Salım dereceleri: sürekli, birincil ve ikincil

Salım derecesi, yanıcı bir maddenin bir salım kaynağından ne sıklıkla ve ne kadar süreyle kaçmasının beklendiğini tanımlar. IEC 60079-10-1 üç derece tanımlar: sürekli (sürekli olarak, sık sık veya uzun süreler boyunca salım), birincil (normal işletme sırasında periyodik olarak veya ara sıra salım) ve ikincil (normal işletmede salım yok; gerçekleşirse yalnızca seyrek olarak ve kısa süreler için). Olağan havalandırmada bu üç derece tipik olarak sırasıyla Bölge 0, Bölge 1 ve Bölge 2'ye yol açar; ancak nihai bölge tipi seyrelme derecesine ve havalandırmanın kullanılabilirliğine de bağlıdır.

Bu yazı üç dereceyi açıklar, havalandırma ağızları, numune alma noktaları, salmastralar ve flanşlar için tipik örnekler verir, salım derecelerinin bölgelere nasıl dönüştüğünü ve birden fazla derecede salım yapan kaynakların nasıl ele alınacağını gösterir.

Temel noktalar

• Salım kaynağı, yanıcı bir gaz, buhar, sis veya sıvının kaçıp patlayıcı gaz ortamı oluşturabileceği her noktadır; her kaynağa bir salım derecesi verilir.
• Sürekli derece: sürekli veya sık sık ya da uzun süreler boyunca beklenir. Birincil derece: normal işletmede periyodik olarak veya ara sıra beklenir. İkincil derece: normal işletmede beklenmez ve gerçekleşirse seyrek ve kısa sürelidir.
• Salım derecesi salımla, bölge ise ortamla ilgilidir: salım derecesi ile havalandırma bölge tipini, salım hızı ile seyrelme ise bölge boyutunu verir.
• Orta seyrelme ve iyi havalandırma kullanılabilirliği ile sürekli, birincil ve ikincil dereceler Bölge 0, Bölge 1 ve Bölge 2 verir; daha iyi veya daha kötü havalandırma sonucu kaydırır.
• Tek bir fiziksel kaynak birden fazla derecede salım üretebilir; örneğin normal işletmede hafifçe sızdıran ve arızalandığında büyük ölçüde kaçak yapan bir salmastra. Her salım ayrı değerlendirilir ve bölgeler birleştirilir.
• Kapalı numune alma, yönlendirilmiş havalandırmalar ve daha iyi salmastralar gibi tasarım ve işletme tercihleri bir kaynağın salım derecesini düşürebilir ve bir Bölge 1'i ortadan kaldırabilir.

Salım kaynakları ve salım dereceleri: temel fikir

Bölge sınıflandırması, yanıcı malzemenin muhafaza edildiği sistemden çıkabileceği her noktanın listelenmesiyle başlar. IEC 60079-10-1 böyle bir noktaya salım kaynağı der. Bir kaynak; bir flanş, bir salmastra, bir havalandırma ağzı, bir numune alma noktası, bir drenaj, bir emniyet ventili çıkışı veya açık bir sıvı yüzeyi olabilir. İyi durumdaki sızdırmaz kaynaklı borular normalde kaynak değildir.

Her kaynak için sıradaki soru şudur: ne sıklıkla ve ne kadar süreyle salım yapacak? Yanıt salım derecesidir. Salım derecesi salınan miktarı tanımlamaz. Bütün gün sızdıran iğne deliği büyüklüğündeki bir delik sürekli veya birincil bir salımdır; uzun yıllarda bir kez gerçekleşebilecek büyük bir conta patlaması ise ikincil bir salımdır.

Dereceler, başlatma ve durdurma dahil olmak üzere tasarım parametreleri içinde çalışma anlamına gelen normal işletmeye göre tanımlanır. IEC terminolojisi iki yararlı not ekler: küçük salımlar normal işletmenin bir parçası olabilir, örneğin pompalanan akışkanla ıslanmaya dayanan salmastralardan; buna karşılık kırılmış bir pompa salmastrası veya arızalı bir flanş contası gibi onarım ya da durdurma gerektiren arızalar normal işletmeye dahil değildir.

Üç derecenin ayrıntıları

Sürekli derece

Sürekli salım bir olay değil, olağan durumdur. Klasik örnek, sürekli açık havalandırma ağzı olan sabit tavanlı bir tankta uçucu bir sıvının üstündeki buhar boşluğudur: tankta sıvı bulunduğu sürece buhar oradadır. Açık bir separatör, üstü açık bir karıştırma kabı veya sürekli boşaltma yapan bir proses havalandırması diğer örneklerdir. İyi tasarlanmış bir tesiste sürekli dereceli salımlar nadir olmalıdır ve genellikle ekipmanın içiyle veya açık yüzeylerin hemen çevresiyle sınırlıdır.

Birincil derece

Birincil salım işin bir parçasıdır. Numune almak, bir hidrokarbon kabının tabanından su drene etmek, temizlik için bir filtreyi açmak, bir yükleme kolunu bağlamak veya bir varili doldurmak, bir miktar yanıcı malzemenin salınmasına yol açar ve bunların normal işletmede gerçekleşmesi beklenir. Bir tank havalandırma ağzı dolum sırasında birincil bir kaynaktır: tank her doldurulduğunda sıvı, buharı havalandırma ağzından dışarı iter.

Ölçüt salımın büyük olup olmadığı değil, normal çalışma sırasında beklenip beklenmediğidir. İşletme prosedürlerinde "su kesilip hidrokarbon görünene kadar drenajı açın" yazıyorsa, o drenaj birincil bir kaynaktır.

İkincil derece

İkincil salım bir arızadır. Contalar, salmastralar ve sızdırmazlık elemanları sızdırmaz olacak şekilde tasarlanır, ancak arızalanabilirler ve arızalandıklarında sızıntının hızla bulunup durdurulması beklenir. Tipik bir proses tesisindeki bölgelerin çoğu, çok sayıdaki flanştan, vanadan ve salmastradan kaynaklanan ikincil salımların oluşturduğu Bölge 2 alanlarıdır.

"Yalnızca seyrek olarak ve kısa süreler için" koşulu, işleyen bir bakım düzenini varsayar. Sızdırdığı bilinen ve aylarca öylece bırakılan bir flanş artık ikincil bir kaynak değildir; fiilen birincil veya sürekli bir kaynaktır ve yeniden sınıflandırılmak yerine onarılmalıdır.

Ekipmana göre örnekler

Parlama noktasının oldukça altında işlenen bir sıvı, salım noktasında yanıcı buhar oluşturmaz; bu nedenle salım sis veya sprey oluşturamıyorsa ya da sıvı parlama noktasının üzerine ısıtılamıyorsa, sızıntıları hiç bölge gerektirmeyebilir. Sisler ayrıca değerlendirilir.

Salım dereceleri nasıl bölgeye dönüşür

Salım derecesi, bölge tipi üzerindeki en güçlü tek etkendir, ancak tek etken değildir. IEC 60079-10-1, bölge tipini belirlemek için salım derecesini seyrelme derecesi (yüksek, orta veya düşük) ve havalandırmanın kullanılabilirliği (iyi, yeterli veya zayıf) ile birleştirir:

"NE", ihmal edilebilir boyut (negligible extent) anlamına gelir: bölge teoride vardır, ancak o kadar küçüktür ki tutuşmanın sonuçları ihmal edilebilir olur. Düşük seyrelme, bölgeyi salım derecesinin tek başına gösterdiğinin üzerine çıkarabilir, çünkü salım durduktan sonra gaz ortamda kalır. Yeterli veya zayıf kullanılabilirlik çevreleyen bir Bölge 2 ekler veya sonucu yükseltir. Tablonun tamamı ve mantığı havalandırma yazısında açıklanmıştır.

Salım derecesinin bölgenin boyutu üzerindeki etkisi azdır. Boyut; delik boyutu, basınç ve maddeye göre belirlenen salım hızına ve havanın salımı ne kadar hızlı seyrelttiğine bağlıdır.

Birden fazla dereceli kaynaklar

Tek bir kaynak birden fazla derecede salıma yol açabilir ve IEC 60079-10-1 her birinin dikkate alınmasını bekler. Tipik durumlar:

• Normal işletmede biraz sızdıran (birincil) ve çok daha büyük bir sızıntıyla arızalanabilen (ikincil) bir pompa salmastrası.
• Her dolumda salım yapan (birincil) ve taşırmada veya tıkanmış bir seviye enstrümanında çok daha fazla salım yapan (ikincil) bir tank havalandırma ağzı.
• Rutin olarak kullanılan (birincil) ve vanası açık unutulabilen veya arızalanabilen (ikincil, daha büyük salım) bir numune alma noktası.

Her salım kendi başına değerlendirilir: salım derecesi, salım hızı, seyrelme, bölge tipi ve boyut. Ardından bölgeler birleştirilir. Genellikle küçük birincil salım kaynağa yakın bir Bölge 1, daha büyük ikincil salım ise onu çevreleyen daha geniş bir Bölge 2 verir.

Bölgeleri birleştirirken iki kural yardımcı olur:

• Her bölge tipi için büyük boyut geçerlidir. Büyük bir ikincil salımın oluşturduğu Bölge 2, birincil veya sürekli bir salımı çevreleyen Bölge 2'nin ötesine uzanabilir. Bu durumda büyük mesafe kullanılır.
• Komşu kaynakların örtüşen bölgeleri birleşir. Birkaç flanş ve vananın birbirine yakın olduğu yerlerde, bunların Bölge 2 hacimleri ayrı küreler olarak değil tek bir zarf olarak çizilir.

Uygulama örneği: bir etanol transfer sisteminde kaynakların derecelendirilmesi

Açık alandaki bir etanol günlük tankı bir transfer pompasını besler. Etanolün parlama noktası 12 °C, alt patlama sınırı (APS, İng. LEL) hacimce %3,1 ve buhar yoğunluğu 1,59'dur (excodex gaz kütüphanesi değerleri); bu nedenle normal ortam sıcaklıklarında havadan ağır yanıcı buhar çıkarır.

Ekipmanın dışında Bölge 1 oluşturan birincil kaynaklar yalnızca havalandırma ağzı ve numune vanasıdır. İki değişiklik bunları ortadan kaldırır: havalandırma ağzının bir buhar arıtma ünitesine yönlendirilmesi ve açık numune vanasının kapalı devre bir numune alıcıyla değiştirilmesi. Her iki kaynak da ikincil olur, Bölge 1 alanları ortadan kalkar ve bunların çevresinde Bölge 2 ekipmanı yeterli olur. Bu çoğu zaman Bölge 1 ekipmanı satın alıp bakımını yapmaktan daha ucuzdur.

Sık yapılan hatalar

• Sıklık yerine büyüklüğe göre derecelendirmek. Olası büyük bir sızıntı büyük olduğu için "birincil" değildir; normal işletmede beklenmiyorsa ikincildir. Büyüklük, salım hızına ve boyuta yansır.
• Rutin operatör görevlerini göz ardı etmek. Numune alma, drenaj, filtre değişimleri ve hortum bağlantıları çizimlerde görünmedikleri için çoğu zaman kaynak listesinde yer almaz. Bunlar tipik birincil kaynaklardır.
• Bilinen bir sızıntıya ikincil demek. Sürekli sızdıran bir flanş veya salmastra, "seyrek olarak ve kısa süreler için" koşulunu karşılamaz. Onarın veya dürüstçe derecelendirin.
• Salım derecesini bölge saymak. Birincil, otomatik olarak Bölge 1 anlamına gelmez. Yüksek seyrelme bölgeyi ihmal edilebilir boyuta indirebilir, düşük seyrelme ise yükseltebilir.
• Kaynak başına yalnızca bir dereceyi değerlendirmek. Salmastralar, havalandırma ağızları ve numune alma noktaları çoğu zaman hem birincil hem ikincil bir salım senaryosu gerektirir.
• Felaket boyutundaki arızaları dahil etmek. Kap yırtılması veya tam kesitli boru kopması bölge sınıflandırmasının kapsamı dışındadır. Bölge çiziminde değil, proses tehlike analizinde ve acil durum planlamasında yer alır.

Sık sorulan sorular

Salım kaynağı ile salım derecesi arasındaki fark nedir?

Salım kaynağı, yanıcı malzemenin kaçabileceği fiziksel noktadır; örneğin bir flanş, bir salmastra veya bir havalandırma ağzı. Salım derecesi ise bu kaynağın ne sıklıkla ve ne kadar süreyle salım yaptığını tanımlar: sürekli, birincil veya ikincil. Listedeki her kaynağa en az bir derece verilir.

Pompa salmastrası birincil mi yoksa ikincil salım kaynağı mıdır?

Salmastraya ve nasıl davranmasının beklendiğine bağlıdır. Normal işletmede salım yapması beklenmeyen bir salmastra ikincil kaynaktır; normal işletmede sızdırması beklenen bir salmastra, örneğin pompalanan akışkanla ıslanmaya dayandığı için, birincil kaynaktır. Birçok salmastra hem küçük bir birincil salım hem de daha büyük bir ikincil salım için değerlendirilir.

Sürekli dereceli bir salım her zaman Bölge 0 oluşturur mu?

Hayır. Orta seyrelmeyle birlikte Bölge 0 verir, ancak yüksek seyrelme ve iyi kullanılabilirlikte bölge ihmal edilebilir boyutta olabilir. Uygulamada sürekli salımlar çoğunlukla seyrelmenin düşük olduğu ekipmanın içinde bulunur; bu nedenle olağan sonuç Bölge 0'dır.

Flanşlar her zaman ikincil dereceli salım kaynağı mıdır?

Çoğu tesiste evet: flanşlı bir bağlantının normal işletmede sızması beklenmez ve bir sızıntı onarılır. Boyut için kullanılan salım hızı conta tipine ve durumuna bağlıdır ve IEC 60079-10-1 tipik durumlar için önerilen delik boyutları verir. Tekrar tekrar sızdırdığı bilinen bir flanş ikincil bir kaynak değil, bir bakım sorunudur.

Emniyet ventili bir salım kaynağı mıdır?

Evet, ventil gövdesinde değil tahliye noktasında. Yalnızca bir arızada açılıyorsa ikincil kaynaktır; normal işletmede açılması bekleniyorsa birincildir. Bir flare'e veya kapalı bir sisteme tahliye eden emniyet ventilleri, o konumda atmosfere salım oluşturmaz.

excodex'te ilgili yazılar

• Tehlikeli bölgeler: Bölge 0, Bölge 1 ve Bölge 2
• Gaz için tehlikeli bölge sınıflandırması adım adım nasıl yapılır
• Bölge sınıflandırmasında havalandırma: seyrelme derecesi ve kullanılabilirlik
• Tehlikeli bölge boyutunun tahmini: salım hızları ve seyrelme
• Tipik tehlikeli bölge örnekleri: tank havalandırmaları, pompalar, kompresörler ve yükleme noktaları
• Yanıcı sisler ve spreyler: gözden kaçan patlama tehlikesi
• Araçlar: gaz ve solvent kütüphanesi, standart alanları IEC 60079-10-1, EI 15, forum

Standartlar ve ek kaynaklar

• IEC 60079-10-1:2020 (3.0 baskı), Patlayıcı ortamlar, Bölüm 10-1: Bölgelerin sınıflandırılması, patlayıcı gaz ortamları; üç derecenin tanımları ve kaynak örnekleri ile önerilen delik boyutlarını içeren bir ek dahil. IEC webstore sayfası
• Energy Institute, Model Code of Safe Practice Part 15, yanıcı akışkanların işlendiği tesisler için bölge sınıflandırma kodu (EI 15).
• Uluslararası Elektroteknik Sözlük, 426-28-07 "normal işletme" maddesi, küçük salımlar ve arızalara ilişkin notlarla: electropedia.org
• HSE, Area classification for laboratories and small quantities; birincil ve ikincil kaynaklar pratik bir dille açıklanmıştır: hse.gov.uk
• HSE, Hazardous area classification and control of ignition sources: hse.gov.uk
• HSE, L138 Dangerous substances and explosive atmospheres, Approved Code of Practice and guidance (ücretsiz PDF): hse.gov.uk

Bu yazı excodex editör ekibinin hazırladığı genel teknik bilgidir. Geçerli standartların, ekipman sertifikalarının ve talimatlarının, ulusal mevzuatın veya yetkin bir kişinin değerlendirmesinin yerini tutmaz.