Tehlikeli ve patlayıcı alanlarda otomasyon sistemleri özel ürünler ve mühendislik gerektirir. Bu tarz bölgelerde yapılacak uygulamalar ilgili yönetmenilikler ve standartlarla belirtilmiştir. Bu standartlar ve yönetmelikler ışığında otomasyon sistemlerinin oluşturabileceği tehlikeler bertaraf edilir.
Patlama yanıcı maddelerin ani bir şekilde oksijen ile birlikte gerçekleştirdikleri yüksek enerjinin açığa çıkma reaksiyonudur. Yanıcı maddeler gaz, buhar, duman veya toz formunda olabilirler.
Bir patlama aşağıdaki 3 koşulun hepsi aynı anda olduğu zaman gerçekleşebilir.
- Patlayıcı madde (yeterli miktarda ve konsantrasyonda)
- Oksijen (havadan gelen)
- Ateşleme kaynağı
Güvenlikle ilgili gözlemlerde önemli parametre alevlenme noktasıdır. Alevlenme noktası patlayıcı maddeler için en düşük sıcaklığı belirler. Dışarıdan gelen ateşleme sıvıların üzerinde oluşan buharı patlatabilir (normal hava basıncında). Eğer alevlenme noktası gerçekleşen sıcaklığın üstünde ise patlama gerçekleşmeyebilir. Alevlenme noktası farklı sıvıların karışması durumunda aşağıya düşebilir. Patlayıcı bir atmosfer yaratabilmek için patlayıcı maddenin konsantrasyonun istenilen aralıkta olması gereklidir. Çok yüksek konsantrasyon varsa (zengin karışım) veya çok düşük konsantrasyon varsa (yalın karışım) bu durumda patlama gerçekleşmeyebilir; kalıcı bir reaksiyon olmaz veya patlama reaksiyonu oluşmaz. Karışım sadece alt ve üst limitlerin arasında patlama tepkisi verir.
Patlama Limitleri ortamın basıncından ziyade havadaki oksijen miktarına bağlıdır.
Fiziksel Temeller ve Tanımlamalar
1-Potansiyel patlamaya yönelik ortam oluşturmayın (Öncelikli koruma)
- Yanıcı maddelerden sakının
- Durgun hale getirin (nitrojen , karbon dioxide, vb ekleyin)
- Konsantrasyonu natürel veya teknik olarak ventilasyon oluşturarak limitleyin
2-Ateşleme etkisinden koruyun
- Potansiyel patlayıcı bölgeleri tehlikeli bölge olarak ayırın
3-Patlama etkisini limitleyin (Yapısal koruma)
- Basınç sıkışmasına veya şoka karşı dayanıklı yapı kullanın
- Basınç giderici veya dengeleyici ekipmanlar
- Söndürme ekipmanları kullanarak patlamanın bastırılması
Tehlikeli Bölgelerde Otomasyon Sistemleri
Avrupa ATEX (Atmosphère explosible)
Dünya çapında ve bölgesel bazda oldukça çok kılavuz ve direktifler hazırlanmıştır.
Avrupa’da ulusal kurallar ve direktiflerin uyumlaştırılması ve birleştirilmesi 2001 yılından beri uygulanmaktadır.
Direktif 94/9/EG (ATEX 95)Üretici Direktifleri
- Temellerin belirlenmesi
- Güvenlik gereklilikleri
- Uygunluk değerlendirme prosedürü
- Cihazların gruplanması ve kategorize edilmesi
- CE işaretlemesi
- Kullanım talimatları
Direktif 99/92/EG (ATEX 137) Çalışma Alanı Direktifleri
- Patlama riski değerlendirmesi
- Bölgelerin klasifikasyonu
- Dökümantasyon
- İş güvenliği
- Çalışanların eğitimi bilgilendirilmesi sınıflandırılması
Uluslararası
Küresel bazda, patlama koruması için tek bir kılavuz ve yönerge bulmak için çalışılıyor.
Uluslararası IECEx (International Electronical Commission)
- Avrupa EN standartlarının uygulanması
- Australya ve Çin’de kabul etmiş
USA NFPA 70 NEC (National Electrical Code)
- Makale 500 ve 505 ‘de tanımlanmış
- Kısmen IEC’ye benzer
Kanada CEC (Canadian Electrical Code)
- Bölüm 18 ve ek J‘de tanımlanmış
- Kısmen IEC’ye benzer
Ateşlemeye Karşı Koruma Tipleri
Gaz bazlı patlamaya yönelik tehlikeli bölgelerde elektriksel cihazlar için ateşlemeye karşı koruma tipleri aşağıdaki görselde betimlenmiştir.
Yanıcı toz bulunan bölgelerde elektrikli cihazlar için ateşleme koruma tipleri ise aşağıdaki gibidir.
Arttırılmış güvenlik | IEC 60079-7
Temel Prensip
Aşırı ısınmayı önleyerek elektriksek ark veya kıvılcım oluşumunu önleyecek kutular oluşturularak güvenlik
seviyesi arttırılır, ve normal cihaz içinde kıvılcım oluşturacak kaynaklar yok edilir.
Ana uygulama
Montaj için Klemens ve bağlantı kutuları, kontrol kutuları Ex malzemeler olmalıdır. Sincap kafesli motorlar, aydınlatma armatürleri.
Alev geçirmez muhafaza | IEC 60079-1
Temel Prensip
Alevin dışarıya sızmasını engellemek
Ana uygulama
Göstergeler, kontrol sistemleri, motorlar, transformatörler, ısıtma cihazları, aydınlatma armatürleri
Basınçlandırılmış Muhafaza | IEC 60079-2
Temel prensip
Aşırı basıncı bir muhafazanın içinde tutmak
Ana uygulama
- Elektrik panoları ve kontrol kabinleri
- Büyük motorlar ve analiz cihazları
Alt kategoriler
px = Zone 1, 2 de kullanılır.
py = Zone 1, 2 de kullanılır.
pz = Zone 2 de kullanılır.
İç güvenlik | IEC 60079-11
Temel prensip
Patlayıcı bölgelerde sadece iç güvenliği arttırılmış parçalar kullanılır. Bir elektrik devresi veya cihaz eğer iç güvenliğe sahipse kıvılcım oluşturmaz ve ısı yaymaz. Patlayıcı bölgelerde ateşleme etkisi oluşturmaz.
Ana uygulama
- Ölçüm ve kontrol teknolojisi
- Saha ekipmanları, sensörler, aktuatörler
Alt kategori
ia = Zone 0, 1, 2 kullanılır.
ib = Zone 1, 2 kullanılır.
ic = Zone 2 kullanılır.
kompakt ve maliyet odaklı çözümler sunar.
Yağa daldırma |IEC 60079-6
Temel Prensip
Elektriksel ekipmanlar veya parçalar koruma sıvısı içine daldırılır. Amaç kıvılcımın dışarı yayılmasını engellemektir.
Ana uygulama
Transformatörler, dirençler.
Toz doldurma | IEC 60079-5
Temel Prensip
- Elektriksel ekipmanın kutusu tozla doldurulur. Böylece ateşleme etkisi bastırılır.
- Yüzeyde oluşan kıvılcım içeri taşınmaz veya aşırı ısınma sonucu oluşan ateşleme etkisi engellenir.
Ana uygulama
Sensorler, elektronik balastlar, transmitter
Kaplama | IEC 60079-18
Temel Prensip
Metal döküm içine yerleştirilen parçaların ateşleme etkisinin önüne geçilir.
Alt kategori
ma = Zone 0, 1, 2 kullanılır
mb = Zone 1, 2 kullanılır
Ateşleme koruma tipi | IEC 60079-15
Temel Prensip
Elektriksel komponentler ateşleme etkisi oluşturmaz. (normal çalışma şartlarında veya tanımlanmış çalışma Koşullarında)
Ana uygulama
Zone 2 de kullanılan tüm ekipmanlar
Alt kategoriler
nA = Kıvılcım oluşturmaz ekipman
nC = ekipmanlar ve komponentler
nR = Gas sızdırmaz muhafaza
nL = Enerjisi limitlenmiş ekipman
Optik yayılım|IEC 60079-28
Temel Prensip
Optik yayılımı engelleyici düzenekler.
Ana uygulama
Fiber kablo
Alt kategori
Ex op is = güvenli optik yayılım (doğal)
Ex op pr = Korumalı tip optik radyasyon
Ex op sh = Kilitli koruma
İkinci bölümde Bölge sınıflandırması, Ekipman Kategorileri, Patlayıcı grupları, Sıcaklık kalsifikasyonu ve Kodlama konularını işleyeceğiz.
