Muhafaza ile toz tutuşma koruması (Ex t): ta, tb ve tc

Muhafaza ile toz tutuşma koruması, yani "t" koruma tipi, elektrikli ekipmanın yanıcı tozu tutuşturmasını iki yolla önler: muhafaza tozu dışarıda tutar (seviyeye ve toz grubuna bağlı olarak toz geçirmez IP6X veya tozdan korumalı IP5X) ve dış yüzey sıcaklığı sınırlanıp °C olarak işaretlenir, böylece toz bulutları ve ekipman üzerindeki toz tabakaları tutuşmaz. Üç seviye vardır: EPL Da (Bölge 20) için ta, EPL Db (Bölge 21) için tb ve EPL Dc (Bölge 22) için tc.

Bu yazı prensibi, seviyeleri, giriş koruması kurallarını, T85 °C ve T200 320 °C gibi yüzey sıcaklığı işaretlerini ve Ex t ekipmanın nasıl seçileceğini ve bakımının nasıl yapılacağını açıklar.

Temel noktalar

• Ex t iki önlemi birleştirir: tozu dışarıda tutan bir muhafaza ve tozun bulut veya tabaka halinde tolere edebileceği değerin altında kalan, °C olarak işaretlenmiş bir maksimum yüzey sıcaklığı.
• Seviyeler: ta EPL Da (Bölge 20), tb EPL Db (Bölge 21) ve tc EPL Dc (Bölge 22) sağlar. Standart IEC 60079-31'dir, güncel baskısı 3. baskıdır (2022).
• İletken toz (IIIC) her zaman toz geçirmez IP6X muhafaza gerektirir. IIIB, ta ve tb için IP6X gerektirir, tc için IP5X'i kabul eder. Uçuşan lifler (IIIA) yalnızca ta için IP6X gerektirir.
• Seviye ta düşük güçlü ekipman içindir: daha zorlu bir toz testiyle (en az 4 kPa vakum, 8 saat) test edilir, beklenen kısa devre akımı 1,5 kA'yı aşmayan beslemeler için anma değerine sahip olmalıdır ve işaretlenen sıcaklığı iç bileşenleri de kapsamalıdır.
• T200 320 °C gibi bir işaret, ekipman belirtilen kalınlıkta (burada 200 mm) bir toz tabakasıyla kaplıyken maksimum yüzey sıcaklığını verir. Yalın bir T135 °C ise tabaka olmadan ölçülür.
• Seçim IEC 60079-14'e göre yapılır: işaretlenen sıcaklık, toz bulutu tutuşma sıcaklığının üçte ikisini ve 5 mm tabaka tutuşma sıcaklığının 75 K eksiğini aşmamalıdır. Daha kalın tabakalar için daha fazla pay veya özel değerlendirme gerekir.
• Ex t, 2008'de eski IEC 61241-1 "tD" tipinin yerini aldı. Ex tD A21 gibi eski işaretler bu sisteme aittir.

Muhafaza ile toz tutuşma koruması nasıl çalışır

Yanıcı toz, elektrikli ekipman açısından önemli olan iki yolla tutuşur. Sıcak bir yüzeye temas eden toz bulutu, yüzey yeterince sıcaksa tutuşabilir. Ekipman üzerinde duran toz tabakası ise daha sinsidir: yüzeyi yalıtır, böylece ekipman temiz havadakinden daha sıcak çalışır ve tabakanın kendisi buluttan daha düşük bir sıcaklıkta için için yanmaya başlayabilir. İçin için yanan bir tabaka da herhangi bir etkiyle havalanan bir bulutu tutuşturabilir. Bkz. bir tozu patlayıcı yapan nedir.

Ekipmanın içine giren toz ilave tehlikeler doğurur: kıvılcımlar veya sıcak bileşenlerle tutuşabilir, iletken toz da gerilimli parçalar arasında köprü kurarak yüzeysel kaçak izi (tracking) ve kısa devrelere neden olabilir. Ex t bu üçüne de cevap verir:

• Tozu dışarıda tutmak. Birleşim yerleri, contalar, mil keçeleri ve kablo girişleri, muhafaza ısı ve soğukla yaşlandırıldıktan ve darbe testine tabi tutulduktan sonra bile tozun giremeyeceği (IP6X) veya zararlı miktarda giremeyeceği (IP5X) şekilde yapılır ve test edilir.
• Dış sıcaklığı sınırlamak. Tozun temas edebileceği herhangi bir dış yüzeyin en yüksek sıcaklığı ölçülür ve °C olarak işaretlenir.
• İç kısmı sıradan bırakmak. tb ve tc için içerideki bileşenler ilave Ex koruma gerektirmez: röleler, kontaktörler, klemensler ve sürücüler muhafaza tarafından korunur.

Standart IEC 60079-31'dir. İlk baskısı (2008), "tD" tipi için iki "uygulama" (A ve B) içeren IEC 61241-1'in yerini aldı. 2008 baskısı bunları birleştirdi ve ta, tb ve tc seviyelerini getirdi. Güncel 3. baskı Ocak 2022'de yayımlandı. Ex t; yeraltı madenlerini, patlayıcı maddelerin veya piroforik malzemelerin tozlarını ya da tozdan açığa çıkan yanıcı veya toksik gazları kapsamaz.

Koruma seviyeleri ta, tb ve tc

Her seviye, ekipmanın ne ölçüde güvenli kalması gerektiğini tanımlayan bir EPL'ye karşılık gelir:

Seviye tb ve tc

Ex t ekipmanın çoğu tb veya tc'dir: değirmenlerde, silolarda, torbalama hatlarında ve filtre binalarında kullanılan motorlar, aydınlatma armatürleri, bağlantı kutuları, kumanda istasyonları, ısıtıcılar ve sensörler. Yüzey sıcaklığı en zorlu besleme koşullarında belirlenir. tb beklenen arızaları da hesaba katar ve 2022 baskısı, tb seviyesindeki sürücü beslemeli motorlar için arıza koşulları ekledi. 2022 baskısı ayrıca tb veya tc ekipman kıvılcım üreten kontaklar veya sıcak yüzeyler içeriyorsa sızdırmaz hücre veya batarya kullanılmasını şart koşar ve 10 kA'nın üzerindeki arıza akımlarını kesmesi gereken şebekeye bağlı ekipman için kurallar belirler.

Seviye ta

Seviye ta, dış muhafazanın kısmen yırtılması dahil nadir arızalarda bile güvenli kalmalıdır. Bunun birkaç sonucu vardır:

• İç sıcaklıklar hesaba katılır. İşaretlenen maksimum yüzey sıcaklığı, iç bileşen sıcaklıkları (çevrelerinde ek bir muhafaza yoksa) ile dış yüzey sıcaklığından yüksek olanıdır, çünkü hasarlı bir muhafaza bu bileşenleri açığa çıkarabilir.
• Koruma cihazları. Bir arıza işaretlenen sıcaklığın aşılmasına yol açabiliyorsa termik veya aşırı akım koruma cihazı gerekir. Termik cihazlar kendiliğinden resetlenmemeli ve ilgili sigorta veya termik sigorta standartlarını karşılamadıkça çift olarak bulunmalıdır.
• Besleme sınırları. 2022'den bu yana ta ekipman, beklenen kısa devre akımı 1,5 kA'yı aşmayan bir devreye bağlanmak üzere anma değerine sahip olmalıdır.
• Daha zorlu toz testi. IP6X testi, bir iç aşırı basınç testinden sonra, en az 8 saat boyunca tutulan en az 4 kPa vakum ile yapılır.

Standart, ta'nın tipik olarak mevcut arıza akımının miliamper mertebesinde ve normal güç kaybının birkaç watt olduğu enstrümantasyona uygulandığını belirtir. Bölge 20 için daha büyük ekipmanda normalde kendinden emniyet ia veya kapsülleme ma gibi başka koruma yöntemleri kullanılır.

Giriş koruması: IP6X veya IP5X

IP kodunun ilk rakamı, katı cisimlere ve toza karşı korumayı tanımlar ve IEC 60529'da tanımlandığı şekilde talk pudrası dolaştırılan bir kabinde test edilir. IP5X "tozdan korumalı" demektir: bir miktar toz girebilir, ancak çalışmayı engelleyecek veya güvenliği bozacak kadar değil. IP6X "toz geçirmez" demektir: hiç toz giremez. Ex t, hangisinin gerektiğini seviyeye ve toz grubuna göre belirler:

İletken toz en katı durumdur, çünkü içerideki küçük bir birikinti bile gerilimli parçalar arasında iletken bir yol oluşturabilir. İşaretteki toz grubu daha az zorlu grupları da kapsar: IIIC işaretli ekipman IIIB ve IIIA için, IIIB işaretli ekipman ise IIIA için kullanılabilir. Bkz. toz grupları IIIA, IIIB ve IIIC.

Bir Ex t sertifikasındaki IP derecesi, endüstriyel bir IP derecesinden daha fazlasını ifade eder. Numuneler önce ısıl dayanım ve darbe testlerine tabi tutulur, toz testinden önce birleşim yerlerindeki gres temizlenir, böylece birleşim yerleri sızdırmazlık için grese dayanamaz ve contalar kesintisiz bir sızdırmazlık oluşturmalıdır (tek parça veya kalıcı olarak birleştirilmiş; 2022'den bu yana sıkıştırıldığında boşluk bırakmayan geçmeli parçalar da). 2022 baskısı, kablo geçiş sistemleri dahil giriş cihazları hakkında bir ek ekledi. Bu nedenle iyi bir endüstriyel IP66 derecesine sahip bir muhafaza, bu şekilde değerlendirilmedikçe Ex t ekipman değildir.

Maksimum yüzey sıcaklığı ve T200 320 °C işareti

Gaz ekipmanı T1 ile T6 arasında bir sıcaklık sınıfıyla işaretlenir. Toz ekipmanı ise °C cinsinden gerçek maksimum yüzey sıcaklığıyla işaretlenir, çünkü toz tutuşma sıcaklıkları sürekli bir aralıkta değişir ve tozun bulut mu tabaka mı olduğuna bağlıdır.

• T85 °C veya T135 °C gibi yalın işaret. En zorlu anma koşullarında ve maksimum ortam sıcaklığında, tozsuz bir testte ölçülen maksimum yüzey sıcaklığı.
• T200 320 °C gibi, L alt simgeli T ile yazılan tabaka işareti. Ekipman L milimetre kalınlığında bir toz tabakasıyla kaplıyken maksimum yüzey sıcaklığı, burada 200 mm altında 320 °C. Kalın bir tabaka altında ısı dışarı çıkamaz, bu nedenle değer tozsuz değerden çok daha yüksektir. Bu işaret, ekipmanın tozun altında kalabileceği yerlerde kullanılır ve IEC 60079-31'in 2008 baskısı ta için en az 500 mm tozda test şart koşuyordu.

İşaretlenen sıcaklık, normalde -20 °C ile +40 °C olan anma ortam sıcaklığı aralığında geçerlidir. IEC 60079-0'ın eski baskıları, aralığın yalnızca bundan farklı olduğunda işaretlenmesini istiyordu. 8. baskı (2026) ise anma ortam sıcaklığı aralığının her Ex işaretinde belirtilmesini şart koşar.

Toza göre seçim

IEC 60079-14, işaretlenen sıcaklık ile tozun tutuşma özellikleri arasındaki payları belirler:

• Bulutlar: maksimum yüzey sıcaklığı, toz bulutunun minimum tutuşma sıcaklığının °C cinsinden üçte ikisini aşmamalıdır.
• 5 mm'ye kadar tabakalar: tozsuz maksimum yüzey sıcaklığı, 5 mm'lik bir tabakanın minimum tutuşma sıcaklığından en az 75 K düşük olmalıdır.
• Daha kalın tabakalar: tabaka kalınlaştıkça izin verilen sıcaklık daha da düşürülmelidir (standart 50 mm'ye kadar tabakalar için kılavuz bilgi verir). Bunun ötesinde veya ekipmanın tozun altında kalabileceği durumlarda değerlendirme, gerçek kalınlıktaki tabaka tutuşma özelliklerini ekipmanın TL değeriyle birlikte kullanır.

En güvenli yaklaşım, temizlik ve düzenle kalın tabakaların oluşmasını önlemektir. Bkz. toz için yüzey sıcaklığı sınırları ve toz tabakaları ve temizlik.

Hesap örneği: Bölge 21 değirmen alanı için bir motor

Bir değirmen odası, iletken olmayan organik bir toz (IIIB) için Bölge 21 olarak sınıflandırılmıştır. Bu örnek için tozun test verilerinin bulut minimum tutuşma sıcaklığı için 420 °C ve 5 mm tabaka için 300 °C olduğunu varsayalım (gerçek ürün için her zaman ölçülmüş verileri kullanın).

1. Bulut sınırı: 2/3 × 420 = 280 °C.
2. Tabaka sınırı: 300 - 75 = 225 °C.
3. Düşük olan değer belirleyicidir: motorun maksimum yüzey sıcaklığı 225 °C'yi aşmamalıdır.

II 2D Ex tb IIIC T135 °C Db olarak işaretlenmiş IP66 bir motor her noktayı karşılar: tb, Bölge 21 için EPL Db sağlar, IIIC IIIB'yi kapsar, IP66 toz geçirmez IP6X'i içerir ve 135 °C, 225 °C'nin oldukça altındadır. Bir tc motor kabul edilemez, çünkü Bölge 21 EPL Db gerektirir. Temizlikler arasında motor üzerinde 5 mm'den kalın toz birikebiliyorsa, pay yeniden değerlendirilmeli veya daha iyisi, temizlik ve düzen iyileştirilmelidir.

Ex t ile diğer toz koruma yöntemlerinin karşılaştırılması

Pek çok ürün hem gaz hem toz işareti taşır, örneğin aynı zamanda tb olan ve Ex db IIB T4 Gb ile Ex tb IIIC T135 °C Db olarak işaretlenmiş alev sızdırmaz bir motor. Yalnızca gaza yönelik d, e, n, o ve q koruma yöntemleri tek başlarına toz EPL'si sağlamaz. Bkz. bir bakışta Ex koruma yöntemleri.

Kurulum, muayene ve bakım

• Muhafazayı kapalı ve sızdırmaz tutun. Her kapak, conta, kör tapa ve kablo girişi korumanın bir parçasıdır. Belgelendirilmiş IP derecesini koruyan giriş cihazları kullanın ve çalışmadan sonra kapakları tam olarak yerine takın.
• Toz bulutu içinde açmayın. Ekipmanı yalnızca alanda toz bulutu yokken ve ekipman enerjisiz bırakılmışken açın ve kapatmadan önce içeri toz girmediğinden emin olun.
• Tabakaları kontrol altında tutun. Ekipman değerleri, seçimde dikkate alınan tabaka kalınlığını varsayar. Yüzeyleri, basınçlı hava ile tozu havaya üflemeden düzenli olarak temizleyin.
• Contaları muayene edin. IEC 60079-17'ye göre contaları sertleşme ve hasar açısından, girişleri sıkılık açısından ve iç kısmı, muhafazanın artık sızdırmazlık sağlamadığının işareti olan toz birikintileri açısından kontrol edin.
• Isıya dikkat edin. Tıkanmış soğutma kanatçıkları, bir motor üzerindeki kalın tabaka veya değişen bir yük, yüzey sıcaklığını seçimde kullanılan değerin üzerine çıkarabilir.

Sık yapılan hatalar

• Endüstriyel bir IP66 muhafazayı Ex t saymak. Ex t yalnızca iyi bir IP kodu değil; belgelendirme, ön koşullandırılmış IP testleri ve işaretlenmiş bir yüzey sıcaklığı gerektirir.
• Toz için gaz sıcaklık sınıfı kullanmak. T4 işareti toz tabakaları hakkında hiçbir şey söylemez. Toz değerlendirmesi, °C olarak işaretlenmiş maksimum yüzey sıcaklığını gerektirir.
• İletken tozla IP5X ekipman kullanmak. IIIC, tc dahil her seviyede IP6X gerektirir.
• Tabakaları göz ardı etmek. 5 mm tabakayla sorunsuz olan bir motor 50 mm altında fazla ısınabilir. Kalın tabakalar özel bir değerlendirme veya daha iyi temizlik gerektirir.
• Eksik veya yanlış kör tapalar ve rakorlar. Sızdırmazlığı sağlanmamış tek bir giriş, tüm muhafazayı işlevsiz kılar.
• tc ekipmanı Bölge 21'e koymak. tc, yalnızca Bölge 22 için olan EPL Dc sağlar.

Sık sorulan sorular

Ex ta, tb ve tc arasındaki fark nedir?

Bunlar muhafaza ile toz tutuşma korumasının üç seviyesidir. ta, Bölge 20 için EPL Da sağlar ve nadir arızalarda bile güvenli kalmalıdır. tb, Bölge 21 için EPL Db sağlar ve beklenen arızaları kapsar. tc, Bölge 22 için EPL Dc sağlar ve normal işletmeyi kapsar. Seviye, toz grubuyla birlikte gerekli IP derecesini de belirler.

Bölge 22 için IP65 yeterli mi?

IP65, uçuşan lifler veya iletken olmayan toz (IIIA, IIIB) için seviye tc'nin giriş gerekliliğini karşılayan tozdan korumalı IP5X'i içerir. İletken toz (IIIC) için Bölge 22 bile toz geçirmez IP6X gerektirir. Her durumda ekipmanın, işaretlenmiş bir yüzey sıcaklığıyla toz için de belgelendirilmiş olması gerekir; tek başına bir IP derecesi yeterli değildir.

Etikette T200 320 °C ne anlama gelir?

Bu bir tabaka sıcaklığı işaretidir: ekipman 200 mm'lik bir toz tabakasıyla kaplıyken maksimum yüzey sıcaklığı 320 °C'dir. Alt simge, tabaka kalınlığını milimetre cinsinden verir. Bu değeri, tozun o tabaka kalınlığında ölçülen tutuşma sıcaklığıyla karşılaştırın.

Ex t ekipman gaz ortamlarında kullanılabilir mi?

Ex t işaretine dayanarak kullanılamaz. Ex t yalnızca toza yönelik bir koruma tipidir. Hem gaz hem toz bulunan alanlar için ekipmanın uygun bir gaz işareti de taşıması gerekir, örneğin birleşik bir Ex db ve Ex tb belgelendirmesi.

Ex tD'nin yerini ne aldı?

IEC 60079-31, 2008'de IEC 61241-1'in yerini aldı. A ve B uygulamalarına sahip eski "tD" tipi, ta, tb ve tc seviyelerine sahip "t" tipi oldu. Ex tD A21 veya benzeri işaretli eski ekipman sertifikası kapsamında geçerli kalır.

İletken toza neden daha katı davranılır?

Çünkü içeri giren toz, normal tutuşma tehlikelerine ek olarak gerilimli parçalar arasında köprü kurarak kaçak akımlara, yüzeysel kaçak izine ve kıvılcımlara neden olabilir. Bu nedenle IIIC, Ex t'nin her seviyesinde toz geçirmez IP6X muhafaza gerektirir.

excodex'te ilgili yazılar

• Toz bölgeleri 20, 21 ve 22
• Toz grupları IIIA, IIIB ve IIIC
• Toz için yüzey sıcaklığı sınırları
• Ekipman koruma seviyeleri (EPL)
• Ex işareti nasıl okunur
• Araçlar: Ex işaret kontrolü, forum, standart sayfaları IEC 60079-31, IEC 60079-14 ve IEC 60079-10-2

Standartlar ve ek kaynaklar

• IEC 60079-31, muhafaza ile toz tutuşma koruması "t" (3. baskı, 2022).
• IEC 60079-0, toz için maksimum yüzey sıcaklığının işaretlenmesi dahil genel gereklilikler.
• IEC 60079-14, toz için yüzey sıcaklığı payları dahil tasarım, seçim ve kurulum.
• IEC 60079-10-2, yanıcı toz bulunan alanların sınıflandırılması.
• IEC 60079-17, muayene ve bakım; IEC 60529, koruma dereceleri (IP kodu).
• IEC 60079-31:2022 özeti ve önemli değişikliklerin listesi: webstore.iec.ch
• A ve B uygulamalarını birleştiren ve ta, tb, tc'yi getiren IEC 60079-31:2008 özeti: webstore.iec.ch
• SafeWork NSW TestSafe, muhafaza ile toz tutuşma koruması Ex t: nsw.gov.au

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