المقدمة:
تتطلَّب ممارسة السلامة في أقسام الخزَّانات فهمًا دقيقًا وعميقًا للخصائص الفيزيائيَّة والكيميائية للمواد البترولية التي تتنوَّع بين مواد سائلة وغازية، ولكلِّ نوعٍ من هذه المواد خصائص محدَّدة تُحدِّد مدى قابليَّتها للاشتعال، وسلوكها عند تعرُّضها لمصادر الخطر؛ مثل: الحرائق أو الشرر، وعلى سبيل المثال: تختلف نقطة الوميض ودرجة حرارة الاشتعال بين مشتقَّات النفط المختلفة (مثل: البنزين، وزيوت الوقود الثقيلة)، وهو ما يجعل تصنيف المواد بشكلٍ دقيقٍ أمرًا ضروريًّا لتطبيق الإجراءات الوقائيَّة الملائمة لكلِّ مادة.
نقطة الوميض:
هي أقلُّ درجة حرارة يُنْتج عندها السائل أبخرة أو غازات كافية لتكوين خليطٍ قابلٍ للاشتعال مع الهواء عند تعرُّضه لمصدر اشتعال، حيث يظهر وميض سريع يتوقَّف بمجرَّد إبعاد المصدر، أي إنَّ نقطة الوميض لا تعني أن المادة ستستمرُّ بالاحتراق، فقد تشتعل للحظة، ثمَّ تنطفئ ما لم تصل إلى نقطة الاشتعال.
درجة حرارة الاشتعال:
هي أدنى درجة حرارة تصل عندها المادَّة القابلة للاشتعال إلى حالة تطلق فيها أبخرتها كمية كافية لتكوين خليطٍ قابلٍ للاشتعال مع الهواء، ويحدث الاشتعال مع مصدرٍ حراريٍّ على هيئة لهبٍ ووميضٍ يستمرُّ حتى بعد إبعاد المصدر بسبب استمرار التفاعل الكيميائي الداخلي الذي يحافظ على الحريق، وببساطة: هي درجة الحرارة الَّتي تبدأ المادة عندها بالاحتراق بشكل مستمرٍّ دون الحاجة لمصدر لهب مستمر، وتعتبر هذه الدرجة مهمة جدًّا في تقييم مخاطر الحريق والسلامة عند التعامل مع المواد القابلة للاشتعال.
حدود الاشتعال أو الانفجار:
هي نسبة تركيز بخار أو غاز مادة قابلة للاشتعال في الهواء، تُحدِّد مدى إمكانيَّة حدوث اشتعال أو انفجار عند وجود مصدر حراري، وتنقسم إلى:
- الحد الأدنى للاشتعال (Minimum Flammable Explosive Limit): أقل تركيز لبخار المادة في الهواء يمكن أن يشتعل عند تعرُّضه لمصدر حرارة.
- الحد الأعلى للاشتعال (Maximum Flammable Explosive Limit): أعلى تركيز لبخار المادة في الهواء يمكن أن يشتعل، وفوقه يكون المزيج غنيًّا جدًّا بالوقود، ولا يشتعل بسبب نقص الأكسجين.
وبمعنًى أبسط: إذا كان تركيز بخار المادة أقل من الحدِّ الأدنى أو أكثر من الحدِّ الأعلى، لا يحدث اشتعال، بينما تكون المواد قابلةً للاشتعال فقط ضمن هذين الحدَّين.
يجب الإشارة في حدود الاشتعال والانفجار LEL – UEL إلى أن:
- النطاق القابل للاشتعال يختلف من مادةٍ لأخرى.
- بعض الغازات لها مدى ضيق جدًّا؛ مثل: الهيدروجين 4–75%.
- وبعض السوائل لها مدى ضيق جدًّا؛ مثل: البنزين 1.2–7.8 %.
المخلوط الفقير Poor Mixture:
مخلوط من أبخرة مادة قابلة للاشتعال، والهواءُ نسبةُ حجم الأبخرة فيه أقل من الحدِّ الأدنى الذي يسمح باشتعال المخلوط عند تعرُّضه لمصدرٍ حراريٍّ.
المخلوط الغني Rich Mixture:
مخلوط من أبخرة مادة قابلة للاشتعال، والهواءُ نسبةُ حجم الأبخرة فيه أعلى من الحدِّ الأقصى الذي يسمح باشتعال المخلوط عند تعرُّضه لمصدر حرارة.
انتقال الحرارة HEAT TRANSFER:
تنتقل الحرارة بواحدٍ أو أكثر من الطُّرق التالية:
* التوصيل CONDUCTION.
* الإشعاع RADIATION.
* الحمل CONVECTION.
عناصر الاشتعال:
عناصر الاشتعال الأربعة هي:
1- المادة القابلة للاشتعال Fuel Combustible Substances.
2- الهواء (الأوكسيجين) (Air (Oxygen.
3- الحرارة (مصادر الاشتعال) (Heat (Sources of Ignition.
-4- التفاعل الكيميائي المتسلسل Chain Chemical Reaction.
تقسيمات المواد البترولية من ناحية قابليَّتها للاشتعال:
أولًا: الزيوت الخفيفة:
تُقسَّم المواد البترولية بحسَب قابليتها للاشتعال إلى عدَّة فئات؛ منها: الزيوت الخفيفة (Light Oils) التي تتميَّز بنقطة وميض منخفضة تقلُّ عن 22.8 درجة مئوية، وهذا النوع من المواد ينتج أبخرته في درجات حرارة الجو العادية؛ ممَّا يجعلها تُشكِّل خطورةً كبيرةً من وجهة نظر أمن الحريق، خاصةً في الطقس الحارِّ، حيث ينتشر بخارها بسرعة، وتُشكِّل مواطن خطرة للاشتعال، ومن أمثلة هذه الزيوت الخفيفة: البنزين (البنزول) الذي له نقطة وميض منخفضة جدًّا، وبالتالي يحتاج إلى تعامل خاص في التخزين والنقل لمنع حدوث حرائق وانفجارات.
ثانيًا: الزيوت المتوسطة (Medium Oils):
تشمل الزيوت المتوسطة تلك التي تقع نقطة وميضها بين 22.8 و93.3 درجة مئوية، وهذه الزيوت تحتاج إلى رفع درجة حرارتها لتبدأ في إطلاق أبخرتها، وبالتالي فهي أقلُّ خطورةً مقارنةً بالزيوت الخفيفة، ومن أمثلة هذه الزيوت: مازوت (الكربوسوت)، وزيت الديزل، والكيروسين، وبفضل هذه الخصائص يتطلَّب التعامل مع هذه المواد اتِّخاذ إجراءات أمان خاصَّة تختلف عن تلك المتَّبعة مع الزيوت ذات النقاط الأشد انخفاضًا، مع ضمان التحكُّم في درجة الحرارة لتقليل مخاطر الاشتعال والانفجار.
ثالثًا: الزيوت الثقيلة (Heavy Oils):
تشمل الزيوت الثقيلة تلك التي تزيد نقطة وميضها عن 93.3 درجة مئوية، وتمتدُّ حتى حوالي 260 درجة مئوية؛ ممَّا يعني أنها تحتاج إلى تسخين قبل أن تبدأ إنتاج أبخرتها، وهذا يجعلها أقلَّ قابليةً للاشتعال فورًا مقارنةً بالزيوت الخفيفة والمتوسطة، لكنها لا تزال تُشكِّل خطرًا عند تسخينها لمسافات مُعيَّنة أثناء التخزين أو النقل، ومن الأمثلة على هذه الزيوت: زيت التشحيم الذي يتميَّز بنقطة وميض عالية تتطلَّب إجراءات أمان خاصة تُركِّز على التحكم في درجات الحرارة لمنع الاشتعال.
تصنيف المواد البترولية حسَب معيار NFPA 30 يقسم السوائل إلى فئات مختلفة بناءً على درجة قابليتها للاشتعال، والتي يتمُّ تحديدها بواسطة نقطة الوميض بالدرجة المئوية:
- الفئة IA: تشمل السوائل شديدة الاشتعال التي تقلُّ نقطة وميضها عن 22.8 درجة مئوية، ويكون لها نقطة غليان أقل من 37.8 درجة مئوية، ومن أمثلتها: الإيثير، وبعض الزيوت الخفيفة.
- الفئة IB: تشمل السوائل شديدة الاشتعال الَّتي تقل نقطة وميضها عن 22.8 درجة مئوية، ولكن نقطة غليانها 37.8 درجة مئوية أو أكثر؛ مثل: البنزين، والأسيتون، والطلاءات.
- الفئة IC: السوائل التي تقع نقطة وميضها بين 22.8 و37.8 درجة مئوية، وهي سوائل شديدة الاشتعال ذات نقطة وميض مرتفعة قليلًا؛ مثل: الأرواح المعدنية، والتربنتين.
- الفئة II: السوائل التي تتراوح نقطة وميضها بين 37.8 و60 درجة مئوية، وهذه السوائل قابلة للاشتعال بدرجة أقل؛ مثل: الديزل، والكيروسين، وزيوت التسخين.
- الفئة IIIA: السوائل التي تكون نقطة وميضها بين 60 و93.3 درجة مئوية، وهي قابلة للاشتعال بدرجة معتدلة؛ مثل: زيوت المحرِّكات، وزيوت الهيدروليك.
- الفئة IIIB: السوائل التي تزيد نقطة وميضها عن 93.3 درجة مئوية، وهي السوائل ذات نقطة وميض عالية نسبيًّا؛ مثل: الإيثيلين جليكول، وزيوت التشحيم.
المنتجات السائلة المختلفة:
(بالترتيب طبقًا لنقطة غليانها من الأقل للأعلى)؛ كالتالي: البنزين، وقود المحرِّكات النفَّاثة، الكيروسين، الديزل، المازوت.
والصلبة: شموع البرافين، القطران، القار، الأسفلت.
وأخفُّ أربعة ألكانات هي:
الميثان CH4، والإيثان C2H6، والبروبان C3H8، والبيوتان C4H10، وجميعها غازات.
ونقطة غليانها: (- 161.6°C ,-88°C -42°C -0.5°C).
و بالترتيب (F31.1-,43.6-,127.5-,258.9-).
التصنيف التجزيئي بالدرجة المئوية:
* إثير بترول: 40 – 70 C يستخدم كمذيب.
* بنزين خفيف: 60 – 100 يستخدم كوقودٍ للسيارات.
* بنزين ثقيل: 100- C150 يستخدم كوقودٍ للسيارات.
* كيروسين خفيف: 120 – 150 يستخدم كمذيبٍ ووقودٍ للمنازل.
* كيروسين 150 – C300 يستخدم كوقودٍ للمحرِّكات النفَّاثة.
* زيت الغاز : 250 – 350 C يستخدم كوقودٍ للديزل/ للتسخين.
* زيت تشحيم C300: يستخدم كزيت محرِّكات للتَّبريد.
الخاتمة:
تُشكِّل السلامة في قطاع النفط والغاز ركيزةً أساسيةً للحفاظ على الأرواح والممتلكات والبيئة، وتتطلَّب فَهْمًا مُعمَّقًا لخصائص المواد البترولية ومخاطرها، إلى جانب اعتماد إجراءات وقائيَّة صارمة، وتقنيات متطورة. تبرز الممارسات العملية في شركات تكرير البترول، أهمية دمج أنظمة الإطفاء المتقدمة مثل CO2 وFM200 وFirepro مع بروتوكولات الإنذار المبكر والإنقاذ في الأماكن المحصورة. هذه الأنظمة، المتوافقة مع معايير الهيئة المصرية العامة للبترول (EGPC) وتقنيات مكافحة حرائق البترول، تضمن استجابة فعالة للطوارئ. يُوصى بتعزيز التدريب الميداني والصيانة الدورية لدعم ثقافة السلامة الشاملة في الصناعة.
