مانع اللهب

أبعاد مانعة اللهب

مجموعة انفجار صواعق اللهب

يتم تصنيف مانعات اللهب وتحديدها بناءً على قدرتها على التعامل مع أنواع مختلفة من الغازات والأبخرة القابلة للاشتعال، والتي يتم تجميعها وفقًا لخطر الانفجار. تُعرف هذه المجموعات باسم مجموعات الانفجار، وهي تلعب دورًا حاسمًا في اختيار وتصميم مانعات اللهب لضمان التشغيل الآمن في بيئات محددة. يساعد تصنيف مجموعة الانفجار في تحديد تصميم مانع اللهب المناسب الذي يمكنه إخماد وإيقاف اللهب بشكل فعال من نوع معين من المواد القابلة للاشتعال.

البيانات المرجعية لمجموعة الانفجار

① استنادًا إلى مجموعة الانفجار ISO 16852 IIA1
② يتم تعريف الحد الأقصى للفجوة الآمنة التجريبية (MESG) على أنها أكبر فجوة بين قسمين متجاورين من الغرف الداخلية في جهاز الاختبار. تمنع هذه الفجوة اشتعال خليط الغاز الخارجي عند اشتعال خليط الغاز الداخلي في ظروف معينة، عبر وصلة بطول 25 مم لأي تركيز للغاز أو البخار الذي تم اختباره في الهواء. تعد MESG إحدى الخصائص المهمة لخليط الغاز المحدد الذي يتم اختباره، كما هو موضح في المعيار EN 1127-1:2011.

اختيار مجموعة الانفجار IIA (D) (*المواد الموجودة في مجموعة الانفجار I)

اختيار مجموعة الانفجار IIB1-IIB (C)

اختيار مجموعة الانفجار IIC (B)

متطلبات مانعات اللهب

#3 مقاومة التآكل

• مقاومة تآكل رش الملح:

  يجب إجراء اختبار التآكل برذاذ الملح باستخدام الطريقة المحددة في الاختبار 3، ويجب ألا يُظهر قلب مانع اللهب تلفًا واضحًا بسبب التآكل. بعد الاختبار، يجب اختبار وظيفة مقاومة الانفجار لمانع اللهب على النحو المحدد في الاختبار 6 ويجب أن تكون قادرة على منع الحريق. تُعفى مانعات اللهب ذات القلب الفولاذي المقاوم للصدأ من هذا المطلب.

• مقاومة التآكل بثاني أكسيد الكبريت:

  يجب إجراء اختبار التآكل برذاذ الملح باستخدام الطريقة المحددة في الاختبار 4، ويجب ألا يُظهر قلب مانع اللهب تلفًا واضحًا بسبب التآكل. بعد الاختبار، يجب اختبار وظيفة مقاومة الانفجار لمانع اللهب على النحو المحدد في الاختبار 6 ويجب أن تكون قادرة على منع الحريق. تُعفى مانعات اللهب ذات القلب الفولاذي المقاوم للصدأ من هذا المطلب.

# 4 القوة

يجب إجراء اختبار قوة غلاف مانع اللهب وفقًا للطريقة المحددة في الاختبار 5، ويجب ألا يظهر الغلاف أي تسربات أو تشققات أو تشوه دائم.

#5 أداء مقاوم للانفجار

قم بإجراء اختبارات مقاومة للانفجار 13 مرة وفقًا للطريقة المحددة في الاختبار 6، في غضون ما لا يزيد عن 3 أيام، ويجب أن يكون مانع اللهب قادرًا على منع الحريق في كل مرة.

#6 مقاومة الحروق

قم بإجراء اختبار مقاومة الاحتراق وفقًا للطريقة المحددة في الاختبار 7، ويجب أن يتحمل مانع اللهب ساعة واحدة من الاحتراق دون حدوث أي نتائج عكسية أثناء الاختبار.

#7 نوع الاتصال

يجب أن يكون نوع التوصيل الخاص بمانع اللهب عبارة عن وصلة ذات حواف، متوافقة مع GB/T 9112، أو غيرها من المعايير المحددة التي يطلبها العميل. يجب أن تتوافق فجوة سطح المفصل المقاومة للانفجار في الأجزاء المتصلة بغلاف مانع اللهب مع متطلبات GB 3836.2، أو غيرها من المعايير المحددة التي يطلبها العميل.

#8 فقدان الضغط وسعة التهوية

يجب ألا يتجاوز فقدان ضغط السائل لمانع اللهب المواصفات المذكورة في الجدول 1. ويجب ألا تقل سعة التهوية عن البيانات الواردة في الجدول 2.

معيار اختبار صمام صواعق اللهب

شروط الاختبار

ما لم ينص على خلاف ذلك، ينبغي إجراء الاختبارات المبينة في هذا الفصل في ظل الظروف الجوية العادية، والتي تم تعريفها على النحو التالي:

أ) درجة الحرارة المحيطة: من 15 درجة مئوية إلى 35 درجة مئوية؛

ب) الرطوبة النسبية: 45% إلى 75%؛

الاختبار 6: اختبار قمع الانفجار

الاختبار 7: اختبار مقاومة الاحتراق

الاختبار 8: اختبار فقدان الضغط وسعة التهوية

1. جهاز الاختبار

يستخدم اختبار فقدان الضغط وقدرة التهوية مروحة لتوفير مصدر الهواء، كما هو موضح في الشكل 3. القطر الداخلي يجب أن يتطابق د أنبوب الاختبار مع القطر الاسمي لمانع اللهب، ويجب أن يكون سطح الجدار الداخلي سلسًا ومتساويًا. يجب أن تكون جميع التوصيلات في النظام خالية من التسريبات.

الشكل 3. جهاز اختبار فقدان الضغط وسعة التهوية

2. مواصفات المدخل:

يجب ألا تحتوي نهاية المدخل على أي عوائق ضمن مسافة 1.5d من مركز أنبوب الاختبار (القطر الداخلي $د$).

3. قياس الضغط:

حفر أربعة فتحات قياس الضغط موزعة بالتساوي بأقطار تتراوح من ø2 مم إلى ø3 مم حول محيط نفس المقطع العرضي لأنبوب الاختبار، بشكل عمودي على جدار الأنبوب. يجب أن تكون المنطقة المحيطة بهذه الثقوب ناعمة وخالية من النتوءات. قم بلحام الأنابيب القصيرة بالجدار الخارجي عند فتحات الضغط الثابت لتسهيل التوصيل؛ يجب أن يكون القطر الداخلي لهذه الأنابيب القصيرة ضعف قطر فتحات القياس على الأقل. قم بتوصيل كل من فتحات الضغط الثابتة الأربعة بشكل فردي بجهاز قياس الضغط. سيكون المتوسط ​​الحسابي لقراءات الضغط الساكن الأربع هو متوسط ​​الضغط الساكن عند هذا المقطع العرضي.

4. مواصفات المجمع:

يمكن أن يكون المجمع إما على شكل قوس أو على شكل مطرقة، مع الأبعاد والشكل الموضح في الشكل 4. يجب أن يكون سطح الجدار الداخلي أملسًا، مع خشونة السطح $رأ$ قيمة لا تتجاوز 3.2 ميكرومتر.

الشكل 4. أبعاد المجمع

5. أدوات تمليس التدفق:

يتم عرض أبعاد أجهزة تمليس التدفق عند المدخل والمخرج في الشكل 5. ويجب أن يكون سمك الحواجز في أجهزة تمليس التدفق$د=0.012د\sim 0.015د$، ويجب أن تكون المسافة بين الحواجز في جهاز فرد تدفق المخرج $ب=0.08د\sim 0.75د$.

الشكل 5. أبعاد أدوات تنعيم التدفق الداخل وأجهزة تنعيم التدفق المخرج

6. أجهزة قياس الضغط:

استخدم مقاييس الضغط على شكل حرف U بأقطار داخلية موحدة، عادةً ما تكون من 6 مم إلى 10 مم، وطولها حسب الضغط الذي يتم قياسه.

7. التحضير للاختبار:

قم بتنظيف قلب مانع اللهب قبل تثبيته في مانع اللهب للاختبار. يجب أن يدخل وسط الاختبار من نهاية مدخل مانع اللهب.

8. شروط الاختبار:

يجب أن يكون الضغط المطلق للهواء المستخدم كوسيط اختبار 0.1 ميجا باسكال، مع درجة حرارة 20 درجة مئوية، ورطوبة نسبية 50%، وكثافة 1.2 كجم/م3. فإذا انحرفت الظروف الجوية حولتها إلى هذه الحالة.

9. قياس حالة الهواء:

قم بقياس حالة الهواء بالقرب من المدخل باستخدام مقياس الضغط، ومقياس الحرارة، ومقياس الحرارة الجاف والرطب.

10. إجراء الاختبار:

قم بتشغيل المحرك لتشغيل المروحة، واضبط الصمام لتنظيم معدل التدفق. بمجرد استقرار مستوى السائل في المانومتر، قم بتسجيل القراءات (Δℎ2، Δℎ3دح2​,دح3​) مرة واحدة في الدقيقة، ثلاث مرات إجمالاً، وخذ القيمة المتوسطة. احسب فقدان الضغط باستخدام الصيغة (1)، وتأكد من أن النتائج تلبي متطلبات الجدول 1. فقدان ضغط مانع اللهب.

أين:

• $$دص\text{هو فقدان الضغط في باسكال (باسكال)؛}$$
• دح2 ​هو فرق الضغط بين القطعتين a وa1 بالباسكال (Pa);
• دح3 ​هو فرق الضغط بين القطعتين a وa2 بالباسكال (Pa).

11. حساب سعة التهوية:

سجل القراءة المستقرة للمقياس عند النقطة e (دح1​) مرة واحدة في الدقيقة، ثلاث مرات إجمالاً، وخذ القيمة المتوسطة. احسب قدرة التهوية باستخدام الصيغة (2)، مع التأكد من أن النتائج تلبي متطلبات الجدول 2. سعة تنفيس مانع اللهب.

أين:

• $$س\text{هي سعة التهوية بالمتر المكعب في الثانية (m³/s)};$$
• F هي مساحة المقطع العرضي لأنبوب الاختبار بالمتر المربع (م²);
• ∅ هو معامل المجمع (0.98 للمخروطي، 0.99 للقوس);
• دح1 ​هو الفراغ عند النقطة e بالباسكال (Pa);
• ص هي كثافة الهواء المحيط بالكيلو جرام لكل متر مكعب (كجم/م³).

مادة عنصر مانع اللهب

عادة ما يتم تصنيع عناصر مانعات اللهب من الفولاذ المقاوم للصدأ نظرًا لنقطة انصهارها العالية، والتوصيل الحراري الممتاز، ومقاومة التآكل، والاستقرار الهيكلي تحت درجات الحرارة العالية. يضمن الفولاذ المقاوم للصدأ قدرة مانع اللهب على تحمل الظروف الشديدة دون أن يتشوه. في المقابل، فإن المواد مثل الألومنيوم أو النحاس، على الرغم من خفة وزنها، تكون عرضة للتشوه وحتى الفشل تحت ضغوط ارتجاعية قوية، مما يؤثر على فعاليتها في إيقاف النيران.

التفاعل بين عنصر مانع اللهب واللهب أمر محوري. تعمل منطقة الاتصال الأكبر على تسهيل التبادل الحراري بشكل أكثر كفاءة، مما يعزز قدرة مانع الحريق على مقاومة الحريق. يعد تحسين أبعاد الوحدات المثلثة والقنوات داخل الحاجز أمرًا ضروريًا:

• تعمل الوحدات المثلثة الأصغر والقنوات الأطول على زيادة كفاءة التبريد، مما يؤدي إلى إطفاء اللهب بشكل فعال.
• ضبط الارتفاع ح الوحدات المثلثية تؤثر على الطول ل من القنوات. أصغر ح قد يقلل طول القناة، مما قد يؤدي إلى زيادة مقاومة تدفق الغاز، في حين أن طولها قصير جدًا ل قد يقلل من قدرة مانع اللهب على إخماد النيران.

اعتبارات الأداء لشبكة صواعق اللهب

لماذا مطلوب صواعق اللهب

تعتبر مانعات اللهب من أجهزة السلامة الأساسية لحماية صهاريج التخزين والأوعية ومعدات المعالجة التي تتعامل مع الغازات أو الأبخرة القابلة للاشتعال. وهي مهمة بشكل خاص في المواقف التي يوجد فيها احتمال نشوب حريق أو انفجار. فيما يلي الأسباب الرئيسية وراء الحاجة إلى مانعات اللهب.

أ. تعزيز السلامة لأنظمة التهوية

• تعتبر فتحات التهوية عنصرًا محوريًا للتشغيل الآمن لصهاريج وأوعية التخزين، مما يوفر التهوية اللازمة لاستيعاب السيناريوهات العادية والطارئة. باتباع إرشادات API 2000/ISO 28300، تسهل فتحات التهوية التهوية المستقلة للأوعية، وبالتالي ضمان السلامة في ظل ظروف التشغيل المختلفة. يتم دمج مانعات اللهب في هذه الأنظمة لمنع دخول اللهب إلى السفينة من خلال نظام التنفيس، مما قد يتسبب في انفجار أو حريق كارثي.

ب. الأداء والكفاءة

• تم تصميم فتحات YeeValve بأقراص صمامات محملة بالوزن تحقق رفعًا كاملاً للصمام بمجرد أن يتجاوز الضغط 10% فوق الضغط المحدد. يسمح هذا التصميم بتخفيف الضغط بسرعة، وزيادة الأداء إلى الحد الأقصى مع تقليل خسائر المنتج. يؤدي دمج مانعات اللهب في هذه الأنظمة إلى تعزيز هذه الكفاءة من خلال ضمان السلامة دون المساس بوظيفة التنفيس.

ج. المتانة والموثوقية

• تم تصميم هذه الفتحات لتدوم طويلاً، وهي مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل مثل مقاعد الصمامات القياسية والأقراص والمغازل. كما أنها تتميز بتقنيات إغلاق عالية الجودة، بما في ذلك الرقائق المعدنية والوسادة الهوائية، لتقليل معدلات التسرب. تعتبر هذه المتانة مفيدة بشكل خاص في الأجواء المتفجرة حيث تكون سلامة نظام التهوية أمرًا بالغ الأهمية. كما تضمن إضافة مانعات اللهب أن هذه الأنظمة يمكنها بشكل موثوق منع اشتعال المخاليط القابلة للاشتعال، حتى في ظل الضغوط العالية.

د. السلامة المعتمدة

• وتخضع فتحات التهوية، وخاصة تلك المجهزة بعناصر مانعة للهب، لاختبارات وشهادات صارمة للتأكد من استيفائها لمعايير السلامة. وفقًا لتوجيهات المفوضية الأوروبية رقم 94/9/EC، لم يتم اختبار هذه الأنظمة لقدرتها على التعامل مع الخلائط القابلة للاشتعال فحسب، بل تم اعتمادها أيضًا كأنظمة أمان. وهذا يعني أنهم معترف بهم لقدرتهم على وقف انتشار اللهب، وبالتالي حماية المعدات والأفراد من المخاطر المحتملة.

ه. حلول السلامة المتكاملة

• يجمع دمج مانع اللهب مع فتحة التهوية بين فوائد كلا النظامين في جهاز واحد مدمج. لا يعمل هذا التكامل على تبسيط التصميم العام للنظام فحسب، بل يعزز أيضًا ميزات السلامة من خلال ضمان احتواء وإطفاء أي ألسنة لهب أو شرارة قد تنتج عن تنفيس الغازات القابلة للاشتعال.

أين تكون مانعات اللهب مطلوبة

تعتبر مانعات اللهب من أجهزة السلامة الحيوية المستخدمة في مختلف الصناعات لمنع انتشار النيران وضمان العمليات الآمنة. وتتمثل وظيفتها الأساسية في منع انتشار اللهب من خلال الغازات القابلة للاشتعال أو مخاليط البخار، وبالتالي التخفيف من مخاطر الانفجارات والحرائق. فيما يلي بعض المجالات الرئيسية التي يتم فيها استخدام مانعات اللهب بشكل شائع.

1. صهاريج التخزين – صهاريج تخزين الديزل والوقود:

• يتم تركيب مانعات اللهب على فتحات تهوية الديزل وصهاريج تخزين الوقود الأخرى لمنع مصادر الاشتعال الخارجية من إشعال الأبخرة القابلة للاشتعال داخل الخزان.
• كما أنها تستخدم أيضًا لمنع انتشار اللهب إلى الخزان في حالة حدوث اشتعال داخلي.

2. مصانع المعالجة الكيميائية – فتحات المفاعل وأنظمة التنفيس:

• يستخدم لحماية المفاعلات الكيميائية وأنظمة التنفيس عن طريق منع النيران الخارجية من إشعال الغازات المتطايرة داخل النظام.
• ضمان التنفيس الآمن للغازات أثناء سيناريوهات الإغاثة في حالات الطوارئ.

3. صناعة النفط والغاز

• حماية خطوط الأنابيب:
  • يتم تركيبها على خطوط الأنابيب التي تنقل الغازات أو السوائل القابلة للاشتعال لمنع انتشار النيران على طول خط الأنابيب.
  • ضروري للمنصات البحرية ومصافي التكرير حيث يكون خطر تسرب الغاز والانفجارات مرتفعًا.
• التخزين والنقل:
  • تُستخدم مانعات اللهب في صهاريج التخزين وشاحنات الصهاريج وعربات السكك الحديدية لمنع الانفجارات أثناء تخزين ونقل السوائل والغازات القابلة للاشتعال.

4. صناعة الأدوية – أنظمة استعادة المذيبات:

• يستخدم في الأنظمة التي تستعيد المذيبات القابلة للاشتعال لمنع انتشار اللهب عبر الأنابيب والمعدات.
• يحمي المعدات والبيئة من مخاطر الحريق المحتملة.

5. مرافق معالجة النفايات

• مصانع الغاز الحيوي:
  • يتم تركيبها على هاضمات الغاز الحيوي وصهاريج التخزين لمنع دخول اللهب إلى النظام، مما يضمن التعامل الآمن مع الغاز الحيوي.
  • يستخدم لحماية البنية التحتية لمعالجة وتخزين الغاز الحيوي بالكامل.
• أنظمة غاز مدافن النفايات:
  • يستخدم في أنظمة استخراج الغاز من مدافن النفايات لمنع عودة اللهب إلى مدافن النفايات، مما قد يسبب حرائق أو انفجارات.

6. التطبيقات البحرية – خزانات الوقود البحري:

• يتم تركيبها على فتحات خزانات الوقود البحري لمنع اشتعال الأبخرة القابلة للاشتعال، مما يضمن سلامة السفن والمنصات البحرية.
• ضروري للامتثال للوائح السلامة البحرية.

7. توليد الطاقة – أنظمة وقود المولدات:

• يستخدم في أنظمة تزويد الوقود لمولدات الطاقة لمنع اشتعال الأبخرة القابلة للاشتعال وضمان التشغيل الآمن المستمر.
• يحمي كلاً من معدات المولدات والبنية التحتية المحيطة بها.

8. التصنيع الصناعي – مرافق الطلاء والطلاء:

• يستخدم في المنشآت التي تستخدم فيها المذيبات والطلاءات القابلة للاشتعال لمنع الحرائق والانفجارات.
• ضروري لأكشاك الرش وأفران التجفيف حيث يمكن أن تتراكم أبخرة المذيبات.