حمل مجانا دليل سلامة وهندسة انظمة الكلور

Chlorine_Safety_Engineering_and_Response_Manual.pdf  دليل السلامة وهندسة انظمة الكلور

المعايير الدولية لتركيب حساسات غاز الكلور

تعتمد المعايير الدولية لتركيب حساسات غاز الكلور Cl_2على مبدأ “الجاذبية والتهوية”، وبما أن الكلور له وزن جزيئي يبلغ 70.9 g/mol (أي أنه أثقل من الهواء بمقدار 2.5 مرة)، فإن المراجع العلمية والقانونية تحدد الارتفاع كما يلي:

1. إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية (OSHA)

توصي المعايير المعتمدة من OSHA (مثل Standard 1926.57 و1910.146) بالآتي:

• الارتفاع: وضع الحساسات على ارتفاع 12 إلى 18 بوصة (ما يعادل 30 إلى 45 سم) فوق سطح الأرض.
• السبب: الكلور غاز كثيف يميل للهبوط للأسفل، وفتحات الشفط في أنظمة التهوية يجب أن تكون أيضاً قرب الأرض لسحب هذا الغاز.

2. الجمعية الدولية للأتمتة (ISA)

في المرجع ISA-RP92.03.01 (الممارسات الموصى بها لتركيب أجهزة كشف غاز الكلور):

• الارتفاع: تحدد المسافة بـ 6 إلى 12 بوصة (حوالي 15 إلى 30 سم) من الأرض.
• المنطق: هذا الارتفاع يضمن الكشف عن الغاز قبل أن يشكل “بركة” غازية على الأرض تمنع الوصول للمكان، مع الحماية من رذاذ الماء أثناء تنظيف الأرضيات.

3. الجمعية الوطنية للحماية من الحرائق (NFPA)

المعيار NFPA 820 (المخصص لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي والمياه):

• ينص على ضرورة وضع حساسات الغازات الثقيلة (مثل الكلور وH2S) في النقاط المنخفضة من الغرفة، حيث أن هذه الغازات تتراكم في المناطق غير المهواة بالقرب من الأرض.

4. المعهد البريطاني للصحة والسلامة (HSE)

في المرجع HSG28 (Safe handling of chlorine):

• يؤكد على وضع أجهزة الإنذار في أماكن منخفضة بالقرب من مخازن الأسطوانات وصمامات التشغيل، مع مراعاة ألا يعيق التركيب عمليات الصيانة والتبديل اليدوي للأسطوانات.

ملخص المعايير في جدول مقارن:

الخلاصة الفنية للتركيب:

إذا كنت تقوم بالتركيب الآن، فإن المتوسط الذهبي المتبع في معظم الكودات الهندسية هو 30 سم من مركز الحساس إلى الأرض.

هذا الارتفاع يحقق:

1. سرعة الاستجابة: لأن الغاز سيصل إليه فوراً.
2. حماية الجهاز: بعيداً عن الرطوبة والأوساخ المباشرة على البلاط.

 المخطط التوضيحي وتوزيع الحساسات

المخطط التوضيحي وتوزيع الحساسات داخل غرف الكلور وفقاً للمعايير الهندسية، مع توضيح النقاط الفنية الحرجة للتركيب:

توزيع الحساسات في غرفة الكلور (Chlorine Room Layout)

يجب ألا يتم توزيع الحساسات بشكل عشوائي، بل بناءً على “مسار الهروب” ومصادر التسريب المحتملة:

• بالقرب من الأسطوانات: وضع حساس واحد على الأقل على بعد 1-2 متر من مجموعة صمامات الأسطوانات (Cylinders Bank).
• عند مداخل التهوية (Exhaust Fans): بما أن الكلور يُسحب من الأسفل، يجب وضع حساس بجوار مروحة السحب السفلية لضمان مراقبة الهواء الخارج من الغرفة.
• خارج باب الغرفة: يُنصح بوضع لوحة إنذار (Strobe Light & Horn) خارج الباب لتنبيه الموظفين قبل الدخول.

الرسم التوضيحي لمستوى الارتفاع (Vertical Profile)

يوضح هذا الرسم العلاقة بين كثافة الغاز ومكان الحساس:

1. منطقة تجمع الغاز: تقع في أول 50 سم من الأرضية.
2. مستوى الحساس: يثبت عند 30 سم (مركز الحساس).
3. توجيه المستشعر: يجب أن يكون وجه المستشعر متجهاً للأسفل بزاوية 90 درجة لمنع تراكم الغبار أو قطرات التكثيف على الغشاء الحساس (Sensing Element).

قائمة التحقق النهائية للتركيب (Installation Checklist)

لضمان مطابقة التركيب للمواصفات الدولية، تأكد من النقاط التالية:

• المسافة الأفقية: لا تضع الحساس في زاوية ميتة (Dead Zone) حيث لا يتحرك الهواء؛ اتركه بعيداً عن الأركان بمسافة لا تقل عن 50 سم.
• الأسلاك: استخدم كابلات محمية (Shielded Cables) لمنع التداخل الكهرومغناطيسي، خاصة إذا كانت قريبة من موصلات طلمبات الحقن.
• الوصول للصيانة: تأكد أن الحساس في مكان يسهل الوصول إليه للفنيين لإجراء المعايرة الدورية (Calibration) دون الحاجة لتفكيك معدات أخرى.

تنبيه هام: إذا كانت الغرفة معرضة للغسيل المتكرر بخراطيم المياه، يفضل تركيب “واقي رذاذ” (Splash Guard) وهو ملحق يأتي مع الحساسات الاحترافية ليسمح بمرور الغاز ويمنع دخول الماء.

 إليك التفاصيل الفنية المتعلقة بمستويات الإنذار (Alarm Thresholds) وجدول المعايرة، وهي الجزء المكمل لعملية التركيب لضمان عمل النظام وفقاً لمعايير OSHA وNIOSH.

أولاً: إعدادات مستويات الإنذار (Alarm Setpoints)

يُقاس تركيز الكلور بالجزء في المليون (ppm). المعايير الدولية تحدد مستويين للإنذار لضمان سلامة العاملين:

ثانياً: جدول المعايرة والصيانة (Calibration Log)

حساسات الكلور هي “حساسات كيميائية كهربائية” (Electrochemical)، وهي تستهلك مع مرور الوقت. المعايير الدولية (ISA) تفرض الجدول التالي:

1. اختبار الاستجابة (Bump Test):
   • التكرار: كل شهر أو شهرين.
   • الهدف: تعريض الحساس لكمية بسيطة من الغاز للتأكد من أنه “يتحسس” ويعطي إنذاراً (دون قياس الدقة).
2. المعايرة الكاملة (Full Calibration):
   • التكرار: كل 6 أشهر (أو حسب توصية الشركة المصنعة).
   • الهدف: ضبط نقطة الصفر (Zero Calibration) ونقطة المدى (Span Calibration) باستخدام غاز معايرة معلوم التركيز.
3. استبدال الحساس (Sensor Replacement):
   • التكرار: عادة كل 2 إلى 3 سنوات، لأن المادة الكيميائية داخل الحساس تجف وتفقد حساسيتها.

ثالثاً: مخطط توصيل الحساس بلوحة التحكم (Wiring Diagram)

يتم التوصيل غالباً باستخدام نظام 4-20 mA، وهو المعيار الصناعي لضمان عدم تأثر القراءة بطول الكابل.

• الكابل: يجب أن يكون من نوع Shielded Twisted Pair (زوج ملوي ومغلف) لمنع تأثير المحركات الكهربائية على القراءة.
• لوحة التحكم: يجب أن توضع في مكان آمن (خارج غرفة الكلور) لتسمح للمشغل برؤية القراءات قبل الدخول.

نصيحة ختامية للتركيب:

عند تركيب الحساس عند ارتفاع 30 سم، تأكد من وضع ملصق تحذيري بجانبه يمنع رش الماء مباشرة عليه أثناء غسل الأرضيات، حيث أن دخول الماء مباشرة في فتحة الحساس قد يؤدي لتلف الفلتر الداخلي فوراً.

إليك التفاصيل الفنية المتعلقة بمستويات الإنذار (Alarm Thresholds) وجدول المعايرة، وهي الجزء المكمل لعملية التركيب لضمان عمل النظام وفقاً لمعايير OSHA و NIOSH.

أولاً: إعدادات مستويات الإنذار (Alarm Setpoints)

يُقاس تركيز الكلور بالجزء في المليون (ppm). المعايير الدولية تحدد مستويين للإنذار لضمان سلامة العاملين:

ثانياً: جدول المعايرة والصيانة (Calibration Log)

حساسات الكلور هي “حساسات كيميائية كهربائية” (Electrochemical)، وهي تستهلك مع مرور الوقت. المعايير الدولية (ISA) تفرض الجدول التالي:

1. اختبار الاستجابة (Bump Test):
   • التكرار: كل شهر أو شهرين.
   • الهدف: تعريض الحساس لكمية بسيطة من الغاز للتأكد من أنه “يتحسس” ويعطي إنذاراً (دون قياس الدقة).
2. المعايرة الكاملة (Full Calibration):
   • التكرار: كل 6 أشهر (أو حسب توصية الشركة المصنعة).
   • الهدف: ضبط نقطة الصفر (Zero Calibration) ونقطة المدى (Span Calibration) باستخدام غاز معايرة معلوم التركيز.
3. استبدال الحساس (Sensor Replacement):
   • التكرار: عادة كل 2 إلى 3 سنوات، لأن المادة الكيميائية داخل الحساس تجف وتفقد حساسيتها.

ثالثاً: مخطط توصيل الحساس بلوحة التحكم (Wiring Diagram)

يتم التوصيل غالباً باستخدام نظام 4-20 mA، وهو المعيار الصناعي لضمان عدم تأثر القراءة بطول الكابل.

• الكابل: يجب أن يكون من نوع Shielded Twisted Pair (زوج ملوي ومغلف) لمنع تأثير المحركات الكهربائية على القراءة.
• لوحة التحكم: يجب أن توضع في مكان آمن (خارج غرفة الكلور) لتسمح للمشغل برؤية القراءات قبل الدخول.

نصيحة ختامية للتركيب:

عند تركيب الحساس عند ارتفاع 30 سم، تأكد من وضع ملصق تحذيري بجانبه يمنع رش الماء مباشرة عليه أثناء غسل الأرضيات، حيث أن دخول الماء مباشرة في فتحة الحساس قد يؤدي لتلف الفلتر الداخلي فوراً.

لإتمام منظومة الكشف عن الكلور بشكل احترافي ومطابق للمواصفات، إليك التفاصيل الفنية لاختيار الكابلات وبرمجة لوحة التحكم:

1. مواصفات كابلات التوصيل (Wiring Specifications)

بما أن إشارة الحساس غالباً ما تكون 4-20 mA (وهي إشارة تماثلية حساسة للتداخلات الكهرومغناطيسية)، يجب استخدام الكابلات التالية:

• النوع: كابل شيلد (Shielded Twisted Pair). الغلاف القصديري (Shield) يحمي الإشارة من “الشوشرة” الناتجة عن كابلات المحركات والمضخات.
• المقاس: * للمسافات حتى 150 متر: استخدم كابل $3 \times 1.0$ $mm^2$.
  • للمسافات حتى 500 متر: استخدم كابل $3 \times 1.5$ $mm^2$.
• تنبيه فني: يجب تأريض (Earthing) غلاف الكابل (Shield) من طرف لوحة التحكم فقط لمنع حدوث “حلقات أرضية” (Ground Loops) قد تسبب قراءات وهمية.

2. برمجة لوحة التحكم (Control Panel Logic)

عند ربط الحساس بلوحة التحكم (PLC أو Gas Controller)، يتم ضبط “المنطق” (Logic) كالتالي:

• معايرة المدى (Scaling):
  • تيار 4 mA يقابله تركيز 0 ppm.
  • تيار 20 mA يقابله أقصى مدى للحساس (غالباً 5 أو 10 ppm).
• وظيفة منع الإنذار الكاذب (Time Delay):
  • يُنصح بضبط تأخير زمني قدره 2 إلى 5 ثوانٍ قبل إطلاق الإنذار، للتأكد من أن القراءة مستقرة وليست ناتجة عن تداخل لحظي.
• الأمان الإخفاقي (Fail-Safe):
  • برمج اللوحة لتعطي إنذار “عطل” (Fault) إذا انخفض التيار عن 3.5 mA، مما يعني انقطاع الكابل أو تلف الحساس.

3. ربط الحساس بالمعدات (Interlocking)

المواصفات الدولية تتطلب ربط مخرجات لوحة التحكم بمعدات السلامة كالتالي:

نصيحة أخيرة عند البرمجة:

تأكد من ضبط خاصية “Latch” للإنذار العالي (High Alarm)، وهذا يعني أن الإنذار لا يتوقف تلقائياً حتى لو نزل تركيز الغاز، بل يجب على المشغل ضغط زر “Reset” يدوياً بعد التأكد من معالجة التسريب، وذلك لضمان عدم دخول أي شخص للمكان قبل فحصه.

 إليك قائمة الكميات والمعدات المطلوبة (Bill of Materials – BOM) لتصميم وتنفيذ نظام متكامل للكشف عن تسريب غاز الكلور لغرفة أسطوانات نموذجية، بناءً على المعايير التي ناقشناها:

1. وحدات الاستشعار (Detection Units)

• حساس غاز الكلور Cl_2Detector):
  • النوع: Electrochemical Sensor.
  • المدى: (0-10 ppm).
  • خرج الإشارة: 4-20 mA.
  • تصنيف الحماية: IP66/67 (مقاوم للتآكل والرطوبة).
  • العدد: (حسب مساحة الغرفة، عادة 1 لكل 25 متر مربع أو بجوار كل مجموعة أسطوانات).

2. لوحة التحكم والبيان (Control System)

• لوحة استقبال إشارات (Gas Controller/PLC):
  • مزودة بشاشة رقمية لإظهار التركيز لحظياً.
  • تحتوي على مخارج ريلي (Relay Outputs) للتحكم في المعدات الخارجية.
  • بطارية احتياطية (UPS) لضمان العمل عند انقطاع الكهرباء لمدة لا تقل عن 24 ساعة.

3. كابلات التوصيل والتركيبات (Wiring & Mounting)

• كابلات الإشارة: كابل شيلد (Shielded Twisted Pair) مقاس 3 \times 1.5 مم².
• المواسير: مواسير PVC مقاومة للتآكل (تجنب المواسير المعدنية لأن الكلور يؤدي لتآكلها بسرعة).
• حامل تثبيت (Mounting Bracket): لتثبيت الحساس على ارتفاع 30 سم من الأرض.

4. أجهزة الإنذار والمشغلات (Actuators & Alarms)

• وحدة إنذار ضوئي وصوتي (Strobe Light & Horn): توضع عند مدخل الغرفة.
• محبس غلق أوتوماتيكي (Emergency Shut-off Valve): يركب على رأس الأسطوانة ويغلق ميكانيكياً عند استلام إشارة من الحساس.
• بادئ تشغيل (Contactor/Relay): لربط مروحة الشفط بلوحة الحساسات.

ملخص التكلفة والمهام (Summary Table)

#TSTC

#Tamer_Sharaki

#تامر_شراكي

#شركة_تامر_شراكي

#تامر_شراكي_للتدريب_والاستشارات

www.tstc.com.eg