Ekipman koruma seviyeleri (EPL): Ga, Gb, Gc, Da, Db, Dc ve bölgelerle eşleşmeleri

Ekipman koruma seviyesi (equipment protection level, EPL), Ex ekipman üzerinde işaretlenen ve ekipmanın bir tutuşturucu kaynak hâline gelmesinin ne kadar olası olmadığını gösteren bir derecelendirmedir. Gaz için üç seviye (Ga çok yüksek, Gb yüksek, Gc yükseltilmiş), toz için üç seviye (Da, Db, Dc) ve madenler için iki seviye (Ma, Mb) vardır. Varsayılan olarak Bölge 0 Ga, Bölge 1 Ga veya Gb gerektirir, Bölge 2 ise Ga, Gb veya Gc'yi kabul eder; toz Bölge 20, 21 ve 22 de aynı şekilde Da, Db ve Dc ile eşleşir. IEC 60079-14 ayrıca gerekli EPL'nin yalnızca bölgeyi değil, bir tutuşmanın sonuçlarını da dikkate alan dokümante edilmiş bir risk değerlendirmesiyle belirlenmesine izin verir.

Bu yazı, her EPL'nin arızalar açısından ne anlama geldiğini, EPL'lerin bölgeler, ATEX kategorileri ve koruma tipleriyle nasıl ilişkili olduğunu ve risk tabanlı yolun uygulamada nasıl işlediğini açıklar.

Temel noktalar

• EPL alanı değil ekipmanı tanımlar: ekipmanın normal çalışmada (c), ayrıca beklenen arızalar sırasında (b) veya ayrıca nadir arızalar sırasında (a) tutuşturucu kaynak olmamaya devam edip etmediğini belirtir.
• Varsayılan seçim: Bölge 0 Ga gerektirir; Bölge 1 Ga veya Gb gerektirir; Bölge 2 Ga, Gb veya Gc'yi kabul eder. Bölge 20, 21 ve 22, Da, Db ve Dc ile aynı düzeni izler.
• Daha yüksek bir EPL, daha düşük riskli bir bölgede her zaman kullanılabilir: Gb ekipman Bölge 2'de, Da ekipman Bölge 22'de kabul edilir.
• Maden ekipmanının yalnızca iki seviyesi vardır: Ma güvenli kalır ve grizu varken enerjili kalabilir; Mb ise grizu algılandığında kapatılmak üzere tasarlanmıştır. Mc yoktur.
• EPL'ler ATEX kategorilerine karşılık gelir: Ga, Gb, Gc sırasıyla 1G, 2G, 3G'ye; Da, Db, Dc sırasıyla 1D, 2D, 3D'ye; Ma ve Mb ise M1 ve M2'ye.
• EPL'ler IEC tarafından 2006'da getirilmiş ve 2007'de IEC 60079-0 işaretlemesinin parçası olmuştur; bu nedenle daha önce sertifikalandırılmış ekipmanın etiketinde EPL bulunmaz.
• Bölge sınıflandırması yalnızca bölgeleri veriyorsa varsayılan bölge-EPL tablosu uygulanır. Dokümante edilmiş bir risk değerlendirmesi daha yüksek bir EPL gerektirebilir veya istisnai olarak daha düşük bir EPL'yi gerekçelendirebilir.

EPL nedir ve neden vardır

Onlarca yıl boyunca tehlikeli bölgelerde ekipman seçimi, bölgeler ile koruma tipleri arasında doğrudan bir bağlantıydı: "Ex d ve Ex e Bölge 1 içindir, Ex ia Bölge 0 içindir". Bu işe yarıyordu, ancak altta yatan mantığı gizliyordu. Bölgeler, patlayıcı bir ortamın ne sıklıkla bulunduğunu (olasılık) tanımlar. Güvenlik açısından asıl önemli olan, ekipmanın bu ortamı tutuşturma olasılığı ve sonucun ne kadar kötü olacağıdır.

IEC tarafından 2006'da getirilen ve 2007'de IEC 60079-0 işaretlemesinin parçası yapılan EPL kavramı, her Ex ekipmana, kullanılan teknikten bağımsız olarak kendine özgü tutuşma riskini ifade eden bir seviye verir. Alev sızdırmaz bir muhafaza, artırılmış emniyetli bir bağlantı kutusu ve kendinden emniyetli bir devre, hepsi EPL Gb olabilir. Kurulumu yapanın artık hangi tekniğin hangi bölgeye ait olduğunu hatırlaması gerekmez; EPL'yi alanla eşleştirir. Avrupa'da EPL, uyumlaştırılmış işaretlemeye EN 60079-0:2009 ile girmiştir.

EPL, standart işaretinin son öğesidir, örneğin Ex db IIC T4 Gb. İfadenin geri kalanının nasıl okunacağı Ex işareti nasıl okunur yazısında açıklanmıştır.

Sekiz EPL

Büyük harf atmosferi gösterir: grizu tehlikesi olan madenler için M (ekipman grubu I), patlayıcı gaz atmosferleri için G (grup II), patlayıcı toz atmosferleri için D (grup III). Küçük a, b veya c harfi seviyeyi gösterir.

Gaz: Ga, Gb ve Gc

Ga ekipman normal çalışmada, beklenen arızalar sırasında veya nadir arızalar sırasında tutuşturucu kaynak değildir. Uygulamada bu, ya kendinden emniyet seviyesi ia veya kapsülleme ma gibi iki bağımsız arızada güvenli kalan bir koruma tipiyle ya da biri arızalandığında diğeri etkin kalacak şekilde iki bağımsız Gb koruma tipinin birleştirilmesiyle sağlanır. IEC 60079-26 bu ikinci türdeki Ga ekipmanı ele alır.

Gb ekipman normal çalışmada veya beklenen arızalar sırasında tutuşturucu kaynak değildir. Alev sızdırmaz bir muhafaza (db), meydana geleceği varsayılan bir iç patlamayı içinde tutar; artırılmış emniyetli bir muhafaza (eb) ise normalde beklenmesi gereken aşırı yükler ve bozulmalar altında bile ark, kıvılcım ve sıcak noktaları önler.

Gc ekipman normal çalışmada tutuşturucu kaynak değildir ve düzenli olarak beklenen olaylar sırasında güvenli kalması için bir miktar ek korumaya sahip olabilir; standarttaki klasik örnek bir armatürde lambanın arızalanmasıdır. Tipik tipler ec, ic, nR ve pzc'dir.

Madenler: Ma ve Mb

Yer altı kömür madenlerinde yaklaşım farklıdır: endüstriyel anlamda bölgeler yoktur ve metan (grizu) aniden ortaya çıkabilir. Ma ekipman, bir gaz çıkışında enerjili kaldığında bile güvenli kalmalıdır; bu nedenle gaz izleme ve haberleşme gibi çalışmaya devam etmesi gereken ekipmanlarda kullanılır. Mb ekipman, bir gaz çıkışı ile genellikle enerjiyi kesen metan izleme sistemi tarafından kapatıldığı an arasındaki sürede, normal çalışmada ve beklenen arızalarda güvenlidir. "Mc" bulunmamasının nedeni budur. Bkz. Kömür madeni metanı: grizu, izleme ve Grup I ekipman.

Toz: Da, Db ve Dc

Toz seviyeleri, yanıcı toz bulutlarına ve tabakalarına uygulanan gaz mantığını izler. Muhafaza ile koruma tipik toz tekniğidir: ta Da, tb Db, tc Dc sağlar; gerekli toz sızdırmazlık derecesi hem seviyeye hem de toz grubuna bağlıdır (bkz. Muhafaza ile toz tutuşma koruması (Ex t)).

Normal çalışma, beklenen ve nadir arızalar

EPL sisteminin anahtarı, kaç şeyin ters gideceğinin varsayıldığıdır. Şekil üç koşulu adım adım gösterir.

• Normal çalışma, devreye alma, durdurma ve normal anahtarlama dahil, tasarım anma değerleri içinde çalışmak demektir. Gc dahil her Ex ekipman burada güvenli olmalıdır.
• Beklenen arızalar, uygulamada meydana geldiği bilinen arızalardır: gevşeyen bir klemens, aşırı yük, tek bir bileşenin arızası. Gb ve Ga ekipman güvenli kalmalıdır.
• Nadir arızalar, olası olmayan ancak mümkün olan arızalardır; örneğin aynı anda iki bağımsız arıza. Yalnızca Ga (ve Da, Ma) ekipman bunlar için tasarlanır.

Bölge eşleşmesinin arkasındaki mantık doğrudan buradan çıkar. Bölge 0'da atmosfer sürekli veya uzun süreler boyunca bulunur; dolayısıyla yalnızca nadir bir arızada ortaya çıkan bir tutuşturucu kaynağın bir noktada atmosferle çakışması yine de olasıdır. Bölge 2'de atmosfer nadir ve kısa sürelidir; bu nedenle ekipmanın yalnızca normal çalışmada güvenli olması kabul edilebilir: olası olmayan iki olayın (gazın bulunması ve ekipmanın arızalı olması) çakışması gerekir.

Varsayılan eşleşme: bölgeler, EPL'ler ve kategoriler

IEC 60079-14, bölge sınıflandırmasının yalnızca bölgeleri atadığı ve hâlâ en yaygın durum olan hâl için karşılık gelen tabloyu içerir. AB işyeri direktifi 1999/92/AT aynı varsayılanı kategoriler cinsinden belirler: Bölge 0 veya 20'de Kategori 1 ekipman, Bölge 1 veya 21'de Kategori 1 veya 2, Bölge 2 veya 22'de Kategori 1, 2 veya 3; duruma göre gazlar ve/veya tozlar için uygun olmak üzere. Bölgelerin kendisiyle ilgili arka plan: Tehlikeli bölgeler: Bölge 0, Bölge 1 ve Bölge 2 ve Toz bölgeleri 20, 21 ve 22.

EPL, seçim kriterlerinden yalnızca biridir. Ekipmanın ayrıca gaz grubu veya toz grubuna, sıcaklık sınıfına veya maksimum yüzey sıcaklığına, ortam sıcaklığı aralığına ve varsa özel kullanım koşullarına uyması gerekir.

Hangi koruma tipleri hangi EPL'yi verir

ISO 80079-36 ve ISO 80079-37'ye göre elektriksel olmayan ekipman Ex h ile işaretlenir ve EPL sonda belirtilir, örneğin Ex h IIB T4 Gb. Her tekniğin genel görünümü Bir bakışta Ex koruma yöntemleri yazısındadır.

Kendinden emniyetli sistemlerde döngünün EPL'sini en zayıf parçası belirler. [Ex ib] işaretli bir ilişkili cihaza bağlanan Ex ia bir transmitter, Gb için uygun ancak Bölge 0 için uygun olmayan bir ib devresi oluşturur.

Risk tabanlı EPL seçimi

EPL kavramı başından beri ikinci bir yola izin verecek şekilde tasarlanmıştır. IEC 60079 serisi, bilgilendirici bir ekte, gerekli EPL'nin patlayıcı ortam olasılığının (bölge) tutuşma hâlinde ortaya çıkacak sonuçlarla birleştirilmesinden türetildiği alternatif bir risk değerlendirme yöntemini tanımlar. IEC 60079-14 bunu yansıtır: bölge sınıflandırması dokümantasyonu gerekli EPL'leri belirtiyorsa bunlar uygulanır; yalnızca bölgeleri belirtiyorsa varsayılan bölge-EPL ilişkisi kullanılır.

Avrupa'da 1999/92/AT sayılı Direktif aynı esnekliği kendi terimleriyle tanır: risk değerlendirmesine dayanan Patlamadan Korunma Dokümanı aksini öngörmedikçe varsayılan kategoriler uygulanır. Bkz. Patlamadan Korunma Dokümanı (PKD).

Daha yüksek bir EPL ne zaman seçilir

EPL'yi varsayılanın üzerine çıkarmak yaygındır ve nadiren tartışma yaratır. Tipik nedenler şunlardır:

• Alana yakın yerlerde düzenli olarak insanlar bulunur; örneğin içinde personel bulunan bir atölyenin veya kontrol binasının yanındaki Bölge 2.
• Bir tutuşma tırmanabilir; örneğin toksik veya büyük miktarda yanıcı madde içeren ekipmana zarar vererek.
• Bölge sınıflandırmasında büyük belirsizlikler vardır veya salım davranışı iyi bilinmemektedir.
• Varlık kritiktir ve bir olaydan sonra uzun duruşlar kabul edilemez.

Birçok işletmeci, hem Bölge 1 hem de Bölge 2 için doğrudan Gb ekipmanı standart olarak kullanır; bu yedek parça yönetimini de basitleştirir.

Daha düşük bir EPL ne zaman değerlendirilir

EPL'yi varsayılanın altına düşürmek (örneğin küçük bir Bölge 1'de Gc ekipmanı kabul etmek) istisnaidir. Sonuçların gerçekten sınırlı olduğunu, varsayımların tesisin ömrü boyunca geçerli kaldığını ve yetkili makam tarafından kabul edilebilir olduğunu gösteren dokümante edilmiş bir değerlendirme gerektirir. Ulusal mevzuat, müşteri şartnameleri veya sigortacılar buna hiç izin vermeyebilir. Uygulamada, daha düşük bir EPL'yi savunmak yerine bölgeyi küçültmek (daha iyi havalandırma, daha az salım kaynağı) genellikle daha kolay ve daha savunulabilirdir.

Risk tabanlı yol nasıl uygulanır

1. Bölge sınıflandırmasını (bölgeler ve kapsamları) olağan şekilde, örneğin IEC 60079-10-1 veya IEC 60079-10-2'ye göre tamamlayın.
2. Her bölge için bir tutuşmadan kimin ve neyin etkilenebileceğini belirleyin: insanlar, komşu tesisler, tırmanma yolları, çevre.
3. Varsayılan EPL'nin yeterli olup olmadığına veya farklı bir EPL'nin gerekçelendirilip gerekçelendirilemeyeceğine karar verin ve gerekçeyi kayıt altına alın.
4. Tasarımcıların ve muayene yapanların varsayılana geri dönmemesi için gerekli EPL'yi bölge sınıflandırma çizimlerinde veya listelerinde gösterin.
5. Proses, yerleşim veya kullanım durumu her değiştiğinde kararı gözden geçirin.

Çözümlü örnek: bir çözücü tankı ve bir un silosu

Sabit tavanlı bir tankta toluen (gaz grubu IIA, kendiliğinden tutuşma sıcaklığı 530 °C, sıcaklık sınıfı T1, parlama noktası 4 °C) depolanmaktadır. Bölge sınıflandırması buhar boşluğunda Bölge 0, havalandırma ağzı çevresinde Bölge 1 ve havuz (bund) üzerinde Bölge 2 gösterir.

Havuz, içinde personel bulunan bir atölyeye 10 m uzaklıktadır. Tesisin risk değerlendirmesi, bu Bölge 2'deki ekipmanın Gb olması gerektiğine karar verir; bu nedenle armatürler Gb tipleriyle değiştirilir ve çizime "EPL Gb gereklidir" notu düşülür. Bölgede hiçbir şey değişmez; yalnızca gerekli koruma değişir.

Aynı tesiste bir un silosunda (iletken olmayan toz, grup IIIB) içeride Bölge 20, torbalama noktası çevresinde Bölge 21 ve çevredeki odada Bölge 22 bulunur. Varsayılan olarak içerideki seviye probu Da, torbalama motoru Db ve oda aydınlatması Dc gerektirir; her birinin yüzey sıcaklığı unun tutuşma sıcaklıklarına göre kontrol edilir (bkz. Toz için yüzey sıcaklığı sınırları).

Sık yapılan hatalar

• EPL'yi seçimin tamamı saymak. IIA gazları için Gb bir cihaz, hidrojen (IIC) bulunan bir Bölge 1'de uygun değildir. EPL, gaz veya toz grubu, sıcaklık ve ortam sıcaklığı aralığı birlikte uymalıdır.
• Kategori numaralarını bölge numaralarıyla karıştırmak. Kategori 2 (EPL Gb) Bölge 2'ye değil Bölge 1'e aittir. Yalnızca Bölge 2 için Kategori 3 (Gc) yeterlidir.
• Bir "ia" cihazın döngüyü Ga yaptığını varsaymak. Seviyeyi, ilişkili cihaz ve kablo parametreleri dahil kendinden emniyetli devrenin tamamı belirler.
• Dokümantasyon olmadan daha ucuz ekipmanı gerekçelendirmek için risk değerlendirmesini kullanmak. Yazılı ve gözden geçirilmiş bir değerlendirme olmadan daha düşük bir EPL, düpedüz bir uygunsuzluktur.
• Kurulumun EPL'yi ortadan kaldırabileceğini unutmak. Yanlış kablo rakorları, açık bırakılmış kullanılmayan girişler veya hasarlı bir alev yolu, etiket ne derse desin gerçek koruma seviyesini düşürür. IEC 60079-17'ye göre muayene tam olarak bunu kontrol eder.

Sık sorulan sorular

EPL Gb ne anlama gelir?

EPL Gb, patlayıcı gaz atmosferleri için yüksek bir koruma seviyesidir. Ekipman normal çalışmada veya beklenen arızalar sırasında tutuşturucu kaynak değildir. Varsayılan olarak Bölge 1 ve Bölge 2'ye kurulabilir.

Gb ekipman Bölge 2'de kullanılabilir mi?

Evet. Daha düşük bir EPL'nin gerektiği yerde daha yüksek bir EPL her zaman kullanılabilir, bu nedenle Ga ve Gb ekipman Bölge 2'de kabul edilir. Varsayılan olarak tersi geçerli değildir: Gc ekipman Bölge 1 için değildir.

EPL ile ATEX kategorisi arasındaki fark nedir?

ATEX kategorisi 2014/34/AB sayılı Direktif kapsamında yasal bir sınıflandırmadır; EPL ise IEC 60079 ve ISO 80079 standartlarında tanımlanır. Birbirine karşılık gelecek şekilde tasarlanmışlardır (1G ile Ga, 2G ile Gb, 3G ile Gc; toz ve madenler için de aynı şekilde) ve Avrupa'daki ekipman genellikle II 2 G Ex db IIC T4 Gb örneğinde olduğu gibi her ikisini de gösterir.

Madenler için neden EPL Mc yoktur?

Maden ekipmanının ya grizu içinde enerjili hâldeyken güvenli kalması (Ma) ya da gaz algılandığında enerjisi kesilene kadar güvenli olması (Mb) gerekir. Madencilik uygulaması yalnızca normal çalışmada güvenli olan ekipmana yer vermez, bu nedenle üçüncü bir seviye yoktur.

Bir risk değerlendirmesi bölgenin gerektirdiğinden daha düşük bir EPL'ye izin verebilir mi?

Standartlar ve 1999/92/AT sayılı Direktif, gerekli EPL'nin veya kategorinin dokümante edilmiş bir risk değerlendirmesiyle belirlenmesine izin verir; dolayısıyla ilke olarak evet. Uygulamada daha düşük bir EPL nadirdir, iyi gerekçelendirilmelidir ve ulusal kurallar veya müşteri şartnameleri tarafından yasaklanmış olabilir; daha yaygın sonuç daha yüksek bir EPL'dir.

Kuzey Amerika işaretlerinde EPL gösterilir mi?

NFPA 70 Madde 505'in bölge sisteminde ürün işaretinde bir EPL yer alabilir ancak zorunlu değildir; Madde 500'ün Division sistemi ise EPL kullanmaz. Bkz. Bölgeler ve Divisionlar.

excodex'te ilgili yazılar

• Ex işareti nasıl okunur: II 2 G Ex db IIC T4 Gb çözümlemesi
• ATEX ekipman kategorileri 1, 2 ve 3 ve EPL'lerle ilişkileri
• Tehlikeli bölgeler: Bölge 0, Bölge 1 ve Bölge 2
• Gaz için tehlikeli bölge sınıflandırması adım adım nasıl yapılır
• IEC 60079-14'e göre Ex kurulumun temelleri
• Ex işaret kontrolü: /tools/ex, standart sayfaları: IEC 60079-14, IEC 60079-0, ATEX 1999/92/AT

Standartlar ve ek kaynaklar

• IEC 60079-0, Patlayıcı ortamlar, Bölüm 0: Ekipman, genel gereklilikler (EPL'leri ve işaretlenmelerini tanımlar)
• IEC 60079-14:2024, Patlayıcı ortamlar, Bölüm 14: Elektrik tesisatlarının tasarımı, ekipman seçimi ve kurulumu, ilk muayene dahil
• IEC 60079-26, Patlayıcı ortamlar, Bölüm 26: Ekipman koruma seviyesi (EPL) Ga olan ekipman
• IEC 60079-10-1 ve IEC 60079-10-2, gaz ve toz için alanların sınıflandırılması
• 1999/92/AT sayılı Direktif, Ek II, ekipman seçim kriterleri (legislation.gov.uk kopyası): https://legislation.gov.uk/eudr/1999/92/annex/II/data.xht
• 2014/34/AB sayılı Direktif, Ek I, ekipman gruplarının kategorilere ayrılması: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:32014L0034
• ABD Sahil Güvenlik Drill Down 28, tehlikeli konum işaretleri ve ekipman koruma seviyesi: https://www.dco.uscg.mil/OCSNCOE/Drill-Down/DD-028/
• NSW TestSafe, Ex gaz ve toz gruplandırması ve EPL'ler: https://www.nsw.gov.au/business-and-economy/testsafe/electrical/explosive-atmosphere/electrical-non-electrical-0

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