تساعد الأدوات الخاصة غير المُنتجة للشرر في تجنب الحوادث الخطيرة لأنها مصنوعة من مواد مثل النحاس البريليومي والبرونز الألومنيومي، والتي لا تُنتج شرارات عند احتكاكها ببعضها. عند العمل في المناطق التي تتواجد بها غازات قابلة للاشتعال، أو تراكم أبخرة، أو جزيئات غبار ناعمة في الهواء، فإن شرارة صغيرة واحدة ناتجة عن أدوات فولاذية عادية قد تؤدي إلى حدوث شيء خطير. فكّر في ما حدث في المستودع السابق العام الماضي عندما أسقط شخص مفتاح ربط وتسبب في انفجار. تُظهر الدراسات الحديثة حول الوقاية من الحرائق أن القضاء على الشرر المحتمل يُفسد ما يُعرف لدى رجال الإطفاء بـ"مثلث النار". وهذا يمثل بالأساس الطريقة التي تشتعل بها الحرائق: وجود الأكسجين مع وقود بالإضافة إلى مصدر حراري. وبالتالي، فإن إزالة أي عنصر من هذه العناصر الثلاثة توقف العملية برمتها قبل أن تبدأ.
تضم مناطق الفئة 1 القسم 2 (C1D2) مواد قابلة للاشتعال في ظروف غير طبيعية، مما يتطلب استخدام أدوات لا تُنتج شرارات حتى عند التصادم العرضي. وتُلزم إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) باستخدام أدوات غير مُنتجة للشرارات في هذه البيئات. وتقلل المنشآت التي تستخدم أدوات مطابقة لمتطلبات السلامة من مخاطر الانفجار بنسبة 73٪ مقارنة بتلك التي تستخدم بدائل تقليدية.
| المادة | المخاطر النسبية للشرارات | توليد الحرارة | الامتثال لمعايير OSHA |
|---|---|---|---|
| الفولاذ الكربوني | أعلى بنسبة 98% | متوسط 220°م | لا |
| نحاس البيريليوم | 0.2% من الفولاذ | متوسط 80°م | نعم |
| البرونز الألمنيوم | 0.5% من الفولاذ | متوسط 95°م | نعم |
تشير بيانات من 42 موقعًا صناعيًا إلى أن الأدوات غير المنتجة للشرارات تقلل احتمالية الاشتعال بنسبة 98.5٪ في البيئات القابلة للاشتعال (بونيمون 2023).
تُلزم إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) بتطبيق بروتوكولات صارمة في أماكن العمل التي تتعامل مع المواد القابلة للاشتعال. تعالج الأدوات غير الشرارة بشكل مباشر البند 29 CFR 1910.335(a)(2)(i)، الذي يحظر استخدام المعدات المنتجة للشرر في البيئات الانفجارية. ووجد تحليل أجري في عام 2023 حول الحوادث في مصافي التكرير أن المنشآت التي تستخدم أدوات مطابقة قلّلت من المخالفات المتعلقة بالاشتعال بنسبة 73%.
تؤكد شهادة ANSI (المعهد الوطني الأمريكي للمعايير) أن الأدوات غير الشرارة تستوفي معايير دقيقة فيما يتعلق بالمواد والأداء. على سبيل المثال، تتطلب المواصفة ANSI/ISEA 107-2020 إجراء اختبارات صارمة للشرر في خليط الميثان والهواء الذي تتجاوز تركيزاته 6%. ويضمن التحقق من جهات خارجية معتمدة من خلال هيئات اختبار معتمدة أن هذه الأدوات قادرة على تحمل الظروف الواقعية مع الحفاظ في الوقت نفسه على الامتثال لمعايير OSHA.
تراوحت غرامات OSHA للانتهاكات المتعلقة بالشرارات بين 15,625 دولارًا لكل حادث في عام 2024، مع حدوث إغلاق تشغيلي في 38% من الحالات حتى يتم التصحيح. أبلغت المنشآت التي تستخدم أدوات غير شرارة معتمدة وفقًا لـ ANSI عن انخفاض بنسبة 91% في المخالفات المتعلقة بالغبار القابل للاشتعال وفق بيانات NSC للربع الأول من عام 2024. يُلغي الاعتماد الاستباقي تكلفة التوقف المتوسطة البالغة 58,000 دولار الناتجة عن توقف العمل بسبب الانفجارات.
في الأماكن التي يمكن أن تعني فيها الشرارات وقوع كارثة، أصبحت الأدوات غير المُشرِقة ضرورية لإدارة مخاطر الحريق. وفقًا لتقارير OSHA من العام الماضي، تحدث قرابة ثلثي جميع حوادث أماكن العمل بسبب اتصال العمال بمواد قابلة للاشتعال. عندما تتحول مصانع تكرير النفط من استخدام أدوات الصلب العادية إلى أدوات لا تُنتج شرارات، فإنها بذلك تقوم بشكل أساسي بإزالة خطر حريق كبير من المصدر مباشرةً. كما شهدت المصانع الكيميائية فوائد مماثلة أيضًا. أظهر تحليل حديث لأثني عشر منشأة مختلفة في جميع أنحاء البلاد أن الشركات التي تستخدم هذه الأدوات الخاصة سجّلت انخفاضًا بنسبة حوالي 40 بالمئة في الحوادث المرتبطة بمعداتها. كما ذكرت طواقم الصيانة في هذه المواقع أنها باتت بحاجة إلى إيقاف العمليات بشكل طارئ أقل كثيرًا منذ إجراء هذا التحوّل.
تجمع المواقع الصناعية الرائدة بين أدوات منع الشرر والتدريب الشامل على السلامة، مما يُكوِّن نظام دفاع حقيقي يتجاوز مجرد امتلاك المعدات المناسبة. الأشخاص الذين يتلقون تدريباً عملياً على استخدام هذه الأدوات الآمنة بطبيعتها يكونون أكثر قدرة على اكتشاف مخاطر الحريق المحتملة بثلاث مرات أثناء إجراء الفحوصات الدورية في الموقع. هذا التحوّل في طريقة التفكير يقلل فعلاً من الإهمال في المناطق الخطرة. بعد أن بدأت الشركات باستخدام علب أدوات غير مشتعلة وفق المعايير في جميع عملياتها، لاحظ ما يقارب جميع ضباط السلامة تحسناً في الإبلاغ عن الحوادث المحدودة والقربى من الحوادث. إن صيانة هذه الأدوات بشكل جيد أمر بالغ الأهمية للسلامة على المدى الطويل. تقوم معظم المصانع بإجراء فحوصات شهرية للتأكد من بقاء كل شيء في حالة ممتازة، وهو ما يفسر سبب تمكّن بعض المصانع من العمل لعقود دون تسجيل حادث واحد ناتج عن الشرر رغم الاستخدام الثقيل المستمر.
إن المزيج الخاص من المعادن في النحاس البريليومي جعله الخيار المفضل لتصنيع أدوات غير مُشرِقة تتطلب الدقة والمتانة معًا. وفقًا لبيانات ASM International لعام 2023، فإن النحاس البريليومي يتحمل الضغط بزيادة تصل إلى حوالي 30 بالمئة مقارنةً بالنحاس الألومنيومي. وهذا يعني أن هذه الأدوات يمكنها تحمل قوى الالتواء الشديدة في الأماكن التي قد تكون فيها الشرارات قاتلة، مثل المناطق المحيطة بخزانات الوقود في المصافي أو داخل المناجم العميقة. فما الذي يمنعها من إنتاج شرارات؟ إن انخفاض نسبة الكربون في السبيكة، بالإضافة إلى طريقة تشكل بلورات المعدن، يساعدان على تحويل الاحتكاك إلى حرارة بدلًا من شرارات فعلية أثناء الاستخدام. معظم صانعي الأدوات الرائدين يعتمدون على النحاس البريليومي عند تصنيع مفاتيح الربط، والكماشات، والمقصات، لأن دقة القياسات حتى الملليمتر الواحد أمر بالغ الأهمية في البيئات الصناعية التي يكون فيها السلامة أولوية قصوى.
يتميز البرونز الألومنيومي بوضوح في الأماكن مثل منصات النفط البحرية ومرافق معالجة المواد الكيميائية، وذلك بسبب مقاومته العالية للتآكل. ما الذي يمنحه هذه الميزة؟ إن طبقة واقية من أكسيد الألومنيوم تتكون على السطح، وتُوفر حماية من أضرار مياه البحر تفوق بحوالي خمس مرات الحماية التي يوفرها البرونز العادي وفقًا للتقارير الصناعية للعام الماضي. بالنسبة للمعدات مثل كاشطات مقاعد الصمامات أو مُعدّلات الأنابيب التي تتعرض لغاز كبريتيد الهيدروجين أو مواد حمضية أخرى، فإن هذه الخاصية ضرورية تمامًا. ميزة كبيرة أخرى: على عكس العديد من السبائك القائمة على الحديد، لا يتفاعل البرونز الألومنيومي مع الهيدروكربونات. وهذا يعني أنه لا توجد مخاطر من حرائق ثانوية عند إجراء مهام الصيانة في تلك المناطق الخطرة المصنفة ضمن الفئة 1 التقسيم 2.
رغم أن نحاس البريليوم يقدم أداءً لا مثيل له، فإن جزيئات الغبار المنبعثة منه تشكل مخاطر تنفسية إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح. وتحدد حدود التعرض المسموح بها من قبل إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) البالغة 0.2 ميكروجرام/م³ (29 CFR 1910.1024) ضوابط صارمة:
تقلل المصانع التي تستخدم أدوات غير شرارة انقطاعات السلامة بنسبة 57٪ مقارنةً بالمنشآت التي تعتمد على الأدوات القياسية. يمكن أن يؤدي شرارة واحدة فقط من الأدوات الفولاذية التقليدية إلى تفعيل عملية فحص إجبارية للهواء استمرارها من 4 إلى 8 ساعات، بالإضافة إلى عمليات التفتيش التنظيمية في البيئات من الفئة 1 القسم 2. تستبعد البدائل غير الشرارة هذا العامل المسبب للاضطراب مع الامتثال لمتطلبات OSHA 1910.269 وNFPA 70E.
تُنهي فرق الصيانة إصلاحات المناطق الخطرة أسرع بنسبة 22٪ عند استخدام أدوات متخصصة وغير شرارة، كما هو موضح في التجارب التي أجريت في منشآت البتروكيماويات. ينبع هذا التحسن في الكفاءة من ثلاثة عوامل:
إن خصائص مقاومة التآكل لأدوات البرونز الألومنيوم تعزز الإنتاجية بشكل أكبر من خلال تقليل تكرار الاستبدال في البيئات الرطبة.
تُصنع أدوات منع الشرر عادةً من مواد مثل النحاس البريليومي والبرونز الألومنيومي، والتي لا تولد شرارات عند احتكاكها ببعضها.
في البيئات من الفئة 1 القسم 2، حيث قد تكون المواد القابلة للاشتعال موجودة، تساعد أدوات منع الشرر على منع الاشتعال من خلال عدم إنتاج شرارات، مما يقلل بشكل كبير من خطر الانفجارات.
تُلزم OSHA باستخدام أدوات منع الشرر في الأجواء المتفجرة كما هو موضح في 29 CFR 1910.335(a)(2)(i)، للحد من خطر الاشتعال الناتج عن الأدوات التي تُنتج شرارات.
تحسّن أدوات منع الشرر من سلامة العمال من خلال تقليل خطر الحريق، وتحسّن أيضًا الكفاءة التشغيلية من خلال تقليل التوقفات غير المخطط لها الناتجة عن الحوادث الأمنية أو انتهاكات الامتثال.
يمكن أن تشكل جزيئات الغبار المنبعثة من النحاس البريليوم مخاطر تنفسية إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح. وتحدد الحدود المسموح بها من قبل إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) ضوابط صارمة مثل استخدام أجهزة التنفس ومراقبة جودة الهواء.