاش‌ها باید از سطح زمین به طور سالانه بازرسی شوند.
5.2.1.1.1* هر آبپاشی که علائم یکی از موارد زیر را نشان دهد باید تعویض شود:
(1) نشتی
(2) خوردگی که به عملکرد آبپاش آسیب می‌زند
(3) آسیب فیزیکی
(4) از دست دادن مایع در عنصر حساس به حرارت حباب شیشه‌ای
(5) بارگذاری که به عملکرد آبپاش آسیب می‌زند
(6) رنگی غیر از رنگ اعمال‌شده توسط سازنده آبپاش
5.2.1.1.2 هر آبپاشی که به اشتباه در جهت نادرست نصب شده باشد باید با جابجایی خط انشعاب، آویز یا شاخه اصلاح شود یا تعویض گردد.
5.2.1.1.3* آبپاش‌های نصب‌شده در فضاهای پنهان مانند بالای سقف‌های معلق نیاز به بازرسی ندارند.
5.2.1.1.4 آبپاش‌های نصب‌شده در مناطقی که به دلیل عملیات‌های فرآیندی به دلایل ایمنی غیرقابل دسترسی هستند باید در هر زمان تعطیلی برنامه‌ریزی‌شده بازرسی شوند.
5.2.1.1.5 اسکاشون‌ها و پوشش‌های آبپاش‌های فرورفته، توکار و پنهان باید با اسکاشون یا پوشش فهرست‌شده خود جایگزین شوند اگر در حین بازرسی مفقود شده باشند.
5.2.1.1.5.1 زمانی که اسکاشون یا پوشش فهرست‌شده از یک مجموعه فهرست‌شده مفقود شده و دیگر در دسترس تجاری نیست، باید آبپاش تعویض شود.
5.2.1.1.6 اسکاشون‌ها برای آبپاش‌های معلق که نه فرورفته، نه توکار و نه پنهان هستند نیازی به تعویض ندارند اگر در حین بازرسی مفقود شده باشند.
5.2.1.2* حداقل فاصله از انبار مطابق با موارد 5.2.1.2.1 تا 5.2.1.2.6 باید در زیر تمام دستگاه‌های معیوب آبپاش حفظ شود.
5.2.1.2.1* مگر اینکه فاصله‌های بیشتری توسط 5.2.1.2.2، 5.2.1.2.3 یا 5.2.1.2.4 لازم باشد یا فاصله‌های کمتری توسط 5.2.1.2.6 مجاز باشد، فاصله بین دستگاه معیوب و بالای انبار باید 18 اینچ (457 میلی‌متر) یا بیشتر باشد.
5.2.1.2.2 در صورتی که استانداردهایی غیر از NFPA 13 حداقل فاصله بیشتری از انبار مشخص کنند، باید از آنها پیروی شود.
5.2.1.2.3* فاصله بین دستگاه معیوب و بالای انبار باید 36 اینچ (914 میلی‌متر) یا بیشتر برای آبپاش‌های ویژه باشد.
5.2.1.2.4 فاصله از بالای انبار تا دستگاه معیوب باید 36 اینچ (914 میلی‌متر) یا بیشتر باشد زمانی که لاستیک‌های رابر ذخیره شده باشند.
5.2.1.2.5 آبپاش‌های درون قفسه نیازی به رعایت معیارهای انسداد و الزامات فاصله از انبار ندارند.

5.2.1.2.6* فاصله بین دستگاه معیوب و بالای انبار می‌تواند کمتر از 18 اینچ (457 میلی‌متر) باشد در صورتی که توسط استاندارد نصب مجاز شناخته شده باشد.
5.2.1.3* انباری که نزدیک‌تر از حد مجاز به دستگاه معیوب اسپرینکلر قرار دارد طبق قوانین فاصله از انبار استاندارد نصب، که در 5.2.1.2.1 تا 5.2.1.2.4 توضیح داده شده است، باید اصلاح شود.
5.2.1.4 تأمین اسپرینکلرهای یدکی باید سالانه برای موارد زیر بازرسی شود:
(1) تعداد و نوع صحیح اسپرینکلرها طبق الزامات 5.4.1.5
(2) آچار اسپرینکلر برای هر نوع اسپرینکلر طبق الزامات 5.4.1.5.5
(3) فهرست اسپرینکلرهای یدکی طبق الزامات 5.4.1.5.6
5.2.2* لوله و اتصالات. لوله‌ها و اتصالات اسپرینکلر باید سالانه از سطح زمین بازرسی شوند.
5.2.2.1* لوله‌ها و اتصالات باید از هرگونه آسیب مکانیکی، نشتی و خوردگی پاک باشند.
5.2.2.2 لوله‌های اسپرینکلر نباید تحت بارهای خارجی توسط مواد قرار گیرند که روی لوله استراحت کنند یا از لوله آویزان شوند.
5.2.2.3* لوله‌ها و اتصالات نصب‌شده در فضاهای پنهان مانند بالای سقف‌های معلق نیازی به بازرسی ندارند.
5.2.2.4 لوله‌ها و اتصالات نصب‌شده در مناطقی که به دلیل عملیات‌های فرآیندی به دلایل ایمنی غیرقابل دسترسی هستند باید در هر زمان تعطیلی برنامه‌ریزی‌شده بازرسی شوند.
5.2.3* آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌ها. آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌های لوله‌های اسپرینکلر باید سالانه از سطح زمین بازرسی شوند.
5.2.3.1 آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌ها نباید آسیب دیده، شل یا جدا شده باشند.
5.2.3.2 آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌هایی که آسیب دیده، شل یا جدا شده‌اند باید تعویض یا دوباره محکم شوند.
5.2.3.3* آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌های نصب‌شده در فضاهای پنهان مانند بالای سقف‌های معلق نیازی به بازرسی ندارند.
5.2.3.4 آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌های نصب‌شده در مناطقی که به دلیل عملیات‌های فرآیندی به دلایل ایمنی غیرقابل دسترسی هستند باید در هر زمان تعطیلی برنامه‌ریزی‌شده بازرسی شوند.
5.2.4 دستگاه‌های راه‌اندازی هشدار آب و سیگنال نظارت. دستگاه‌های راه‌اندازی هشدار آب و سیگنال نظارت باید هر سه ماه یکبار بازرسی شوند تا اطمینان حاصل شود که از آسیب فیزیکی آزاد هستند.
5.2.5* تابلو اطلاعات طراحی هیدرولیکی. تابلو اطلاعات طراحی هیدرولیکی باید سالانه بازرسی شود تا اطمینان حاصل شود که موجود است، به‌طور محکم به لوله‌کش نصب شده و قابل خواندن است.
5.2.5.1 تابلو اطلاعات طراحی هیدرولیکی که مفقود یا غیرقابل خواندن باشد باید تعویض شود.
5.2.5.2 سیستم جدول لوله‌ای باید تابلو اطلاعات طراحی هیدرولیکی داشته باشد که روی آن نوشته شده باشد “سیستم جدول لوله‌ای.”
5.2.6 ردیابی حرارتی. ردیابی حرارتی باید طبق الزامات سازنده بازرسی و نگهداری شود.

5.2.7 تابلو اطلاعات. تابلو اطلاعات مورد نیاز در 4.1.9 باید سالانه بازرسی شود تا اطمینان حاصل شود که موجود است، به‌طور محکم متصل شده و قابل خواندن است.
5.2.8* تابلو اطلاعات عمومی. تابلو اطلاعات عمومی مورد نیاز در NFPA 13 باید سالانه بازرسی شود تا اطمینان حاصل شود که موجود است، به‌طور محکم متصل شده و قابل خواندن است.
5.2.9 تابلو اطلاعات ضدیخ. تابلو اطلاعات ضدیخ مورد نیاز در 4.1.10 باید سالانه بازرسی شود تا اطمینان حاصل شود که موجود است، به‌طور محکم متصل شده و قابل خواندن است.
5.3 آزمایش.
5.3.1* اسپرینکلرها.
5.3.1.1* در جایی که طبق این بخش نیاز باشد، نمونه اسپرینکلرها باید به یک آزمایشگاه معتبر که توسط مقام مسئول تایید شده است برای آزمایش میدانی ارسال شوند.
5.3.1.1.1 هرگاه اسپرینکلرها به مدت 50 سال نصب شده باشند، باید تعویض شوند یا نمونه‌های نمایندگی از یک یا چند ناحیه نمونه باید آزمایش شوند.
5.3.1.1.1.1 روش‌های آزمایش باید در فواصل 10 ساله تکرار شوند.
5.3.1.1.1.2 اسپرینکلرهایی که پیش از سال 1920 ساخته شده‌اند باید تعویض شوند.
5.3.1.1.1.3* اسپرینکلرهایی که با استفاده از عناصر واکنش سریع ساخته شده‌اند و به مدت 20 سال نصب شده‌اند باید تعویض شوند یا نمونه‌های نمایندگی آزمایش شوند و سپس در فواصل 10 ساله دوباره آزمایش شوند.
5.3.1.1.1.4* نمونه‌های نمایندگی از اسپرینکلرهای نوع لحیم با کلاس دمایی فوق‌العاده بالا [325°F (163°C)] یا بیشتر که در شرایط دمای محیطی حداکثر مجاز نیمه‌پی‌در‌پی تا پیوسته قرار دارند باید در فواصل 5 ساله آزمایش شوند.
5.3.1.1.1.5 هرگاه اسپرینکلرها به مدت 75 سال نصب شده باشند، باید تعویض شوند یا نمونه‌های نمایندگی از یک یا چند ناحیه نمونه باید به یک آزمایشگاه معتبر که توسط مقام مسئول تایید شده است برای آزمایش میدانی ارسال شوند و آزمایش‌ها در فواصل 5 ساله تکرار شوند.
5.3.1.1.1.6* اسپرینکلرهای خشک که به مدت 15 سال نصب شده‌اند باید تعویض شوند یا نمونه‌های نمایندگی آزمایش شوند و سپس در فواصل 10 ساله دوباره آزمایش شوند.
5.3.1.1.2* اسپرینکلرهایی که در محیط‌های سخت قرار دارند، از جمله جو‌های خورنده، باید یکی از موارد زیر باشند:
(1) تعویض شوند
(2) آزمایش شوند از طریق نمونه‌های نمایندگی اسپرینکلر در فواصل 5 ساله
5.3.1.1.3 اسپرینکلرهای مقاوم در برابر خوردگی فهرست‌شده که در محیط‌های سخت نصب شده‌اند باید مجاز باشند که در فواصل 10 ساله آزمایش شوند.
5.3.1.1.4 در جایی که داده‌های تاریخی نشان دهند، فواصل طولانی‌تری بین آزمایش‌ها مجاز خواهد بود.
5.3.1.2* نمونه نمایندگی از اسپرینکلرها برای آزمایش طبق 5.3.1.1 باید حداقل از چهار اسپرینکلر یا 1 درصد از تعداد اسپرینکلرها در هر نمونه فردی اسپرینکلر، هرکدام که بیشتر است، تشکیل شده باشد.

5.3.1.3 هرگاه یکی از اسپرینکلرها در یک نمونه نمایندگی نتواند شرایط آزمایش را برآورده کند، تمام اسپرینکلرهای موجود در ناحیه‌ای که توسط آن نمونه نمایندگی می‌شود باید تعویض شوند.
5.3.1.3.1 به تولیدکنندگان مجاز است که تغییراتی در اسپرینکلرهای خود در میدان با استفاده از دستگاه‌های فهرست‌شده انجام دهند که عملکرد اصلی را مطابق با لیست بازمی‌گرداند، در صورتی که برای مقام مسئول قابل قبول باشد.
5.3.2 اسپرینکلرهای برقی.
5.3.2.1 اسپرینکلرهای برقی باید طبق الزامات سازنده آزمایش شوند.
5.3.2.2 آزمایش فعال‌سازی الکترونیکی و نظارت باید مطابق با الزامات سازنده و NFPA 72 یا کد هشدار آتش محلی باشد.
5.3.3 دستگاه‌های هشدار آب.
5.3.3.1 دستگاه‌های هشدار آب مکانیکی، از جمله اما نه محدود به زنگ‌های موتور آب، باید هر سه ماه یکبار آزمایش شوند.
5.3.3.2* دستگاه‌های هشدار آب نوع وانی و نوع سوئیچ فشار باید هر شش ماه یکبار آزمایش شوند.
5.3.3.3 آزمایش دستگاه‌های هشدار آب نوع سوئیچ فشار در سیستم‌های لوله‌های تر باید از طریق باز کردن اتصال آزمایش بازرسان انجام شود.
5.3.3.3.1 در صورتی که شرایط یخبندان یا سایر شرایط استفاده از اتصال آزمایش بازرسان را منع کند، استفاده از اتصال بای‌پس مجاز خواهد بود.
5.3.3.4 به جز در موارد مجاز در 5.3.3.4.1، آزمایش دستگاه‌های هشدار آب نوع وانی در سیستم‌های لوله‌های تر باید از طریق جریان آبی معادل جریان خارج از کوچکترین اسپرینکلر با عامل k (یا کوچک‌تر) از سوئیچ جریان انجام شود.
5.3.3.4.1 یک دستگاه هشدار آب نوع وانی که با ویژگی تست خودکار یکپارچه فهرست‌شده باشد و قادر به تأیید وجود آب در محل دستگاه هشدار آب و عملکرد دستگاه هشدار آب و زنگ باشد، مجاز است که استفاده شود.
5.3.3.4.2 دستگاه‌های هشدار آب نوع وانی که هر شش ماه یکبار با استفاده از آب گردش‌دهی یا طبق توضیحات 5.3.3.4.1 آزمایش می‌شوند، باید با باز کردن اتصال آزمایش بازرسان در حداقل یک بار هر 3 سال آزمایش شوند.
5.3.3.5 پمپ‌های آتش‌نشانی نباید در طول آزمایش از سرویس خارج شوند، مگر اینکه دائماً توسط پرسنل واجد شرایط نظارت شوند یا تمام روش‌های اصلاحات در فصل 15 دنبال شوند.
5.3.4* سیستم‌های ضدیخ. سالانه، قبل از آغاز شرایط یخبندان، محلول ضدیخ باید با استفاده از روش زیر آزمایش شود:
(1) با استفاده از تابلو اطلاعات ضدیخ مورد نیاز در 4.1.10، سوابق نصب، سوابق نگهداری، اطلاعات مالک، آزمایش‌های شیمیایی، یا سایر منابع معتبر اطلاعات، نوع ضدیخ در سیستم باید تعیین شود و در صورت لزوم یکی از موارد (الف) یا (ب) انجام شود:
(الف) اگر مشخص شود که ضدیخ از نوعی است که دیگر مجاز نیست، سیستم باید کاملاً تخلیه شود و ضدیخ با محلول قابل قبول جایگزین شود.

(ب) اگر نوع ضدیخ نتواند به‌طور قابل اعتمادی تعیین شود، سیستم باید کاملاً تخلیه شده و ضدیخ با محلول قابل قبول طبق 5.3.4.4 جایگزین شود.
(2) اگر ضدیخ طبق 5.3.4(1)(الف) و 5.3.4(1)(ب) تعویض نشود، نمونه‌های آزمایش باید از بالای هر سیستم و از پایین هر سیستم به شرح زیر گرفته شوند:
(الف) اگر دورترین بخش سیستم نزدیک به بالای سیستم یا پایین سیستم نباشد، یک نمونه اضافی باید از دورترین بخش گرفته شود.
(ب) اگر اتصال به لوله‌های تأمین آب نزدیک به بالای سیستم یا پایین سیستم نباشد، یک نمونه اضافی باید از اتصال به لوله‌های تأمین آب گرفته شود.
(3) گرانروی خاص هر محلول باید با استفاده از هیدرومتر با مقیاس مناسب یا رفراکتومتر با مقیاس کالیبره‌شده برای محلول ضدیخ بررسی شود.
(4) اگر هر یک از نمونه‌ها غلظتی بیش از مقدار مجاز در 5.3.4.4 نشان دهد، سیستم باید تخلیه شده و دوباره با محلول جدید قابل قبول پر شود.
(5) اگر غلظتی بیشتر از آنچه که در حال حاضر طبق 5.3.4.4 مجاز است برای جلوگیری از یخ‌زدگی مایع ضروری بوده باشد، روش‌های جایگزین برای جلوگیری از یخ‌زدگی لوله باید استفاده شود.
5.3.4.1 محلول ضدیخ باید در دورترین نقطه خود و جایی که با سیستم لوله‌های تر ارتباط دارد آزمایش شود.
5.3.4.2 در جایی که ظرفیت سیستم‌های ضدیخ بیشتر از 150 گالن (568 لیتر) باشد، آزمایش‌ها باید در یک نقطه اضافی برای هر 100 گالن (379 لیتر) انجام شود.
5.3.4.2.1 اگر نتایج نشان‌دهنده نقطه انجماد اشتباه در هر نقطه از سیستم باشد، سیستم باید تخلیه شده و دوباره با ضدیخ جدید مخلوط‌شده پر شود.
5.3.4.2.2 برای محلول‌های مخلوط‌شده، دستورالعمل‌های سازنده باید برای تعداد نقاط آزمایش و فرآیند پرکردن مجدد مجاز باشد.
5.3.4.3 استفاده از محلول‌های ضدیخ باید مطابق با مقررات بهداشتی ایالتی و محلی باشد.
5.3.4.3.1* لوله‌ها و اتصالات اسپرینکلر CPVC فهرست‌شده باید فقط با گلیسرین از یخ‌زدگی محافظت شوند.
5.3.4.3.1.1 استفاده از دی‌اتیلن، اتیلن یا پروپیلن گلیکول‌ها به‌طور خاص ممنوع است.
5.3.4.4 به جز در موارد مجاز در 5.3.4.4.1 و 5.3.4.4.3، تمامی سیستم‌های ضدیخ باید از محلول‌های ضدیخ فهرست‌شده استفاده کنند.
5.3.4.4.1* برای سیستم‌های نصب‌شده قبل از 30 سپتامبر 2012، محلول‌های ضدیخ فهرست‌شده تا 30 سپتامبر 2022 مورد نیاز نخواهند بود، مشروط بر اینکه یکی از شرایط زیر برقرار باشد:
(1) * غلظت محلول ضدیخ باید محدود به 30 درصد پروپیلن گلیکول به‌صورت حجمی یا 38 درصد گلیسرین به‌صورت حجمی باشد.
(2) * سیستم‌های ضدیخ با غلظت‌های بیش از 30 درصد اما نه بیشتر از 40 درصد پروپیلن گلیکول به‌صورت حجمی و 38 درصد اما نه بیشتر از 50 درصد گلیسرین به‌صورت حجمی مجاز خواهند بود، بر اساس ارزیابی ریسک قطعی تایید‌شده که توسط یک شخص واجد شرایط تایید‌شده توسط مقام مسئول تهیه شده است.

5.3.4.4.2 محلول‌های جدیدی که معرفی می‌شوند باید محلول‌های ضدیخ از نوع مخلوط‌شده در کارخانه (شیمیایی خالص یا 96.5 درصد مطابق با داروشناسی ایالات متحده) باشند.
5.3.4.4.3 محلول‌های ضدیخ مخلوط‌شده از پروپیلن گلیکول که غلظتی بیش از 30 درصد به‌صورت حجمی دارند، برای استفاده با اسپرینکلرهای ESFR مجاز هستند، مشروط بر اینکه اسپرینکلرهای ESFR برای چنین استفاده‌ای در یک کاربرد خاص فهرست‌شده باشند.
5.4 نگهداری.
5.4.1 اسپرینکلرها.
5.4.1.1 در صورتی که یک اسپرینکلر به هر دلیلی برداشته شود، نباید دوباره نصب شود.
5.4.1.2* اسپرینکلرهای تعویضی باید ویژگی‌های مناسب برای کاربرد مورد نظر را داشته باشند که شامل موارد زیر است:
(1) نوع
(2) اندازه سوراخ و ضریب K
(3) درجه حرارت
(4) پوشش، در صورت وجود
(5) نوع دفییکتور (مثلاً ایستاده، آویز، دیواری)
(6) الزامات طراحی
5.4.1.2.1* اسپرینکلرهای پاششی مجاز هستند تا اسپرینکلرهای قدیمی را تعویض کنند.
5.4.1.2.2* در صورتی که اسپرینکلرهای مسکونی که قبل از سال 2003 تولید شده و دیگر از سوی سازنده در دسترس نیستند، و طراحی چگالی آنها کمتر از 0.05 گالن در دقیقه در هر فوت مربع (204 میلی‌متر در دقیقه) باشد، می‌توان از اسپرینکلر مسکونی با ضریب K معادل (± 5 درصد) استفاده کرد، مشروط بر اینکه ناحیه پوششفعلی برای اسپرینکلر تعویضی تجاوز نشود.
5.4.1.2.3 اسپرینکلرهای تعویضی برای اسکله‌ها و دکل‌ها باید با استاندارد NFPA 307 مطابقت داشته باشند.
5.4.1.3 فقط از اسپرینکلرهای جدید و فهرست‌شده برای تعویض اسپرینکلرهای موجود استفاده شود.
5.4.1.4* اسپرینکلرهای ویژه و سریع‌العمل تعریف‌شده توسط NFPA 13 باید با اسپرینکلرهایی با همان اندازه سوراخ، دامنه دما، ویژگی‌های واکنش حرارتی و ضریبK تعویض شوند.
5.4.1.5* حداقل شش اسپرینکلر یدکی باید در محل نگهداری شود تا هر اسپرینکلری که عمل کرده یا به‌گونه‌ای آسیب دیده باشد، به‌سرعت تعویض شود.
5.4.1.5.1 اسپرینکلرها باید با انواع و درجه حرارت‌های اسپرینکلرهای موجود در ملک همخوانی داشته باشند.
5.4.1.5.2 موجودی اسپرینکلرهای یدکی باید در کابینتی نگهداری شود که دمای آن در هیچ زمانی از حداکثر دمای سقف‌های مشخص‌شده در جدول 5.4.1.5.2 برای هر یک از اسپرینکلرهای داخل کابینت تجاوز نکند.
5.4.1.5.3 در صورتی که اسپرینکلرهای خشک با طول‌های مختلف نصب شده باشند، نیازی به نگهداری اسپرینکلرهای خشک یدکی نیست، مشروط بر اینکه راهی برای بازگشت سیستم به حالت عملیاتی فراهم شود.

5.4.1.5.4 موجودی اسپرینکلرهای یدکی باید شامل تمام انواع و درجه‌های اسپرینکلر نصب‌شده باشد و به شرح زیر باشد:
(1) برای تاسیسات محافظت‌شده با کمتر از 300 اسپرینکلر — حداقل 6 اسپرینکلر
(2) برای تاسیسات محافظت‌شده با 300 تا 1000 اسپرینکلر — حداقل 12 اسپرینکلر
(3) برای تاسیسات محافظت‌شده با بیش از 1000 اسپرینکلر — حداقل 24 اسپرینکلر
5.4.1.5.5* یک آچار اسپرینکلر مطابق با مشخصات سازنده اسپرینکلر باید برای هر نوع اسپرینکلر نصب‌شده در کابینت قرار داده شود تا برای برداشتن و نصب اسپرینکلرها در سیستم استفاده شود.
5.4.1.5.6 فهرستی از اسپرینکلرهای نصب‌شده در ملک باید در کابینت اسپرینکلر نصب شود.
5.4.1.5.6.1* این فهرست باید شامل موارد زیر باشد:
(1) شماره شناسایی اسپرینکلر (SIN) در صورت وجود؛ یا سازنده، مدل، سوراخ، نوع دفییکتور، حساسیت حرارتی و درجه فشار
(2) شرح کلی
(3) تعداد هر نوع که باید در کابینت نگهداری شود
(4) تاریخ انتشار یا اصلاح فهرست
5.4.1.6* اسپرینکلرها نباید به هیچ‌وجه تغییر داده شوند یا هیچ‌گونه زینت، رنگ یا پوشش پس از ارسال از کارخانه تولید اعمال شود.
5.4.1.7 اسپرینکلرها و نازل‌های اسپری خودکار مورد استفاده برای حفاظت از تجهیزات آشپزی تجاری و سیستم‌های تهویه باید سالانه تعویض شوند.
5.4.1.7.1 در صورتی که اسپرینکلرهای نوع لامپ خودکار یا نازل‌های اسپری استفاده شوند و در بررسی سالانه هیچ تجمع چربی یا مواد دیگر روی اسپرینکلرها یا نازل‌ها مشاهده نشود، این اسپرینکلرها و نازل‌ها نیازی به تعویض نخواهند داشت.
N 5.4.1.8 اسپرینکلرهای الکتریکی باید مطابق با الزامات سازنده نگهداری شوند.
5.4.1.9 پوشش‌های حفاظتی.
5.4.1.9.1* اسپرینکلرهایی که مناطق اسپری و اتاق‌های میکس را در نواحی کاربرد رزین محافظت می‌کنند و با پوشش‌های حفاظتی نصب شده‌اند، باید همچنان از باقی‌مانده‌های پاشش محافظت شوند تا در صورت بروز آتش‌سوزی، به درستی عمل کنند.

5.4.1.9.2 اسپرینکلرهایی که همانطور که در 5.4.1.9.1 توضیح داده شده نصب شده‌اند، باید با کیسه‌های سلوفانی با ضخامت 0.003 اینچ (0.076 میلی‌متر) یا کمتر یا کیسه‌های کاغذی نازک محافظت شوند.
5.4.1.9.3 پوشش‌ها باید به صورت دوره‌ای تعویض شوند تا از تجمع رسوبات سنگین جلوگیری شود.
5.4.2* سیستم‌های لوله خشک. سیستم‌های لوله خشک باید در تمام اوقات خشک نگه داشته شوند.
5.4.2.1 در طول هوای غیر یخ‌زدگی، سیستم لوله خشک می‌تواند مرطوب بماند، در صورتی که تنها گزینه دیگر خارج کردن سیستم از سرویس باشد تا زمانی که قطعات مورد نیاز یا در حین فعالیت‌های تعمیراتی برسد.
5.4.2.2 فضاهای یخچالی یا سایر نواحی داخل ساختمان که دما در آن‌ها در 40°F (4°C) یا کمتر نگه داشته می‌شود، نباید اجازه داده شود که مرطوب بمانند.
5.4.2.3 خشک‌کن‌های هوا باید مطابق با دستورالعمل‌های سازنده نگهداری شوند.
5.4.2.4 کمپرسورهایی که در ارتباط با سیستم‌های آبیاری لوله خشک استفاده می‌شوند، باید با توجه به دستورالعمل‌های سازنده و همچنین فصل 13 بازرسی، تست و نگهداری شوند.
5.4.3* سیستم‌های دریایی. سیستم‌های آبیاری که معمولاً با استفاده از آب شیرین به عنوان منبع نگهداری می‌شوند، باید پس از ورود آب خام به سیستم، تخلیه و دوباره با آب شیرین پر شوند، سپس دوباره تخلیه و با آب شیرین پر شوند.
5.5 الزامات عملکرد اجزا.
5.5.1 هرگاه یک جزء از سیستم آبیاری تنظیم، تعمیر، بازسازی یا تعویض شود، اقدامات لازم طبق جدول 5.5.1 باید انجام شود.
5.5.2 در صورتی که استاندارد نصب اصلی با استاندارد ذکر شده متفاوت باشد، استفاده از استاندارد نصب مناسب مجاز است.
5.5.3 این اقدامات نیازی به بررسی طراحی ندارند که خارج از محدوده این استاندارد است.

مکان نصب دتکتور گاز بسته به ویژگی‌های خاص گاز مورد پایش متفاوت است. توضیحات زیر برای هر نوع دتکتور، با در نظر گرفتن این ویژگی‌ها، راهنمایی ارائه می‌دهد.

گاز طبیعی / متان (CH₄) و هیدروژن (H₂)
دتکتورهای گاز طبیعی (متان، CH₄) و هیدروژن (H₂) باید در ارتفاع بالا، تقریباً ۱۵۰ میلی‌متر از سقف نصب شوند. باید از گوشه‌ها و نقاطی که ممکن است هوای ساکن داشته باشند، اجتناب شود.

نکات کلیدی:

• ارتفاع نصب: دتکتور گاز طبیعی نباید پایین‌تر از ارتفاع بالای در نصب شود. چون گاز طبیعی کمی از هوا سبک‌تر است، به سمت بالا حرکت کرده و از سقف به پایین پخش می‌شود. در نتیجه، ممکن است از قسمت بالای در به اتاق‌های مجاور نشت کند.
• زمان پاسخ: اگر دتکتورها پایین‌تر از این ارتفاع نصب شوند، زمان بیشتری طول می‌کشد تا گاز به دتکتور برسد که می‌تواند زمان واکنش در صورت نشت گاز را به تأخیر بیندازد. جانمایی صحیح باعث می‌شود دتکتور سریع‌تر غلظت گاز در حال افزایش را شناسایی کند.
• نکات نصب: دتکتورها باید دور از سامانه‌های تهویه و موانعی که ممکن است جریان گاز را مختل کنند، نصب شوند. نگهداری و آزمون منظم دتکتورها نیز برای اطمینان از عملکرد مناسب توصیه می‌شود.

ال‌پی‌جی / پروپان (C₃H₈)
دتکتورهای LPG (پروپان، C₃H₈) باید به دلیل سنگینی بیشتر نسبت به هوا، در ارتفاع پایین نصب شوند. دتکتورها باید حدود ۱۵۰ میلی‌متر (با حداکثر ارتفاع ۴۰۰ میلی‌متر) از کف زمین فاصله داشته باشند.

نکات کلیدی:

• ارتفاع نصب: به دلیل چگالی بیشتر، LPG تمایل دارد در نزدیکی زمین تجمع یابد. جانمایی در ارتفاع مناسب باعث می‌شود دتکتور سریعاً نشت احتمالی گاز را شناسایی کند.
• عوامل محیطی: در هنگام تعیین ارتفاع نصب، باید شرایط مرطوب مانند زمین خیس شده توسط طی‌کشی یا ریختگی‌ها در نظر گرفته شود. در این موارد، دتکتورها باید بالاتر از ارتفاع تجمع احتمالی آب نصب شوند تا از هشدارهای کاذب جلوگیری شود.
• نکات نصب: دتکتورها نباید در مجاورت جریان‌های قوی هوا مانند درها، پنجره‌ها یا سامانه‌های تهویه نصب شوند. آزمون و نگهداری منظم برای اطمینان از عملکرد بهینه ضروری است.

منوکسید کربن (CO)، دی‌اکسید کربن (CO₂)

منوکسید کربن (CO):
چون وزن منوکسید کربن تقریباً با هوا برابر است، دتکتورها باید در ارتفاع بین ۱.۶ تا ۱.۸ متر از سطح زمین نصب شوند، ترجیحاً در ناحیه تنفسی.

• ارتفاع نصب: این ارتفاع امکان شناسایی مؤثر CO در جایی که افراد تنفس می‌کنند را فراهم می‌کند.

• نکات نصب: از نصب دتکتورها در نزدیکی سامانه‌های تهویه یا مناطق دارای جریان هوا اجتناب شود، چون ممکن است غلظت گاز را رقیق کرده و قرائت‌ها را نادقیق کند.

دی‌اکسید کربن (CO₂):

• دتکتورهای کلاس درس: بر اساس راهنمای IGEM/UP11، دتکتورها باید در ارتفاع سر نشسته نصب شوند. اما تجربه میدانی نشان می‌دهد که این موقعیت ممکن است باعث قرائت‌های نادرست ناشی از بازدم مستقیم شود.
• یک گزینه: برای کاهش احتمال هشدارهای کاذب، پیروی از روش نصب دتکتورهای CO₂ مشابه آشپزخانه‌های صنعتی، یعنی بالاتر از سر ایستاده، توصیه می‌شود.
• دتکتورهای آشپزخانه صنعتی: باید غلظت کلی CO₂ در مناطق کاری کارکنان را پایش کنند.
• ارتفاع و موقعیت: دتکتورها باید بین ۱ تا ۳ متر از خط پخت، بالاتر از سر ایستاده نصب شوند. نباید نزدیک لبه هود یا در مسیر مستقیم جریان تهویه نصب شوند.
• دتکتورهای آزمایشگاهی (CO₂ لوله‌کشی یا کپسولی): باید در نزدیک‌ترین نقاط نشت احتمالی مانند شیرهای گاز، رگولاتورها و محل ذخیره کپسول نصب شوند.
• ارتفاع نصب: چون CO₂ سنگین‌تر از هوا است، دتکتورها باید در ارتفاع پایین نصب شوند.
• نکات کلیدی: بازرسی و آزمون منظم این دتکتورها برای حفظ ایمنی و پایش مؤثر نشت‌ها حیاتی است.

کاهش اکسیژن (O₂):
پایش کاهش اکسیژن یک اقدام ایمنی حیاتی برای شناسایی حضور گازهای خنثی یا نجیب است که می‌توانند جای اکسیژن را بگیرند و منجر به خفگی شوند. گازهایی مانند نیتروژن (N₂) و آرگون (Ar) در محیط‌های آزمایشگاهی رایج هستند.

نیتروژن (N₂):
نیتروژن یک گاز بی‌اثر، بی‌رنگ و بی‌بو است که کمی از هوا سبک‌تر بوده و به عنوان یک گاز خفه‌کننده عمل می‌کند. نیتروژن به‌طور گسترده در آزمایشگاه‌ها به عنوان گاز حامل استفاده می‌شود و از طریق کپسول‌های قابل حمل یا لوله‌کشی تأمین می‌شود.

آرگون (Ar):
آرگون گازی بی‌اثر، بی‌رنگ، بی‌بو و بدون طعم است. غیرسمی بوده و از احتراق پشتیبانی نمی‌کند. حدود ۰.۹۳٪ از جو زمین را تشکیل می‌دهد و در کاربردهایی نیازمند اتمسفر بی‌اثر استفاده می‌شود.

• فرآیندهای صنعتی: در جوشکاری و فلزکاری برای جلوگیری از اکسیداسیون و واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود.
• نگهداری مواد غذایی: برای حذف اکسیژن در بسته‌بندی و افزایش ماندگاری کاربرد دارد.
• روشنایی: در لامپ‌های فلورسنت و رشته‌ای برای جلوگیری از اکسیداسیون رشته استفاده می‌شود.

خطر خفگی: مشابه نیتروژن، آرگون با جایگزینی اکسیژن باعث کاهش سطح اکسیژن قابل تنفس می‌شود و در غلظت‌های بالا بسیار خطرناک است.

نصب دتکتور:

• نیاز به پایش: چون آرگون سنگین‌تر از هوا است، دتکتورهای پایش کاهش اکسیژن باید در ارتفاع پایین نصب شوند.
• زمان پاسخ: نصب صحیح برای هشدار زودهنگام در صورت نشت ضروری است. اگر دتکتورها خیلی بالا نصب شوند، ممکن است افراد فرصت کافی برای واکنش نداشته باشند.
• تهویه: تهویه مناسب در محیط‌هایی که از آرگون استفاده می‌شود برای کاهش خطرات حیاتی است.

• غنی‌سازی اکسیژن (O₂)
  غنی‌سازی اکسیژن به افزایش سطح اکسیژن فراتر از غلظت معمول جو، که حدود ۲۱ درصد است، اطلاق می‌شود. این پدیده می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر پویایی آتش و ایمنی کلی در محیط‌های مختلف داشته باشد.
• نکات کلیدی:
  ■ خطر آتش‌سوزی: افزایش سطح اکسیژن می‌تواند فرآیند احتراق را تسریع کند و منجر به افزایش خطر آتش‌سوزی شود. موادی که در شرایط عادی ایمن یا غیرقابل اشتعال در نظر گرفته می‌شوند، ممکن است در جوهای غنی از اکسیژن بسیار قابل اشتعال شوند.
  ■ اهمیت شناسایی: شناسایی نشتی اکسیژن برای پیشگیری از خطرات احتمالی آتش‌سوزی ضروری است. پایش منظم سطح اکسیژن در محیط‌هایی که احتمال غنی‌سازی اکسیژن وجود دارد، مانند آزمایشگاه‌ها، مراکز درمانی و کاربردهای صنعتی که از اکسیژن خالص یا با غلظت بالا استفاده می‌کنند، ضروری است.
• راهبردهای تشخیص:
  ■ نصب دتکتور اکسیژن: دتکتورهای اکسیژن باید به‌صورت راهبردی در محل‌هایی که احتمال غنی‌سازی اکسیژن وجود دارد نصب شوند؛ مانند نزدیک مخازن ذخیره‌سازی اکسیژن، سامانه‌های لوله‌کشی یا تجهیزاتی که از اکسیژن خالص استفاده می‌کنند.
  ■ اقدامات تهویه: تأمین تهویه مناسب در نواحی با پتانسیل غنی‌سازی اکسیژن می‌تواند خطر آتش‌سوزی را کاهش دهد. جریان مناسب هوا می‌تواند غلظت اضافی اکسیژن را رقیق کرده و احتمال وقوع آتش‌سوزی را کاهش دهد.
• غنی‌سازی اکسیژن خطرات قابل‌توجهی ایجاد می‌کند که باید از طریق پایش مستمر، نصب راهبردی دتکتورها و اجرای پروتکل‌های اضطراری مناسب، مدیریت شوند. با مدیریت فعالانه سطح اکسیژن، سازمان‌ها می‌توانند احتمال وقوع حوادث ناشی از آتش‌سوزی را به‌طور چشمگیری کاهش دهند.

 

• پوشش منطقه‌ای: ملاحظات
  تعداد دتکتورهای گاز موردنیاز در یک منطقه مشخص، به چند عامل کلیدی بستگی دارد که شامل موارد زیر است:
• ۱. ابعاد منطقه مورد پوشش:
  ابعاد کلی فضا تعیین می‌کند که برای پوشش کافی و تشخیص به‌موقع نشت گاز به چند دتکتور نیاز است.
• ۲. ارتفاع اتاق:
  ارتفاع اتاق می‌تواند بر پراکندگی گاز تأثیر بگذارد. دتکتورها باید در ارتفاع مناسب بسته به نوع گاز پایش‌شده نصب شوند (برای گازهای سنگین مانند LPG در ارتفاع پایین و برای گازهای سبک مانند متان در ارتفاع بالا).
• ۳. تجهیزات نصب‌شده:
  وجود و نوع تجهیزات موجود در منطقه، مانند دیگ‌های گازی، اجاق‌ها یا آب‌گرم‌کن‌ها، می‌توانند ریسک‌های خاصی ایجاد کنند و نیاز به دتکتورهای اضافی داشته باشند.
• ۴. میزان لوله‌کشی:
  پیچیدگی و گستردگی لوله‌کشی گاز در منطقه می‌تواند احتمال نشتی را افزایش دهد. در نزدیکی اتصالات حیاتی یا مسیرهای طولانی لوله، ممکن است به دتکتورهای بیشتری نیاز باشد.
• ۵. نوع گاز هدف و کاربری فضا:
  هر گاز ویژگی‌ها و رفتار خاصی دارد. درک نوع گاز هدف، چگالی آن و رفتار آن در محیط برای تعیین محل نصب دتکتور ضروری است. همچنین، نوع کاربری فضا (مثلاً فضای آموزشی در برابر آشپزخانه تجاری) الزامات پایش متفاوتی را ایجاب می‌کند.

 

• راهنمایی درباره پوشش دتکتورها:
• ■ برد پوشش معمول:
  برای دتکتورهای گاز طبیعی، برد پوشش معمول ممکن است تا شعاع ۵ متر در صورت نصب روی دیوار باشد. برای دتکتورهای مونوکسید کربن، این برد می‌تواند تا ۱۰ متر افزایش یابد.
• ■ پایش دی‌اکسید کربن:
  در محیط‌های آموزشی و آشپزخانه‌های تجاری، دتکتورهای CO₂ باید به‌گونه‌ای راهبردی نصب شوند که شرایط محیطی نماینده را، به‌ویژه در ناحیه تنفسی، پایش کنند.
• ■ نوع پوشش:
  باید نوع پوشش موردنیاز نیز بررسی شود. این شامل ارزیابی این است که آیا پایش پیوسته (“پوشش گسترده”) لازم است یا بررسی نقطه‌ای (“پوشش هدفمند”) کافی است، بسته به خطرات خاص موجود در منطقه.

 

• پوشش مؤثر منطقه‌ای برای تضمین ایمنی و قابلیت اطمینان سامانه دتکتور گاز ضروری است. با ارزیابی دقیق عوامل فوق، سازمان‌ها می‌توانند راهبردهای پایش گاز خود را بهینه کرده و از خطرات ناشی از نشت گاز و پیامدهای آن جلوگیری کنند.
• پوشش گسترده (Blanket Coverage)
• پوشش گسترده به استقرار راهبردی چندین دتکتور گاز به‌صورت یکنواخت در سراسر یک ناحیه مشخص، مانند یک اتاق تجهیزات صنعتی، برای اطمینان از پایش کامل و ایمنی اطلاق می‌شود.
• 🔹 نکات کلیدی در مورد پوشش گسترده:
  توزیع یکنواخت:
  دتکتورها باید به‌صورت یکنواخت در سراسر فضا توزیع شوند تا از ایجاد هرگونه خلأ در پوشش جلوگیری شود. این امر تضمین می‌کند که هرگونه نشت گاز بدون توجه به محل وقوع آن، به‌سرعت شناسایی شود.
• هم‌پوشانی در نواحی آشکارسازی:
  چیدمان دتکتورها به‌گونه‌ای که نواحی پوشش آن‌ها کمی هم‌پوشانی داشته باشند مفید است. این افزونگی تضمین می‌کند که در صورت خرابی یا انسداد یک دتکتور، دتکتور دیگری بتواند آن ناحیه را پوشش دهد.
• طرح و چیدمان اتاق:
  چیدمان فیزیکی اتاق، از جمله نحوه قرارگیری تجهیزات، نواحی انبارش، و سامانه‌های تهویه باید در هنگام تعیین محل نصب دتکتورها در نظر گرفته شود. از نصب دتکتور در مکان‌هایی که ممکن است مسدود شده یا تحت تأثیر جریان هوا از فن‌ها یا کانال‌های تهویه قرار گیرند، باید اجتناب شود.
• نوع دتکتورها:
  گازهای مختلف ممکن است به دتکتورهای خاصی نیاز داشته باشند. باید اطمینان حاصل شود که دتکتور متناسب با گاز موجود در فضا و ویژگی‌های آن (مانند سنگین‌تر یا سبک‌تر بودن از هوا) انتخاب شده باشد.
• نگهداری و آزمون منظم:
  سامانه‌ای متشکل از چندین دتکتور نیازمند برنامه‌ نگهداری دقیق برای اطمینان از عملکرد مناسب تمامی واحدهاست. باید آزمون‌ها و کالیبراسیون منظم به‌منظور تضمین دقت و قابلیت اطمینان انجام شود.
• ❗ همچنین، تعداد دتکتورها نیز باید مورد توجه قرار گیرد. خرابی یا برداشتن یک دتکتور برای تعمیرات نباید ایمنی ناحیه تحت پوشش را به خطر اندازد. ممکن است برای پایش پیوسته و جلوگیری از آلارم‌های کاذب، تکرار (یا سه‌برابر کردن) دتکتورها و تجهیزات کنترلی الزامی باشد.
• اجرای رویکرد پوشش گسترده با دتکتورهایی که به‌طور یکنواخت مستقر شده‌اند، راهکاری ایمن و قوی برای پایش نشت گاز در نواحی حیاتی مانند اتاق تجهیزات فراهم می‌آورد. این کار با تضمین پوشش کامل، توان واکنش سازمان را در برابر خطرات احتمالی گاز بهبود می‌بخشد.

 

• پوشش هدفمند (Targeted Coverage)
• پوشش هدفمند شامل نصب راهبردی دتکتورهای گاز در مکان‌های خاصی است که احتمال نشت گاز در آن‌ها بیشتر است. این رویکرد تضمین می‌کند که پایش بر نواحی بحرانی که بیشترین احتمال نشت گاز را دارند متمرکز باشد و از این طریق ایمنی و اثربخشی واکنش را افزایش می‌دهد.
• 🔹 نکات کلیدی در مورد پوشش هدفمند:
• شناسایی نقاط احتمالی نشت:
  یک ارزیابی ریسک جامع باید انجام شود تا نقاط احتمالی نشت در تأسیسات شناسایی شود. نواحی رایج شامل موارد زیر هستند:
  ▪ دیگ‌های بخار: به‌عنوان تجهیزات اصلی مصرف‌کننده گاز، نقاط بحرانی برای نشت محسوب می‌شوند.
  ▪ لوله‌کشی‌ها: هرگونه اتصال، خم، یا اتصال در سامانه‌های لوله‌کشی گاز ممکن است در معرض نشت باشد.
  ▪ شیرها: عملکرد شیرها، به‌ویژه در سامانه‌های پرفشار، می‌تواند منجر به نشت احتمالی شود.
  ▪ دودکش‌ها و خروجی‌ها: در صورت وجود انسداد یا خرابی، گاز ممکن است از این مسیرها نشت کند.
• نزدیکی به منابع گاز:
  دتکتورها باید تا حد امکان نزدیک به نقاط شناسایی‌شده نشت نصب شوند، بدون اینکه دسترسی برای تعمیر یا بهره‌برداری محدود شود. این نوع استقرار امکان شناسایی و واکنش سریع‌تر را فراهم می‌کند.
• نوع دتکتورها:
  باید اطمینان حاصل شود که نوع دتکتور متناسب با گاز خاص مورد پایش انتخاب شود. برای مثال، از دتکتورهای گاز قابل اشتعال در نزدیکی دیگ‌ها و خطوط گاز طبیعی، و از دتکتورهای CO در نزدیکی تجهیزات احتراقی استفاده شود.
• عوامل محیطی:
  شرایط محیطی پیرامون نقاط نشت احتمالی باید در نظر گرفته شود. عواملی مانند جریان هوا، دما و رطوبت می‌توانند بر پراکندگی گاز و اثربخشی دتکتورها تأثیر بگذارند. باید اطمینان حاصل شود که دتکتورها در موقعیتی قرار گیرند که کمترین تداخل از این عوامل را داشته باشند.
• نگهداری و کالیبراسیون منظم:
  دتکتورهایی که در نقاط هدفمند نصب می‌شوند باید در قالب برنامه نگهداری منظم بررسی شوند، شامل آزمون‌های مکرر برای عملکرد و کالیبراسیون مجدد به‌منظور تضمین دقت اندازه‌گیری.
• اجرای پوشش هدفمند با نصب دتکتورها در نقاط بحرانی نشت، توانایی پایش گاز را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. با تمرکز منابع در نواحی پُرخطر، سازمان‌ها می‌توانند واکنشی سریع‌تر نسبت به خطرات احتمالی گاز ارائه دهند و ایمنی کلی را بهبود ببخشند.
• ❗ همچنین می‌توان از ترکیب هر دو تکنیک پایش برای افزایش سطح نظارت استفاده کرد.

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.

 

محاسبه  غلظتی از دی‌اکسید کربن  که بتواند آتش‌سوزی‌های ناشی از مواد قابل‌احتراق واقع در یک فضای بسته را خاموش کند

NFPA12-ANNEX-D

ضمیمه D – سامانه‌های اطفاء حریق به روش غرقاب کامل
این ضمیمه بخشی از الزامات این سند NFPA نیست، بلکه صرفاً برای اهداف اطلاعاتی ارائه شده است.

D.1 نظریه طراحی: از دیدگاه عملکرد، یک سامانه غرقاب کامل به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که غلظتی از دی‌اکسید کربن ایجاد کند که بتواند آتش‌سوزی‌های ناشی از مواد قابل‌احتراق واقع در یک فضای بسته را خاموش کند. این سامانه همچنین باید بتواند غلظت مؤثر را تا زمانی که حداکثر دما به زیر نقطه شعله‌ور شدن مجدد برسد، حفظ کند.

برای بسیاری از مواد، ممکن است نیاز به حفظ غلظت دی‌اکسید کربن برای انجام فرآیند خنک‌سازی باشد. مجاری فلزی انتقال هوا که می‌توانند به‌سرعت و به‌طور قابل‌توجهی گرم شوند، مثالی هستند که در آن حفظ غلظت برای خنک‌سازی می‌تواند ضروری باشد.

غلظت مورد نیاز دی‌اکسید کربن بستگی به نوع ماده قابل‌احتراق دارد. غلظت لازم برای بیشتر آتش‌سوزی‌های سطحی، به‌ویژه آن‌هایی که شامل مایعات و گازها هستند، به‌دقت تعیین شده است. بیشتر این اطلاعات توسط اداره معادن ایالات متحده آمریکا به‌دست آمده است. برای آتش‌سوزی‌های عمیق، غلظت بحرانی مورد نیاز برای اطفاء دقیق مشخص نیست و به‌طور کلی از طریق آزمایش‌های عملی تعیین شده است.

حجم دی‌اکسید کربن مورد نیاز برای رسیدن به یک غلظت مشخص، بیشتر از حجم نهایی باقی‌مانده در فضای بسته خواهد بود. در اغلب موارد، دی‌اکسید کربن باید به‌گونه‌ای اعمال شود که باعث اختلاط تدریجی جو شود. هوای جابجا شده از اتاق سرور، در هنگام تزریق دی‌اکسید کربن، از طریق شکاف‌های کوچک یا دریچه‌های خاص به‌راحتی تخلیه می‌شود. بنابراین مقداری از دی‌اکسید کربن همراه با هوای تخلیه‌شده از دست می‌رود. این میزان از دست رفتن، در غلظت‌های بالا بیشتر می‌شود. این روش کاربرد، غرقاب با جریان آزاد نام دارد.

در شرایط فوق، حجم دی‌اکسید کربن مورد نیاز برای رسیدن به یک غلظت معین در جو، توسط معادلات زیر بیان می‌شود:

جایی که:

e = 2.718 (پایه لگاریتم طبیعی)
X = حجم دی‌اکسید کربن افزوده‌شده به ازای هر واحد حجم فضا

از معادلات قبلی، حجم دی‌اکسید کربن مورد نیاز برای رسیدن به یک غلظت مشخص قابل محاسبه است. این مقدار دی‌اکسید کربن را می‌توان بر حسب فوت مکعب (متر مکعب) فضای محافظت‌شده به ازای هر پوند (کیلوگرم) دی‌اکسید کربن یا پوند (کیلوگرم) دی‌اکسید کربن به ازای هر ۱۰۰ فوت مکعب (۰.۲۸ متر مکعب) بیان کرد. این نتایج محاسبه و برای مراجعه آسان ترسیم شده‌اند.

یکی از این منحنی‌ها در شکل D.1(a) نشان داده شده است. در این منحنی فرض شده که دی‌اکسید کربن به حجمی برابر با ۹فوت مکعب بر پوند (۰.۵۶ متر مکعب بر کیلوگرم) در دمای ۸۶درجه فارنهایت (۳۰ درجه سلسیوس) منبسط می‌شود. منحنی بالایی (جابجایی کامل) و منحنی پایینی (بدون خروجی) حالت‌های نظری افراطی هستند که صرفاً برای مقایسه ترسیم شده‌اند. منحنی میانی (جریان آزاد) که باید از آن استفاده شود، باید با در نظر گرفتن ضرایب ایمنی مناسب، اصلاح گردد.

اطلاعات مشابهی نیز در شکل D.1(b) به صورت نمودار ناموگراف ارائه شده است. ستون A محتوای اکسیژن در مخلوط‌های هوا-دی‌اکسید کربن را نشان می‌دهد؛ ستون B وزن دی‌اکسید کربن در مخلوط‌های هوا-دی‌اکسید کربن را نشان می‌دهد؛ و ستون C حجم فوت مکعب بر پوند دی‌اکسید کربن در این مخلوط‌ها را نشان می‌دهد. در این مورد، فرض شده که دمای نهایی حدود ۵۰ درجه فارنهایت (۱۰ درجه سلسیوس) باشد، که حجمی برابر با ۸.۳۵ فوت مکعب بر پوند (۰.۵۲ متر مکعب بر کیلوگرم) دی‌اکسید کربن ایجاد می‌کند. بنابراین این ناموگراف، مقادیر بیشتری از دی‌اکسید کربن را برای یک غلظت یکسان نشان می‌دهد. داده‌های فصل‌های ۴ تا ۶ بر اساس انبساط ۹ فوت مکعب بر پوند (۰.۵۶ متر مکعب بر کیلوگرم) دی‌اکسید کربن تهیه شده‌اند.

شایان ذکر است که در برخی محفظه‌های کاملاً عایق‌شده، مانند فریزرها و اتاق‌های تست بی‌پژواک، تبخیر کامل و سریع دی‌اکسید کربن آزادشده ممکن است رخ ندهد. در چنین موارد غیرمعمولی، باید با سازنده مشورت شود.

مدت زمان لازم برای خنک‌سازی تا زیر نقطه شعله‌ور شدن مجدد، بستگی به نوع آتش‌سوزی و اثر عایقی ماده قابل‌احتراق دارد. برای آتش‌سوزی‌های سطحی می‌توان فرض کرد که آتش تقریباً بلافاصله پس از دستیابی به غلظت مورد نظر، خاموش می‌شود. فضای بسته باید البته برای مدتی پس از تزریق دی‌اکسید کربن، غلظت مناسبی را حفظ کند، که این خود یک عامل ایمنی اضافی فراهم می‌کند.

برای آتش‌سوزی‌های عمیق، غلظت باید برای مدت زمان بیشتری حفظ شود، چرا که مواد داغ به‌آرامی خنک می‌شوند. مدت زمان خنک‌سازی به‌شدت بسته به نوع ماده متغیر است. چون زمان خنک‌سازی معمولاً طولانی است، باید توجه ویژه‌ای به موضوع حفظ غلظت مؤثر اطفاء داشت.

آتش‌سوزی‌های سطحی و آتش‌سوزی‌های عمیق اساساً با یکدیگر متفاوت هستند و باید با اهداف متفاوتی به آن‌ها پرداخته شود.

نمونه‌هایی از خطراتی که توسط سامانه‌های غرقاب کامل محافظت می‌شوند عبارت‌اند از: اتاق‌ها، گاوصندوق‌ها، ماشین‌آلات بسته، کانال‌ها، کوره‌ها، مخازن و محتویات آن‌ها.

D.2 منابع اضافی: طراحی یک سامانه اطفاء حریق دی‌اکسید کربن به روش غرقاب کامل می‌تواند کاری چالش‌برانگیز باشد. نیاز به در نظر گرفتن ضرایب تبدیل مواد، تغییرات دمایی و بازشوهایی که قابل‌بسته شدن نیستند، تنها برخی از موانع این طراحی هستند. نشریه FSSA با عنوان راهنمای طراحی برای کاربردهای غرقاب کامل با دی‌اکسید کربن، کاربر را گام‌به‌گام در طراحی یک سامانه CO₂ همراه با مثال‌هایی راهنمایی می‌کند.

انبارها و آشیانه‌ها – تشخیص حرارت خطی با استفاده از فناوری فیبر نوری

فناوری تشخیص حرارت خطی (LHD) مبتنی بر سنجش دمای توزیعی (DTS)، سابقه موفقی در ارائه راهکارهای ایمنی حریق و تشخیص آتش به‌ویژه در فضاهای صنعتی و بزرگ دارد. این فناوری به دلیل نیاز به نگهداری پایین، هزینه مالکیت کم، قابلیت اطمینان بالا و تشخیص مؤثر حریق، گزینه‌ای بسیار مناسب برای پایش فضاهای وسیعی مانند انبارها و آشیانه‌ها محسوب می‌شود.

مقدمه

انبارها و آشیانه‌ها در زمینه ایمنی حریق با چالش‌های منحصربه‌فردی روبرو هستند. این فضاها می‌توانند مناطق پرتردد با اقلام قابل اشتعال و بار حرارتی بالا باشند. چالش‌های رایج شامل موارد زیر است:
• سقف‌های بلند، سازه‌های نامنظم، قفسه‌بندی‌ها، آتریوم‌ها و نواحی سخت‌دسترس
• دتکتورهای نقطه‌ای دود و حرارت هزینه نصب و نگهداری بالایی دارند و ممکن است فاصله زیادی با منبع دود/حرارت داشته باشند
• وجود گردوغبار و آلودگی محیط که می‌تواند هم‌زمان عامل افزایش خطر آتش‌سوزی و بروز هشدارهای کاذب برای دتکتورهای بیم و مکشی باشد
• سیستم تهویه و تهویه مطبوع می‌تواند حرکت دود را مختل کرده و باعث تأخیر در شناسایی حریق توسط دتکتورهای دود شود
• نگهداری و آزمون‌های دوره‌ای دتکتورها به دلیل دسترسی دشوار مشکل است

نصب سیستم در انبارها

در انبارهای پرچگالی، حتی آتش‌سوزی‌های کوچک می‌توانند به سرعت در طول قفسه‌ها و به صورت عمودی گسترش یابند. این امر می‌تواند منجر به نرم شدن سازه‌های فلزی و فروپاشی قفسه‌ها شود و کار را برای سیستم‌های اطفای حریق و نیروهای آتش‌نشانی دشوارتر کند.
در سیستم‌های دتکتور حرارتی خطی فیبر نوری، کابل دتکتور می‌تواند مستقیماً در داخل قفسه‌ها نصب شود و همیشه به منبع آتش نزدیک باشد.

به این ترتیب، افزایش دم

ا به‌سرعت شناسایی شده و احتمال کنترل و مهار آتش به‌مراتب افزایش می‌یابد.

کنترلرها معمولاً در نزدیکی تابلوی کنترل حریق نصب می‌شوند و دارای نمایشگر LCD برای نمایش مستقل هشدارها و همچنین انتقال اطلاعات به پنل اعلام حریق هستند.

کابل دتکتور

کابل دتکتور یک عنصر کاملاً غیرفعال است و بر اساس فیبر نوری استاندارد مخابراتی طراحی شده است. در صنعت حریق، پیکربندی رایج فیبر، فیبر نوری 62.5/125 است که عملکرد برتری تا فاصله 10 کیلومتر ارائه می‌دهد.

مزایای کابل فیبر نوری غیرفعال شامل:
• پوشش پیوسته بدون دتکتورهای مجزا؛ سیستم  نقاط اندازه‌گیری را هر ۵۰ سانتی‌متر ثبت می‌کند

• 
  ایمن در برابر تداخلات الکترومغناطیسی؛ مناسب برای مناطق دارای نویز الکترومغناطیسی بالا
  • مقاوم در برابر خوردگی و ارتعاش؛ با طول عمر بیش از ۳۰ سال

کابل‌های سری FireFiber به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که ضمن حفظ انتقال حرارتی سریع برای واکنش سریع سیستم، بسیار سبک، انعطاف‌پذیر و نصب آسان هستند.

 

نصب و جانمایی کابل

کابل دتکتور معمولاً یا از سقف آویزان می‌شود یا روی قفسه‌ها با روش‌های مختلف نصب می‌شود. حداقل سطح حفاظت با نصب کابل در ارتفاع سقف حاصل می‌شود. روش نصب باید با رعایت فاصله‌های استاندارد نصب (معمولاً ۱٫۵ متر) انجام شود.

هشدارهای هوشمند و پوشش کامل

دو مزیت اصلی سیستم‌های دتکتور حرارتی خطی فیبر نوری بر پایه DTS عبارتند از هشدارهای هوشمند و اندازه‌گیری توزیعی.
در این سیستم‌ها، سه نوع هشدار قابل پیکربندی است که منجر به تشخیص سریع‌تر حریق و کاهش قابل توجه ریسک می‌شود.

در مقایسه با سیستم‌های سنتی تشخیص حریق، دتکتورهای دود به هشدارهای کاذب ناشی از آلودگی حساس‌اند و دتکتورهای حرارتی نقطه‌ای تنها زمانی مؤثرند که آتش مستقیماً زیر آن‌ها رخ دهد. سیستم  در هر ۰٫۵ متر یک نقطه اندازه‌گیری دارد و به‌همین دلیل هیچ «نقطه‌ کور» در پوشش وجود ندارد.

 

مزایای نسبت به فناوری‌های دیگر

سیستم‌های دتکتور حرارتی خطی فیبر نوری به‌واسطه هشدارهای هوشمند و پوشش پیوسته، مزایای متعددی نسبت به سایر فناوری‌ها دارند.

گردوغبار و ذرات موجود در محیط می‌توانند باعث هشدار کاذب یا انسداد در سایر دتکتورها شوند، در حالی که سیستم‌های فیبر نوری از این آسیب‌ها مصون‌اند.

یکپارچه‌سازی با سایر سیستم‌ها

سیستم تشخیص حریقی که شامل فناوری DTS باشد، به‌محض شناسایی آتش، اقدامات حفاظتی از پیش‌برنامه‌ریزی‌شده (سیگنال هشدار، کنترل تهویه، اطفا حریق و…) را فعال می‌کند.

این سیستم باید محل دقیق حریق و داده‌های کلیدی درباره گسترش آن را ارائه دهد تا اقدامات نجات یا اطفا به‌طور مؤثر انجام شود. واحد مرکزی کنترل، دمای هر نقطه را در طول کابل دتکتور اندازه‌گیری می‌کند. این کابل در نرم‌افزار به نواحی مختلف تشخیص حریق تقسیم می‌شود و هر ناحیه می‌تواند آستانه هشدار اختصاصی خود را داشته باشد.

 

پیکربندی هوشمند زون ها

سیستم دتکتور حرارتی خطی فیبر نوری امکان پیکربندی هشدارهای هوشمند همراه با نواحی هوشمند را فراهم می‌کند. هر ناحیه می‌تواند با توجه به شرایط محیطی خاص یا هماهنگی با سایر اجزای سیستم، تنظیمات ویژه‌ای داشته باشد؛ مانند: خروجی‌های اضطراری، نواحی تهویه، یا نواحی اطفای حریق.

با توجه به اینکه سیستم مکان و دمای دقیق هر رویداد را مشخص می‌کند، می‌توان نحوه واکنش سیستم را به‌دقت برنامه‌ریزی کرد:
• یک ناحیه می‌تواند با رله به تابلو اعلام حریق متصل شده و سیستم اطفای آن ناحیه را فعال کند
• یا داده‌ها از طریق پروتکل‌هایی مانند Modbus به سیستم مرکزی ارسال شوند تا اقدامات مناسب تعیین گردد

 

پایداری سیستم (Redundancy)

بسته به نیاز مشتری، سطوح مختلفی از پایداری سیستم تعریف می‌شود:
• پایداری کابل: در صورت قطع کابل، سیستم به کار خود ادامه می‌دهد (در عین هشدار برای اقدام تعمیراتی)
• پایداری کنترلر: در صورت خرابی یکی از کنترلرها، عملکرد سیستم حفظ می‌شود

در کاربردهای سقفی، معمولاً فقط یک کنترلر استفاده می‌شود و پایداری از طریق کابل فراهم می‌شود.

 

نرم‌افزار پیشرفته نمایش تصویری

نرم‌افزار MaxView از شرکت Bandweaver قابلیت نمایش گرافیکی پیشرفته‌ای ارائه می‌دهد. در نصب‌های پیچیده با چندین ناحیه، اپراتور می‌تواند محل حادثه را به‌صورت بصری، سریع و دقیق شناسایی کند. این موضوع به‌ویژه در هشدارهای اولیه قبل از فعال شدن سیستم اطفای حریق اهمیت دارد.

در مثال ارائه‌شده، از ۱۱ سیستم دتکتور حرارتی خطی در ۴۶ ردیف قفسه (در دو ناحیه، هر ناحیه ۲۳ ردیف) استفاده شده است. هر قفسه دارای ۸ طبقه است و نرم‌افزار MaxView موقعیت را با دقت تا نزدیک‌ترین ۱ متر در هر طبقه نمایش می‌دهد.