Tipik tehlikeli bölge örnekleri: tank havalandırma ağızları, pompalar, kompresörler ve dolum noktaları

Yaygın ekipmanların çevresindeki tehlikeli bölgeler tanıdık kalıplar izler. Parlama noktasının üzerinde bir sıvı içeren, havalandırma ağzı açık sabit tavanlı bir tankın buhar boşluğu Bölge 0'dır, havalandırma ağzının çevresi önce Bölge 1, ardından Bölge 2 ile sarılır ve tank havuzu (bund) çoğu zaman havuz duvarının üst kotuna kadar Bölge 2'dir. Pompa ve kompresör salmastraları genellikle Bölge 2 oluşturur; normal işletmede salım yapan salmastraların yakınında ise Bölge 1 bulunur. Dolum noktalarında açık ağızlarda Bölge 1, kapalı bağlantıların çevresinde Bölge 2 oluşur. EI 15 ve API RP 505 gibi sektör kodları bu kalıplara mesafe verir, ancak gerçek yayılım akışkana, basınca, havalandırmaya ve yerleşime bağlıdır. Bu nedenle her tipik örnek gerçek tesisle karşılaştırılarak kontrol edilmelidir.

Bu yazı tankları, pompaları, kompresörleri ve dolum noktalarını ele alır, başlıca kodların tipik bölgeleri nasıl sunduğunu açıklar, yayımlanmış bir mesafe setini sınırlarıyla birlikte gösterir ve tipik bir şekli kopyalamadan önce kontrol edilmesi gerekenleri listeler.

Temel noktalar

• Tipik örnekler ve kod şekilleri, standart koşullardaki standart ekipman için kısayollardır; IEC 60079-10-1 bunları yalnızca kodun varsayımları tesisle örtüştüğünde kabul eder.
• Uçucu bir sıvı içeren, havalandırma ağzı açık sabit tavanlı bir tankın içinde buhar boşluğu normalde Bölge 0'dır; havalandırma ağzı dolum ve solunum sırasında birincil salım kaynağıdır ve çıkışın yakınında Bölge 1, daha ötesinde Bölge 2 oluşturur.
• Pompa ve kompresör salmastraları genellikle ikincil salım kaynağıdır ve Bölge 2 oluşturur; normal işletmede salım yapması beklenen salmastralar birincildir ve salmastranın yakınına bir Bölge 1 ekler.
• Havadan ağır buharlar, bölgenin zemin seviyesinde alçak bir uzantısını gerektirir; bölge içindeki çukurlar, kanallar ve drenajlar, buhar içlerinde toplandığı için normalde daha ağır sınıflandırılır.
• Açık ağızdan üstten dolum, ağızda Bölge 1 oluşturur; buhar geri kazanımlı alttan dolum, salım kaynaklarını bağlantılara indirir ve çoğunlukla yalnızca Bölge 2 bırakır.
• Kuralcı tablolar ölçek hakkında fikir verir ama kendi sistemlerini kullanır: ABD OSHA dökme depolama tesisi tablosu (29 CFR 1910.106, Tablo H-18), tank havalandırma ağzını açık uca 5 ft (1,5 m) mesafe içinde Division 1, 5 ile 10 ft (3 m) arasında Division 2 olarak sınıflandırır. Bunlar dökme depolama tesislerindeki yanıcı sıvılar için Division sınırlarıdır, bölge yayılımları değildir.
• Ekipmanı kapalı bir yapıya almak her şeyi değiştirir: bir kompresör binası veya akustik kabin, kendi havalandırma değerlendirmesini gerektiren bir yapıdır ve bu değerlendirme çoğu zaman IEC 60079-13 kapsamında yapılır.

Sektör kodları tipik bölgeleri nasıl tanımlar

IEC 60079-10-1 bir katalog değil, bir yöntemdir: bölgelerin salım kaynaklarından, havalandırmadan ve salım debilerinden nasıl türetileceğini açıklar. Sektör kodları buna tipik durum katalogları ekler ve standart, uygulanabildikleri yerde bunların kullanılmasına izin verir. Bu kodlar üç şekilde çalışır:

EI 15, yani Energy Institute'un Model Code of Safe Practice Part 15'i (5. baskı, 2024), yaygın tesisler için doğrudan örnekleri, noktasal kaynak yaklaşımı ve delik boyutlarını salım sıklığıyla ilişkilendiren risk tabanlı bir yaklaşımla birleştirir. Akışkan kategorileri (LPG gibi sıvılaştırılmış gazlar için A, kaynama noktasının üzerinde salınan sıvılar için B, parlama noktasının üzerindeki sıvılar ve sisler için C, doğal gaz için G(i), rafineri hidrojeni için G(ii)), bir kaynağın neyi işlediğini tanımlamanın pratik bir yoludur.

API RP 505 (2. baskı, 2018), American Petroleum Institute'un petrol tesislerindeki yerleri Class I, Zone 0, 1 ve 2 olarak sınıflandırmaya yönelik önerilen uygulamasıdır. Şekilleri açık, yeterli havalandırılan ve kapalı yerlerdeki ekipman için tipik yayılımları gösterir; farklı tesis tipleri için ayrı bölümler ve tek tek kaynaklara dayanan bilgilendirici bir alternatif yöntem içerir.

İki kod aynı ekipman için aynı sonucu vermez, çünkü salım boyutları, havalandırma ve güvenlik payları konusunda farklı varsayımlar kullanır. Her çalışma için tek bir esas seçin ve hangisi olduğunu belirtin.

Depolama tankları ve tank havalandırma ağızları

Sabit tavanlı tanklar

Serbest havalandırma ağzına sahip, sabit tavanlı atmosferik bir tank "solur": tank doldurulduğunda veya güneşle ısındığında buhar havalandırma ağzından dışarı çıkar, boşaltıldığında veya soğuduğunda içeri hava girer. Depolanan sıvı parlama noktasının üzerindeyse veya ona yakınsa, buhar boşluğu zamanın büyük kısmında yanıcı bir karışım içerir.

Avrupa Komisyonu'nun 1999/92/AT Direktifi kılavuzu, gaz örneği olarak tam olarak bu durumu kullanır: düzenli olarak doldurulup boşaltılan, parlama noktası yıllık ortalama sıcaklığa yakın bir sıvı içeren ve buharları havadan ağır olan bir açık hava tankı. Tankın içi Bölge 0, basınç dengeleme açıklığının çevresi Bölge 1'dir; tankın çevresindeki bir alan ise Bölge 2'dir, çünkü nadir görülen olumsuz hava koşullarında buhar tank gövdesi boyunca aşağı akabilir. Kılavuz, dış bölgelerin boyutunun sıvıya, açıklığa, dolum sıklığına ve seviye değişimine ve doğal havalandırmaya bağlı olduğunu vurgular.

Tanklarda kontrol edilecek noktalar:

• Sıvı. Parlama noktasının çok altında depolanan bir sıvı, örneğin ılıman iklimlerdeki çoğu motorin ve gazyağı türü, içeride hiç Bölge 0 oluşturmayabilir; ısıtmalı depolama veya sıcak ürün bunu değiştirir. Örneğin gazyağı (kerosen), excodex kütüphanesinde 38 °C parlama noktasına sahiptir, bu nedenle tank ısıtması veya sıcak iklim önemlidir.
• Havalandırma ağzı. Basınç ve vakum vanası, serbest havalandırma ağzına göre daha seyrek salım yapar; alev tutucu bölgeyi değiştirmez; buhar geri kazanımına veya arıtmaya bağlanan bir havalandırma ağzı ise birincil salım kaynağı olmaktan çıkar.
• Havuz. Ağır buharlar havuzda toplanır. Kodlar genellikle havuzlu alanı havuz duvarının üst kotuna kadar sınıflandırır; içindeki rögarlar ve drenaj çukurları çoğu zaman daha ağır sınıflandırılır.
• İnertleme. Azot örtülü bir buhar boşluğu, örtü işlediği sürece Bölge 0 değildir, ancak sınıflandırma örtünün devre dışı kalmasını ve havalandırma ağzını kapsamalıdır.

Yüzer tavanlı tanklar

Yüzer tavan sıvının üzerinde durur ve buhar boşluğunun büyük kısmını ortadan kaldırır. Tavanın üzerinde ve gövdenin içinde kalan boşluk yine de çevre contasından buhar alır, özellikle tavan alçaktayken. Bu nedenle kodlar burayı sınıflandırır: örneğin OSHA dökme depolama tesisi tablosu, tavanın üzerindeki ve gövdenin içindeki alanı Division 1 yapar. Yüzer tavan üzerinde çalışan kişiler bu alanın içindedir.

Pompalar

Yanıcı sıvı işleyen bir pompanın tek bir ana salım kaynağı vardır: mil salmastrası. Salım derecesi salmastranın tasarımına ve durumuna bağlıdır. IEC 60079-10-1, pompa, kompresör ve vana salmastralarını normal işletmede salım yapması beklenmediğinde ikincil, beklendiğinde birincil salım kaynakları arasında sayar. Diğer kaynaklar gövde flanşları, bakımda kullanılan drenaj ve hava alma vanaları ile küçük çaplı bağlantılardır.

Tipik sonuç şöyledir:

• Pompa çevresinde Bölge 2: ikincil salmastra salımı için; yarıçapı akışkan kategorisine, basınca ve delik boyutuna bağlıdır.
• Alçak seviye uzantısı: buharları havadan ağır olan sıvılar için, örneğin n-hekzan (buhar yoğunluğu 2,98) veya benzen (2,7): zemin seviyesinde, salmastra çevresindeki bölgeden daha uzağa ulaşan yassı bir Bölge 2 tabakası.
• Salmastranın yakınında Bölge 1: salmastranın normal işletmede sızdırması beklendiğinde veya drenajlar rutin olarak açıldığında.
• Çukurlar, kanallar ve rögarlar: bölge içinde kalanlar daha ağır sınıflandırılır, çoğu zaman Bölge 1 olarak, çünkü ağır buhar içlerine akar ve orada kalır.

Kapalı mekânda bölgenin yayılımı ve tipi oda havalandırmasına bağlıdır. Kapalı pompa odaları için tipik kod şekilleri açık havadaki pompalara göre daha büyüktür ve yeterince havalandırılmayan odalar baştan sona Bölge 1 olabilir. Salmastrasız tasarımlar (kapalı motorlu veya manyetik tahrikli pompalar) ve bariyer sıvılı çift salmastralar salım derecesini düşürebilir; bu, kullanılmaya değer bir tasarım aracıdır.

Kompresörler

Gaz kompresörlerinin pompalardan daha fazla salım kaynağı vardır ve gazı daha yüksek basınçta işlerler:

• Santrifüj kompresörlerin mil salmastraları ve pistonlu kompresörlerin piston kolu salmastraları, bunların hava alma ve drenaj hatlarıyla birlikte;
• pistonlu makinelerin kaçak gazı toplayabilen ara parçaları (distance piece);
• çözünmüş gazın tank ve rezervuarlarda çözeltiden ayrıldığı yağlama yağı ve salmastra yağı sistemleri;
• çok sayıda flanş, vana, küçük çaplı bağlantı ve enstrüman borusu.

Salmastra hava alma hatları güvenli bir yere borulanmalıdır; yerel olarak boşaltılırlarsa birincil salım kaynağı olurlar. Açık havadaki bir kompresörün çevresi tipik olarak Bölge 2'dir. Zorluk, kompresör kapalı bir yapıya alındığında başlar.

Sundurmalar ve kompresör binaları. Bir çatı, metan (buhar yoğunluğu 0,554) veya hidrojen (0,0696) gibi havadan hafif gazları hapseder. Yanları açık ve çatı havalandırması iyi bir sundurma açık hava koşullarına yakın olabilir; kapalı bir kompresör binası ise sınıflandırması havalandırma debisine, fanların kullanılabilirliğine ve makul en büyük kaçağın salım debisine bağlı olan bir odadır. IEC 60079-10-1, örnekler ekinde doğal gaz işleyen ve plan ile kesitte sınıflandırılmış bir kompresör tesisine yer verir; bu, yöntem için iyi bir referanstır.

Akustik kabinler ve muhafazalar. Kompresörlerin, türbinlerin ve motorların çevresindeki kabinler küçük ve zayıf havalandırılan hacimler oluşturur. Bunlar normalde mekanik olarak havalandırılır ve yapay havalandırmalı odalar olarak ele alınır; IEC 60079-13 bu tür odaları kapsar ve özellikle gaz türbini muhafazaları için kılavuzluk sağlar. Bkz. basınçlandırılmış odalar ve analizör kabinleri.

Dolum ve boşaltma noktaları

Karayolu tankerleri, demiryolu tank vagonları ve varil dolum istasyonları, rutin bağlantıları, açık ağızları ve buhar ötelenmesini bir araya getirdikleri için klasik Bölge 1 yerleridir.

Açık dom kapağından üstten dolum. Gelen sıvı her dolumda buharı ağızdan dışarı iter; bu, normal işletmedeki birincil bir salımdır. Sonuç, ağzın yakınında Bölge 1 ve çevresinde Bölge 2'dir; serpintili dolum (splash loading) buhar oluşumunu ve statik yüklenmeyi artırır. Yayılım yalnızca işaretli dolum yerini değil, araçların durabileceği tüm konumları kapsamalıdır.

Buhar geri kazanımlı alttan dolum. Tanker gözü kapalı kalır ve ötelenen buhar bir buhar hortumu üzerinden tesise geri döner. Geriye kalan kaynaklar, hortumlar ayrılırken salım yapan bağlantılardır; bu da tipik olarak bağlantıların çevresinde küçük bir Bölge 2 ve zemin seviyesinde alçak bir Bölge 2 oluşturur. Bu, bir proses tasarım tercihinin sınıflandırmayı küçülttüğü en açık örneklerden biridir.

Variller ve kaplar. Dolum ağızları ve havalandırma ağızları, ağzın yakınında Bölge 1 ve çevresinde Bölge 2 oluşturur; kapalı mekânda ağır buharlar için alçak seviye uzantısı eklenir.

Dolum noktalarında statik elektrik de bölgeler kadar önemlidir. Aracın kuşaklaması, başlangıç dolum hızlarının sınırlandırılması ve serpintili dolumdan kaçınılması aynı değerlendirmenin parçasıdır; bkz. tutuşturma kaynağı olarak statik elektrik.

Mesafeli yayımlanmış bir örnek: ABD Division tablosu

ABD İş Güvenliği ve Sağlığı İdaresi (OSHA), 29 CFR 1910.106 kapsamında yanıcı sıvı dökme depolama tesisleri ve akaryakıt istasyonları için elektriksel tehlikeli bölge tabloları yayımlar. Bu tablolar Division sistemini (Class I, Group D) kullanır; burada Division 1 kabaca Bölge 0 ile Bölge 1'i birlikte kapsar, Division 2 ise kabaca Bölge 2'ye karşılık gelir. Dökme depolama tesisi tablosundan (Tablo H-18) seçilmiş satırlar, metreye çevrilmiş olarak:

Bu değerleri bağlamıyla birlikte okuyun: dökme depolama tesislerinde atmosfer basıncında veya ona yakın basınçta işlenen yanıcı sıvılar için, açık hava veya yeterli havalandırma koşullarında ve Division sisteminde geçerlidir. Yüksek basınçlı gaz, sıvılaştırılmış gazlar, sıcak proses akımları veya sıkışık proses üniteleri hakkında hiçbir şey söylemezler ve basitçe bölge olarak yeniden etiketlenemezler. Ölçek hakkında fikir vermek ve kuralcı kodların nasıl çalıştığını göstermek için faydalıdırlar.

Tipik örnekler neden yalnızca bir başlangıç noktasıdır

Tipik bir şekil gizli varsayımlar taşır. Kullanmadan önce şunları kontrol edin:

Bu sorulardan herhangi birinin cevabı "hayır" veya "emin değilim" ise, kaynağı tehlikeli bölge yayılımının tahmini yazısındaki yöntemle hesaplayın veya yayılım (dispersiyon) modellemesi kullanın ve tipik şeklin neden kullanılmadığını belgeleyin.

Sık yapılan hatalar

• Başka bir sahadan veya başka bir koddan şekil kopyalamak. Mesafeler akışkana, basınca, havalandırmaya ve kodun güvenlik paylarına bağlıdır. Benzer bir tesisten alınan çizim bir referanstır, esas değildir.
• Division mesafelerini bölge mesafesi gibi ele almak. Bir Division 1 alanı, Bölge 0 ve Bölge 1 olacak kısımların ikisini de içerir; sınırlar ve ekipman kuralları farklıdır.
• Alçak seviye uzantısını unutmak. Ağır buharlar zemin seviyesinde kaynak çevresindeki bölgenin çok ötesine, çukurlara ve kablo kanallarına yayılır.
• Araç konumlarını göz ardı etmek. Dolum bölgeleri yalnızca ideal konumu değil, bir tankerin bulunabileceği her konumu kapsamalıdır.
• Ekipmanı kapalı yapıya alıp yeniden sınıflandırmamak. Bir pompaya veya kompresöre çatı, duvar veya akustik kabin eklemek açık hava sınıflandırmasını kapalı mekân sınıflandırmasına dönüştürür.
• Alışılmadık akışkanlar için tipik şekiller kullanmak. Hidrojen, LPG, parlama noktasının üzerindeki sıcak yağlar ve sisler özel değerlendirme gerektirir.

Sık sorulan sorular

Tank havalandırma ağzının çevresi hangi bölgedir?

Parlama noktasının üzerinde bir sıvı içeren sabit tavanlı bir tanktaki serbest havalandırma ağzı için tipik uygulama, ağız çıkışının yakınında Bölge 1, onu çevreleyen Bölge 2 ve tankın içindeki buhar boşluğunda Bölge 0'dır. Mesafeler sıvıya, dolum hızına ve havalandırma ağzı boyutuna bağlıdır; karşılaştırma için ABD OSHA dökme depolama tesisi tablosu açık uçtan 1,5 m içinde Division 1, 3 m'ye kadar Division 2 kullanır, ancak bunlar bölge yayılımları değil, Division sınırlarıdır.

Bir pompanın çevresi Bölge 1 mi, Bölge 2 mi?

Genellikle Bölge 2'dir, çünkü mekanik salmastranın normal işletmede sızdırması beklenmez. Salmastra tipi normal işletmede salım yapıyorsa veya drenajlar rutin olarak açılıyorsa, kaynağın yakınına bir Bölge 1 eklenir. Ağır buharlar zemin seviyesinde alçak bir Bölge 2 uzantısı gerektirir ve bölge içindeki çukurlar daha ağır sınıflandırılır.

API RP 505 veya EI 15 şekilleri Avrupa'da kullanılabilir mi?

ATEX sınıflandırmasında kullanılan IEC 60079-10-1, uygulanabildikleri yerde tanınmış sektör kodlarına izin verir ve EI 15, Avrupa'da petrol tesisleri için yaygın olarak kullanılır. Kodun varsayımları tesisle örtüşmeli, kullanılan baskı ve şekil kayda geçirilmeli ve sonuç yine de 1999/92/AT Direktifini iç hukuka aktaran ulusal kurallara uygun olmalıdır.

Buhar geri kazanımı bir dolum noktasındaki tehlikeli bölgeyi değiştirir mi?

Evet. Buhar geri kazanımlı alttan dolumda tanker gözü kapalı kalır, böylece üstten dolumdaki en büyük birincil salım kaynağı olan açık ağız ortadan kalkar. Buhar sisteminin bakımı yapıldığı ve kendi havalandırma ağızları sınıflandırıldığı sürece, tipik olarak yalnızca bağlantıların çevresinde küçük bir Bölge 2 ve alçak seviyede bir Bölge 2 kalır.

Bir kompresör binası nasıl sınıflandırılır?

Sınıflandırması kompresör salmastralarının ve diğer kaynakların salım debilerine, havalandırma debisine ve fanların güvenilirliğine bağlı olan kapalı bir mekân olarak. Yeterli ve güvenilir havalandırmayla çoğu zaman Bölge 2'dir; zayıf havalandırmayla Bölge 1 olabilir. Salmastra hava alma hatları dışarıya borulanmalıdır; otomatik eylemlere bağlı gaz algılama yaygındır.

excodex'te ilgili yazılar

• Salım dereceleri: sürekli, birincil ve ikincil
• Tehlikeli bölge yayılımının tahmini: salım debileri ve seyrelme
• Bölgeler ve Division'lar: IEC ve ATEX bölgelerinin NEC Class I Division 1 ve 2 ile karşılaştırılması
• Akaryakıt istasyonları ve LPG otogaz: pompalar, tanklar ve havalandırma ağızları çevresindeki tehlikeli bölgeler
• Buhar yoğunluğu: hangi gazlar yükselir, hangileri çöker ve bu neden önemlidir
• Basınçlandırılmış odalar ve analizör kabinleri: havalandırma ile bir alanı tehlikesiz hale getirmek
• Araçlar: gaz ve solvent kütüphanesi, standart sayfaları EI 15, API RP 505, IEC 60079-10-1, NEC 500 ila 506, forum

Standartlar ve ek kaynaklar

• IEC 60079-10-1:2020, Alanların sınıflandırılması, patlayıcı gaz ortamları; doğal gaz kompresör tesisi içeren bir örnekler eki ve sektör kodları tablosuyla: içindekilerle önizleme
• Energy Institute, Model Code of Safe Practice Part 15: Area classification for installations handling flammable fluids (EI 15), 5. baskı, 2024: energyinst.org
• API RP 505, Class I, Zone 0, Zone 1 ve Zone 2 olarak sınıflandırılan petrol tesislerinde elektrik tesisatı için yerlerin sınıflandırılması, 2. baskı, 2018.
• IEC 60079-13:2017, basınçlandırılmış oda "p" ve yapay havalandırmalı oda "v" ile ekipman koruması; gaz türbini muhafazaları için kılavuzluk dahil.
• ABD OSHA, 29 CFR 1910.106, yanıcı sıvılar; dökme depolama tesisleri ve akaryakıt istasyonları için elektrikli ekipman tehlikeli bölge tabloları: osha.gov
• Avrupa Komisyonu, 1999/92/AT Direktifinin uygulanmasına yönelik bağlayıcı olmayan iyi uygulama kılavuzu, tank bölgelendirme örneğiyle: AB Yayın Ofisi
• Nalpanis ve diğerleri, IP15 alan sınıflandırmasının bazı yönlerinin bağımsız incelemesi, IChemE Symposium Series 154, 2008: icheme.org

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