الفئة الأولى، القسم 1 هو تصنيف مواقع خطرة معتمد في أمريكا الشمالية يُستخدم للمناطق التي قد تتواجد فيها غازات أو أبخرة قابلة للاشتعال بتركيزات قابلة للاشتعال أثناء التشغيل العادي، أو أعمال الصيانة المتكررة، أو التسرب، أو ظروف عطل معينة. ببساطة، يصف هذا التصنيف واحدة من أكثر فئات المناطق الخطرة تطلبًا فيما يخص الغازات والأبخرة والمستخدمة في أنظمة السلامة الكهربائية الصناعية.

غالبًا ما يُختصر المصطلح إلى الفئة الأولى، قسم 1 أو C1D1. ويظهر في مواصفات المشاريع، ومخططات المناطق الخطرة، ولوحات بيانات المنتجات، وجداول الأعمال الكهربائية، ووثائق لوحات التحكم، ومتطلبات الشراء الخاصة بقطاعات النفط والغاز، والمعالجة الكيميائية، ومناولة الوقود، واستخدام المذيبات، وطلاء الرش، والبيئات الصناعية المماثلة.

النقطة الأهم هي: الفئة الأولى، القسم 1 هو تصنيف موقع، وليس شهادة منتج بحد ذاته. يُصنف الموقع أولًا. ثم بعد ذلك، يجب أن تكون المعدات الكهربائية المركبة في ذلك الموقع معتمدة، أو مدرجة، أو حاصلة على شهادة للظروف الخطرة المحددة المعنية، بما في ذلك الفئة، والقسم، ومجموعة الغاز، ورمز درجة الحرارة، وطريقة الحماية.

أهمية هذا التصنيف

تؤثر الفئة الأولى، القسم 1 على أكثر من مجرد الصياغة على المخطط. فهي تؤثر على اختيار المعدات، وطريقة التمديدات، وتصميم مداخل الكابلات، وممارسات الختم، وروتين التفتيش، وتخطيط الصيانة، ومراجعة الاعتماد. قد يعمل جهاز صناعي قياسي بشكل جيد في موقع خارجي عادي، لكنه قد يصبح مصدر خطر اشتعال إذا تم تركيبه في منطقة خطرة تحتوي على غازات وأبخرة دون الاعتماد الصحيح.

بالنسبة للمهندسين والمشترين، يُعتبر هذا التصنيف أيضًا مُرشحًا للشراء. فالمنتج الموصوف بأنه متين، أو مقاوم للماء، أو من الفولاذ المقاوم للصدأ، أو مقاوم للتآكل، أو للخدمة الشاقة ليس مقبولًا تلقائيًا للفئة الأولى، القسم 1. يجب التحقق من العلامة الكاملة للموقع الخطِر قبل الاختيار.

لهذا السبب قد تكون الأوصاف المختصرة محفوفة بالمخاطر. لا ينبغي اختيار جهاز فقط لأن الكتالوج يذكر "مقاوم للانفجار" أو "منطقة خطرة". يجب أن تتطابق العلامة الفعلية مع المنطقة المصنفة والغاز أو البخار الموجود في الموقع.

مكونات المصطلح

تتكون الصياغة من جزأين رئيسيين. الفئة الأولى تُحدد نوع الخطر. وتعني أن الموقع يحتوي على غازات قابلة للاشتعال، أو أبخرة ناتجة عن سوائل قابلة للاشتعال، أو أبخرة ناتجة عن سوائل قابلة للاحتراق. القسم 1 يُحدد احتمالية وجود هذا الخطر بتركيز قابل للاشتعال.

يعني القسم 1 أن الجو الخطر قد يتواجد أثناء التشغيل العادي، أو قد يحدث بشكل متكرر بسبب الصيانة أو التسرب، أو قد يظهر عندما يؤدي عطل في المعدات إلى تسرب أبخرة قابلة للاشتعال ويُشكل مصدر اشتعال محتمل في نفس الوقت.

هذا أكثر شدة من الفئة الأولى، القسم 2. في القسم 2، لا يُتوقع وجود تركيزات قابلة للاشتعال بشكل طبيعي أثناء التشغيل القياسي. أما في القسم 1، فإن احتمالية التسرب هي جزء من صورة المخاطر الطبيعية أو المتوقعة بشكل متكرر في منطقة المعالجة.

القواعد التي تشكله

في الولايات المتحدة، توفر قواعد المواقع الخطرة الصادرة عن OSHA الأساس التنظيمي لتصنيف المناطق الخطرة واستخدام المعدات. في أعمال التصميم والتركيب العملية، يرتبط نظام الفئة/القسم ارتباطًا وثيقًا بـ الكود الوطني للكهرباء، المعروف أيضًا باسم NFPA 70.

تُوجه مقالات المواقع الخطرة في NEC كيفية تصنيف المناطق، وكيفية اختيار طرق التمديدات، وكيفية استخدام المعدات الكهربائية في المواقع المصنفة. بالنسبة للعديد من المشاريع الصناعية، تتم مراجعة مخطط المنطقة الخطرة، ولوحة بيانات المعدات، وممارسات التركيب وفقًا لبيئة هذا الكود.

معايير المنتج مهمة أيضًا. يرتبط UL 1203 على نطاق واسع بالمعدات الكهربائية المقاومة للانفجار ومقاومة اشتعال الغبار للمواقع الخطرة. ويرتبط UL 913 على نطاق واسع بالأجهزة ذاتية الأمان والأجهزة المرتبطة بها للاستخدام في المواقع الخطرة من القسم 1.

كيفية التحقق من العلامات

تحتوي علامة الموقع الخطر الكاملة على أكثر من "الفئة الأولى، القسم 1". يجب أن تحدد العلامة ما إذا كانت المعدات معتمدة للفئة، والقسم، ومجموعة الغاز، ونطاق درجة الحرارة الصحيحين. كما قد تُظهر طريقة الحماية أو أساس الاعتماد.

هذا مهم لأن الغازات والأبخرة المختلفة لها خصائص اشتعال مختلفة. فالمنتج المقبول لمجموعة غاز معينة قد لا يكون مقبولًا لأخرى. كما أن المنتج الذي يحمل رمز درجة حرارة خاطئًا قد يكون غير مناسب، حتى لو بدا الغلاف قويًا.

مجموعات الغاز توجه الاختيار

في مواقع الفئة الأولى، تُقسم الغازات والأبخرة إلى المجموعات A و B و C و D. تساعد هذه المجموعات في تحديد مدى تطلب الجو ونوع بناء المعدات المطلوب.

• المجموعة A: الأسيتيلين.

• المجموعة B: الهيدروجين والغازات عالية الخطورة المماثلة.

• المجموعة C: الإيثيلين والغازات أو الأبخرة المماثلة.

• المجموعة D: البروبان والغازات أو الأبخرة المماثلة.

من منظور الشراء، مجموعة الغاز ليست تفصيلًا بسيطًا. فالجهاز المناسب للخدمة في المجموعة D ليس مناسبًا تلقائيًا للمجموعة B. إذا كان المشروع يتضمن مناطق غنية بالهيدروجين، أو الأسيتيلين، أو أجواء متطلبة أخرى، يصبح متطلب الاختيار أكثر تقييدًا.

رموز درجة الحرارة تمنع الاشتعال

لا تقتصر سلامة المواقع الخطرة على الشرارات أو الأقواس الكهربائية فقط. يمكن لسطح ساخن أيضًا أن يشعل جوًا قابلاً للاشتعال إذا كانت درجة حرارة السطح مرتفعة بما يكفي. لهذا السبب يتم تضمين تصنيف درجة الحرارة في علامات المواقع الخطرة.

رموز درجة الحرارة، التي تُكتب غالبًا كـ T1، T2، T3، T4، T5، أو T6، تُشير إلى الحد الأقصى لدرجة حرارة سطح المعدات. يجب أن تبقى المعدات المختارة أقل من درجة حرارة الاشتعال الذاتي للغاز أو البخار الخطر الموجود.

هذا يخلق سؤال اختيار عملي: هل رمز درجة الحرارة المُعلم على المعدات مناسب للجو الفعلي في المنطقة المصنفة؟ إذا كان الجواب لا، فقد لا يكون المنتج مطابقًا للمواصفات حتى لو كان متينًا ومقاومًا للانفجار بخلاف ذلك.

طرق الحماية المختلفة

يمكن لمعدات الفئة الأولى، القسم 1 استخدام طرق حماية مختلفة. اثنتان من أكثرها شيوعًا هما البناء المقاوم للانفجار والأمان الذاتي. كلاهما يمكن أن يكون صالحًا، لكنهما يتحكمان في خطر الاشتعال بطرق مختلفة.

البناء المقاوم للانفجار

تستخدم المعدات المقاومة للانفجار غلافًا مصممًا لاحتواء حدث اشتعال داخلي ومنع انتشار اللهب إلى الجو الخطر المحيط. غالبًا ما ترتبط هذه الطريقة بالأغلفة شديدة التحمل، وأجهزة التحكم، وصناديق التوصيل، ووحدات الإضاءة، وأجهزة الاتصال الميدانية في مناطق المعالجة.

الأمان الذاتي

يتبع الأمان الذاتي نهجًا مختلفًا. فبدلاً من احتواء انفجار داخلي، تُصمم الدائرة بحيث لا تُطلق طاقة كهربائية أو حرارية كافية لإشعال الجو الخطر في ظل ظروف عطل مُحددة.

يُستخدم الأمان الذاتي بشكل شائع في حلقات الأجهزة الدقيقة، والمستشعرات، ودوائر الاتصالات منخفضة الطاقة، والمعدات المحمولة، وإشارات التحكم. يمكنه تقليل الحاجة إلى أغلفة ثقيلة، لكنه يتطلب تصميم نظام سليم، وحواجز، وأجهزة مرتبطة، وانضباط في التركيب.

المنطقة 1 ليست مطابقة

الفئة الأولى، القسم 1 ليست تمامًا مثل المنطقة 1. إنهما ينتميان إلى نظامين مختلفين لتصنيف المناطق الخطرة. تأتي الفئة الأولى، القسم 1 من طريقة الفئة/القسم التقليدية في أمريكا الشمالية، بينما تنتمي المنطقة 1 إلى نظام المناطق المستخدم دوليًا والمعترف به أيضًا في بعض سياقات أمريكا الشمالية.

في العديد من المشاريع، قد تحمل المنتجات علامات مزدوجة أو تكون متاحة بنسخ لكلا النظامين. هذا لا يعني أنه يمكن تبديل المصطلحين بحرية في كل مواصفة. النهج الصحيح هو اتباع طريقة التصنيف المستخدمة في وثائق المشروع ومتطلبات الجهة صاحبة الاختصاص.

أين يظهر غالبًا

توجد ظروف الفئة الأولى، القسم 1 بشكل شائع بالقرب من مصادر التسرب حيث قد تتواجد غازات أو أبخرة قابلة للاشتعال أثناء العمل الروتيني أو الأنشطة المتكررة المتعلقة بالمعالجة. يتم تحديد هذه المناطق عادةً من خلال دراسة تصنيف منطقة خطرة وليس عن طريق الافتراض.

تشمل الأمثلة النموذجية نقاط نقل السوائل المتطايرة، ومناطق طلاء الرش التي تستخدم المذيبات، والخزانات أو الأحواض المفتوحة التي تحتوي على سوائل قابلة للاشتعال، وغرف تجفيف المذيبات، وغرف مولدات الغاز، وغرف المضخات سيئة التهوية، ومناطق المعالجة المماثلة.

مناطق النفط والغاز

قد تشمل مواقع الآبار، ومنصات الإنتاج، ومناطق الفصل، ومزارع الخزانات، ومنصات التحميل، وملاجئ أجهزة التحليل، ونقاط مناولة الهيدروكربونات مناطق من الفئة الأولى، القسم 1 اعتمادًا على مصادر التسرب وظروف التهوية.

المصانع الكيميائية

يمكن أن تتطلب مناطق المفاعلات، ومحطات نقل المذيبات، وأقسام الخلط، ونقاط تعبئة البراميل، وأرصفة الضخ، وأوعية المعالجة تحليل القسم 1 حيث يكون تسرب الأبخرة القابلة للاشتعال متوقعًا أو متكررًا.

خطوط الدهان والطلاء

تبقى أكشاك الرش ومناطق التشطيب المجاورة أمثلة كلاسيكية لأن المذيبات المرذذة أو المتبخرة يمكن أن تخلق أجواءً قابلة للاشتعال أثناء العمليات العادية.

نقاط الاتصال الصناعية

قد تكون الهواتف المقاومة للانفجار، ومحطات النداء في الطوارئ، وأضواء التحذير، وصافرات الإنذار، ومحطات النداء العامة، وأجهزة الاتصال الداخلي الميدانية مطلوبة حيث يجب على الأفراد التواصل داخل مناطق المعالجة الخطرة المحتوية على غازات وأبخرة.

تصنيفات الحماية البيئية منفصلة

يخلط العديد من المشترين بين اعتماد الموقع الخطر وتصنيفات الأغلفة البيئية. قد يكون الجهاز حاصلًا على IP66 أو IP67 أو NEMA 4X أو مقاومًا للتآكل أو مقاومًا للصدمات، ورغم ذلك لا يكون مناسبًا للفئة الأولى، القسم 1.

تصف تصنيفات IP و NEMA أداء الغلاف ضد الماء والغبار والتعرض المرتبط بالتآكل أو الظروف البيئية العامة. بينما يتناول اعتماد الفئة الأولى، القسم 1 ما إذا كان المنتج قد تم تقييمه بحيث لا يصبح مصدر اشتعال في الجو الخطر المحدد.

في التركيبات الحقيقية، قد يكون كلاهما مهمًا. فقد تتطلب منطقة كيميائية خارجية جهازًا معتمدًا للفئة الأولى، القسم 1 وأيضًا مقاومًا للعوامل الجوية والتآكل ومناسبًا للغسيل. هذه التصنيفات تحل مشاكل مختلفة ويجب التحقق منها بشكل منفصل.

كيف يجب أن يبدأ الاختيار

يجب أن يبدأ اختيار المعدات بمخطط المنطقة المصنفة والمادة الخطرة الفعلية. لا تفترض أن المنشأة بأكملها من الفئة الأولى، القسم 1 لمجرد أن جزءًا واحدًا من العملية يتعامل مع مواد قابلة للاشتعال.

1. تأكد من المنطقة المصنفة الدقيقة وحدودها.

2. حدد مجموعة الغاز أو البخار.

3. تحقق من رمز درجة الحرارة المطلوب.

4. راجع طريقة الحماية وأساس الاعتماد.

5. تحقق من تفاصيل التركيب مثل الحواضن، والمانعات، والحواجز، ومداخل الكابلات، وطرق التمديدات.

6. تحقق من الاحتياجات البيئية مثل IP، وNEMA، والتآكل، والأشعة فوق البنفسجية، والصدمات، والتعرض للغسيل.

7. اقرأ ملصق المعدات الكامل بدلاً من الاعتماد على الاختصارات التسويقية.

يجب أن تتطابق مستويات الأقسام

يمكن عمومًا استخدام المعدات المعتمدة للقسم 1 في منطقة القسم 2 من نفس الفئة ومجموعة الغاز. هذا هو أحد الأسباب التي تجعل بعض المشغلين يوحدون منتجات حرجة معينة عند مستوى الاعتماد الأعلى لسهولة توفير قطع الغيار أو اتساق التشغيل.

لكن، هذا لا يعني أنه يجب على كل مشروع اختيار أجهزة القسم 1 تلقائيًا في كل مكان. يمكن أن تكون معدات القسم 1 أكبر، وأثقل، وأكثر تكلفة، أو أكثر تقييدًا في التركيب والصيانة. الهندسة الجيدة لا تزال تبدأ بتصنيف المنطقة الصحيح.

الأخطاء الشائعة مهمة

منطق الاختيار النهائي

تُعد الفئة الأولى، القسم 1 واحدة من أهم تصنيفات المواقع الخطرة في الممارسة الصناعية لأمريكا الشمالية لأنها تغطي أجواء الغاز والبخار التي قد تصبح قابلة للاشتعال أثناء التشغيل العادي أو الظروف المتعلقة بالتسرب المتكرر.

عادة الاختيار الأكثر أمانًا واضحة ومباشرة: صنف المنطقة بشكل صحيح، حدد الغاز أو البخار الفعلي، تحقق من المجموعة ورمز درجة الحرارة، تأكد من طريقة الحماية، ثم تحقق من علامة المعدات الكاملة. هذه العملية تؤدي إلى سلامة أفضل، وامتثال أنظف، وتشغيل أكثر موثوقية على المدى الطويل من الاعتماد على الملصقات المختصرة أو ادعاءات الأغلفة المتينة وحدها.

الأسئلة الشائعة

ما الفرق بين الفئة الأولى، القسم 1 والقسم 2؟

تغطي الفئة الأولى، القسم 1 المناطق التي قد توجد فيها تركيزات غاز أو بخار قابلة للاشتعال أثناء التشغيل العادي، أو الصيانة المتكررة، أو التسرب، أو ظروف التسرب المرتبطة بأعطال معينة. ينطبق القسم 2 عادةً عندما لا يكون الخطر متوقعًا أثناء التشغيل الاعتيادي.

هل الفئة الأولى، القسم 1 هي نفس المنطقة 1 حسب ATEX؟

لا. إنهما يأتيان من نظامي تصنيف مختلفين. قد يتداخلان في القصد العملي في بعض الحالات، وتحمل بعض المنتجات علامات مزدوجة، لكن المصطلحين ليسا قابلين للتبادل تلقائيًا.

هل يمكن استخدام المعدات ذاتية الأمان في الفئة الأولى، القسم 1؟

نعم. يمكن استخدام المعدات ذاتية الأمان المعتمدة للموقع الخطر ذي الصلة في تطبيقات الفئة الأولى، القسم 1 عند اتباع متطلبات تصميم وتركيب النظام بالكامل.

هل تشمل الفئة الأولى، القسم 1 جميع تفاصيل الاختيار المطلوبة؟

لا. لا تزال بحاجة إلى مجموعة الغاز، ورمز درجة الحرارة، وطريقة الحماية، ومتطلبات التركيب، وغالبًا معلومات تكميلية عن الغلاف أو البيئة.

هل تحل تصنيفات IP أو NEMA محل الاعتماد الخطر؟

لا. تصف تصنيفات IP و NEMA أداء الغلاف البيئي. بينما يتناول الاعتماد الخطر خطر الاشتعال في جو مصنف. تتطلب العديد من المشاريع الحقيقية كليهما.