Bir maddenin gaz grubu ve sıcaklık sınıfı nasıl bulunur

Yanıcı bir gaz veya buharın gaz grubu ve sıcaklık sınıfı formülünden hesaplanmaz; deneylerden elde edilir. Gaz grubu (IIA, IIB veya IIC), maksimum deneysel güvenli aralıktan (MESG) veya minimum tutuşturma akımı (MIC) oranından, sıcaklık sınıfı (T1 ile T6) ise kendiliğinden tutuşma sıcaklığından (İng. AIT) çıkar. IEC ve ATEX çalışmaları için referans kaynak ISO/IEC 80079-20-1'in veri tablosudur; NFPA 497 Kuzey Amerika gruplarını verir, güvenlik bilgi formları ise AIT'yi verir ama grubu nadiren verir. Deneyle belirlenmiş bir değer yoksa grup, bir homolog serinin komşu üyelerinden geçici olarak çıkarılabilir; aksi hâlde madde deneyden geçirilmeli veya ihtiyatlı biçimde ele alınmalıdır.

Bu yazı hangi kaynakların hangi sırayla kullanılacağını açıklar, excodex gaz kütüphanesindeki değerlerle bir aramayı adım adım gösterir ve veriler eksik olduğunda veya birbiriyle çeliştiğinde ne yapılacağını ortaya koyar.

Temel noktalar

• Gaz grubu MESG'den veya MIC oranından çıkar (IIA: MESG 0,90 mm veya daha büyük; IIB: 0,50 ile 0,90 mm arası; IIC: 0,50 mm veya daha küçük). Sıcaklık sınıfı AIT bandından çıkar (450 °C'nin üzerinde T1'den 85 °C'nin üzerinde T6'ya kadar).
• ISO/IEC 80079-20-1, uluslararası alanda kullanılan madde verileri tablosunu içerir: ekipman grubu, sıcaklık sınıfı, patlama sınırları, parlama noktası, MESG, MIC oranı ve AIT. Revize bir baskı taslak aşamasındadır.
• Güvenlik bilgi formları AIT'yi, parlama noktasını ve patlama sınırlarını 9. bölümde verir, ancak MESG'yi veya gaz grubunu normalde vermez.
• Maddeyi adıyla veya formülüyle değil CAS numarasıyla tanımlayın: nitroetan ve etil nitritin formülü aynıdır (C2H5NO2), ancak biri IIB T2, diğeri IIA T6'dır.
• Aynı madde için yayımlanmış AIT değerleri çoğu zaman onlarca derece farklıdır. İzlenebilir bir kaynaktan makul en düşük değeri kullanın ve nereden alındığını kaydedin.
• Grubun listelenmediği durumlarda ISO/IEC 80079-20-1, bir homolog serinin komşu üyelerinden geçici sınıflandırmaya izin verir; ancak komşulardan biri MESG ile, diğeri MIC oranıyla sınıflandırılmışsa izin vermez.

Ne arıyorsunuz

Bir maddeyle hangi Ex ekipmanın kullanılabileceğine birbirinden bağımsız iki özellik karar verir. İkisi de IIA, IIB ve IIC gaz grupları ve T1 ile T6 sıcaklık sınıfları yazılarında ayrıntılı olarak açıklanmıştır; kolaylık olsun diye arama tabloları burada yinelenmiştir.

Grup sınırlarına yakın bölgelerde tek bir deney değeri yetmez: ISO/IEC 80079-20-1, MIC oranı 0,70 ile 0,90 arasında olduğunda (ve standartta belirtilen diğer sınır aralıklarında) hem MESG hem MIC oranını ister ve bu durumda hangi değerin belirleyici olduğunu söyler. Deney yöntemleri MESG ve MIC yazısında anlatılmıştır.

Veriler nereden gelir

ISO/IEC 80079-20-1 (eski adıyla IEC 60079-20-1)

ISO/IEC 80079-20-1:2017, IEC 60079-14'te ve ATEX kapsamında kullanılan gaz gruplarının ve sıcaklık sınıflarının dayandığı standarttır. MESG ve AIT deney yöntemlerini tanımlar, sınıflandırma kurallarını koyar ve her madde için, bilindiği ölçüde, ekipman grubu, sıcaklık sınıfı, patlama sınırları, parlama noktası, MESG, MIC oranı ve AIT değerlerini içeren büyük bir malzeme verileri tablosu içerir. Avrupa'daki karşılığı EN ISO/IEC 80079-20-1'dir ve revize bir baskı uluslararası standart taslağı (DIS) aşamasına gelmiştir; bu yüzden yeni bir projede bir değere güvenmeden önce daha yeni bir baskı olup olmadığını kontrol edin.

Tablonun bilinmesi gereken üç ayrıntısı vardır:

• Her grup deneyle belirlenmemiştir. MESG veya MIC değeri verilmeyen yerlerde tablodaki grup, deneyden geçirilmiş maddelere kimyasal benzerliğe dayanır.
• AIT değerleri tanımlı bir deneyden gelir: maddenin içine enjekte edildiği ısıtılmış bir kap; tutuşmanın 5 dakika içinde gerçekleşmesi gerekir. Standart düzenekten elde edilmiş bir sonuç yoksa standart, benzer düzeneklerden (ASTM E659 gibi) elde edilen sonuçları kabul eder; böyle bir sonuç da yoksa diğer yöntemlerden elde edilen en düşük değeri listeler.
• Bazı kayıtların notları vardır. Örnekler, bileşimine göre sınıflandırılan sınırlı hidrojen içerikli metan ve kok fırını gazı (bkz. gaz ve buhar karışımları) ile grubu nemle doymuş havaya göre verilen karbon monoksittir.

NFPA 497 ve NFPA 70 (Kuzey Amerika)

Kimyasal proses alanlarında yanıcı sıvıların, gazların ve buharların sınıflandırılmasına ilişkin ABD tavsiye edilen uygulaması NFPA 497, seçilmiş kimyasalları Ulusal Elektrik Kodu grubu (A, B, C veya D) ve diğer özelliklerin yanı sıra kendiliğinden tutuşma sıcaklığıyla birlikte listeler. İki uyarı geçerlidir:

• Division grupları farklı sınırlar kullanır. Group B 0,45 mm veya daha küçük MESG'yi, Group C 0,45 mm'nin üzerinden 0,75 mm'ye kadar olanı, Group D ise 0,75 mm'nin üzerini kapsar. Dolayısıyla MESG değeri 0,80 mm olan bir madde ISO/IEC 80079-20-1'e göre IIB, NFPA 70 Madde 500'e göre ise Group D'dir. Madde 505 (ABD'deki bölge sistemi) IIA, IIB ve IIC'yi kullanır.
• Değerler veri setleri arasında farklılık gösterir. excodex kütüphanesi hidrojen için 560 °C AIT verir, ABD Enerji Bakanlığı destekli bir hidrojen veri sitesi ise 500 °C verir; diğer derlemeler yaklaşık 500 ile 585 °C arası değerler verir. Hepsi hidrojeni T1'e koyar, ancak örnek kaynağın neden kaydedilmesi gerektiğini gösterir.

Uyguladığınız koda ait tabloyu kullanın ve bir grup harfini (A ile D) asla bir IEC işaretine ya da tersi yönde aktarmayın.

Güvenlik bilgi formları

Güvenlik bilgi formu (GBF) çoğu zaman sahadaki tek belgedir ve 9. bölümünün (fiziksel ve kimyasal özellikler) diğerlerinin yanı sıra parlama noktasını, alt ve üst patlama sınırlarını, buhar yoğunluğunu ve kendiliğinden tutuşma sıcaklığını içermesi zorunludur. AIT için yararlı bir çapraz kontroldür. Sınırları şunlardır:

• Gaz grubu ve MESG nadiren verilir, çünkü bunlar GBF'nin zorunlu içeriği değildir. Bazı tedarikçiler diğer bilgiler başlığı altında bir patlama grubu veya sıcaklık sınıfı ekler; bunu bir işaret olarak alın ve standart tablosunda doğrulayın.
• Değerler farklı deney yöntemlerinden gelebilir ve özellikle karışımlarda "veri yok" ifadesi yaygındır.
• Karışımlarda GBF, gerçekte salınan buharı değil ürünü tanımlar. Buharın bileşimi sıvının bileşiminden çok farklı olabilir.

Kimyasal güvenlik veri tabanları

Halka açık veri tabanları AIT, parlama noktası, patlama sınırları ve buhar yoğunluğunun çapraz kontrolü için iyidir:

• ILO ve DSÖ tarafından yayımlanan Uluslararası Kimyasal Güvenlik Kartları (ICSC), her kart için kendiliğinden tutuşma sıcaklığını, parlama noktasını, patlama sınırlarını ve bağıl buhar yoğunluğunu verir.
• NOAA CAMEO Chemicals (ABD), özellikleri ve yangın tehlikesi notlarını birçok kaynaktan derler ve her değerin hangi kaynaktan geldiğini belirtir.
• GESTIS Madde Veri Tabanı (Alman Yasal Kaza Sigortası, DGUV), fiziksel ve kimyasal özellikleri ve mevzuat bilgileriyle yaklaşık 8.800 maddeyi kapsar.

Bu veri tabanları gaz grubunu nadiren verir ve hiçbiri sınıflandırma için standart tablosunun yerini tutmaz.

excodex gaz kütüphanesi

excodex gaz ve solvent kütüphanesi, bilindiği ölçüde CAS numarası, patlama sınırları, parlama noktası, AIT, sıcaklık sınıfı, gaz grubu ve buhar yoğunluğuyla yaklaşık 1.870 madde içerir. Yaklaşık 660 kayıtta AIT ve sıcaklık sınıfı, yaklaşık 330 kayıtta gaz grubu bulunur; boş bırakılan alanlar için güvenilir bir değer bulunamamıştır. Her kart (örneğin tetrahidrofuran), tüm ekibin aynı değerlerle çalışması için bölge sınıflandırması notlarından bağlantı verilerek kullanılabilir.

Adım adım: tek bir maddeyi aramak

1. Maddeyi tam olarak tanımlayın. CAS numarasını ve tam kimyasal adı kullanın. İzomerler ve benzer adlar tamamen farklı olabilir: nitroetan ve etil nitritin ikisinin de formülü C2H5NO2'dir, ancak nitroetan AIT'si 412 °C (T2) olan bir IIB maddesiyken etil nitrit AIT'si 95 °C (T6) olan bir IIA maddesidir. Ticari adlar ve kısaltmalar ("tiner", "IPA", "white spirit") tanımlama değildir.
2. Grubu ve AIT'yi ISO/IEC 80079-20-1'de veya excodex kütüphane kartında arayın. Grubun bir deneye mi yoksa benzerliğe mi dayandığını not edin.
3. AIT'yi tedarikçinin GBF'si ve en az bir başka kaynakla çapraz kontrol edin. Değerler farklıysa, reddetmek için belgelenmiş bir neden (örneğin açıkça farklı bir deney yöntemi veya bariz bir yazım hatası) yoksa makul en düşük değeri kullanın.
4. AIT'yi yukarıdaki bantları kullanarak sıcaklık sınıfına dönüştürün. AIT'nin sınıf sınırına ne kadar yakın olduğunu not edin; yalnızca birkaç kelvinlik bir pay, bir sonraki sınıfı düşünmek için bir nedendir.
5. Koşulları kontrol edin. Veriler, atmosfer basıncında ve normal sıcaklıklarda havayla karışmış madde için geçerlidir. Yüksek basınç, yüksek sıcaklık veya oksijen zenginleşmesi tutuşmayı kolaylaştırabilir ve bu durumda tablolar doğrudan uygulanamaz (bkz. oksijen zenginleşmesi ve inertleme).
6. Sonucu, bölgelendirme için kullanılan diğer verilerle (parlama noktası, alt patlama sınırı (APS, İng. LEL), buhar yoğunluğu) birlikte kaynak, baskı ve tarih bilgisiyle bölge sınıflandırması dokümanlarına kaydedin. ATEX kapsamında bu, Patlamadan Korunma Dokümanında yer alır.

Aynı bölgede birden fazla madde bulunabiliyorsa, karışıma özgü bir değerlendirme aksini göstermedikçe gereklilikleri hepsinin en zorlu grubu ve en düşük AIT'si belirler.

Çözümlü örnek: bir solvent geri kazanım ünitesi

Bir solvent geri kazanım ünitesinde üç madde bulunuyor. Mühendis her birini excodex kütüphanesinde arıyor ve AIT'yi tedarikçilerin güvenlik bilgi formlarıyla çapraz kontrol ediyor.

Tetrahidrofuran ve hekzan basittir: ikisinin de listelenmiş bir grubu ve T3 bandında bir AIT'si vardır.

Etil propiyonatın kütüphanede gaz grubu yoktur. Mühendis önce ISO/IEC 80079-20-1 tablosunu kontrol eder; madde orada listeleniyorsa o sınıflandırma kullanılır. Listelenmiyorsa etil esterlerin homolog serisi geçici bir cevap verir: komşuları etil asetat ve etil bütirat ikisi de IIA'dır, etil format da öyledir. Komşuların aynı esasa göre (ikisi de MESG ile veya ikisi de MIC oranıyla) sınıflandırılmış olması koşuluyla etil propiyonat geçici olarak IIA kabul edilebilir. Bu çıkarım bir grup yanlış olsa bile bu ünite için cevabı değiştirmez, çünkü tetrahidrofuran zaten IIB gerektirir.

Bölge için sonuç: gaz grubu IIB (tetrahidrofurandan) ve sıcaklık sınıfı T3 (en düşük AIT'den, 225 °C ile hekzan). T3, T4, T5 veya T6 ile IIB veya IIC işaretli ekipman kabul edilebilir. Hekzanın AIT'si ile T3 sınırı arasındaki pay 25 K'dir; işveren şartnamesi payın 50 K'nin altında olduğu yerlerde T4 istediğinden T4 ekipman seçilir. Tablo, kaynaklar ve etil propiyonatın geçici sınıflandırması bölge sınıflandırması raporuna kaydedilir.

Veriler eksik olduğunda

Önce daha fazla arayın

Bir kaynakta bulunmayan birçok madde başka bir kaynakta listelenmiştir. Veri olmadığı sonucuna varmadan önce ISO/IEC 80079-20-1 tablosunu, NFPA 497'yi, ICSC kartını ve tedarikçinin GBF'sini kontrol edin. AIT için, deney yöntemi belirtilmişse hakemli literatürde yayımlanmış deney sonuçları da kullanılabilir.

Homolog seri kuralını sınırlarıyla birlikte kullanın

ISO/IEC 80079-20-1, bir homolog serinin (alkanlar, düz zincirli alkoller veya etil esterler gibi birbirinden bir CH2 grubu kadar farklı olan bileşikler ailesi) bir üyesinin grubunun komşularından geçici olarak çıkarılmasına izin verir. Komşulardan biri MESG ile, diğeri MIC oranıyla sınıflandırılmışsa kural uygulanmaz. Yalnızca benzer görünen maddeleri de kapsamaz: etil nitrit IIA ve T6'dır, etil nitrat ise IIC'dir. Nitratlar, nitritler, peroksitler, doymamış ve oksijence zengin bileşikler özel dikkat gerektirir.

Sıcaklık sınıfını tahmin etmeyin

AIT için kabul görmüş bir benzerlik kuralı yoktur. Bir homolog seri içinde bile keskin biçimde değişebilir: metanın AIT'si yaklaşık 600 °C, hekzanınki 225 °C'dir. Araştırma literatüründe tahmin yöntemleri vardır, ancak bunlar ekipman seçimi için bir dayanak değildir. Ölçülmüş bir AIT yoksa ya deneyle belirleyin ya da düşük bir değer varsayın.

Deney yaptırın

MESG ve AIT, uzman deney laboratuvarlarında ISO/IEC 80079-20-1 yöntemleriyle ölçülebilir. Deney, sonuca çok sayıda ekipmanın bağlı olduğu durumlarda (örneğin IIB ile IIC alev sızdırmaz motorlar arasındaki fark) veya madde uzun yıllar boyunca kullanılacaksa değer. Bu durumda deney raporu bölge sınıflandırmasının referansı olur.

İhtiyatlı varsayın ve bunu belirtin

Deney pratik değilse, kimyasal olarak makul olan en zorlu grubu ve en düşük sıcaklık sınıfını seçin ve değerlerin varsayım olduğunu kaydedin. Uygulamada bu, bilinmeyen bir organik buhar için çoğu zaman IIC ve T4 veya daha iyisi, çok düşük bir tutuşma sıcaklığına dair herhangi bir belirti varsa T6 demektir. İhtiyatlı bir varsayımın maliyeti vardır, ama her zaman savunulabilir; iyimser bir tahmin ise savunulamaz.

Sık yapılan hatalar

• Maddeyi yalnızca adıyla veya formülüyle tanımlamak. İzomerlerin ve benzer adlı maddelerin grupları ve sıcaklık sınıfları farklı olabilir. Düzeltme: her zaman CAS numarasını ve tam adı kullanın.
• Sıcaklık sınıfını parlama noktasından okumak. Parlama noktası bir sıvının buhar oluşturup oluşturmadığını belirler; sıcak yüzeylerle tutuşma hakkında hiçbir şey söylemez. Düzeltme: AIT'yi kullanın (bkz. parlama noktası, kendiliğinden tutuşma sıcaklığı ve minimum tutuşma enerjisi).
• Birkaç kaynaktan en yüksek AIT'yi almak. Bu, kaynaklar arasındaki farkın temsil ettiği payı ortadan kaldırır. Düzeltme: makul en düşük değeri kullanın ve kaynağı kaydedin.
• NEC grup harfleriyle IEC gruplarını karıştırmak. Group D her durumda IIA değildir ve Group A en az zorlu grup değil, asetilendir. Düzeltme: uyguladığınız koda ait tabloyu kullanın.
• Grubu "benzer" bir kimyasaldan tahmin etmek. Etil nitrit ile etil nitrat arasında iki grup fark vardır. Düzeltme: homolog seri kuralını yalnızca gerçek bir seri içinde uygulayın, aksi hâlde deneyle belirleyin veya ihtiyatlı varsayın.
• Bir karışımın ürün GBF'sini buharı tanımlıyormuş gibi kullanmak. Salınan buharda en uçucu bileşen baskın olabilir. Düzeltme: buharda bulunabilecek bileşenlere göre sınıflandırın.

Sık sorulan sorular

Bir kimyasalın gaz grubunu nerede bulabilirim?

Yetkili kaynak, ISO/IEC 80079-20-1'deki veri tablosudur. excodex gaz kütüphanesi yaklaşık 330 madde için grubu verir, NFPA 497 ise Kuzey Amerika'daki Group A ile D'yi verir. Güvenlik bilgi formları genellikle gaz grubunu belirtmez.

Güvenlik bilgi formu sıcaklık sınıfını gösterir mi?

Genellikle hayır. Güvenlik bilgi formunun 9. bölümü, sıcaklık sınıfının okunabileceği kendiliğinden tutuşma sıcaklığını verir: 450 °C'nin üzeri T1, 300 °C'nin üzeri T2, 200 °C'nin üzeri T3, 135 °C'nin üzeri T4, 100 °C'nin üzeri T5 ve 85 °C'nin üzeri T6'dır. Bazı tedarikçiler diğer bilgiler başlığı altında bir sıcaklık sınıfı ekler; bunun doğrulanması gerekir.

İki kaynak farklı kendiliğinden tutuşma sıcaklıkları veriyorsa ne yapmalıyım?

Reddetmek için belgelenmiş bir neden yoksa makul en düşük değeri kullanın ve kaynağı kaydedin. Deney kabı, yöntem ve tutuşma ölçütü sonucu etkilediğinden onlarca derecelik farklar yaygındır. İki değer farklı sıcaklık sınıflarına düşüyorsa düşük olan değer belirleyicidir.

Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı bilinmiyorsa hangi sıcaklık sınıfını kullanmalıyım?

Benzer maddelerden tahmin etmeyin. Ya AIT'yi ölçtürün ya da düşük bir değer varsayın; örneğin sıradan bir organik buhar için T4, çok düşük bir tutuşma sıcaklığının mümkün olduğu yerlerde T6. Varsayımı bölge sınıflandırması dokümanlarına kaydedin.

Gaz grubu hesaplanabilir mi?

Saf bir madde için hayır: grup, ölçülmüş bir MESG veya MIC oranından ya da geçici olarak bir homolog serinin komşu üyelerinden gelir. Karışımlar için ISO/IEC 80079-20-1, asetilen içeren karışımlar gibi istisnalarla birlikte MESG için bir tahmin formülü verir. Karışımlarla ilgili yazıya bakın.

Gaz grubu IEC'de ve NEC'de aynı mıdır?

NFPA 70 Madde 505'in bölge sistemi, ISO/IEC 80079-20-1 ile pratik olarak aynı sınırlarla IIA, IIB ve IIC'yi kullanır. Madde 500'ün Division sistemi ise farklı MESG sınırlarıyla Group A ile D'yi kullanır; bu yüzden bir madde IEC açısından IIB, Division sisteminde ise Group D olabilir.

excodex'te ilgili yazılar

• Tipik gazlarla IIA, IIB ve IIC gaz grupları
• Sıcaklık sınıfları T1 ile T6
• MESG ve MIC: gaz gruplarının ardındaki iki deney değeri
• Yanıcı gaz ve buhar karışımları: gaz grubu ve sıcaklık sınıfı seçimi
• Gaz için tehlikeli bölge sınıflandırması adım adım nasıl yapılır
• Araçlar: gaz ve solvent kütüphanesi, Ex işaret kontrolü, forum, standart alanları ISO/IEC 80079-20-1, IEC 60079-14 ve NEC 500 ile 506

Standartlar ve ek kaynaklar

• ISO/IEC 80079-20-1, gaz ve buhar sınıflandırması için malzeme özellikleri: deney yöntemleri ve veriler (Avrupa'da EN ISO/IEC 80079-20-1 olarak kabul edilmiştir).
• IEC 60079-14, elektrik tesislerinin tasarımı, seçimi ve montajı (gaz grubu ve tutuşma sıcaklığına göre seçim).
• NFPA 497, kimyasal proses alanlarında yanıcı sıvıların, gazların veya buharların ve tehlikeli konumların sınıflandırılmasına ilişkin tavsiye edilen uygulama.
• NFPA 70 (National Electrical Code), Madde 500 ve 505.
• ASTM E659, kimyasalların kendiliğinden tutuşma sıcaklığı için deney yöntemi.
• Önizlemeli ISO/IEC 80079-20-1:2017 katalog kaydı: standards.iteh.ai
• REACH Ek II, bölüm 9.1, güvenlik bilgi formunda zorunlu fiziksel ve kimyasal özellikler: reachonline.eu
• Uluslararası Kimyasal Güvenlik Kartları, örnek kart 0022 (karbon disülfür): inchem.org
• NOAA CAMEO Chemicals, örnek bilgi formu: cameochemicals.noaa.gov
• GESTIS Madde Veri Tabanı bilgi sayfası: dguv.de
• Hidrojenin temel özellikleri (Hydrogen Tools, ABD Enerji Bakanlığı destekli), 500 °C değerinin kaynağı: h2tools.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.