طراحی سیستم‌های اطفاء حریق گاز پایه به روش سیلاب کامل

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.

پایه‌ها و آویزهای نگهدارنده
شبکه لوله‌کشی با استفاده از پایه‌های نصب لوله، همان‌طور که در شکل ۶ در سمت چپ نشان داده شده است، به سقف یا اجزای سازه‌ای محکم نصب می‌شود. همچنین می‌توان آن را با استفاده از بست‌های ساده لوله، آویزهای یو (Clevis)، بست‌های قابل تنظیم، گیره‌های C شکل و میل‌گردهای رزوه‌شده از سقف بتنی آویزان کرد. انواع مختلفی از پایه‌ها نیز موجود است، از جمله کلیپس‌ها، بست‌های زینی یا بست‌های کمربندی، همان‌طور که در شکل ۷ در بالا نشان داده شده است. انتخاب ابزار نصب بستگی به نوع مصالح نصب، شرایط محیطی و کدها و مقررات محلی دارد.

فواصل نصب بست‌ها و نگهدارنده‌های لوله نمونه‌برداری بر اساس دما و قطر لوله تعیین می‌شود، همان‌طور که در جدول ۱ زیر نشان داده شده است.

نصب بست‌ها و آویزهای نگهدارنده با فواصل مشخص‌شده بسیار حائز اهمیت است تا از خم شدن لوله و ایجاد فشار در محل اتصالات، زانویی‌ها و رابط‌ها جلوگیری شود؛ چراکه این فشار ممکن است باعث ترک‌خوردگی یا شکستگی لوله گردد.

کلیپس‌های نصب باز نباید به‌صورت وارونه استفاده شوند، به‌طوری‌که قسمت باز آن‌ها رو به پایین قرار گیرد، زیرا ممکن است لوله به‌صورت ناگهانی از کلیپس خارج شود.

در کاربردهایی که لوله نمونه‌برداری زیر کف کاذب نصب می‌شود، می‌توان لوله را مستقیماً به پایه‌های کف کاذب با استفاده از بست‌های سیمی، بست‌های کانال یا سایر تجهیزات نصب، متصل کرد.

برچسب‌گذاری لوله‌ها
طبق استانداردهای شناخته‌شده‌ای مانند NFPA 72، FIA و سایر کدها و مقررات، لازم است لوله‌های سیستم اسپیراتینگ برچسب‌گذاری شوند تا از سایر لوله‌ها متمایز شده و به‌طور مشخص به‌عنوان بخشی از سیستم تشخیص حریق شناسایی گردند.

هم شبکه لوله‌کشی نمونه‌برداری و هم هر سوراخ نمونه‌برداری باید مشخص شوند. لوله و سوراخ‌های نمونه‌برداری باید در محل‌های زیر برچسب‌گذاری شوند:

۱. در محل تغییر جهت یا انشعاب لوله‌کشی
۲. در هر دو طرف نفوذ از دیوارها، کف‌ها یا سایر موانع
۳. در فواصل مناسب روی لوله‌ها به‌گونه‌ای که در فضا قابل مشاهده باشند، اما فاصله بین آن‌ها بیشتر از ۶۱ متر (۲۰ فوت) نباشد
۴. در محل هر سوراخ نمونه‌برداری

لوله باید با عبارتی مشابه این برچسب‌گذاری شود:
«لوله نمونه‌برداری آشکارساز دود – از جابه‌جایی خودداری شود»
برای مشاهده نمونه برچسب لوله و سوراخ نمونه‌برداری به شکل ۸مراجعه کنید.

اجزاء نگهداری
پیشنهاد می‌شود که یک شیر توپی ایزوله و یک اتصالات T-joint همراه با درپوش انتهایی روی لوله نمونه‌برداری نصب شود، تقریبا ۵ تا ۳۰ سانتیمتر (۶ اینچ تا ۱ فوت) از ورودی لوله آشکارسازدتکتور دودی مکشی. این شیر در طول نگهداری مکرر استفاده خواهد شد. این موضوع به‌ویژه برای سیستم‌های دتکتور دودی مکشی که از محیط‌های کثیف محافظت می‌کنند یا در مکان‌هایی که نیاز به نگهداری مکرر است، اهمیت دارد. شکل ۹ را در زیر سمت چپ مشاهده کنید.

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.

پیش‌زمینه دتکتور گاز
مقررات ایمنی و سلامت کار (معدن‌ها و محل‌های نفت و گاز) ۲۰۲۲ شامل الزامات مربوط به کیفیت هوای تأمین‌شده درون معدن و حدود مجاز آلاینده‌ها در آن هوا است. برای رعایت این الزامات، بهره‌بردار معدن باید تجهیزات دتکتور گاز را در نقاط استراتژیک سراسر معدن فراهم کند. در انتخاب این تجهیزات، بهره‌بردار معدن باید از این موضوع اطمینان داشته باشد که دتکتور گاز انتخاب‌شده می‌تواند در شرایط محیطی متغیر داده‌های دقیقی ارائه دهد.

مطابق با بندهای ۱۸۷(۱)(e) و (f) مقررات، طراحی تجهیزات زیر (که در این برگه اطلاعات به آن‌ها «دتکتور گاز» گفته می‌شود) در صورتی که در یک معدن زغال‌سنگ زیرزمینی استفاده شوند، باید به ثبت برسد:
(e) تجهیزاتی دستی با نیروی برق که برای تعیین یا پایش حضور گاز به‌کار می‌روند.
(f) نصب‌های ثابت با نیروی برق و نصب‌شده بر روی تجهیزات متحرک که برای تعیین یا پایش حضور گاز به‌کار می‌روند، اما شامل سیستم‌های لوله‌ای نیست که آنالایزر آن‌ها در سطح نصب شده باشد.

اصطلاح «دتکتور گاز» به مجموعه کامل اجزایی اطلاق می‌شود که تجهیزات تشخیص گاز را تشکیل می‌دهند. اجزای یک دتکتور گاز شامل دتکتور گاز، محفظه محافظ، واسط‌های ارتباطی مانند کابل، فیبر نوری و ارتباطات رادیویی، و نیز واحدهای کنترل و فرستنده‌هایی هستند که امکان نمایش مقادیر گاز و نشان دادن خروجی را فراهم می‌کنند تا بهره‌بردار معدن بتواند سطح گاز را تعیین کند.

هدف از ثبت طراحی این است که تأیید شود تجهیزات دتکتور گاز به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که حداقل نتایج عملکردی مورد نظر را برآورده کنند. طراحی تحت شرایط آزمون تعیین‌شده توسط یک مرکز آزمون مستقل مورد آزمایش قرار می‌گیرد و نتایج مستند می‌شوند.

طراحی و نتایج آزمون توسط فردی که در طراحی تجهیزات مشارکت نداشته و خود در زمینه طراحی تجهیزات دتکتور گاز دارای صلاحیت است، به‌صورت همتا‌خوانی بازبینی می‌شود. تأییدکننده طراحی باید با طراح درباره اینکه طراحی و عملکرد دتکتور گاز تمام الزامات رسمی‌شده را برآورده می‌کند، از جمله هرگونه ادعای معادل‌بودن برای پیشبرد ثبت، توافق داشته باشد. هرگونه اختلاف نظر درباره طراحی و عملکرد ادعاشده باید به طراح ارجاع داده شود تا حل‌وفصل شود.

اسناد زیر اطلاعات بیشتری درباره فرآیند ثبت طراحی ارائه می‌دهند:
• راهنما: ثبت تجهیزات و اقلام برای معدن‌ها و محل‌های نفت و گاز
• مقاله موضع‌گیری – تناسب، فرم، عملکرد
• اطلاعیه عمومی – معیارهای صلاحیت برای تأییدکنندگان طراحی
• سیاست: ثبت طراحی‌ها

دستور طراحی دتکتور گاز
نهاد نظارتی یک دستور طراحی منتشر کرده است که برای دریافت ثبت طراحی دتکتور گاز، باید از آن تبعیت شود. این دستور حداقل الزامات عملکردی را که طراحی دتکتور گاز باید برآورده کند، مشخص می‌کند.

همچنین، این دستور طراحی شایستگی‌های مورد نیاز برای یک مرکز آزمون را نیز تعیین می‌کند.

طراحی دتکتورهای گاز
استانداردهای مربوط به طراحی دتکتور گاز در دستور طراحی مشخص شده‌اند. این دستور اجازه می‌دهد از استانداردهای جایگزین نیز در طراحی دتکتورهای گاز استفاده شود، اما طراح باید استانداردهای فنی منتشرشده یا اصول مهندسی مورد استفاده برای شناسایی کنترل‌هایی که سطح ایمنی معادل را فراهم می‌کنند، مستند کند.

این معادل‌سازی فقط به طراحی دتکتور گاز مربوط می‌شود و شامل نتایج عملکردی که دتکتور باید در حین آزمون نشان دهد، نمی‌شود.

عملکرد دتکتورهای گاز
دستور طراحی الزام می‌کند که دتکتور گاز تحت شرایط مشخص توسط یک مرکز آزمون مناسب مورد آزمایش قرار گیرد. مرکز آزمون عملکرد دتکتور گاز را تحت شرایط محیطی مختلف، از جمله تغییرات دما، رطوبت، فشار هوا، سرعت جریان هوا، قرارگیری مداوم در معرض سطح بالای گاز، و تأثیر گازهای دیگر بر دتکتور، ارزیابی خواهد کرد. تمام این عوامل در محیط معدن زیرزمینی اهمیت دارند.

آزمون‌های آزمایشگاهی همچنین مقدار پایه‌ای برای زمان‌های پاسخ‌گویی (t(50) و t(90)) دتکتور گاز در مواجهه با افزایش و کاهش سطح گاز را تعیین می‌کنند. این آزمون‌ها همچنین مشخص می‌کنند که عملکرد دتکتور گاز، از جمله نمایشگرها و سیگنال‌های خروجی، چگونه تحت تأثیر عواملی همچون موارد زیر قرار می‌گیرد:
• مدت‌زمان مورد نیاز پس از برق‌دار شدن تا آغاز تشخیص دقیق گاز
• انتشار امواج الکترومغناطیسی از تجهیزات برقی نزدیک به دتکتور و سایر اجزای دتکتور مانند کابل‌ها

دستور طراحی الزام می‌کند که دتکتورهای گاز مطابق با معیارهای مشخص‌شده برای گازهای قابل اشتعال، گازهای سمی و اکسیژن (در صورت لزوم) مورد آزمون قرار گیرند. این موضوع تضمین می‌کند که عملکرد دتکتور، شامل زمان پاسخ و تأثیر شرایط محیطی و سایر عوامل مانند برق‌دار شدن و انتشار امواج الکترومغناطیسی، به‌صورت یکنواخت ارزیابی شود.

نمایشگرها، سیگنال‌ها و نشانگرهای خروجی دتکتور گاز
دستور طراحی الزام می‌کند که دتکتورهای گاز به‌گونه‌ای طراحی شوند که دارای دتکتورهای داخلی، دتکتورهای از راه دور، یا ترکیبی از این دو باشند. دتکتورهایی که با این الزامات مطابقت دارند، نمایشگر وضعیت، عملکرد هشدار، کنتاکت‌های خروجی و/یا سیگنال‌های هشدار خروجی ارائه می‌دهند که تصمیم‌گیری در مورد مدیریت هوای تهویه، محیط و عملکرد تجهیزات را امکان‌پذیر می‌سازند.

دتکتورهای گاز همچنین باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که سیگنال الکترونیکی تنظیم‌شده یا نشانگر خروجی فراهم کنند که بتوان از آن برای نمایش مقدار گاز در یک نمایشگر دور از دتکتور یا واحد کنترل، به‌عنوان ورودی برای سیستم هشدار یا قطع‌کننده جداگانه، یا به‌عنوان ورودی برای سیستم‌های برداشت و کنترل داده‌های معدن جهت نمایش و بررسی روند سطح گاز استفاده کرد.

دتکتورهای گاز ممکن است به‌گونه‌ای طراحی شوند که انتقال سیگنال الکترونیکی تنظیم‌شده یا نشانگر خروجی را در داخل واحد کنترل دتکتور گاز انجام دهند یا آن را به‌صورت یک واحد فرستنده جداگانه حفظ کنند.

سیگنال‌های استاندارد پذیرفته‌شده در صنعت
سیگنال‌های استاندارد پذیرفته‌شده در صنعت، سیگنال‌هایی هستند که کاربر نهایی می‌تواند بدون استفاده از قطعات خاص انحصاری برای رمزگشایی و بازفرمت‌کردن داده، آن‌ها را تفسیر کند.

بند ۳.۲.۱۱ از استاندارد AS/NZS 60079.29.1 یک سیگنال الکترونیکی تنظیم‌شده یا نشانگر خروجی را چیزی مانند حلقه جریان ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر تعریف می‌کند.
بند ۱.۳.۸.۱۰ از استاندارد AS/NZS 4641:2018 نیز سیگنال الکترونیکی تنظیم‌شده یا نشانگر خروجی را به‌صورت مثال‌هایی مانند حلقه جریان ۴–۲۰ میلی‌آمپر یا سیگنال ۳–۱۵ psi بیان می‌کند.

سیگنال‌های آنالوگ دتکتور گاز
سیگنال آنالوگ، مانند حلقه جریان ۴–۲۰ میلی‌آمپر، یک سیگنال الکتریکی است که می‌توان آن را با تجهیزات تست الکتریکی اندازه‌گیری و نمایش داد. این سیگنال ممکن است به‌عنوان ورودی برای واحدهای کنترل دتکتور گاز مجزا یا سایر سیستم‌های کنترل و پایش، با استفاده از اجزای جانبی مانند واحد نمایشگر یا واحد هشدار و قطع‌کننده به‌کار رود. همچنین این سیگنال می‌تواند ورودی‌ای برای یک کنترل‌کننده قابل برنامه‌ریزی باشد تا عملکرد هشدار و قطع را آغاز کند یا داده را به سیستم‌های برداشت داده معدن منتقل نماید.

سیگنال‌های آنالوگ محدود به حلقه جریان ۴–۲۰ میلی‌آمپر نیستند.

سیگنال‌های دیجیتال دتکتور گاز
یک دتکتور گاز ممکن است سیگنال خروجی دیجیتال ارائه دهد، به‌جای سیگنال آنالوگ. برای اینکه سیگنال دیجیتال قابل استفاده توسط بهره‌بردار معدن باشد، ساختار سیگنال دیجیتال باید شناخته‌شده باشد. بدون داشتن پروتکل جریان داده دیجیتال، امکان تفسیر محتوای سیگنال ارسالی از سوی دتکتور، از جمله مقدار گاز شناسایی‌شده، وجود ندارد. معمولاً یک مبدل پروتکل برای رمزگشایی سیگنال و امکان استفاده از داده دتکتور گاز توسط بهره‌بردار معدن مورد نیاز است. این اجزای جانبی بخشی از تجهیزات ثبت‌شده طراحی‌شده تلقی می‌شوند.

آزمایش دتکتور گاز
برای دستیابی به ثبت طراحی، باید گزارشی از آزمون ارائه شود که تأیید کند دتکتور گاز، شامل دتکتور و تمام اجزای لازم برای اینکه بهره‌بردار معدن بتواند محتوای گاز در جو معدن را تعیین کند، الزامات عملکردی مشخص‌شده در استانداردهای مربوطه را برآورده می‌سازد. اجزای اضافی شامل ماژول‌های نمایشگر، ماژول‌های فرستنده، ترکیب نمایشگر و فرستنده، یا رله‌های هشدار و قطع هستند. در صورتی که دتکتور به‌صورت از راه دور باشد، آزمون شامل کابل‌های ارتباطی‌ای خواهد بود که طراح آن‌ها را مناسب تشخیص داده است.

چنانچه یک دتکتور گاز شامل عملکرد یک فرستنده دتکتور گاز باشد و فرستنده دتکتور گاز سیگنال داده دیجیتال ارائه دهد، تمام ماژول‌های اختصاصی لازم برای اینکه بهره‌بردار معدن بتواند از سیگنال دیجیتال استفاده کند، باید همراه با دتکتور توسط مرکز آزمون مورد آزمایش قرار گیرند. این ماژول‌های اضافی به‌عنوان بخشی از طراحی ثبت‌شده دتکتور گاز محسوب می‌شوند.

این آزمون برای تأیید این موضوع لازم است که سیگنال الکترونیکی تنظیم‌شده یا نشانگر خروجی، به‌طور دقیق سطح گازی را که دتکتور در معرض آن قرار گرفته، تحت شرایط متغیر نشان دهد.

پروتکل هرگونه درایور نرم‌افزاری که توسط مرکز آزمون در زمان آزمون دتکتور گاز استفاده می‌شود، باید مستند شده و به‌عنوان بخشی از مستندات ثبت طراحی درج شود. این امر توسعه درایورهای نرم‌افزاری سازگار با رابط‌های ارتباطی موجود در آن معدن را ممکن می‌سازد.

در چشم‌انداز همواره در حال تحول صنعتی و زیست‌محیطی، شناسایی گازها به یکی از اجزای حیاتی برای حفظ ایمنی، سلامت و استانداردهای زیست‌محیطی تبدیل شده است. دتکتورهای گازی در شناسایی گازهای خطرناک در محیط‌های مختلف، از جمله کارخانه‌های صنعتی، آزمایشگاه‌ها و فضاهای عمومی نقش اساسی دارند. این دتکتورها برای شناسایی و پایش گازهایی طراحی شده‌اند که خطراتی مانند سمیت، قابلیت اشتعال یا خفگی ایجاد می‌کنند.

اما چند نوع دتکتور گازی وجود دارد و این دتکتورها از نظر عملکرد، کاربرد و فناوری چه تفاوت‌هایی دارند؟ در این مقاله، انواع مختلف دتکتورهای گازی، اصول عملکرد، ویژگی‌ها و موارد استفاده خاص آن‌ها را بررسی می‌کنیم تا راهنمای جامعی در این زمینه ارائه دهیم.

دتکتور گازی چیست؟

دتکتورهای گازی تجهیزات ایمنی هستند که برای پایش و اندازه‌گیری غلظت گازها در یک منطقه طراحی شده‌اند. این دتکتورها هنگام افزایش غلظت گاز از سطح ایمن، به افراد هشدار داده یا به طور خودکار پروتکل‌های ایمنی را فعال می‌کنند. این دتکتورها در صنایعی مانند نفت و گاز، تولیدی، کارخانه‌های شیمیایی و حتی در منازل، جایی که نشت گاز می‌تواند منجر به انفجار، مسمومیت یا خطرات سلامتی شود، ضروری هستند.

 

انواع دتکتور گازی

دتکتورهای گازی به‌طور کلی بر اساس روش شناسایی گاز، نوع گاز شناسایی‌شده و محیط مورد استفاده تقسیم‌بندی می‌شوند. در ادامه، انواع کلیدی آن‌ها را معرفی می‌کنیم:

۱. دتکتور گازی ثابت

دتکتورهای گازی ثابت به‌صورت دائم در مکان‌های خاص صنعتی، تجاری یا مسکونی نصب می‌شوند. این دتکتورها برای پایش مداوم هوا در محیط‌های بالقوه خطرناک بسیار حیاتی‌اند.

مزایا:

• پایش مداوم به‌صورت ۲۴ ساعته
• توانایی شناسایی همزمان چندین گاز
• هشدار زودهنگام در صورت نشتی یا شرایط خطرناک

عملکرد: به سامانه کنترل مرکزی متصل می‌شوند و داده‌ها را به‌صورت لحظه‌ای ثبت و اعلام می‌کنند.

موارد استفاده: پالایشگاه‌ها، کارخانه‌های شیمیایی، معادن، نیروگاه‌ها، فضاهای بسته مانند تونل‌ها و فاضلاب‌ها

 

۲. دتکتور گازی قابل حمل

دتکتورهای قابل حمل، دستگاه‌هایی دستی هستند که برای کارگران یا تیم‌های امداد طراحی شده‌اند تا در محیط‌های متغیر و متحرک، سطح گازها را پایش کنند.

مزایا:

• سبک و قابل حمل
• انعطاف‌پذیر برای استفاده در موقعیت‌های مختلف
• مناسب برای پایش فردی یا بررسی‌های نقطه‌ای

عملکرد: با باتری شارژی یا قابل تعویض کار می‌کنند و دارای صفحه‌نمایش، آلارم صوتی و هشدار لرزشی هستند.

موارد استفاده: فضاهای بسته، پروژه‌های عمرانی، تیم‌های امدادی در حوادث شیمیایی یا صنعتی

 

۳. دتکتور گازی تک‌گاز

دتکتورهای تک‌گاز، ابزارهایی تخصصی برای شناسایی تنها یک نوع گاز خاص هستند و معمولاً برای اندازه‌گیری دقیق گازهای خطرناک خاص استفاده می‌شوند.

مزایا:

• کاربری ساده و مقرون‌به‌صرفه
• کوچک و سبک
• طراحی‌شده برای کاربردهای خاص صنعتی یا اضطراری

موارد استفاده: فضاهای بسته، حفاظت فردی در برابر گازهایی مانند مونوکسید کربن یا اکسیژن

 

۴. دتکتور گازی چندگاز

دتکتورهای چندگاز ابزارهایی چندمنظوره هستند که می‌توانند به‌صورت هم‌زمان دو یا چند گاز را شناسایی کنند. این دتکتورها برای محیط‌هایی که احتمال وجود چند گاز خطرناک وجود دارد، طراحی شده‌اند.

مزایا:

• مقرون‌به‌صرفه برای صنایع با چندین نوع گاز
• امکان پایش هم‌زمان چند گاز
• مناسب برای محیط‌های با شرایط متغیر

موارد استفاده: صنایع معدن، تولید مواد شیمیایی، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، فضاهای بسته

۵. دتکتور گازی مادون‌قرمز (IR)

دتکتورهای مادون‌قرمز از نور مادون‌قرمز برای شناسایی گاز استفاده می‌کنند. در این روش، نور از هوای نمونه عبور داده شده و جذب آن توسط مولکول‌های گاز اندازه‌گیری می‌شود.

عملکرد: گازهایی مانند دی‌اکسید کربن، متان و سایر هیدروکربن‌ها را با دقت بالا تشخیص می‌دهند.

مزایا:

• دقت بالا در شناسایی هیدروکربن‌ها
• طول عمر زیاد و نیاز به نگهداری کم
• مقاوم در برابر دما و رطوبت

موارد استفاده: محیط‌های صنعتی مانند پالایشگاه‌ها و تأسیسات نفت و گاز

 

۶. دتکتور گازی الکتروشیمیایی

دتکتورهای الکتروشیمیایی با استفاده از واکنش الکتروشیمیایی، گاز خاصی را شناسایی کرده و جریان الکتریکی متناسب با غلظت گاز تولید می‌کنند.

مزایا:

• حساسیت و انتخاب‌پذیری بالا برای گازهای سمی
• قیمت مناسب
• مناسب برای محیط‌هایی با غلظت پایین اما خطرناک

موارد استفاده: تشخیص گازهایی مانند مونوکسید کربن، سولفید هیدروژن، دی‌اکسید نیتروژن

 

۷. دتکتور گازی کاتالیتیکی

این دتکتورها از سنسور احتراق کاتالیتیکی برای تشخیص گازهای قابل اشتعال استفاده می‌کنند. با اکسید شدن گاز روی رشته پلاتینی داغ، گرما و تغییر مقاومت الکتریکی ایجاد می‌شود.

مزایا:

• حساسیت بالا به گازهای قابل اشتعال
• مقرون‌به‌صرفه و قابل اعتماد
• قابل استفاده در محیط‌های صنعتی و مسکونی

موارد استفاده: صنایع نفت و گاز، تأسیسات تصفیه فاضلاب، سامانه‌های تهویه مطبوع

 

۸. دتکتور گازی فوتو‌یونیزاسیون (PID)

این دتکتورها با استفاده از نور فرابنفش، مولکول‌های گاز را یونیزه کرده و ذرات باردار حاصل را اندازه‌گیری می‌کنند. برای شناسایی ترکیبات آلی فرار (VOCs) و گازهای سمی بسیار کاربردی هستند.

مزایا:

• بسیار حساس با پاسخ سریع
• مناسب برای گازهای با غلظت پایین
• توانایی شناسایی گستره وسیعی از گازهای سمی و VOC

موارد استفاده: نشت‌های شیمیایی، پایش محیط زیست، بهداشت صنعتی

 

۹. دتکتور گازی نیمه‌هادی

این دتکتورها از مواد نیمه‌هادی مانند دی‌اکسید قلع استفاده می‌کنند که در حضور گاز، مقاومت الکتریکی آن‌ها تغییر می‌کند.

مزایا:

• استفاده آسان و کم‌هزینه
• حساس به طیف وسیعی از گازها
• نگهداری کم و عمر طولانی

موارد استفاده: تشخیص نشت گاز در منازل، پایش کیفیت هوا، پایش محیطی

 

۱۰. دتکتور گازی فراصوتی

این دتکتورها با شنود امواج صوتی با فرکانس بالا، نشت گاز از ظروف تحت فشار را شناسایی می‌کنند.

مزایا:

• مؤثر در محیط‌های پر سروصدا
• روش غیر تماسی
• مناسب برای سیستم‌های تحت فشار در محیط‌های خطرناک

موارد استفاده: خطوط لوله و سامانه‌های صنعتی بزرگ

 

دتکتورهای گازی از چه سنسورهایی استفاده می‌کنند؟

دتکتورهای گازی برای تشخیص وجود گازهای مضر، از سنسورهای تخصصی استفاده می‌کنند. این سنسورها حضور یا غلظت گاز خاصی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند.

انواع رایج سنسورها در دتکتورهای گازی:

• الکتروشیمیایی
• مادون‌قرمز
• کاتالیتیکی
• فوتو‌یونیزاسیون
• نیمه‌هادی

 

مزایا و معایب دتکتورهای گازی مختلف

دتکتور ثابت

مزایا:

• پایش مداوم
• مناسب برای محیط‌های پرخطر
• قابلیت شناسایی چند گاز

معایب:

• هزینه نصب اولیه بالا
• غیرقابل جابجایی

دتکتور قابل حمل

مزایا:

• قابل استفاده در مکان‌های مختلف
• سبک و مناسب برای کارهای میدانی
• مناسب برای ایمنی فردی

معایب:

• عمر باتری محدود
• فاقد قابلیت پایش مداوم

دتکتور تک‌گاز

مزایا:

• ساده و مقرون‌به‌صرفه
• سبک و کوچک

معایب:

• فقط یک گاز را شناسایی می‌کند
• مناسب برای محیط‌های دارای چند گاز نیست

دتکتور چندگاز

مزایا:

• پایش هم‌زمان چند گاز
• کاربردی در صنایع مختلف

معایب:

• گران‌تر از دتکتورهای تک‌گاز
• بزرگ‌تر و نیازمند نگهداری بیشتر

 

انتخاب دتکتور مناسب

در انتخاب دتکتور گازی، عوامل زیر را باید در نظر گرفت:

• نوع گاز: قابل اشتعال، سمی یا چندگانه
• محل استفاده: فضاهای بسته یا سایت‌های صنعتی
• فناوری مورد نیاز: الکتروشیمیایی، مادون‌قرمز، کاتالیتیکی و …
• نگهداری: نیاز به کالیبراسیون یا تعویض سنسور

 

روندهای آینده در فناوری دتکتور گازی

• دتکتورهای بی‌سیم: پایش لحظه‌ای بدون نیاز به اتصال فیزیکی
• کوچک‌سازی: دتکتورهای شخصی با دقت بالا
• هوش مصنوعی و تحلیل داده: بهبود نگهداری پیش‌بینی‌شده و ایمنی
• اتصال به اینترنت اشیا: پایش از راه دور و آنالیز داده
• سنسورهای پیشرفته: مانند سنسورهای مبتنی بر گرافن با حساسیت بالا و مصرف انرژی کم

 

نتیجه‌گیری

دتکتورهای گازی ابزارهای ضروری برای حفظ سلامت، ایمنی و استانداردهای زیست‌محیطی در صنایع مختلف هستند. چه از نوع تک‌گاز و چه چندگاز، انتخاب درست دتکتور متناسب با نیازهای خاص محیط کاری، امری حیاتی است. با درک انواع مختلف دتکتورها، ویژگی‌ها و روندهای نوین، می‌توان انتخابی آگاهانه و ایمن داشت.

 

مقدمه

سیستم اعلام حریق، نخستین خط دفاعی در برابر آتش‌سوزی است. عملکرد سریع و دقیق این سیستم می‌تواند جان افراد و سرمایه‌های کلان را نجات دهد. اما انتخاب سیستم مناسب نیازمند درک درستی از بودجه، نیاز پروژه، و اعتبار برندهاست. بسیاری از پروژه‌ها با محدودیت بودجه روبرو هستند و در چنین شرایطی، مسئله “مقرون‌به‌صرفه بودن در مقابل قابل اطمینان بودن” مطرح می‌شود. در این مقاله به بررسی سیستم‌های اعلام حریق با توجه به این چالش‌ها می‌پردازیم.

برندهای ایرانی: اقتصادی اما بدون تأییدیه جهانی

برندهای ایرانی مانند سنس، آریاک، ماویگارد، افق، و زتا ایران بیشتر در پروژه‌های اقتصادی و مسکونی کوچک استفاده می‌شوند. مزیت اصلی این برندها، قیمت پایین، در دسترس بودن، و پشتیبانی نسبی در بازار داخلی است. اما در مقابل، این برندها هیچ‌گونه تأییدیه بین‌المللی نظیر UL، LPCB، VdS یا EN54ندارند و در آزمایشگاه های معتبر تحت تست قرار نگرفته اند و شرکت های بیمه ایرانی سخت گیری ویژه ای بر وجود یا عدم وجود تاییدیه های معتبر بین المللی برای محیط های حفاظت شده نشان داده اند و وجود تایدیه های معتبر مانند LPCB,Vds و UL باعث کمتر شدن هزینه بیمه مکان حفاظت شده خواهد شد.

متاسفانه یا خوشبختانه مسائل مربوط به “حمایت از تولیدات داخل” باعث شده است تا پای بسیاری از مونتاژ کارهای ایرانی( به زعم خودشان تولید کننده داخلی) به بازار اعلام حریق ایران و در نتیجه به خانه های ایرانیان باز شود.

از آنجا که درحال حاضر هیچ لابراتوار پیشرفته ای در کشور ما نیست و شرایط تست عملکرد دستگاه های اعلام حریق در داخل ایران وجود ندارد ولی در هنگام حریق، جان انسان ها بستگی به عملکرد درست سیستم اعلام حریق دارد، کارشناسان ما استفاده از این محصولات را به هیچ عنوان توصیه نمیکنند. بهتر است با صرف مبلغی بیشتر از سیستم های اعلام حریق دارای حداقل یکی از تاییدیه های ( آمریکا UL) یا ( انگلستان LPCB) یا ( آلمان Vds) استفاده کنید.

در پروژه‌هایی که نیازمند رعایت استانداردهای جهانی هستند، مانند بیمارستان‌ها، فرودگاه‌ها، مراکز خرید بزرگ یا پروژه‌های صادراتی، این برندها به‌هیچ‌وجه قابل اعتماد نیستند. حتی برخی از مهندسین مشاور و سازمان‌های بیمه، استفاده از برندهای فاقد گواهی بین‌المللی را رد می‌کنند.

در عمل، برندهای ایرانی بیشتر برای پروژه‌هایی با بودجه بسیار محدود، و حساسیت پایین به کار می‌روند. اما باید آگاه بود که سطح کیفی این سیستم‌ها به هیچ‌وجه با برندهای معتبر جهانی قابل مقایسه نیست، به‌خصوص در دقت در شناسایی حریق، پایداری در طول زمان، و مدیریت خطاهای سیستم.

برندهای چینی: تنوع بالا، کیفیت متغیر

بازار چین پر است از برندهای اعلام حریق، از برندهای بسیار ارزان و بی‌نام‌ونشان گرفته تا برندهایی با کیفیت قابل‌قبول نظیرTanda و TC, برخی از این برندها توانسته‌اند تأییدیه‌هایی مانند CE یا EN54 یا حتی LPCB را دریافت کنند، که اعتبار متوسطی در بازار جهانی دارند. با این حال، اغلب برندهای چینی فاقد گواهی‌های مهمی چون UL یا LPCB هستند و بیشتر برای پروژه‌های کم‌ریسک در کشورهای در حال توسعه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برخی برندهای چینی نیز با استفاده از طراحی یا تکنولوژی اروپایی، محصولات نسبتاً بهتری تولید می‌کنند، اما همچنان کیفیت ساخت، دوام بلندمدت و خدمات پس از فروش آن‌ها چالش‌برانگیز است. استفاده از این برندها در پروژه‌های نیمه‌حرفه‌ای که نیاز به دقت بالا ندارند، می‌تواند راه‌حل اقتصادی مناسبی باشد. اما برای پروژه‌های حیاتی، انتخاب برند چینیبدون تاییدیه LPCB با ریسک همراه است. قبل از خرید جنس، آن رااز لحاظ تأییدیه‌ها به‌دقت بررسی شده کنید.

برندهای اروپایی: تعادل میان کیفیت، قیمت و استاندارد

برندهای اروپایی مانند Zeta (انگلستان)، Siemens، Bosch وEsser (آلمان)، Global Fire Equipment (پرتغال) از پیشگامان صنعت اعلام حریق هستند. این برندها معمولاً دارای تأییدیه‌های معتبر جهانی نظیر LPCB (انگلستان)، VdS(آلمان)، و EN54 (اتحادیه اروپا) هستند که نشانه انطباق آن‌ها با الزامات ایمنی بین‌المللی است.

این برندها علاوه‌بر کیفیت بالا، پایداری و خدمات قابل اتکایی نیز ارائه می‌دهند. Zeta به‌عنوان یک برند میان‌رده، قیمت قابل‌قبولی دارد و در بسیاری از پروژه‌های داخل ایران نیز استفاده می‌شود. GFE پرتغالی نیز با وجود قیمت نسبتاً پایین‌تر، تأییدیه‌های معتبر دارد و یکی از گزینه‌های مناسب در پروژه‌های با بودجه متوسط است.

در سمت دیگر، برندهایی چون Siemens و Bosch، بسیار حرفه‌ای و پیشرفته هستند. آن‌ها معمولاً در پروژه‌های بزرگ مانند بیمارستان‌ها، برج‌های بلند و مراکز صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. قیمت این برندها بالاست، اما برای پروژه‌هایی با حساسیت ایمنی بالا، ارزش سرمایه‌گذاری را دارند.

برندهای آمریکایی: پیشرفته، دقیق و بسیار قابل اعتماد

در صدر برندهای جهانی، برندهای آمریکایی مانند Notifier، Simplex، Fire-Lite و Edwards قرار دارند. این برندها معمولاً دارای تأییدیه‌های بسیار معتبر مانند UL (Underwriters Laboratories)، FM (Factory Mutual) و ULC (کانادا) هستند که استاندارد طلایی ایمنی در صنعت جهانی محسوب می‌شوند.

این سیستم‌ها بسیار هوشمند، سریع، و قابل مدیریت هستند و در پروژه‌هایی مانند فرودگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، مراکز داده و پروژه‌های بین‌المللی کاربرد دارند. البته قیمت این برندها بالا است و نصب و راه‌اندازی آن‌ها نیز نیازمند دانش فنی دقیق و تجربه بالاست. با این حال، برای پروژه‌هایی که هزینه حریق می‌تواند میلیاردی باشد، استفاده از برندهای آمریکایی یک الزام واقعی است.

جمع‌بندی

اگر پروژه‌ای با بودجه محدود دارید، استفاده از برندهای ایرانی مثل سنس یا آریاک می‌تواند راه‌حلی موقت باشد، ولی باید بدانید این برندها فاقد هرگونه تأییدیه معتبر بین‌المللیهستند و شرایط کارکرد صحیح آنها در آزمایشگاه های معتبر و مجهز جهانی تایید نشده است و فقط برای پروژه‌های کوچک بدون الزام قانونی کاربرد دارند.

در صورتی‌که بودجه شما در سطح متوسط است و پروژه در کلاس مدارس، مراکز درمانی محلی یا ادارات قرار دارد، برندهای چینی با تأییدیه‌های حداقلی مانند Tandaیا برندهای اروپایی اقتصادی مثل GST، گزینه‌های مناسب‌تری خواهند بود.

اما اگر پروژه شما حساس، بزرگ یا نیازمند اخذ تأییدیه بیمه، گواهی آتش‌نشانی یا صادراتی است، باید به سراغ برندهای معتبر اروپایی یا آمریکایی بروید. سیستم‌هایی مانندSiemens، Bosch، Notifier و Simplex تضمین امنیت و کیفیت هستند و دارای تأییدیه‌هایی هستند که در سراسر جهان شناخته‌شده و قابل استناد هستند.