Exproof ve ATEX nedir? Patlayıcı ortamlar için ısıtıcı seçimi

Patlayıcı ortam nedir?

Patlayıcı ortam; yanıcı bir gaz, buhar, sis ya da tozun hava ile karışarak bir ateşleme kaynağıyla tutuşabileceği ortamdır. Boya ve solvent hatları, kimya tesisleri, rafineriler, akaryakıt depolama alanları, un ve yem tesisleri ile toz işleyen hatlar tipik örneklerdir.

Bir patlama için yanıcı madde, oksijen ve ateşleme kaynağı aynı anda bulunmalıdır. Elektrikli ekipman iki şekilde ateşleme kaynağı olabilir: kıvılcım veya ark ile ve sıcak yüzey ile. Isıtıcılarda ikinci risk özellikle önemlidir, çünkü ısıtıcının görevi zaten yüzeyini ısıtmaktır.

Exproof ve ATEX arasındaki fark

Exproof (explosion proof), Türkçede patlamaya karşı korumalı anlamında yaygın kullanılan bir terimdir. Teknik dilde çoğunlukla, içeride oluşabilecek bir patlamayı muhafaza içinde tutan ve dış ortamın tutuşmasını engelleyen alev geçirmez muhafazayı (Ex d) anlatır. Günlük kullanımda ise patlayıcı ortama uygun her ekipman için söylenir.

ATEX ise bir koruma yöntemi değil, Avrupa Birliği'nin patlayıcı ortamlara ilişkin mevzuat çerçevesidir. Adını Fransızca "ATmosphères EXplosibles" ifadesinden alır ve iki direktife dayanır:

• 2014/34/AB: Patlayıcı ortamda kullanılacak ekipman ve koruyucu sistemler için üreticiye yönelik gereklilikler ve uygunluk değerlendirmesi.
• 1999/92/AT: İşverenin patlayıcı ortam riskini değerlendirmesi, alanları bölgelere ayırması ve çalışanları koruması.

Türkiye'de bu direktifler ilgili yönetmeliklerle iç hukuka aktarılmıştır. Avrupa dışında yaygın kullanılan uluslararası belgelendirme sistemi IECEx'tir; teknik gereklilikler her iki sistemde de büyük ölçüde IEC/EN 60079 standart serisine dayanır. Kısaca exproof bir koruma özelliğini, ATEX ise bu özelliğin hangi kurallara göre değerlendirildiğini anlatır.

Bölge (zone) sınıflandırması

Tesis sahibi, patlayıcı ortamın ne sıklıkta ve ne kadar süreyle oluşabileceğine göre alanları bölgelere ayırır. Bu sınıflandırma genellikle tesisin patlamadan korunma dokümanında yer alır.

• Zone 0 / Zone 20: Patlayıcı ortam sürekli, uzun süreli ya da sık sık bulunur; örneğin tank içi.
• Zone 1 / Zone 21: Patlayıcı ortamın normal çalışma sırasında ara sıra oluşması muhtemeldir.
• Zone 2 / Zone 22: Normal çalışmada patlayıcı ortam beklenmez; oluşursa kısa sürelidir.

Zone 0, 1 ve 2 gaz, buhar ve sis için; Zone 20, 21 ve 22 yanıcı toz için kullanılır. Ekipman tarafında bunlara karşılık gelen kategoriler 1, 2 ve 3'tür. Aynı ayrım ekipman koruma seviyesi (EPL) olarak Ga/Gb/Gc ve Da/Db/Dc biçiminde de ifade edilir.

Gaz ve toz grupları

Ekipman grupları ortamın türüne göre ayrılır: Grup I madencilik (grizu), Grup II gaz ve buhar, Grup III toz ortamları içindir. Grup II ve III kendi içinde alt gruplara bölünür:

• IIA: Propan gibi tutuşması görece zor gazlar.
• IIB: Etilen gibi orta gruptaki gazlar.
• IIC: Hidrojen ve asetilen gibi en kolay tutuşan gazlar. IIC için uygun ekipman IIB ve IIA ortamlarında da kullanılabilir.
• IIIA yanıcı uçuşan lifler, IIIB iletken olmayan tozlar, IIIC iletken tozlar için kullanılır.

Grup yükseldikçe muhafaza ve bağlantı tasarımına ilişkin gereklilikler sıkılaşır. Ortamdaki maddenin grubu; tesisin patlamadan korunma dokümanından ve maddenin güvenlik bilgi formundan öğrenilir.

Sıcaklık sınıfları: T1–T6

Sıcaklık sınıfı, ekipmanın ortamla temas eden herhangi bir yüzeyinde oluşabilecek en yüksek sıcaklığı gösterir. Bu değer, ortamdaki gaz veya buharın kendiliğinden tutuşma sıcaklığının altında kalmalıdır.

• T1: en fazla 450 °C
• T2: en fazla 300 °C
• T3: en fazla 200 °C
• T4: en fazla 135 °C
• T5: en fazla 100 °C
• T6: en fazla 85 °C

Toz ortamlarında sınıf yerine doğrudan sıcaklık yazılır, örneğin T135 °C. Bu değer hem toz bulutunun hem de yüzeyde biriken toz tabakasının tutuşma sıcaklığına göre değerlendirilir.

Isıtıcılarda sıcaklık sınıfı belirleyici bir tasarım kriteridir. Daha düşük bir sınır gerektiğinde (örneğin T3 yerine T4) izin verilen eleman yüzey sıcaklığı azalır. Bu da daha düşük watt yoğunluğu, daha uzun bir ısıtıcı ve ek sıcaklık sınırlama önlemleri anlamına gelir.

Ex işareti nasıl okunur?

Patlayıcı ortam ekipmanının etiketi bu bilgileri kısa bir kodla verir. Gaz ortamı için tipik bir işaretleme şöyledir: CE XXXX · Ex · II 2 G · Ex db IIC T4 Gb

• CE XXXX: CE işareti ve üretim denetimine katılan onaylanmış kuruluşun numarası.
• Ex (altıgen içinde): Patlayıcı ortam ekipmanı için özel işaret.
• II 2 G: Grup II (yer üstü), kategori 2 (Zone 1'e uygun), G (gaz).
• Ex db: Koruma tipi; burada alev geçirmez muhafaza.
• IIC: Gaz grubu.
• T4: Sıcaklık sınıfı; en yüksek yüzey sıcaklığı 135 °C.
• Gb: Ekipman koruma seviyesi.

Toz ortamı için karşılığı "II 2 D Ex tb IIIC T135 °C Db" biçimindedir; D toz ortamını, Ex tb muhafaza ile toz korumasını gösterir. Isıtıcılarda kullanılan diğer koruma tipleri arasında artırılmış güvenlik (Ex e) ve basınçlandırma (Ex p) sayılabilir. Bir ürün birden fazla koruma tipini birlikte taşıyabilir.

Patlayıcı ortam için ısıtıcı seçimi

Exproof ısıtıcılar genellikle boru veya flanşlı rezistans elemanlarının, patlayıcı ortama uygun bir bağlantı kutusu ve sıcaklık sınırlama sistemiyle birleştirilmesinden oluşur. Seçimde şu sıra izlenir:

1. Tesisin bölge sınıflandırmasını (zone) belirleyin.
2. Ortamdaki maddenin gaz veya toz grubunu ve tutuşma sıcaklığını belirleyin.
3. Gerekli sıcaklık sınıfını seçin.
4. Isıtılacak ortamı, gücü, gerilimi ve montaj şeklini tanımlayın.
5. Belgelendirme ve dokümantasyon gereksinimlerini (uygunluk beyanı, sertifika, kullanma talimatı) proje şartnamesine göre listeleyin.

Isıtıcının yüzey sıcaklığı yalnız normal çalışmada değil, arıza durumunda da sınırlanmalıdır. Daldırma ısıtıcıda sıvı seviyesinin düşmesi ya da hava ısıtıcısında fanın durması eleman sıcaklığını hızla yükseltir. Bu yüzden seviye kontrolü, akış kontrolü ve elemana yerleştirilen bir sensörle çalışan bağımsız sıcaklık sınırlayıcı tasarımın parçası olarak ele alınır. Sensör seçenekleri için termokupl, sıcaklık sensörleri ve fişleri sayfasına bakabilirsiniz.

Projeye özel belgelendirme ve dokümantasyon gereksinimleri teklif aşamasında netleştirilir. Talebinizde bölge, grup ve sıcaklık sınıfı bilgisini paylaşmanız, uygun tasarımın ve belgelendirme kapsamının değerlendirilmesini kolaylaştırır.

Sıkça Sorulan Sorular