در فرآیندهای انتقال سوخت‌های فسیلی و جابه‌جایی مواد فله، روانکاری ایمن تجهیزات انتقال زغال‌سنگ با رعایت کامل استانداردهای ATEX از اساسی‌ترین راهکارهای حفظ آماده‌به‌کاری خطوط و پیشگیری از رخداد حوادث اشتعال در فضاهای محصور به شمار می‌رود. تجهیزاتی همچون نوار نقاله‌ها، فیدرهای زنجیری، شوتهای تخلیه و الواتورها به طور مداوم در معرض تراکم غبارهای اشتعال‌پذیر زغال‌سنگ قرار دارند. هرگونه اصطکاک ناشی از روانکاری ناقص در یاتاقان‌ها یا جرقه‌های ناشی از تخلیه بارهای الکترواستاتیک می‌تواند منجر به فاجعه‌های جبران‌ناپذیر شود؛ بنابراین اعمال رویکرد مهندسی دقیق برای انتخاب سامانه تزریق گریس و انطباق با ضوابط مناطق پرخطر، اولویتی گریزناپذیر در مهندسی نگهداری و تعمیرات است.
طبقه‌بندی زون‌های خطر و الزامات دایرکتیو ATEX در خطوط انتقال زغال‌سنگ
بر اساس دایرکتیو اروپایی ATEX 2014/34/EU و استانداردهای مرتبط با غبارهای اشتعال‌پذیر، محیط‌های پیرامون خطوط انتقال زغال‌سنگ بر پایه تناوب و مدت حضور ابر غبار به سه محدوده عملیاتی دسته‌بندی می‌شوند:
- زون ۲۰ (Zone 20): فضاهای درون شوت‌ها، الواتورهای محصور و مخازن ذخیره که ابر غبار به صورت پیوسته یا برای دوره‌های طولانی حضور دارد. تجهیزات مستقر در این محدوده باید در رده تجهیزاتی Category 1D قرار گیرند.
- زون ۲۱ (Zone 21): محوطه‌های پیرامون نقاط ریزش، سر نوار نقاله و هاپرها که در شرایط کارکرد عادی احتمال شکل‌گیری ابر غبار زغال‌سنگ وجود دارد (رده Category 2D).
- زون ۲۲ (Zone 22): مسیرهای باز نوار نقاله که در شرایط عادی ابر غبار تشکیل نمی‌شود یا تنها به مدت کوتاهی پدیدار می‌گردد (رده Category 3D).
بر پایه ضوابط ایمنی استانداردهای ضدانفجار، حداکثر دمای مجاز سطح تجهیزات در محیط‌های حاوی لایه غبار زغال‌سنگ نباید از ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد فراتر رود تا از خودسوزی ذرات پیشگیری شود. علاوه بر این، درجه حفاظت فیزیکی محفظه تجهیزات الکتریکی بر مبنای استاندارد IEC 60529 باید حداقل IP65 یا IP6X باشد تا از نفوذ کامل غبار رسانا یا نیمه‌رسانا به بخش‌های داخلی پمپ‌ها و بردهای کنترلی ممانعت به عمل آید.
انتخاب معماری سیستم روانکاری و غلبه بر چالش زمان ماند گریس
یاتاقان‌های هوزینگ پولی نوار نقاله، یاتاقان‌های سر و ته الواتور و رولیک‌های سنگین معمولاً با دور کاری پایین می‌چرخند و مصرف روانکار هر یاتاقان بسیار اندک است. این ویژگی عملیاتی سبب بروز چالشی بنیادین در هیدرولیک سیستم تزریق می‌گردد: چنانچه چند گرم گریس در روز بخواهد در لوله‌هایی با طول ده‌ها متر جریان یابد، ماندگاری طولانی‌مدت گریس در مسیر لوله‌کشی رخ می‌دهد. ماند بیش از حد گریس در خطوط انتقال موجب پدیده جدا شدن روغن پایه از تغلیظ‌کننده صابونی (Oil Separation) شده و انسداد قطعی مدار را به دنبال خواهد داشت.
برای غلبه بر این پدیده، سیستم روانکاری پیش‌رونده (Progressive) بهترین بازدهی فنی را دارد. در این معماری، تقسیم‌کننده‌های پیش‌رونده به صورت سری، دوزهای حساب‌شده روانکار را به نوبت به هر یاتاقان ارسال می‌کنند. جهت مهار زمان ماند، اقدامات زیر در مرحله طراحی پیاده‌سازی می‌شوند:
- تفکیک نقاط مصرف به مدارهای مستقل چندگانه به جای یک خط اصلی ممتد.
- استفاده از لوله‌کشی با قطر داخلی باریک جهت افزایش سرعت تجدید روانکار در خط.
- استفاده از گریس‌های مقاوم در برابر خون‌ریزی روغن (Bleed Resistance) در درجه سفتی NLGI 1 یا NLGI 2 دارای خواص فشارپذیر (EP).
الزامات حفاظتی قطعات سیستم روانکاری ضدانفجار
تمام ادوات به کار رفته در سیستم تزریق گریس باید الزامات ضدجرقه و مکانیکی را پوشش دهند. پمپ‌های الکتریکی تزریق روانکار باید مجهز به الکتروموتورهای دارای گواهی Ex tb یا Ex tc با درجه حفاظت مناسب باشند. در سوی دیگر، تقسیم‌کننده‌های مکانیکی پیستونی با الزامات حفاظت مکانیکی نوع ساختاری (Ex h) تطبیق داده می‌شوند تا فاقد هرگونه نقطه اصطکاک حرارت‌زا خارج از محدوده مجاز باشند.
سنسورهای پایش چرخه کارکرد مقسم‌های پیش‌رونده، به منظور اعلام هرگونه گرفتگی خط یا مسدود شدن خروجی‌ها، باید از مدل‌های ذاتا ایمن (Ex ia یا Ex ib) انتخاب شوند و از طریق بریرهای گالوانیک به تابلوی کنترل مرتبط گردند. همچنین به منظور مهار خطرات الکتریسیته ساکن ناشی از جریان روانکار و حرکت ذرات محیطی، اتصال هم‌پتانسیل (Equipotential Bonding) کلیه لوله‌های فلزی و استفاده از شیلنگ‌های آنتی‌استاتیک دارای هدایت الکتریکی الزامی است.
پروتکل‌های پرکردن بسته و حفظ پاکیزگی روانکار
حتی با به‌کارگیری تجهیزات تأییدشده ATEX، چنانچه روانکار پیش از رسیدن به نقطه مصرف به غبار زغال‌سنگ آلوده شود، ذرات ساینده کربنی باعث سایش شدید بیرینگ و داغ شدن غیرعادی سطح آن خواهند شد. بر اساس اصول استانداردهای روانکاری صنعتی، کلیه فرآیندهای شارژ مخزن پمپ مرکزی باید از طریق ایستگاه توزیع و کوپلینگ‌های درزبندی‌شده اتصال سریع (Quick Disconnect) انجام گیرد تا مسیر تزریق کاملاً بسته باشد. استفاده از قیف یا باز کردن درب مخازن در مجاورت خطوط انتقال اکیداً مردود است.
تفکیک مسیرها با کدگذاری رنگی، نصب درپوش‌های آب‌بند و الصاق پلاک شناسایی مشخصات روغن و گریس بر روی ظروف و تجهیزات، مانع از ورود آلودگی محیطی یا تزریق اشتباه روانکار می‌گردد. برای دسترسی به ساختار یکپارچه راهنماهای مرتبط، به دسته‌بندی روانکاری مراجعه نمایید تا جزییات انطباق سیستم‌ها در سایر تجهیزات سنگین را مرور فرمایید.
جمع‌بندی نهایی
روانکاری ایمن در خطوط فرآوری و انتقال زغال‌سنگ مستلزم ایجاد هماهنگی دقیق میان استاندارد دایرکتیو ATEX 2014/34/EU و اصول مهندسی هیدرولیک گریس است. به‌کارگیری سیستم‌های پیش‌رونده با لوله‌کشی باریک و مدارهای چندگانه، معضل جدا شدن روغن در خطوط طولانی را برطرف می‌سازد، در حالی که استفاده از تجهیزات الکتریکی محافظت‌شده، سیستم‌های هم‌بندی ارت، حسگرهای پایش ذاتاً ایمن و ایستگاه‌های انتقال بسته روانکار، امکان بروز حریق و سایش حاد یاتاقان‌ها را به حداقل می‌رساند.