ATEX: الوقاية من الانفجارات في الأجواء القابلة للانفجار داخل أماكن العمل

يمكن أن تتشكل الأجواء القابلة للانفجار عندما تختلط الغازات أو الأبخرة أو الرذاذ القابل للاشتعال أو الغبار القابل للاحتراق بالهواء بنسب تسمح بحدوث انفجار عند وجود مصدر للاشتعال. وتعتمد الوقاية على تقييم المخاطر والتحكم في مصادر الاشتعال واختيار المعدات المناسبة.

تمثل الأجواء القابلة للانفجار خطرًا كبيرًا في العديد من القطاعات الصناعية، بما في ذلك الصناعات الكيميائية والبتروكيميائية والصناعات الغذائية والصيدلانية وصناعة الأخشاب. فقد تؤدي شرارة أو سطح ساخن أو تفريغ كهربائي ساكن إلى حدوث انفجار عند توافر الظروف اللازمة.

تعتمد الوقاية على عدة مبادئ: منع تشكل الجو القابل للانفجار، وتجنب اشتعاله، والحد من عواقب الانفجار المحتمل عندما يتعذر القضاء على الخطر بالكامل.

تتناول توجيهان أوروبيان هذا المجال على وجه الخصوص: التوجيه الأوروبي 1999/92/EC المتعلق بحماية العمال، والتوجيه الأوروبي 2014/34/EU المتعلق بالمعدات وأنظمة الحماية المخصصة للاستخدام في الأجواء القابلة للانفجار. ويتوقف نطاق تطبيقهما على الإطار القانوني المعني.

1. تعريف الجو القابل للانفجار

الجو القابل للانفجار هو خليط من الهواء ومواد قابلة للاشتعال أو الاحتراق، تكون على شكل غازات أو أبخرة أو رذاذ أو غبار، بحيث يمكن للاحتراق، بعد حدوث الاشتعال، أن ينتشر في كامل الخليط غير المحترق.

بالنسبة إلى الغازات والأبخرة، يعتمد خطر الانفجار خصوصًا على تركيز المادة القابلة للاشتعال في الهواء. ونميز بين حدين أساسيين:

الحد الأدنى للانفجار (LEL): أدنى تركيز تكون دونه كمية المادة القابلة للاشتعال منخفضة عمومًا إلى درجة لا تسمح بانتشار الانفجار.
الحد الأعلى للانفجار (UEL): التركيز الذي يصبح الخليط فوقه غنيًا جدًا بالمادة القابلة للاشتعال، فلا يسمح عادة بانتشار الانفجار.

تختلف هذه الحدود بحسب طبيعة المادة والظروف الفيزيائية. أما الغبار القابل للاحتراق، فله أيضًا خصائص انفجارية ينبغي تحديدها بالاعتماد على البيانات المناسبة، وإجراء اختبارات متخصصة عند الضرورة.

2. كيف تتشكل الأجواء القابلة للانفجار؟

قد تنشأ الحالات الخطرة نتيجة عدة عوامل، من بينها:

الغازات والأبخرة القابلة للاشتعال: تسرب الأنابيب، وخلل الإحكام، وتبخر المذيبات، وانبعاث الهيدروكربونات.
الرذاذ القابل للاشتعال: رش السوائل القابلة للاحتراق أو تسربها على شكل قطرات دقيقة في ظروف تسمح باشتعالها.
الغبار القابل للاحتراق: انتشار الدقيق والحبوب والسكر وغبار الخشب أو بعض المعادن، خاصة الألومنيوم والمغنيسيوم، في الهواء.
تراكم الغبار: ترسبات يمكن أن تعود إلى الانتشار في الهواء وتشكل سحابة غبار قابلة للانفجار.

إن وجود مادة قابلة للاشتعال لا يعني تلقائيًا وجود جو قابل للانفجار. بل يجب مراعاة تركيز المادة وطريقة انتشارها والتهوية وخصائصها الفيزيائية.

3. تصنيف مناطق ATEX

في إطار الوقاية الأوروبية من الانفجارات، تُصنف المواقع الخطرة إلى مناطق وفقًا لتكرار وجود الجو القابل للانفجار ومدة استمراره.

الغازات والأبخرة والرذاذ

المنطقة 0: يكون الجو القابل للانفجار موجودًا باستمرار أو لفترات طويلة أو بشكل متكرر.
المنطقة 1: يُحتمل ظهور الجو القابل للانفجار من حين لآخر أثناء التشغيل العادي.
المنطقة 2: لا يُتوقع ظهور الجو القابل للانفجار أثناء التشغيل العادي إلا بدرجة محدودة، وإذا ظهر فإنه يستمر لفترة قصيرة فقط.

الغبار القابل للاحتراق

المنطقة 20: تكون سحابة الغبار القابلة للانفجار موجودة باستمرار أو لفترات طويلة أو بشكل متكرر.
المنطقة 21: يُحتمل ظهور سحابة الغبار القابلة للانفجار من حين لآخر أثناء التشغيل العادي.
المنطقة 22: لا يُتوقع ظهور سحابة الغبار القابلة للانفجار أثناء التشغيل العادي إلا بدرجة محدودة، وإذا ظهرت فإنها تستمر لفترة قصيرة فقط.

يجب أن يتولى أشخاص مؤهلون تصنيف المناطق اعتمادًا على المواد المستخدمة والعمليات ومصادر الانبعاث والتهوية وظروف التشغيل. ولا يجوز تحديد التصنيف اعتمادًا على القطاع الصناعي وحده.

4. تدابير الوقاية والحماية

ينبغي أن تعتمد استراتيجية الوقاية على تسلسل منطقي للتدابير يتناسب مع المخاطر المحددة.

4.1. منع تشكل الجو القابل للانفجار

عندما يكون ذلك ممكنًا من الناحية التقنية، ينبغي تقليل انبعاث المواد القابلة للاشتعال أو الاحتراق أو إزالتها.

يمكن أن تشمل التدابير:

استبدال المادة الخطرة بمادة أقل خطورة عندما يكون ذلك ممكنًا.
منع التسربات والمحافظة على إحكام المنشآت والمعدات.
التقاط الانبعاثات بالقرب من مصدرها قدر الإمكان.
توفير تهوية مصممة ومصانة بما يتناسب مع المخاطر المحددة.
تنظيف ترسبات الغبار بانتظام باستخدام طرق تمنع انتشاره الخطير في الهواء.

4.2. تجنب مصادر الاشتعال

يجب تحديد مصادر الاشتعال والتحكم فيها، ومن بينها:

الشرر الكهربائي والميكانيكي.
الأسطح الساخنة.
الكهرباء الساكنة والتفريغات الكهربائية الساكنة.
اللهب المكشوف وأعمال اللحام والقطع الساخن.
المعدات التي قد تنتج شررًا أو درجات حرارة مفرطة.
التفاعلات الكيميائية وغيرها من الظواهر التي قد تؤدي إلى ارتفاع خطير في درجة الحرارة.

يمكن أن تشمل التدابير ربط المعدات بالأرض، وتحقيق الترابط الكهربائي بين الأجزاء المعدنية، واستخدام المعدات المناسبة، والتحكم في درجات الحرارة، والإشراف على أعمال الصيانة وفق إجراءات آمنة.

4.3. استخدام الخمول الغازي عند ملاءمته

تعني عملية الخمول الغازي تغيير تركيب الجو، مثل خفض نسبة الأكسجين باستخدام غاز خامل، لمنع الاحتراق وفق الشروط المحددة في دراسة السلامة.

تتطلب هذه التقنية تصميمًا مناسبًا ومراقبة مستمرة عند الحاجة. ويمكن للنيتروجين والأرغون أن يتسببا في نقص الأكسجين في الهواء، مما يؤدي إلى خطر الاختناق. لذلك يجب تكييف أنظمة المراقبة وإجراءات التدخل وتدابير الحماية مع ظروف العمل.

4.4. الحد من عواقب الانفجار

عندما تبرر المخاطر المتبقية ذلك، قد يكون من الضروري استخدام أنظمة حماية من الانفجار، ومنها:

فتحات لتنفيس ضغط الانفجار، مصممة وفق خصائص المنشأة.
أنظمة إخماد الانفجار.
أجهزة عزل الانفجار لمنع انتقاله إلى معدات أخرى.
تصميم المنشآت واختيار المعدات بما يتناسب مع تأثيرات الضغط ودرجات الحرارة المتوقعة.

يجب أن يتولى أشخاص مؤهلون تصميم هذه الأنظمة وتحديد أبعادها وتركيبها. كما أن توجيه فتحة تنفيس الانفجار بطريقة غير مناسبة قد يعرض العمال لمخاطر جسيمة.

4.5. تنظيم التدخلات والأعمال

يمكن أن تشمل التدابير التنظيمية:

إعداد إجراءات مكتوبة تتناسب مع العمليات الخطرة.
عزل مصادر الطاقة وتأمينها قبل بعض التدخلات.
إصدار تصاريح العمل عندما يفرضها تقييم المخاطر أو القواعد المعمول بها.
مراقبة أعمال اللحام والقطع الساخن.
تدريب العاملين.
وضع علامات تحذيرية للمناطق الخطرة وتنظيم إجراءات الطوارئ.

5. المعدات المخصصة للأجواء القابلة للانفجار

يجب أن تكون المعدات المستخدمة في مناطق ATEX ملائمة لنوع الجو وتصنيف المنطقة وظروف التشغيل ومخاطر الاشتعال.

وفقًا للتوجيه الأوروبي 2014/34/EU، تُقسم المعدات المخصصة للصناعات السطحية إلى فئات حماية. وتعتمد الفئة المناسبة، من بين أمور أخرى، على تصنيف المنطقة.

المنطقة	فئات المعدات المناسبة عمومًا في الإطار الأوروبي
0 أو 20	الفئة 1
1 أو 21	الفئتان 1 أو 2
2 أو 22	الفئات 1 أو 2 أو 3

يوفر هذا الجدول توجيهًا عامًا فقط. ويجب أن يأخذ الاختيار النهائي في الاعتبار نوع المادة ومجموعة المعدات وخصائص الحماية وظروف التشغيل الفعلية.

فهم علامات المعدات

قد يتضمن وسم المعدات المخصصة للأجواء القابلة للانفجار المعلومات التالية:

مجموعة المعدات: المجموعة الأولى لبعض تطبيقات التعدين، والمجموعة الثانية للقطاعات الصناعية الأخرى المعنية.
فئة المعدات: مستوى الحماية المرتبط بالاستخدام المقصود.
نوع الحماية: مثل السلامة الجوهرية «Ex i»، أو الغلاف المقاوم للانفجار «Ex d»، أو السلامة المعززة «Ex e»، بحسب نوع المعدات وتطبيقها.
مجموعة الغاز: IIA أو IIB أو IIC بالنسبة إلى المعدات المعنية، وفق خصائص الغازات.
فئة درجة الحرارة: من T1 إلى T6 في أنظمة الوسم المعنية، لتحديد الحد الأقصى لدرجة حرارة سطح المعدات وفق نظام التصنيف المعمول به.

تختلف علامات المعدات المخصصة للغبار عن تلك المستخدمة للغازات. لذلك يجب التحقق من الوسم الكامل والشهادات وتعليمات الشركة المصنعة، وعدم الاكتفاء بوجود الرمز «Ex».

في الإطار الأوروبي، يجب كذلك التحقق من علامات المطابقة وإجراءات تقييم المطابقة المطلوبة. أما خارج هذا الإطار، فتتوقف المتطلبات على التشريعات الوطنية والمعايير المعمول بها والشروط التعاقدية.

6. التشريعات الأوروبية المتعلقة بـ ATEX

يتناول توجيهان أوروبيان متكاملان جانبين مختلفين من الوقاية من الانفجارات.

التوجيه 1999/92/EC: حماية العمال

يحدد هذا التوجيه الحد الأدنى من المتطلبات الرامية إلى تحسين حماية صحة وسلامة العمال الذين قد يتعرضون لأجواء قابلة للانفجار.

ويشمل، ضمن نطاق تطبيقه:

تقييم مخاطر الانفجار.
تصنيف المواقع الخطرة إلى مناطق.
تطبيق تدابير الوقاية والحماية.
تدريب العمال.
وضع العلامات التحذيرية للمواقع المعنية عندما