أنظمة التأريض ومنع الفيضان

التحقق من التأريض ومنع الفيضان حلقتان منفصلتان في سلسلة إشارات السماح بالتعبئة. لا يُسمح لمضخة التعبئة أو صمام التحكم بالعمل إلا عندما ترى وحدة مراقبة التأريض اتصالًا صالحًا بالصهريج، وتفيد حساسات الفيضان بأن كل حجرة عند مستوى آمن. وإذا فُقد أي من الشرطين أثناء التعبئة تسقط إشارة السماح ويُغلق الصمام وتتوقف المضخة. أما القرارات التصميمية الحقيقية فهي: أي الإشارات تُراقَب، وأي جهاز يحمل منطق السماح، وكيف يتصرف النظام عند العطل، وكيف يُضبط تجاوز الحماية، وكيف تُختبر السلسلة كلها دوريًا.

تتناول صفحة التعبئة السفلية واجهة الصهريج مع رصيف التعبئة، وتتناول صفحة مستقلة وظائف الإيقاف الطارئ الخاصة بمحطات LPG. وتركّز هذه الصفحة على سلسلة السماح نفسها في أرصفة تعبئة السوائل القابلة للاشتعال والمذيبات.

التأريض: تثبيت المشبك لا يعني التحقق من الاتصال

يحمل السائل المتدفق شحنة كهربائية قد تتراكم على صهريج معزول. وتعدّ أدلة الكهرباء الساكنة تأريض جميع الأجزاء الموصلة في منظومة مناولة السوائل إجراءً أساسيًا. وتزداد أهمية ذلك مع المذيبات الهيدروكربونية منخفضة الموصلية التي تحتفظ بالشحنة طويلًا، ولا يُخفَّف التأريض أيضًا مع الكحولات والكيتونات الموصلة كهروستاتيكيًا لأنها منتجات قابلة للاشتعال.

وجود مشبك التأريض وحده لا يثبت أنه موصول فعلًا بالصهريج، ولا أن الكابل سليم، ولا أن الاتصال يستمر طوال التعبئة. تراقب وحدات مراقبة التأريض الاتصال باستمرار وتفحص دوائرها ذاتيًا فتمنع التعبئة عند العطل، فيتحول التأريض من خطوة متروكة لذاكرة المشغّل إلى مدخل مقيس في سلسلة السماح.

منع الفيضان يخص موضعين مختلفين

قد يُقصد بمنع الفيضان أمران مختلفان تحكمهما معايير مختلفة: منع فيضان حجرة الصهريج أثناء التعبئة، ومنع فيضان خزان التخزين في المحطة أثناء استقباله المنتج. وسلسلة السماح في رصيف التعبئة تخص الأمر الأول.

الحساسات على الصهريج ووحدة السماح في الرصيف

في التعبئة السفلية لا يرى المشغّل داخل الحجرة، فتتصل حساسات المستوى في كل حجرة عبر مقبس الصهريج بوحدة السماح في الرصيف. ويذكر التشريع الأوروبي الخاص بتعبئة البنزين أمثلة لحساسات الصهريج مثل الثرمستور ثنائي الأسلاك والحساس البصري ثنائي الأسلاك والحساس البصري خماسي الأسلاك. ويجب أن تتعرّف وحدة الرصيف على أنواع الحساسات في أسطول الصهاريج الذي سيستخدمها. أما في التعبئة العلوية فقد لا يوجد حساس على الصهريج، فيُكشف المستوى عادة بمجس على ذراع التعبئة أو رأسها، ويُتحقق من موضعه في الحجرة قبل بدء التعبئة.

لا يحل حساس الفيضان محل القطع الذي تنفذه وحدة التحكم الدفعي عند الكمية المستهدفة. فوحدة التحكم توقف الكمية المطلوبة، بينما حساس الفيضان حاجز أخير مستقل يعمل إذا لم يحدث القطع أو كانت الحجرة ممتلئة جزئيًا من قبل. ولهذا السبب تنص الممارسات الصناعية المنشورة للتعبئة السفلية على نظام تحكم ثانوي مستقل وفراغ كافٍ في الخزان لعمله.

سلسلة السماح خطوة بخطوة

1.       يتوقف الصهريج في الرصيف ويُتحقق من هويته أو من الطلب.

2.       يُوصل التأريض، ولا يُنتقل إلى الخطوات التالية قبل أن تؤكد وحدة المراقبة اتصالًا صالحًا.

3.       يُوصل مقبس حساسات الفيضان أو يُوضع المجس في التعبئة العلوية، ويُتحقق من سلامة جميع الحساسات وحالتها الآمنة.

4.       تُقيَّم إشارات التعرّف على المنتج وموضع ذراع التعبئة عند توافرها.

5.       عند اكتمال إشارات السماح تسمح وحدة التحكم الدفعي بتشغيل المضخة وصمام التحكم.

6.       تُراقب الإشارات طوال التعبئة، ويوقف فقدان أي منها التدفق، ويتطلب الاستئناف تأكيد المشغّل.

في المنشآت الصغيرة يمكن توصيل وحدة السماح مباشرة بمدخل وحدة التحكم الدفعي. وفي المحطات متعددة الأرصفة تُنقل الإشارات أيضًا إلى PLC وإلى نظام أتمتة المحطة (TAS) اللذين يوقفان التعبئة عند سقوط المدخل ويسجلان الحدث. أما هل تُصمَّم هذه الوظائف بوصفها وظائف أنظمة سلامة آلية، وما مستوى سلامة الأداء (SIL) المستهدف، فيحدده تقييم المخاطر الخاص بالموقع.

السلوك عند العطل وتجاوز الحماية

المبدأ الأساسي للسلسلة أن فقدان الإشارة يُفسَّر حالةً آمنة: فالكابل المقطوع أو الموصل المفصول أو وحدة المراقبة المنقطعة عنها الطاقة يجب أن يزيل إشارة السماح. وتمنع الدوائر ذاتية الفحص قراءة حساس معطّل أو وحدة معطّلة على أنها سماح صالح.

تتيح معظم المنشآت تجاوز السلسلة في حالات استثنائية، كتعبئة صهريج حساسه معطّل، والتجاوز غير المضبوط يُفقد السلسلة كلها معناها. لذلك يُحدَّد في مرحلة التصميم تقييد التجاوز بمفتاح أو مستوى صلاحية، وتحديد مدته، وتسجيل من استخدمه ومتى ولأي صهريج.

الاختبار الدوري والسجلات

نادرًا ما تعمل وظائف التأريض ومنع الفيضان في التشغيل العادي، ولذلك لا تظهر أعطالها إلا عند الاختبار. ويُصمَّم برنامج الاختبار للتأكد من أن الحساس المبلل يزيل السماح فعلًا، وأن التعبئة تتوقف عند فصل التأريض، وأن زمن إغلاق الصمام يبقى مقبولًا. وتتبع فترات الاختبار توصيات المصنّع وتقييم المخاطر وإجراءات الموقع، وتُوثَّق النتائج.

معايير التصميم

دور TLY Enerji

بحسب نطاق المشروع، تقدّم TLY Enerji الدعم الهندسي لأرصفة التعبئة: تحديد معدات مراقبة التأريض ومنع الفيضان وتوريدها وفق بيانات الأسطول والمنتجات، ودمج إشارات السماح في وحدة التحكم الدفعي أو PLC أو SCADA، والتركيب في الموقع والاختبارات الوظيفية والتشغيل. ويمكن أيضًا بحث مراجعة سلسلة السماح في الأرصفة القائمة والدعم الفني بعد التشغيل عند الاتفاق على النطاق.

المعلومات اللازمة لمراجعة سلسلة السماح

·         عدد الأرصفة وطريقة التعبئة والمنتجات لكل ذراع

·         أنواع حساسات الفيضان في الصهاريج التي تصل إلى الموقع

·         معدات مراقبة التأريض والسماح القائمة وسجل أعطالها

·         بنية وحدات التحكم الدفعي وPLC ونظام أتمتة المحطة

·         مخرجات تقييم المخاطر أو HAZOP ومستوى SIL المستهدف إن وُجد

صفحات ذات صلة

·         أنظمة تعبئة صهاريج المذيبات: أين تتولد الشحنة في تعبئة المذيبات ولماذا يُحدّ التدفق الابتدائي.

·         أنظمة التعبئة السفلية: المهايئ ووصلة الأبخرة ومقبس الحساسات في واجهة الصهريج والرصيف.

·         أنظمة الإيقاف الطارئ (ESD) والتعشيق الأمني في محطات LPG: الإيقاف الطارئ والتعشيق للغاز المسال تحت الضغط.

·         محطات تعبئة الصهاريج المؤتمتة: نقل إشارات السماح إلى طبقة الأتمتة والسجلات.

أسئلة شائعة حول التأريض ومنع الفيضان

إذا وُجد حساس الفيضان، فهل يبقى قطع وحدة التحكم الدفعي ضروريًا؟

نعم. فوحدة التحكم الدفعي توقف الكمية المطلوبة وتنهي التعبئة بصورة طبيعية، أما حساس الفيضان فحاجز أخير مستقل يعمل إذا لم يحدث القطع، أو كانت الحجرة ممتلئة جزئيًا، أو جرت التعبئة في حجرة خاطئة. ومن المهم لموثوقية السلسلة ألا تعتمد الوظيفتان على الإشارة نفسها أو العطل نفسه.

هل يشمل المعيار API Std 2350 تعبئة الصهاريج؟

لا. يتناول المعيار API Std 2350 فيضان خزانات التخزين فوق الأرض في المحطات أثناء استقبالها سوائل قابلة للاشتعال، ولا ينطبق على الخزانات التي تُملأ حصرًا من الصهاريج أو عربات القطار. أما منع فيضان حجرة الصهريج أثناء التعبئة فتحكمه متطلبات منفصلة تخص معدات الصهريج ووحدة السماح في الرصيف.

هل يمكن تعبئة صهريج حساسه معطّل؟

يحدد ذلك الإجراء المكتوب للموقع، وحتى إن كان ممكنًا فنيًا فيجب أن يبقى استثناءً. ينبغي أن يتطلب التجاوز صلاحية، وأن يكون محدود المدة، وأن يُسجَّل في كل مرة. ويفضّل كثير من المشغّلين عدم تعبئة الصهريج قبل إصلاح الحساس، وهو الطريق الأكثر مباشرة للحفاظ على غاية سلسلة السماح.

هل مستوى SIL إلزامي لهذه الوظائف؟

ليس في كل مشروع. فتقييم المخاطر الخاص بالموقع هو الذي يحدد هل تُصمَّم وظائف التأريض ومنع الفيضان بوصفها وظائف سلامة آلية وما مستوى سلامة الأداء المستهدف. وقد يقدّم بعض المصنّعين أجهزة مراقبة مناسبة لمستوى SIL معيّن، لكن المستوى تحدده الوظيفة كاملة وتحليل المخاطر لا الجهاز وحده.