Tehlikeli bölgenin boyutunun tahmini: salım debileri ve seyrelme
Özet
Tehlikeli bir bölge ne kadar uzağa uzanır? Delik çapları, gaz, sıvı ve iki fazlı kaçaklar için salım debisi denklemleri, salım karakteristiği, IEC 60079-10-1 diyagramları, EI 15 ve API RP 505, çözümlü bir doğal gaz örneğiyle.
Tehlikeli bir bölgenin boyutu, salım kaynağından yanıcı gaz veya buharın alt patlama sınırının (APS, İng. LEL) güvenli biçimde altına seyreldiği noktaya kadar olan mesafedir. Dört adımda tahmin edilir: inandırıcı bir delik çapı seçilir, akışkanın basıncı, sıcaklığı ve fazından salım debisi hesaplanır, bu debi bir salım karakteristiğine (salımı APS'ye kadar seyreltmek için gereken hava debisi) dönüştürülür ve bu değer IEC 60079-10-1 diyagramları, bir dağılım modeli veya EI 15 ya da API RP 505 gibi bir sektör kuralı ile mesafeye çevrilir. Delik çapı varsayımı sonucu genellikle diğer tüm girdilerden daha fazla etkiler.
Bu yazı gaz, sıvı ve iki fazlı salımlar için her adımı açıklar, standardın diyagramlarının onları çoğaltmadan nasıl kullanıldığını gösterir, alternatif sektör kurallarını karşılaştırır ve tüm varsayımları açıkça belirtilmiş bir doğal gaz örneğini adım adım çözer.
Temel noktalar
- Bir bölgenin boyutunu esas olarak salım debisi ve seyrelme derecesi belirler; gaz yoğunluğu, engeller ve salımın yönü ise ona şekil verir.
- İkincil salımlar için IEC 60079-10-1 eleman tipine göre delik kesitleri önerir; örneğin sıkıştırılmış elyaf contalı flanşlar için, açıklığın büyüyüp büyüyemeyeceğine bağlı olarak yaklaşık 0,025 mm²'den 2,5 mm²'ye kadar; felaket boyutundaki arızalar kapsam dışıdır.
- Bir gaz kaçağı, girişteki mutlak basınç gaza bağlı olarak atmosfer basıncının yaklaşık 1,7 ila 1,9 katını aştığında kritik (sonik, choked) akış haline gelir; bunun üzerinde kütlesel salım debisi mutlak basınç ve delik alanı ile orantılı artar.
- Kaynama noktasının altındaki bir sıvı yanıcı buharı yalnızca bir havuzdan veya sisten buharlaşarak üretir; basınç altındaki sıvılaştırılmış bir gaz ise kısmen anında buhara dönüşür (flaş) ve ince damlacıklar oluşturur, bu nedenle çok daha büyük bir gaz salımı gibi davranır.
- Salım karakteristiği, yani m³/s cinsinden salım debisinin gaz yoğunluğuna ve APS'ye bölümü, IEC 60079-10-1:2020'nin seyrelme diyagramının ve tehlikeli mesafe diyagramının ortak girdisidir.
- Bir momentum jetinde belirli bir konsantrasyona kadar olan mesafe kabaca salım debisinin karekökü ile artar: delik alanı on katına çıkarsa mesafe yaklaşık üç katına çıkar.
- EI 15 (5. baskı, 2024) ve API RP 505 yaygın ekipmanlar için tablolaştırılmış veya tipik boyutlar sunar; bunlar yalnızca varsayımlarının tesise uyduğu durumlarda geçerlidir.
"Boyut" ne anlama gelir
Bir salım, konsantrasyonun delikte %100'den uzakta sıfıra düştüğü bir bulut oluşturur. Tehlikeli mesafe, konsantrasyonun belirli bir pay ile APS'nin altına düştüğü yerdir; IEC 60079-10-1'in 2020 baskısı bu seyrelme hacmini gösteren bir şekil eklemiştir. Dolayısıyla boyut bir ölçüm değil, varsayımsal bir kaçağın çevresinde muhakemeyle belirlenmiş bir zarftır. Ayrıca salım derecesinden ve havalandırmadan elde edilen bölge tipinden ayrı bir cevaptır (bkz. havalandırma yazısı).
Adım 1: inandırıcı bir delik çapı seçin
Sürekli veya birincil bir salımda açıklığın büyüklüğü genellikle bilinir: bir tahliye ağzı, bir numune alma noktası, bir drenaj vanası. İkincil bir salımda, yani hiç olmaması gereken bir kaçakta, büyüklüğün varsayılması gerekir. Bu, tüm çalışmanın muhakemeye en çok dayanan kısmıdır.
IEC 60079-10-1, salım kaynaklarına ilişkin ekinde ikincil salımlar için önerilen delik kesitlerini veren bir tablo içerir. Her eleman tipi için üç durumu ayırır: büyümesi beklenmeyen açıklıklar, büyüyebilen açıklıklar (örneğin erozyonla) ve conta patlaması gibi ağır bir arızaya kadar büyüyebilen açıklıklar. Aşağıdaki değerler, kamuya açık çözümlü örneklerde aktarıldığı şekliyle 2015 baskısının Tablo B.1'inden alınmıştır. 2020 baskısında aynı başlıklı bir Tablo B.1 bulunur ve yayımlanan değişiklik listesinde bu tablodan söz edilmez, ancak değerleri çalıştığınız baskıyla teyit edin:
| Eleman | Büyümesi beklenmeyen açıklık | Büyüyebilen açıklık | Ağır arıza |
|---|---|---|---|
| Flanş, sıkıştırılmış elyaf conta | 0,025 ila 0,25 mm² | 0,25 ila 2,5 mm² | iki cıvata arasındaki conta segmenti × conta kalınlığı |
| Flanş, spiral sargılı conta | 0,025 mm² | 0,25 mm² | iki cıvata arasındaki segment × conta kalınlığı |
| Vana mili salmastrası | 0,25 mm² | 2,5 mm² | üretici verisi, 2,5 mm²'den az olmamak üzere |
| Pompa ve kompresör sızdırmazlıkları | uygulanamaz | 1 ila 5 mm² | üretici verisi, 5 mm²'den az olmamak üzere |
Standart, düşük değerlerin yalnızca koşulların iyi ve arızanın olası olmadığı yerlerde, yüksek değerlerin ise ekipmanın tasarım sınırlarına yakın çalıştığı veya titreşim, sıcaklık çevrimi ya da korozyon gibi olumsuz koşulların bulunduğu yerlerde alınmasını tavsiye eder.
Her kaynak için delik çapını ve gerekçesini yazın; böylece gözden geçiren kişi çizimin tamamına değil, tek bir sayıya itiraz edebilir. İngiltere Sağlık ve Güvenlik Laboratuvarı (HSL) araştırması, beklenen delik çapının sonucu belirlediği için olduğundan küçük tahmin edilmemesi gerektiğini vurgulamıştır. Tam kesitli kopma gibi felaket boyutundaki arızalar kapsam dışıdır: bunlar bölgelendirmeye değil, proses tehlike analizine aittir.
Sektör kuralları farklı bir yol izler. Energy Institute'un EI 15'te kullanılan risk tabanlı yaklaşımı, delik çaplarını İngiltere HSE Hidrokarbon Salım Veritabanı dahil kaçak istatistiklerinden türetilen salım frekansı seviyelerine bağlar.
Adım 2: salım debisini hesaplayın
Salım debisi W, saniyede dışarı kaçan yanıcı madde kütlesidir. Nasıl hesaplanacağı salımın biçimine bağlıdır: gaz, sıvı, basınç altında sıvılaştırılmış gaz, soğutulmuş sıvı, buhar veya sis. IEC 60079-10-1:2020 bu biçimleri tanımlar ve denklemleri salım kaynaklarına ilişkin ekinde verir.
Gaz ve buhar salımları
Küçük bir delikten kaçan bir gazda belirleyici soru, akışın kritik (choked) olup olmadığıdır. Girişteki mutlak basınç kritik basıncı aştığında, yani metan için atmosfer basıncının yaklaşık 1,84 katını, hidrojen için yaklaşık 1,9 katını, propan ve daha ağır hidrokarbonlar için yaklaşık 1,7 katını aştığında, delikteki hız ses hızına ulaşır ve kütlesel debi şöyle olur:
Wg = Cd · S · p · √( γ·M / (Z·R·T) · (2/(γ+1))^((γ+1)/(γ−1)) )
burada Cd boşalma katsayısı, S delik alanı, p girişteki mutlak basınç, γ özgül ısılar oranı, M molar kütle, Z sıkıştırılabilirlik faktörü, R gaz sabiti ve T kelvin cinsinden gaz sıcaklığıdır. Kritik basıncın altında daha küçük debiler veren ses altı (subsonik) bir denklem uygulanır.
Boşalma katsayısı açıklığın şekline bağlıdır: düzgün, yuvarlatılmış açıklıklar için 1'e yakın, keskin kenarlı orifisler için belirgin biçimde daha düşüktür. Conta kaçakları gibi düzensiz kaçak yolları için yayımlanmış çözümlü örneklerde 0,75 değeri yaygındır; şekil bilinmiyorsa 1'e yakın bir değer temkinli seçimdir. Kritik akış rejiminde salım debisi S ile ve mutlak basınçla doğru orantılıdır: herhangi birini iki katına çıkarmak W'yi iki katına çıkarır.
Sıvı salımları
Bir delikten kaçan sıvı Bernoulli denklemine uyar:
W = Cd · S · √( 2 · ρ · Δp )
burada ρ sıvı yoğunluğu, Δp delik üzerindeki basınç farkıdır. Sıvının kütlesel debisi çoğu zaman büyüktür, ancak bölgeyi oluşturan bu değildir. Önemli olan yanıcı buharın oluşma hızıdır:
- Proses sıcaklığında parlama noktasının altındaki bir sıvı, sis halinde püskürtülmedikçe çok az yanıcı buhar oluşturur veya hiç oluşturmaz; sisler ayrıca değerlendirilmelidir ve standardın bir ekinde ele alınır.
- Ortam sıcaklığındaki toluen (parlama noktası 4 °C) gibi parlama noktasının üzerinde ancak kaynama noktasının altında olan bir sıvı, yayılarak havuz oluşturur. Buhar salımı, havuz yüzeyinden buharlaşma debisidir; bu da havuz alanına, buhar basıncına, molar kütleye, sıcaklığa ve havuzun üzerindeki hava hızına bağlıdır. 2020 baskısı buharlaşma denklemlerini ve bunlara eşlik eden özgül buharlaşma hızı diyagramını güncellemiştir.
- Setler, drenajlar ve eğimli zeminler havuz boyutunu, dolayısıyla bölge boyutunu sınırlar.
Sıvılaştırılmış gazlar ve iki fazlı salımlar
Propan veya bütan gibi normal kaynama noktasının üzerinde basınç altında tutulan sıvılaştırılmış bir gaz çok farklı davranır. Salım anında sıvının bir kısmı hemen buhara dönüşür (flaş); bunun için gereken enerji, sıvının geri kalanının kaynama noktasına kadar soğumasından gelir. Kalan sıvı, kısmen jetin sürüklediği sıcak hava içinde buharlaşan, kısmen de yere çökerek (rainout) soğuk bir havuz oluşturan ince damlacıklara parçalanır.
Flaş oranı bir enerji dengesinden tahmin edilebilir:
flaş oranı ≈ cp · (T − Tb) / hv
burada cp sıvının ısıl kapasitesi, T sıvı sıcaklığı, Tb normal kaynama noktası ve hv buharlaşma ısısıdır. 15 °C'deki propan için (Tb yaklaşık −42 °C) bu, kabaca %30'luk anlık flaş oranı verir.
En az temkinliden en temkinliye doğru üç basitleştirme yaygındır:
- Yalnızca flaş yapan buharı alın, kalanı havuz olarak ele alın.
- Flaş yapan buhara ek olarak sürüklenen ince damlacık oranını da alın.
- Salımın tamamını buhar olarak ele alın.
Yere çökme gerekçelendirilemiyorsa, bölge sınıflandırması için güvenli varsayılan üçüncü seçenektir. Salım debisinin kendisi çoğu zaman hat ile atmosfer arasındaki basınç farkı kullanılarak yukarıdaki sıvı denklemiyle tahmin edilir: flaş yapan bir akış için bu, kütlesel debiyi olduğundan büyük tahmin etme eğilimindedir, yani güvenli tarafta kalır.
Sıvılaştırılmış doğal gaz gibi soğutulmuş sıvılar, soğuk buharı başlangıçta havadan ağır olan kaynayan bir havuz oluşturur.
Adım 3: salım debisinden salım karakteristiğine
IEC 60079-10-1:2020 her salımı bir salım karakteristiğine normalleştirir:
salım karakteristiği = W / (ρg · LFL) m³/s cinsinden
burada ρg ortam koşullarındaki gaz veya buhar yoğunluğu, LFL ise hacim kesri olarak alt patlama sınırıdır (APS, İng. LFL). Fiziksel olarak bu, salımı tam olarak APS'ye kadar seyreltmek için gereken hava hacim debisidir. 2020 baskısı, 2015 baskısının bu ifadede APS'ye uyguladığı emniyet faktörü k'yı kaldırmıştır.
Salım karakteristiği iki kez kullanılır:
- Seyrelme. Standardın seyrelme diyagramında havalandırma hızına karşı işaretlendiğinde yüksek, orta veya düşük seyrelme verir.
- Mesafe. Tehlikeli mesafe diyagramına işaretlendiğinde boyut için bir tahmin verir.
Kapalı alanlarda ayrıca arka plan konsantrasyonu kontrol edilir: yaklaşık olarak Xb = f · Qg / Qa; burada Qg gazın hacim debisi (birlikte oluşabilecek salımlar için toplanmış), Qa havalandırma hava debisi ve f bir karışım faktörüdür (ideal karışım için 1, zayıf karışım için daha yüksek). Bu değer, değerlendirmeyi yapanın seçtiği kritik bir değerle, çoğunlukla APS'nin %25'i ile karşılaştırılır.
Adım 4: salım karakteristiğinden tehlikeli mesafeye
IEC 60079-10-1'deki diyagram
Standardın tehlikeli bölgelerin tahminine ilişkin ekinde, yatay eksende salım karakteristiği, düşey eksende tehlikeli mesafe bulunan bir log-log diyagram yer alır. Diyagramda üç eğri vardır:
| Eğri | Uygulandığı durum | Tipik örnek |
|---|---|---|
| Jet salım | karışımı jet momentumunun sağladığı, engellenmemiş, yüksek hızlı salımlar | bir flanştan basınçlı gaz kaçağı, yüksek hızlı bir tahliye ağzı |
| Difüzif salım | düşük hızlı salımlar veya bir engele çarpıp momentumunu kaybeden jetler | çarpan bir jet, düşük basınçlı bir tahliye ağzı, bir yüzeyden buharlaşma |
| Ağır gaz | gaz havadan yoğun olduğu için zemin boyunca yayılan salımlar | havuzlardan çıkan ağır buharlar, sıvılaştırılmış gazlardan çıkan soğuk buhar |
Diyagramın kullanımı basittir: salım karakteristiğini hesaplayın, salımın davranışına uyan eğriyi seçin, mesafeyi okuyun ve yukarı yuvarlayın. 2020 baskısı diyagramın kullanılabileceği koşulları kısıtlamıştır, bu nedenle ona güvenmeden önce notlarını okuyun; büyük salımlar, karmaşık geometri, kapalı mekanlar veya alışılmadık maddeler için bir dağılım modeli daha uygundur.
Eğriyi seçmek, onu hassas biçimde okumaktan daha önemlidir. Yakındaki bir duvara, boru rafına veya zemine çarpan bir jet momentumunu kaybeder ve difüzif olarak ele alınmalıdır; bu da daha büyük bir mesafe verir.
Mesafe nasıl ölçeklenir
Serbest jet teorisi delik çapının neden bu kadar önemli olduğunu açıklar. Bir momentum jetinde eksen üzerindeki konsantrasyon, kaynağın efektif çapıyla ölçeklenmiş olarak delikten uzaklıkla ters orantılı düşer. Kritik akışlı bir salımda efektif çap, delik çapıyla ve basıncın kareköküyle büyür; dolayısıyla sabit bir konsantrasyona kadar olan mesafe kabaca kütlesel salım debisinin karekökü ile artar.
Uygulamada: delik alanının veya mutlak basıncın on katına çıkması, bir jet için tehlikeli mesafeyi yaklaşık üç katına çıkarır.
Mesafeyi bir şekle dönüştürmek
Mesafe yalnızca bir yarıçaptır. Metan (buhar yoğunluğu 0,554) veya hidrojen (0,0696) gibi havadan hafif gazlarda zarf, özellikle çatıların altında yukarı doğru genişletilmelidir; propan (1,52) veya toluen (3,18) gibi daha ağır buharlarda, çukurlar ve drenajlar dahil olmak üzere zemine yakın daha geniş bir zarf gerekir. Yönü öngörülemeyen bir jet her yöne doğru çizilir. Standardın gösterime ilişkin eki düşük basınçlı gaz, yüksek basınçlı gaz, sıvılaştırılmış gaz ve buharlaşan sıvılar için tipik şekiller önerir.
Alternatif yollar: EI 15 ve API RP 505
IEC 60079-10-1, kendi hesabının yerine veya onunla birlikte tanınmış sektör kurallarının ve ulusal standartların kullanılmasına izin verir. Petrol ve gaz sektörlerinde ikisi öne çıkar.
| IEC 60079-10-1 | EI 15 (Energy Institute) | API RP 505 | |
|---|---|---|---|
| Kapsam | her türlü yanıcı gaz, buhar veya sis | yanıcı akışkanlarla çalışan tesisler, ağırlıklı olarak petrol, artık hidrojen dahil | petrol tesisleri, elektrik tesisatları için bölge sistemi |
| Yöntem | salım kaynağı: delik çapı, salım debisi, havalandırma, diyagramlar | akışkan kategorisi, basınç ve salım frekansı seviyesine göre tehlike yarıçaplı nokta kaynak yaklaşımı; yaygın tesisler için doğrudan örnekler | ağırlıklı olarak yaygın ekipman ve tesis tipleri için tipik şekiller; bilgi amaçlı, kaynak tabanlı alternatif bir yöntem |
| Delik çapları | eleman tipine göre önerilen değerler | kaçak verilerinden elde edilen salım frekansı seviyelerine bağlı | tipik şekillerin içine yerleştirilmiş |
| Güçlü yönü | her madde için izlenebilir | tutarlı, yaygın akışkanlar ve ekipmanlar için hızlı | hızlı, Kuzey Amerika'da yaygın |
| Dikkat edilecek nokta | diyagramın kullanım sınırları | akışkan kategorisi ve koşullar uyuşmalıdır | şekiller belirli havalandırma ve düzenlemeleri varsayar |
EI 15, yani Energy Institute'un Model Code of Safe Practice Part 15'i, 5. baskısındadır (Ekim 2024). Akışkanları kabaca şu kategorilere ayırır: LPG gibi sıvılaştırılmış gazlar için A, sıcak proses akışları gibi kaynama noktasının üzerinde salınan sıvılar için B, parlama noktasının üzerinde ancak kaynama noktasının altında olan sıvılar ve sisler için C, tipik doğal gaz için G(i) ve rafineri hidrojen akışları için G(ii). Tehlike yarıçapları, dağılım modellemesiyle desteklenerek kategori, basınç ve delik çapına göre tablolaştırılmıştır; 5. baskı saf hidrojeni ve daha yüksek basınçlı salımları eklemiştir.
API RP 505, yani American Petroleum Institute'un petrol tesislerindeki Class I, Zone 0, 1 ve 2 yerleri için önerilen uygulaması, 2. baskısındadır (2018). Kullanıcıların çoğu, yaygın ekipmanlar için boyut veren tipik şekillerini uygular; bilgi amaçlı bir ek ayrıca tek tek salım kaynaklarına göre sınıflandırma yapan alternatif bir yöntemi tanımlar.
Hangi kural kullanılırsa kullanılsın baskıyı, tabloyu veya şekli ve tesisin kuralın varsayımlarına neden uyduğunu kaydedin.
Çözümlü örnek: ölçüm skidinde doğal gaz kaçağı
Durum. Değerler tasarım değeri değil, açıklama amaçlıdır. Dış alandaki bir ölçüm skidi 10 barg (11,0 bar mutlak) ve 15 °C'de doğal gaz taşımaktadır. Gaz metan olarak ele alınır: APS hacimce %4,4, molar kütle 16,04 kg/kmol, γ = 1,31, ortam koşullarında yoğunluk 0,678 kg/m³. Kaynak: spiral sargılı contalı bir flanş, ikincil salım derecesi.
Delik çapı. İki varsayım karşılaştırılır: S = 0,25 mm² (bu conta tipi için büyüyebilen bir açıklık) ve S = 2,5 mm² (titreşim ve ısıl çevrim varsa ekibin varsayabileceği daha büyük bir kaçak). Cd = 0,75, Z = 1.
Örnek: Basınç oranı 11,0 / 1,013 ≈ 10,9'dur; yaklaşık 1,84 olan kritik oranın çok üzerindedir, dolayısıyla akış kritiktir. S = 0,25 mm² için denklem Wg ≈ 3,6 × 10⁻⁴ kg/s (yaklaşık 1,3 kg/h) verir. Salım karakteristiği 3,6 × 10⁻⁴ / (0,678 × 0,044) ≈ 0,012 m³/s'dir. S = 2,5 mm² için her şey on katına çıkar: Wg ≈ 3,6 × 10⁻³ kg/s (yaklaşık 13 kg/h) ve yaklaşık 0,12 m³/s salım karakteristiği.
Seyrelme. Açık bir dış alanda kullanılabilirlik iyidir. Her salım karakteristiği, standardın o yer için tavsiye ettiği rüzgar hızına karşı işaretlenir; sonuç, yani yüksek veya orta seyrelme, ihmal edilebilir boyut (Bölge 2 NE) ile Bölge 2 arasında karar verir.
Mesafe. Flanşın yakınında hiçbir şey yoksa her iki kaçak da engellenmemiş jettir ve jet eğrisi uygulanır; diyagram hangi değeri verirse versin, büyük delik yaklaşık √10 ≈ 3,2 kat mesafe verir. Flanştan 0,5 m uzaklıktan bir kablo tavası geçiyorsa jet ona çarpabilir ve dürüst seçim difüzif eğri olur.
Aynı kaçak kapalı alanda. Skidin 0,53 m³/s ile havalandırılan 320 m³'lük bir odada, orta derecede zayıf karışımla (f = 2) bulunduğunu varsayalım:
| Delik alanı | Gaz hacim debisi | Arka plan konsantrasyonu | APS'ye oranı |
|---|---|---|---|
| 0,25 mm² | 5,3 × 10⁻⁴ m³/s | 2 × 5,3 × 10⁻⁴ / 0,53 ≈ hacimce %0,20 | yaklaşık %5 |
| 2,5 mm² | 5,3 × 10⁻³ m³/s | 2 × 5,3 × 10⁻³ / 0,53 ≈ hacimce %2,0 | yaklaşık %45 |
Büyük delikte arka plan konsantrasyonu yaygın olarak kullanılan APS'nin %25'i kritik değerini aşar; bu nedenle seyrelme düşüktür ve ikincil salım Bölge 2 yerine Bölge 1 veya daha kötüsünü verir. Bir conta hakkındaki tek bir varsayım, odanın tamamının sınıflandırmasını değiştirir.
Karşılaştırma için bir sıvı ve bir sıvılaştırılmış gaz. Aynı 2,5 mm²'lik delikten (Cd 0,75):
- 5 bar basınç farkındaki toluen (sıvı yoğunluğu yaklaşık 870 kg/m³) yaklaşık 0,055 kg/s, kabaca dakikada 3,8 litre ile kaçar. Flaş yapmaz: bölge havuza ve havuzun buharlaşmasına bağlıdır; bu nedenle havuzu sınırlamak ve drene etmek, hesabı inceltmekten daha önemlidir.
- 15 bar basınç farkındaki sıvı propan (sıvı yoğunluğu yaklaşık 500 kg/m³) yaklaşık 0,073 kg/s ile kaçar. Yaklaşık %30'u anında flaş yapar. Tamamı buhar olarak ele alınırsa (gaz yoğunluğu yaklaşık 1,87 kg/m³, APS %1,7), salım karakteristiği yaklaşık 0,073 / (1,87 × 0,017) ≈ 2,3 m³/s olur: aynı delikten 10 barg'deki metan kaçağının yaklaşık yirmi katı, üstelik ağır ve zemine yapışan bir bulutla.
Sık yapılan hatalar
- Varsayılan olarak tablodaki en küçük delik çapını seçmek. Önerilen aralıklar farklı koşullar içindir. Her kaynak için değeri gerekçelendirin ve olduğundan küçük tahmin etmeyin.
- Kaynamayan bir sıvı için sıvının kütlesel debisini buhar salım debisi olarak kullanmak. Kaynama noktasının altındaki sıvılarda buhar havuzdan gelir; buna karşılık sıvılaştırılmış gazlarda damlacıkları göz ardı etmek salımı olduğundan küçük tahmin eder.
- Çarpan bir salıma jet eğrisini uygulamak. Yakındaki bir engele çarpan jet difüzif salım gibi davranır ve düşük hızla daha uzağa gider.
- Bir kuraldaki mesafeyi varsayımlarının dışında kullanmak. EI 15 ve API RP 505 mesafeleri belirli akışkanları, basınçları, havalandırmayı ve düzenlemeleri varsayar. Kopyalamadan önce her birini kontrol edin.
- Bir daire çizip orada durmak. Yarıçap; gaz yoğunluğunu, salım yönünü, çukurları, drenajları ve çatıları yansıtan üç boyutlu bir şekle dönüşmelidir.
Sık sorulan sorular
Tehlikeli bir alanın boyutu nasıl hesaplanır?
İnandırıcı bir delik çapından ve proses koşullarından salım debisini tahmin edin, salım karakteristiğini elde etmek için bunu gaz yoğunluğuna ve APS'ye bölün ve tehlikeli mesafeyi IEC 60079-10-1'deki diyagramdan, bir dağılım modelinden veya bir sektör kuralından okuyun. Ardından bölgeye gaz yoğunluğuna, salım yönüne ve engellere göre şekil verin, yukarı yuvarlayın ve her varsayımı belgeleyin.
Bir flanş kaçağı için hangi delik çapı kullanılmalıdır?
IEC 60079-10-1, conta tipi ve duruma göre aralıklar önerir; örneğin sıkıştırılmış elyaf contalar için 0,025 mm²'den 2,5 mm²'ye kadar, ağır arıza için ise iki cıvata arasındaki bir conta segmenti. Aralık içindeki değeri işletme koşullarına, bakıma ve kaçak geçmişine göre seçin ve gerekçesini kaydedin. EI 15 gibi sektör kuralları ise delik çaplarını salım frekansı seviyelerine bağlar.
LPG salımları neden doğal gazdan çok daha büyük bölgeler oluşturur?
Sıvılaştırılmış gazlar sıvı olarak kaçar; sıvı, belirli bir delikten gaza göre çok daha fazla kütle taşır ve bir kısmı anında buhara dönüşürken kalanı jet içinde buharlaşan damlacıklar oluşturur. Buhar ayrıca havadan ağırdır ve zemin boyunca yayılır. Bu etkiler birlikte, aynı delikten bir gaz kaçağına göre kat kat büyük salım karakteristikleri verir.
IEC 60079-10-1 yerine EI 15 veya API RP 505 kullanabilir miyim?
IEC 60079-10-1, uygulanabildikleri yerlerde tanınmış sektör kurallarının ve ulusal standartların kullanılmasına izin verir. Birçok çalışma bunları birleştirir: standart ekipman için kuraldaki mesafeler, kuralın kapsamadığı elemanlar için hesap. Ulusal mevzuat veya müşteri şartnameleri belirli bir yöntemi zorunlu kılabilir; bu nedenle önce bunları kontrol edin ve kullanılan kural baskısını ve tabloyu kaydedin.
excodex'te ilgili yazılar
- Gaz için tehlikeli bölge sınıflandırması adım adım nasıl yapılır
- Salım dereceleri: sürekli, birincil ve ikincil
- Bölge sınıflandırmasında havalandırma: seyrelme derecesi ve kullanılabilirlik
- Tipik tehlikeli bölge örnekleri: tank havalandırmaları, pompalar, kompresörler ve dolum noktaları
- Buhar yoğunluğu: hangi gazlar yükselir, hangileri çöker ve bu neden önemlidir
- Yanıcı sisler ve spreyler: gözden kaçan patlama tehlikesi
- Araçlar: gaz ve solvent kütüphanesi, standart sayfaları IEC 60079-10-1, EI 15, API RP 505, forum
Standartlar ve ek kaynaklar
- IEC 60079-10-1:2020 (baskı 3.0), Patlayıcı ortamlar, Bölüm 10-1: Alanların sınıflandırılması, patlayıcı gaz ortamları. Ekler salım kaynaklarını ve salım debilerini, havalandırmayı ve seyrelmeyi ve tehlikeli bölgelerin tahminini kapsar. Dördüncü baskı 2025'te komite taslağı olarak dağıtıldı. İçindekiler ve değişiklik listesini içeren önizleme
- Energy Institute, Model Code of Safe Practice Part 15: Area classification for installations handling flammable fluids (EI 15), 5. baskı, 2024: energyinst.org
- Energy Institute, A risk-based approach to hazardous area classification, 2. baskı, 2016: energyinst.org
- API RP 505, Class I, Zone 0, Zone 1 ve Zone 2 olarak sınıflandırılan petrol tesislerinde elektrik tesisatları için yerlerin sınıflandırılmasına ilişkin önerilen uygulama, 2. baskı, 2018.
- Santon, Ivings, Webber, Kelsey (Health and Safety Laboratory), New methods for hazardous area classification for explosive gas atmospheres, IChemE Hazards XXIII, 2012: icheme.org
- Nalpanis ve diğerleri, Independent review of some aspects of IP15 area classification, IChemE Symposium Series 154, 2008, kuralın akışkan kategorilerinin arkasındaki dağılım modellemesi: icheme.org
- NIST Chemistry WebBook, flaş oranı tahmininde kullanılan propan faz değişimi ve ısıl kapasite verileri: webbook.nist.gov
Bu yazı excodex editör ekibinin hazırladığı genel teknik bilgidir. Geçerli standartların, ekipman sertifikalarının ve talimatlarının, ulusal mevzuatın veya yetkin bir kişinin değerlendirmesinin yerini tutmaz.