ความรู้พื้นฐานของมาตรฐานพื้นที่อันตรายประเภทที่ 1 บทที่ 1

บทที่ 1

ความรู้พื้นฐานของมาตรฐานพื้นที่อันตรายประเภทที่ 1

1.1  หลักการและเหตุผลในการแบ่งประเภทพื้นที่อันตราย

รูปที่ 1.1 แสดงเหตุการณ์ระเบิดที่โรงงาน Phillips Petroleum ในประเทศสหรัฐอเมริกา

ในต้นศตวรรษ 1900 เป็นยุคที่อุตสาหกรรมขยายตัวอย่างมากและเริ่มมีการใช้มาตรฐานการออกแบบและการติดตั้งระบบไฟฟ้าของ North American Codes โดยที่มาตรฐาน NEC (National Electric Code) ใช้สำหรับประเทศสหรัฐอเมริกาและมาตรฐาน CEC (CanadianElectric Code) ใช้สำหรับประเทศแคนาดา ในช่วงเวลาเดียวกันสถาบันมาตรฐานของยุโรปคือ InternationalElectro technical Commission (IEC) ก็ถูกก่อตั้งขึ้นที่ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เพื่อเป็นสถาบันด้านมาตรฐานการออกแบบติดตั้งระบบไฟฟ้าสำหรับใช้ในประเทศสมาชิก สหภาพยุโรป นอกจากนี้ประเทศในสหภาพยุโรปยังร่วมกันสร้างมาตรฐานเพื่อใช้ในประเทศ สมาชิกโดยเฉพาะคือ CENELEC (European Electro technical Committee forStandardization) ซึ่งเนื้อหาโดยรวมแล้วเหมือนกับมาตรฐานของ IEC การกำเนิดรถยนต์และเครื่องบินในต้นทศวรรษที่ 1920 สร้างความต้องการใช้เชื้อเพลิง คุณภาพดีอย่างมาก ไอระเหยจากแก๊สโซลีนมีคุณสมบัติที่จุดติดไฟได้ง่าย ทำให้ต้องป้องกัน การสปาร์กจากระบบไฟฟ้าไม่ให้อยู่ในบริเวณที่มีไอระเหย พื้นดังกล่าวจึงถูกกำหนดเป็น “ExtraHazardous Location” ดังนั้นโรงงานอุตสาหกรรมที่สร้างขึ้นใหม่จะต้องออกแบบระบบไฟฟ้าให้ เป็นประเภท Explosion proof ในพื้นที่ที่มีไอระเหยของสารไวไฟ ในปี ค.ศ.1931 มาตรฐาน NEC ก็แบ่งพื้นที่อันตราย ออกเป็น Class I สำหรับแก๊สและไอระเหย Class II สำหรับฝุ่นที่จุดติดไฟได้ และ Class III สำหรับเส้นใยที่จุดติดไฟได้ ต่อมาในปี ค.ศ.1935 ก็มีการแบ่งกลุ่มแก๊สและไอระเหยใน Class I ออกเป็นกลุ่ม A, B, C และ D ตามคุณสมบัติ 3 ประการ คือ (1) ความดันจากการระเบิด (Explosive Pressure) (2) การขยายตัวของเปลวไฟ (Flame Transmission) และ (3) อุณหภูมิการจุดระเบิด (Ignition Temperature)

ในปี ค.ศ.1956 แนวคิดเรื่องความปลอดภัยโดยแท้จริง (Intrinsic Safety) เกิดขึ้นและกำหนดอยู่ตามมาตรฐานของ North American Codes และในช่วงเวลาเดียวกัน อุตสาหกรรมของอเมริกาเหนือขยายตัวเพิ่มมากขึ้น การติดตั้งระบบไฟฟ้าแบบ Explosion proof ทั้งหมดในพื้นที่ที่มีสารอันตรายจะทำให้มีค่าใช้จ่ายสูงมาก ดังนั้นมาตรฐานของ NEC จึงได้กำหนดพื้นที่อันตรายใน “Division 2” ซึ่งหมายถึงพื้นที่อันตรายที่ยอมให้ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีมาตรฐานการป้องกันการระเบิดที่ต่ำกว่าได้ โดยมีเงื่อนไขคือ เป็นบริเวณที่มีการจัดเก็บหรือใช้สารไวไฟซึ่งจะมีโอกาสรั่วไหลของสารไวไฟสู่บรรยากาศในสภาวะไม่ปกติเท่านั้น เช่น การเกิดอุบัติเหตุระหว่างการทำงาน หรือการเกิดรอยแตกร้าวของถังบรรจุ เป็นต้น

1.2 มาตรฐานการจัดแบ่งพื้นที่อันตรายของยุโรปและอเมริกาเหนือ

พื้นที่อันตรายถูกจัดแบ่งประเภทตามคุณสมบัติของสารไวไฟที่อาจมีใช้หรือเก็บรักษาอยู่ในพื้นที่นั้นๆ แก๊สหรือไอระเหยที่ปนอยู่ในบรรยากาศจะทำให้เกิดส่วนผสมของเชื้อเพลิงและออกซิเจนที่เหมาะสม (Ignitable Concentration) ที่จะจุดติดไฟได้ ควรหลีกเลี่ยงการติดตั้งระบบไฟฟ้าในบริเวณพื้นที่อันตราย แต่ถ้าไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ในทางปฏิบัติ ผู้ออกแบบจะต้องเลือกใช้อุปกรณ์ชนิดพิเศษที่ได้มาตรฐานการป้องกันการระเบิดเพื่อใช้กับพื้นที่อันตรายที่มีการจัดแบ่งประเภทไว้ตามมาตรฐาน

ตารางที่ 1.1 เปรียบเทียบมาตรฐานการจัดแบ่งประเภทของพื้นที่ที่มีสารไวไฟของยุโรปและอเมริกา

ที่มา : มาตรฐาน IEC, NEC และ CENELEC

ตารางที่ 1.2 เปรียบเทียบมาตรฐานการจัดแบ่งกลุ่มสารไวไฟของยุโรปและอเมริกา

ที่มา : มาตรฐาน IEC, CENELEC, NEC และ CEC

1.1  ความหมายของพื้นที่อันตราย (Definition of Hazardous Locations)

Zone 0 Location (Class I: Division 1) คือ พื้นที่ที่มีแก๊สหรือไอระเหยผสมอยู่ในบรรยากาศด้วยความเข้มข้นเหมาะสมในการจุดติดไฟได้อยู่เป็นประจำหรือเป็นช่วงเวลานาน ตัวอย่างพื้นที่ลักษณะนี้จะพบได้ 

•         ภายในถังบรรจุสารไวไฟ

•         พื้นที่ใกล้ช่องเปิดของถังบรรจุที่อาจทำให้แก๊สหรือไอระเหยรั่วกระจายออกมาสู่ภายนอกได้

พื้นที่ใน Zone 0 จะมีโอกาสสูงที่จะมีความเข้มข้นของไอระเหยของสารอันตรายเกินกว่า 100% ของค่า Lower Explosive Limit (LEL) ของสารนั้นในภาวะปกติ มากกว่า 1,000 ชั่วโมงต่อปี อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ในพื้นที่ Zone 0 มักจะเป็นเครื่องมือวัดต่างๆ เช่น เครื่องมือวัดระดับของเหลว และเครื่องมือวัดอุณหภูมิ เป็นต้น อุปกรณ์เครื่องวัดดังกล่าวจะต้องเป็นประเภท Intrinsically Safe เท่านั้น เพราะอุปกรณ์ประเภทนี้จะใช้กำลังไฟฟ้าในระดับต่ำมาก ทำให้เมื่อมีการเกิดลัดวงจรในอุปกรณ์เครื่องมือวัดเหล่านี้ พลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นจะไม่มากพอให้แก๊สหรือไอระเหยไวไฟเกิดการจุดติดไฟได้

Zone 1 Location (Class I: Division 1) คือ พื้นที่ที่มีแก๊สหรือไอระเหยผสมอยู่ในบรรยากาศ ด้วยความเข้มข้นเหมาะสมในการจุดติดไฟได้ในระหว่างที่มีกระบวนการทำงานปกติ, ช่วงเวลาที่มีการซ่อมบำรุง, ระหว่างที่มีความผิดพลาดในกระบวนการทำงานก็จะทำให้เกิดการรั่วไหลของสารไวไฟขึ้นได้ รวมทั้งพื้นที่อยู่ติดกับพื้นที่ใน Zone 0 ด้วย 

*อ่านเพิ่มเติม บทที่ 1 ความรู้พื้นฐานของมาตรฐานพื้นที่อันตรายประเภทที่ 1

 ขอขอบพระคุณแหล่งที่มาของข้อมูล คู่มือการตรวจสอบ ติดตั้งระบบ และอุปกรณ์ไฟฟ้าในพื้นที่มีไอระเหยของสารไวไฟ โดยสำนักเทคโนโลยีความปลอดภัย กรมโรงงานฯ กระทรวงอุตสาหกรรม ทางทีมงานได้คัดลอก ตัดตอนเนื้อหาของหนังสือมาเผยแพร่กระจายความรู้ ความเข้าใจ ให้กว้างขวางยิ่งขึ้น เพื่อช่วยป้องกันอุบัติเหตุ ลดความสูญเสีย ที่อาจจะเกิดขึ้นกับหน่วยงานและบุคคลรอบข้าง (ที่มา http://php.diw.go.th/safety/wp-content/uploads/2015/01/25.pdf)