Sanayide Patlayıcı Gazlar

Bu yazımızda sanayinin çeşitli kollarında bulunan patlayıcı tehlikeli gazların bulunduğu farklı ortamları anlatmaya çalışacağız. Bu ortamların çeşitli bolgeler (ZONE) ile tanımlanmalarını ve bu bolgelerde (ZONE) ne tip koruma sınıfına sahip motorların kullanılabileceğini tablolar ve detaylı şekiller ile irdeleyeceğiz.

Sanayinin en önemli sektörlerinden olan petro-kimya, ilaç, boya, gıda gibi sektörleri ve bu sektörlerdeki patlayıcı gazların varlığını düşünecek olursak; üretimimizi güvenlikten hiçbir taviz vermeden ne şekilde ve hangi doğru koruma sınıfında ürünler ile devam ettirebileceğimizi; yazımız boyunca  tüm detayları araştıracağız.

Bu ortamlarda Omec’ in alçak gerilim ac motor sınıflarını inceleyeceğiz ve Omec ac motor tiplerinin teknik detaylarını ifade edeceğiz.

Doğada alevin oluşması yada bir yangının devam etmesi ve yayılması için gerekli olan minimum koşullar ATEŞ ÜÇGENİ denilen kavramın oluşması gerekmektedir.

Ateş Üçgeni şu şekilde tarif edilebilir;  

Belirli karışım limitlerine ulaşmış gaz veya buhar (YAKIT), minimum konsantrasyonlu hava (OKSİJEN), minimum ısı ve enerjiye sahip bir ateşleyici kaynak olarak (ISI). Eğer bir şekilde bu üçgenin tamamlanmasına izin verilirse yangın ortaya çıkar ve üçgenin bir kenarı yok olmadığı sürece yangının büyümesine yol açar. Ortamda bu üçgenin herhangi iki kenarı mevcut olursa, diğer kenar olmadığı sürece yangın ortaya çıkmaz.

Hava (OKSİJEN) dünyayı çevrelediği ve her ortama girmesi muhtemel olduğu için ortamdan çıkarılması her zaman sonuç vermez. Yanıcı gazların da bazı çalışma ortamında bulunduğu yada bulunma riskinin olduğu düşünülürse bu tip ortamlar için üçgenin diğer kenarı olan minimum ısı ve enerjiye sahip bir ateşleyici kaynağın ortamdan çıkarılması daha uygun olacaktır.

Bu da yanıcı ortamlarda kurulan elektrik sistemlerinde kullanılan ve ortamlara göre değişik özellik gösteren ALEV SIZDIRMAZ (EX-PROOF) malzemelere ihtiyacı meydana getirmiştir.

Yanıcı gaz, buhar veya sıvıların üretildiği, üretim sürecinde kullanıldığı veya depolandığı alanlar, Tehlikeli Sahalar olarak adlandırılır. Günümüzde Tehlikeli Sahalar' da ALEV SIZDIRMAZ (EX-PROOF) Elektrik Malzemeleri kullanılması öngörülmektedir.

Tehlikeli Sahaların Sınıflandırılması                                                                  

I- Yanıcı ve Patlayıcı Atmosferin Var Olmasına Göre

Bölge 0: Yanıcı ve patlayıcı atmosferin sürekli olarak veya uzun süreli olarak var olduğu alanlar

Bölge 1: Yanıcı ve patlayıcı atmosferin normal çalışma şartlarında var olduğu alanlar

Bölge 2: Yanıcı ve patlayıcı atmosferin normal çalışma şartlarında olmadığı, ortaya çıksa bile varlığını çok kısa bir süre koruyabildiği alanlar

II- Alev Alma Riskine Göre

Grup I: Doğal Metan Gazı (Grizu) içeren ortamlar

Grup II: Kömür Madenleri dışındaki ortamlar. Grup II kendi arasında 3’ e ayrılır:

Grup IIA Petrol ve Hidrokarbonlar

Grup IIB Etilen ve Hava

Grup IIC Hidrojen

III- Yüzey Isısına Göre

T1 > 450 °C

T2 > 300 °C

T3 > 200 °C

T4 > 135 °C

T5 > 100 °C

T6 > 85 °C

Alçak Gerilim Ex d IIC T4 Sicaklik Sınıfı Omec Ex-proof AC Motorlar ile ilgili Teknik Detaylar:

EEx d motorları ortam sıcaklığı artarken çalışma sıcaklığını koruyan motorlardır. Patlayıcı maddelerin bulunduğu ortamlarda güvenle çalıştırılabilecek şekilde tasarlanan EEx d motorları; en yüksek güvenlik standartlarını sağlamaktadır. Çalışma ortamlarına örnek olarak; kimya, petrol veya patlayıcı gazların kullanıldığı endüstri tesisleri verilebilir. 

Omec Ex-Proof AC Motorların Önemli Avantajları:

• EEx d IIC T4                                             
• Güç aralığı: 0,12kW – 5MW’a kadar (Orta Gerilim)
• Kutup sayısı: 2, 4, 6, 8
• F izolasyon sınıfı tasarım B sınıfı kullanım
• IP55 koruma sınıfı
• Tüm montaj tiplerine uygunluk
• Tüm besleme gerilimlerine uygunluk

PATLAYICI ORTAMLAR HAKKINDA GENEL BİLGİLER:

Petrol, petrol ürünleri, kimya, doğal gaz, kömür madenleri gibi bir çok sanayi kollarında normal çalışma icabı veya arıza ve bakım gibi hallerde (Sızan gazlar veya petrol buharı gibi nedenlerle)  patlayıcı ortam ile karşı karşıya kalınmaktadır. Elektrikli aletlerin statik ısınmaları ve çalışmaları icabı çıkardıkları ark ortamı, dolayısı ile sanayi tesisini tehlikeye düşürmektedir. Söz konusu bu gibi patlayıcı ortamlarda kullanılan elektrik aletlerinin yapımı ve kullanımı farklıdır.

PATLAYICI, PARLAYICI ve YANICI GAZ, TOZ ve BUHARLAR

I- GAZLAR

Önemli patlayıcı gazlar ve özellikleri aşağıdaki tablolarda görülmektedir. Bu gazlar hava ile karıştıklarında patlayıcı hale gelirler ve herhangi bir tetikleme ile (kıvılcım) patlayabilirler. Patlama hava ile karışım oranına bağlıdır.

IEC ve EN gazları iki patlama grubuna ayırmış ve metan gazını (grizulu madenleri) I.gruba dahil etmiştir. Diğer bir söz ile EN maden sanayi ile diğer sanayi dallarını ayırmıştır.

PATLAMA GRUBU I: METAN

PATLAMA GRUBU II A: Propan, bütan, aseton, kereson, hexan, trimat, hylamin.

PATLAMA GRUBU II B: Etilen, karbon monoksit, hidrojen sülfit, etil-, -metil, -eter.

PATLAMA GRUBU II C: Hidrojen, Asetilen ve karbon disülfit.

II- SIVILAR

Bilinen, “yanıcı parlayıcı ve patlayıcı” sıvıların başında petrol ürünleri gelir (benzin, benzol, mazot, tiner gibi). Yanıcı sıvılar buharlaşarak hava ile karışıp patlayıcı ortam oluştururlar. Sıvıların buharlaşması ortam sıcaklığına bağlıdır. Patlayabilecek kıvamda (oranda) sıvı buharı oluşturan en düşük sıcaklığa PARLAMA NOKTASI (FLASH POINT) denilir. Yanıcı sıvıların tehlike sınıflarına tipik örnekler.

III- KATI MADDELER, TOZLAR

Tozların havanın oksijeni ile karışımı ya “toz bulutu” halinde veya ince tabaka şeklinde mümkündür. Tozlar genellikle ince bir film şeklinde tesis üzerine yapışık şekilde dururlar. Tesisin ısınmasından veya dışarıdan gelen her hangi bir ısı kaynağı ile yanıcı tozun çok küçük bir bölümü akkor hale gelerek patlamaya neden olabilir.

ATEŞLEME KAYNAKLARI:

“Patlayıcı, parlayıcı ve yanıcı gaz, toz ve buharın” havanın oksijeni ile karıştıklarında patlayabilmeleri için bir enerji kaynağına ihtiyaç vardır. Bu enerji kaynağı genellikle elektrikli aletlerin ark çıkaran kontakları ve ısınan yüzeyleri olmakla birlikte, enerji birikimi ve biriken enerjinin boşalmasına neden olan tüm kaynaklar tehlikeli ortamı patlatabilirler. Örneğin sürtünme dolayısı ile meydana gelen statik elektrik ve yine sürtünerek kıvılcım çıkaran metal parçalar kolaylıkla tehlike kaynağı olabilir. Tehlikeli ortamı ateşleyen başlıca olay ve enerji kaynakları şunlardır:

1- Elektrik ark ve kıvılcımı:

2- Sıcak yüzeyler: Örneğin sıkışan yatak ve rulmanların aşırı ısınmaları gibi.

3- Mekanik sürtünme ile çıkan kıvılcım:

4- Statik elektriklenme: Örneğin anti statik konveyör kayışları. Akar yakıt ve yanıcı tozların doldurma ve boşaltma olaylarında da karşımıza çıkan patlama kaynağı yine statik elektriklenmedir.

PATLAYICI BÖLGELERIN TARİFİ:

Çalışma ve işletme şartları her iş yerinde ve her sanayi dalında aynı değildir. Patlayıcı ortamları tehlike derecesine göre sınıflara ayıracak olursak;

Emniyet, güvenlik, işletme ve bakım kolaylığı ve bilhassa ekonomik nedenlerle her ortam için farklı bir uygulama öngörülebilir; sürekli patlayıcı kıvamda

gaz olan bir yerde alınacak tedbirler ve konulacak elektrik aygıtları ile, “tesadüfen, arada bir ve çok kısa süreli” patlayıcı ortamda alınacak önlemler ile

çalıştırılacak elektrik aygıtları aynı olamaz. Maliyet analizini de dikkate alarak ekonomik olmaları için patlayıcı ortamları sınıflara ayırmak gerekir. Bu sınıflara BÖLGE adı verilir.

Batı Avrupa görüşü; IEC (International Electrical Commission) ile aynıdır.

Kuzey Amerika Ülkeleri ve ABD hariç, tüm dünya ülkeleri BOLGE ( ZONE ) sistemi etrafında birleşmişlerdir.  BOLGE tanımlamaları şu şekilde açıklanabilir;

BOLGE-0: Normal çalışma koşullarında patlayıcı ortam oluşan (ve oluşma ihtimali yüksek olan) ve oluştuğu an uzun süren yerler BOLGE-0 kapsamına girer. Patlayıcı madde kaplarının içi ve patlayıcı işleyen aparatların ( buharlaştırıcı, reaksiyon kapları gibi) iç kısımları gibi yerler bu gruba girer. ATEX 100a’ ya göre bu zonda 1.kategoriye giren aletler kullanılabilir.

BOLGE-1: Normal çalışma icabı, patlayıcı ortam oluşma ihtimali olan ve oluştuğunda da kısa süren yerler BOLGE-1 olarak adlandırılmaktadır. BOLGE 0’ ın yakın çevresi, patlayıcı madde pompa istasyonları, vana ve klape yakınları pompa istasyonları gibi yerler bu gruptadır. Mevcut patlayıcı ortamların %95’ inden fazlası bu gruba girmektedir.  ATEX 100a’ ya göre 2.kategorideki aletler BOLGE-1 de kullanılabilir. Hemen hemen ex-sertifikalı tüm aletler bu kategoriye girmektedir.

BOLGE-2: Normal çalışma icabı patlayıcı ortam teşekkül etme ihtimali olmayan ve ayrıca arıza, kaza, tamir, bakım gibi hallerde de patlayıcı ortam teşekkül etme ihtimali çok az olan ve bu gibi hallerde de çok kısa süren (sürme ihtimali) olan yerler BOLGE-2 kapsamına girerler.

Yalnızca kaynaklı boru bağlantıları bulunan tesis veya tesisin kısımları, doğal gaz ve petrol boru hatları bu gruba girer.

BOLGE-20: Normal çalışma icabı patlayıcı toz ve lif ortamı oluşan ve oluşma ihtimali yüksek olan ve uzun süren yerler.

BOLGE-21: Normal çalışma icabı patlayıcı toz ve lif ortamı teşekkül etme ihtimali az olan ve oluştuğunda da kısa süren yerler.

BOLGE-22: Normal çalışma icabı patlayıcı toz veya lif oluşma ihtimali olmayan ve ancak arıza ve kaza gibi anormal hallerde oluşabilen ve bu durumların da çok kısa sürme ihtimali olan yerler bu gruba girer.