IIB+H2 nedir: hidrojen için ne zaman yeterlidir?

IIB+H2 (çoğu zaman "IIB + H2" olarak yazılır), IIB grubunun tüm gerekliliklerini karşılayan ve buna ek olarak hidrojen için deneyden geçirilip belgelendirilmiş Ex ekipmana ait bir gaz grubu işaretidir. Bu tür ekipman, ortamdaki gazların IIA, IIB veya hidrojen olduğu yerlerde kullanılabilir. Dolayısıyla hidrojen için yeterlidir, ancak IIC değildir: asetilen, karbon disülfür veya hidrojen dışında herhangi bir IIC maddesinin bulunabileceği yerlerde kullanılmamalıdır. İşaret esas olarak alev sızdırmaz (Ex d) muhafazalarda ve motorlarda görülür; burada tam IIC'nin izin vermeyeceği yapılara olanak tanır.

Bu yazı işaretin ne anlama geldiğini, nereden kaynaklandığını, nerede kullanıldığını, sınırlarını ve IIB+H2 ile IIC arasında nasıl karar verileceğini açıklar.

Temel noktalar

• IIB+H2, "IIB grubu artı hidrojen" demektir: ekipman tüm IIA ve IIB gaz ve buharları ile hidrojen için uygundur, IIC içindeki başka hiçbir madde için uygun değildir.
• Asetileni, karbon disülfürü veya etil nitrat gibi diğer IIC maddelerini kapsamaz. Bunlar IIC işaretli (veya o belirli gaz için belgelendirilmiş) ekipman gerektirir.
• İşaret çoğunlukla alev sızdırmaz ekipmanda kullanılır, çünkü hidrojen ve asetilen alev yolları ve malzemeler üzerinde farklı yapısal sınırlar getirir. Bir alev sızdırmaz muhafaza, asetilene özgü kısıtlamaları karşılamadan hidrojen için kanıtlanabilir.
• Tipik kullanım alanları hidrojen soğutmalı jeneratörler, rafinerilerde hidrojenle arıtma (hydrotreating) ve hidrokraking üniteleri, klor-alkali tesisleri, elektrolizörler, amonyak ve metanol sentezi, akü şarj odaları ve hidrojen dolum istasyonlarıdır.
• Gaz grubu sıcaklık hakkında bir şey söylemez: IIB+H2 ekipmanın da ortamdaki her maddeye uygun bir sıcaklık sınıfına sahip olması gerekir.
• Kuzey Amerika Division sisteminde karşılık gelen değer Class I, Group B, C ve D'dir (Group B hidrojen, Group A asetilendir).

İşaret ne anlama gelir

Gaz grubu II, maddelerin maksimum deneysel güvenli aralığına (MESG) ve minimum tutuşturma akımı (MIC) oranına göre IIA, IIB ve IIC olarak ayrılır (bkz. IIA, IIB ve IIC gaz grupları ve MESG ve MIC). Daha üst bir grup için yapılmış ekipman daha alt bir grupta kullanılabilir; bu yüzden IIC ekipman grup II'nin her yerinde uygundur.

IEC 60079-0 ayrıca ekipmanın, adı veya kimyasal formülüyle tanımlanan belirli bir gaz için belgelendirilmesine de izin verir. Gaz bir gruba eklendiğinde ortaya birleşik bir işaret çıkar. "IIB + H2" bunun açık ara en yaygın örneğidir: ekipman IIB'yi karşılar ve ek olarak hidrojen (H2) için değerlendirilmiştir. ABD Ulusal Elektrik Kodu (NFPA 70) da bölge maddesinde, belirli bir gaz kombinasyonu için tanımlanmış ekipmana örnek olarak aynı işareti kullanır.

Tipik bir işaret şöyle görünür:

II 2 G Ex db IIB+H2 T4 Gb

Şöyle okunur: ATEX ekipman grubu II, kategori 2, gaz; alev sızdırmaz muhafaza seviyesi db; IIB gazları ve hidrojen için uygun; en yüksek yüzey sıcaklığı sınıfı T4; ekipman koruma seviyesi Gb. Bir işaretin tam çözümlemesi Ex işareti nasıl okunur yazısındadır.

IIB+H2 neden var: hidrojen ile asetilen farklıdır

IIC grubunda yalnızca birkaç madde vardır, ancak bunlar birbirine benzemez. Hidrojen ve asetilen grubun iki referans gazıdır, karbon disülfür ise iyi bilinen üçüncü üyesidir. Alev sızdırmaz ekipman için bu farklar önemlidir:

• Alev yolları. Hidrojenin de asetilenin de güvenli aralığı çok küçüktür; bu yüzden IIC alev yollarının boyut sınırları dardır. Asetilen bunlara ek kısıtlamalar getirir. IEC 60079-1'de asetilen ortamlarındaki flanşlı (düz) bağlantılar için özel bir gereklilik vardır; bu, uygulamada küçük bir hacmin üzerindeki düz flanşlı IIC muhafazaları dışarıda bırakır (yayımlanmış bir değerlendirme bu hacmi yaklaşık 0,5 litre olarak verir). Hidrojen için böyle bir kısıtlama yoktur.
• Malzemeler. Asetilen bakırla patlayıcı asetilürler oluşturabilir. Bu nedenle IEC 60079-1, asetilen ortamlarına yönelik muhafazaların dış yüzeyinde bakır ve bakır alaşımlarının kullanımını sınırlar. Bu, hidrojen için geçerli değildir.
• Tip deneyleri. Bir alev sızdırmaz muhafazanın tam IIC belgelendirmesi, hem hidrojen hem asetilen karışımlarıyla deneyleri içerir. Hidrojen deneylerini geçen ancak asetilen deneylerini geçemeyen ya da hiç asetilen için tasarlanmamış bir muhafaza yine de IIB artı hidrojen için belgelendirilebilir.

Sonuç olarak, panolar, şalt cihazları ve büyük buatlar için pratik olan cıvatalı flanşlı kapaklı dikdörtgen muhafazalar, IIC versiyonunun silindirik veya dişli bağlantı gerektireceği ya da hiç sunulmayacağı durumlarda IIB+H2 olarak üretilip belgelendirilebilir.

Karbon disülfür ayrı bir durumdur. MESG açısından IIC'dir, ancak kendiliğinden tutuşma sıcaklığı yalnızca 90 °C olduğundan ayrıca T6 sıcaklık sınıfı gerektirir. Bir IIB+H2 sertifikası karbon disülfür hakkında hiçbir şey söylemez; bu madde için kullanılacak ekipmanın onun için değerlendirilmiş olması gerekir.

IIB+H2 nerede kullanılır

Sanayide hidrojen, asetilen veya karbon disülfürden çok daha sık bulunur. Tipik IIB+H2 uygulamaları şunlardır:

Bunların hepsinde tek IIC maddesi hidrojendir; bu yüzden sıcaklık sınıfı ve ekipman koruma seviyesi de uygun olmak koşuluyla IIB+H2 teknik olarak yeterlidir. Akü odaları akü odaları ve şarj alanları yazısında, dolum istasyonları ise hidrojen üretim ve dolum istasyonları yazısında daha ayrıntılı ele alınır.

Hangi koruma tiplerinde IIB+H2 bulunur?

İşaret çoğunlukla alev sızdırmaz ekipmanda (Ex d, Ex db) görülür; Ex db eb IIB+H2 gibi birleşik tasarımlar da buna dahildir. Hidrojen ile asetilen arasındaki farkın yapıyı değiştirdiği yer burasıdır.

Diğer koruma tiplerinin çoğunda bunu kullanmak için pek bir neden yoktur. Artırılmış emniyet (Ex e), kapsülleme (Ex m) ve basınçlandırma (Ex p) bir alevin bir aralıkta durdurulmasına dayanmaz; bu yüzden bu ürünler genellikle zaten IIC olarak işaretlenir. Kendinden emniyetli cihazlar ve ilişkili cihazlar IIC için yaygın olarak bulunur. Birleşik bir üründe örneğin IIB+H2 alev sızdırmaz bir muhafazanın içinde IIC kendinden emniyetli bir devre varsa, ürünün bütünü IIB+H2'dir: parçaları arasındaki en düşük gaz grubu belirleyicidir.

IIB+H2 mi IIC mi: artılar ve eksiler

Hidrojen hizmetindeki alev sızdırmaz panolar, kumanda istasyonları ve motorlar için avantajlar gerçektir. Başlıca dezavantaj, IIB+H2'nin daha dar bir değer olması ve yönetilmesi gerekmesidir: ekipman sicili, yedek parça stoku ve montaj çizimleri alanın "yalnızca hidrojen" olduğunu göstermelidir; böylece, örneğin bir kaynak gazı deposu veya bir laboratuvara eklenen asetilen hattı nedeniyle sonradan asetilen bulunan bir yere kimse IIB+H2 bir parça monte etmez.

Seçimin maliyeti düşük olduğunda birçok şirket küçük parçalar (buatlar, butonlar, aydınlatma armatürleri, sensörler) için IIC'yi standart olarak benimser ve açık bir fayda sağladığı büyük alev sızdırmaz parçalar için IIB+H2'yi kabul eder.

Hidrojen içeren karışımlar

Birçok proses akışı karışımdır: rafineri atık gazı, sentez gazı, kok fırını gazı, hidrojenle harmanlanmış doğal gaz. Bir karışımın gaz grubu bileşiminden belirlenir (bkz. yanıcı gaz ve buhar karışımları). Hidrojen içeriğine ve diğer bileşenlere bağlı olarak karışım IIB veya IIC çıkabilir.

• Karışım IIB olarak sınıflandırılmışsa, karışımın kendisi için IIB ekipman yeterlidir. Aynı alanın başka bir yerinde, örneğin bir hidrojen takviye hattında, tahliye noktasında veya analizörde saf hidrojenin bulunup bulunamayacağını kontrol edin.
• Karışım hidrojen içeriği nedeniyle IIC olarak sınıflandırılmışsa ve tek IIC bileşeni hidrojense, her bileşen belgelendirilmiş kapsam içinde kaldığından uygulamada IIB+H2 ekipman yaygın olarak kabul edilir. Bu, ekipman standartlarında yazılı bir kural değil bir mühendislik değerlendirmesidir; bu nedenle gerekçeyi bölge sınıflandırması dokümanına kaydedin ve şüphe durumunda imalatçıya danışın.
• Başka herhangi bir IIC bileşeni varsa IIC gerekir.

Çözümlü örnek: üç alan, üç cevap

Bir tesisin üç alanı var ve standart IIB+H2 alev sızdırmaz buatının (Ex db IIB+H2 T4 Gb) her birinde kullanılıp kullanılamayacağı soruluyor.

1. Hidrojenle arıtma ünitesi kompresör sundurması. Maddeler: hidrojen, hekzan benzeri hafif hidrokarbonlar (IIA, kendiliğinden tutuşma 225 °C, T3) ve hidrojen sülfür (IIB, kendiliğinden tutuşma 260 °C, T3). Tek IIC gazı hidrojendir, dolayısıyla IIB+H2 kabul edilebilir. Gereken sıcaklık sınıfı T3 veya daha iyisidir; T4 uygundur. Sonuç: EPL Gb olduğundan Bölge 1 veya Bölge 2'de kabul edilebilir.
2. Asetilen tüplerinin bulunduğu kaynak gazı deposu. Asetilen IIC'dir ve IIB+H2'nin kapsamı dışındadır. Sonuç: kabul edilemez; IIC işaretli (veya asetilen için belgelendirilmiş) ekipman kullanın ve sertifikada asetilene özgü koşullar olup olmadığını da kontrol edin.
3. Karbon disülfür bulunan viskon proses alanı. Karbon disülfür IIC'dir ve 90 °C'lik kendiliğinden tutuşma sıcaklığı T6 gerektirir. Buat her iki açıdan da uygun değildir. Sonuç: kabul edilemez; IIC T6 ekipman kullanın.

Böylece aynı buat, hızlı bir sınıflandırma özetinde üçü de "IIC alanı" olarak görünse bile bir alanda doğru, diğer ikisinde yanlıştır. Bölge sınıflandırması çizimlerinde yalnızca grubun değil gazların da adının yazılması bu nedenle gereklidir.

Muayene ve bakım

IEC 60079-17'ye göre ilk ve periyodik muayene sırasında muayene eden kişi, ekipmanın gaz grubunu bölge sınıflandırmasındaki gaz grubuyla karşılaştırır. IIB+H2 ekipman için bu kontrol ancak dokümanlar hangi IIC maddelerinin bulunduğunu belirtiyorsa işe yarar. Çizimde ve ekipman sicilinde yer alan "IIC (yalnızca hidrojen)" gibi bir not tartışmayı önler.

Alev sızdırmaz ekipmanın onarımı IEC 60079-19'a ve imalatçı verilerine göre yapılır. IIB+H2 muhafazalarda alev yolu aralıkları ve yüzey pürüzlülüğü, IIC muhafazalarda olduğu kadar kritiktir; düz bir IIB muhafaza için kabul edilebilecek bir bağlantı, sertifikada hidrojen yer aldığında kabul edilemeyebilir. Bkz. Ex tesislerinin muayenesi.

Sık yapılan hatalar

• IIB+H2'yi "neredeyse IIC" saymak. Yalnızca tek bir IIC gazını kapsar. Asetilen, karbon disülfür ve etil nitrat için yanlıştır.
• Hidrojen için düz IIB'yi kabul etmek. "+H2" olmayan IIB, hidrojen için kanıtlanmamıştır. Hidrojen alanındaki bir IIB muhafaza, alanda IIB gazları da bulunsa bile bir uygunsuzluktur.
• Sıcaklık sınıfını unutmak. Hidrojenin kendisi yalnızca T1 gerektirir, ancak alandaki diğer maddeler T3, T4 veya T6 gerektirebilir.
• Bölge sınıflandırması çizimlerine yalnızca "IIC" yazmak. Bu durumda montajı yapan kişi IIB+H2'nin kabul edilebilir olup olmadığını anlayamaz. Maddelerin adını yazın.
• Yedek parçaların kontrolünü kaybetmek. Asetilen alanına takılmış IIB+H2 bir değişim parçası uzaktan bakıldığında aynı görünür. Gaz grubunu yedek parça sisteminde görünür tutun.

Sık sorulan sorular

Ex işaretinde IIB+H2 ne anlama gelir?

Ekipmanın IIB gaz grubunun gerekliliklerini karşıladığı ve ek olarak hidrojen için belgelendirildiği anlamına gelir. IIA ve IIB gazları ile hidrojen için kullanılabilir, ancak asetilen, karbon disülfür veya diğer IIC maddeleri için kullanılamaz.

IIB+H2 ekipman hidrojen için uygun mudur?

Evet. IIB+H2 ekipman özellikle hidrojen için değerlendirilmiştir ve sıcaklık sınıfı, ekipman koruma seviyesi ve sertifikadaki özel koşullar da yere uygun olmak koşuluyla hidrojen ortamlarında kullanılabilir.

IIC yerine IIB+H2 kullanılabilir mi?

Yalnızca ortamdaki tek IIC maddesi hidrojen olduğunda. Asetilen, karbon disülfür veya başka bir IIC gaz ya da buharının bulunabileceği yerlerde IIC işaretli (veya o belirli gaz için belgelendirilmiş) ekipman gerekir.

Asetilen neden IIB+H2'nin dışında tutulur?

Asetilen, alev sızdırmaz muhafazalara hidrojenin getirmediği ek kısıtlamalar getirir; düz flanşlı bağlantılara ve dış bakır parçalara ilişkin sınırlar bunlara dahildir, çünkü asetilen patlayıcı bakır asetilürler oluşturabilir. IIB+H2 ekipman bu asetilene özgü gerekliliklere ve deneylere karşı kanıtlanmamıştır.

IIB+H2, Class I Group B ile aynı mıdır?

Resmi olarak hayır, ancak fikir benzerdir. Kuzey Amerika Division sisteminde Class I Group B, C ve D için ekipman hidrojeni (Group B) ve alt grupları kapsar, ancak asetileni (Group A) kapsamaz. IIB+H2 de aynı şekilde hidrojeni ve alt IEC gruplarını kapsar, asetileni kapsamaz.

IIB+H2 kendinden emniyetli ekipmanda kullanılır mı?

Nadiren. Kendinden emniyetli cihazlar IIC için yaygın olarak bulunduğundan daha dar bir değerin pek faydası yoktur. İşaret esas olarak alev sızdırmaz muhafazalar, motorlar ve panolar için kullanılır.

excodex'te ilgili yazılar

• Tipik gazlarla IIA, IIB ve IIC gaz grupları
• Asetilen, karbon disülfür ve hidrojen: IIC gaz grubunun özel durumları
• Hidrojen güvenliğinin temelleri: geniş yanıcılık aralığı, düşük tutuşma enerjisi ve görünmez alevler
• Alev sızdırmaz muhafazalar (Ex d): alev yolları iç patlamayı nasıl durdurur
• Yanıcı gaz ve buhar karışımları: gaz grubu ve sıcaklık sınıfı seçimi
• Araçlar: Ex işaret kontrolü, gaz kütüphanesinde hidrojen, standart alanları IEC 60079-1, IEC 60079-0 ve NEC 500 ile 506

Standartlar ve ek kaynaklar

• IEC 60079-0, Patlayıcı ortamlar: ekipman için genel gereklilikler (ekipman grupları, belirli bir gaz için işaretleme).
• IEC 60079-1, Patlayıcı ortamlar: alev sızdırmaz muhafazalar "d" ile ekipman koruması (alev yolları, asetilene özgü gereklilikler, tip deneyleri).
• ISO/IEC 80079-20-1, gaz ve buhar sınıflandırması için malzeme özellikleri (MESG, MIC oranı, gaz grubu verileri).
• IEC 60079-14, elektrik tesislerinin tasarımı, seçimi ve montajı; IEC 60079-17, muayene ve bakım; IEC 60079-19, onarım ve revizyon.
• NFPA 70 (National Electrical Code), Madde 500 ve 505.
• Magyari, Moldovan, Rad, Considerations regarding Ex d IIB + H2 method of protection for flameproof electrical equipment, MATEC Web of Conferences 354, 2022: matec-conferences.org
• ABD Sahil Güvenlik, malzeme grupları üzerine tehlikeli konumlar ayrıntı notu (IIA, IIB, IIC ve Class I Group A ile D): dco.uscg.mil
• IEC 60079-1:2014 (7. baskı, yerini IEC 60079-1:2026 almıştır) önizlemesi ve değişiklik listesi (asetilen flanşlı bağlantıları ve bakır malzeme sınırları): vde-verlag.de

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