Tehlikeli bölgeler için kablo rakorları: bariyer rakorlar, dolgulu rakorlar ve seçim

Tehlikeli bölgede kullanılan bir kablo rakoru, kablonun girdiği noktada muhafazanın koruma tipini bozmadan korumalı, suya ve toza karşı sızdırmazlık sağlamalı, kabloyu tutmalı (ve zırhını topraklamalıdır). Üç ana grup vardır: kablo dış kılıfına oturan elastomer contalı artırılmış emniyetli (Ex e) rakorlar, elastomer contalı alev sızdırmaz (Ex d) rakorlar ve tek tek damarların etrafına bir dolgu bileşiğinin döküldüğü bariyer rakorlar. Alev sızdırmaz bir muhafazada, kablonun kendisi iç kısmı üzerinden alev veya gaz taşıyabilecekse bariyer rakor gerekir; IEC 60079-14'ün 2024 baskısı buna gaz grubu, kablo uzunluğu ve muhafaza hacmine dayanan bir akış şemasıyla karar verir.

Bu yazı rakor tiplerini, IEC 60079-14'ün 2013 ve 2024 baskılarındaki bariyer rakor kurallarını, IP derecelerini ve su/toz girişini, diş tiplerini ve adaptörleri, ayrıca muayene yapanların en sık karşılaştığı hataları açıklar.

Temel noktalar

• Bir Ex kablo rakoru girdiği muhafazanın koruma tipi (Ex d, Ex e, Ex t, Ex nR) için belgelendirilmiş olmalıdır; pek çok rakor Ex db ve Ex eb gibi çift belgelendirmeye sahiptir.
• Dış kılıf üzerinde sızdırmazlık sağlayan bir rakor, kablonun içindeki damarlar arasındaki boşluklar için hiçbir şey yapmaz; bariyer rakor bu boşlukları her damarın etrafına dökülen bir bileşikle kapatır.
• IEC 60079-14:2024'e göre alev sızdırmaz bir muhafazada, IIC'de (veya IIB + H2'de) bağlı kablo uzunluğu 3 m'den, IIA ve IIB'de 0,5 m'den az ise bariyer tipi giriş gerekir; daha uzun kablolarda da IIC'de (veya IIB + H2'de) ya da 2000 cm³'ün üzerindeki muhafazalarda, kablonun standarttaki kablo deneyini geçtiğine dair güvenilir kanıt yoksa bariyer girişi gerekir.
• Rakor kablonun çap aralığına uymalıdır; kabloyu daha büyük bir rakora uydurmak için bant veya ısıyla daralan makaronla kalınlaştırmaya izin verilmez.
• Kullanılmayan girişler, koruma tipi için belgelendirilmiş, yalnızca alet ile sökülebilen ve en az IP54 (gereken yerde daha yüksek) sağlayan körleme elemanlarıyla kapatılmalıdır; plastik nakliye kapakları körleme elemanı değildir.
• Metrik ve NPT dişler asla karıştırılmamalıdır: M20 bir rakor 1/2 in NPT bir deliğe başlayabilir ve yalnızca birkaç diş kavradığı halde sıkı hissettirebilir, çünkü adımlar diş başına yaklaşık 0,3 mm farklıdır.

Tehlikeli bölge rakorunun görevleri

Rakor tipleri

Artırılmış emniyetli (Ex e) ve toz (Ex t) rakorlar

Bu rakorlar elastomer bir halka ile kablonun dış kılıfı üzerinde sızdırmazlık sağlar ve yüksek bir IP derecesi verir. Girişin görevinin suyu ve tozu dışarıda tutmak ve kabloyu tutmak olduğu artırılmış emniyetli klemens kutularında ve toza karşı korumalı (Ex t) muhafazalarda kullanılırlar. Metal olmayan muhafazalarda plastik versiyonlar yaygındır; zırhlı kabloyla kullanıldıklarında zırhı bağlamak için topraklama pabucu veya metal rakor plakası gibi bir çözüm gerekir.

Elastomer contalı alev sızdırmaz (Ex d) rakorlar

Alev sızdırmaz bir rakor, Ex d muhafazanın dişli girişine vidalanır ve rakor ile kablo kılıfı arasından alevin geçmesini durdurmalıdır. İç contası kablonun iç kılıfını veya dolgu katmanını kavrar; dış conta (zırhlı kablo rakorlarında) suyun zırha ulaşmasını önler. Conta, kavradığı şeyin dış yüzeyinde çalışır. Kablonun iç kısmında, damarlar arasında ve dolgu malzemelerinin çevresinde uzanan ve ara boşluklar (interstices) denen küçük kanalları kapatamaz.

Bariyer rakorlar (dolgulu rakorlar)

Bariyer rakorda rakorun içindeki belirli bir uzunluk boyunca dış kılıf, dolgu katmanı ve dolgu malzemeleri sıyrılır, damarlar birbirinden ayrılır ve her damarın etrafına iki bileşenli bir dolgu bileşiği bastırılır veya dökülür. Bileşik kürlendiğinde, kablonun etrafındaki boşluğu olduğu kadar ara boşlukları da kapatan katı bir tıpa oluşturur. Bariyer rakorların montajı daha uzun sürer, bileşiğin tam olarak talimata göre karıştırılması, uygulanması ve kürlenmesi gerekir ve sonradan içleri muayene edilemez; buna karşılık girişi kablonun iç yapısından bağımsız hale getirirler.

Diğer giriş elemanları

• Mineral yalıtımlı kablo rakorları MI kablonun bakır kılıfı üzerinde sızdırmazlık sağlar; MI kablo sistemleri alev sızdırmaz seçim kurallarında ayrı bir durum olarak ele alınır.
• Sınırlı nefes alan (Ex nR) rakorlar muhafazanın sınırlı nefes alma özelliklerini korur.
• Boru sızdırmazlık elemanları (stopping box) boru sistemlerinde bariyer rakorla aynı işi görür: iletkenlerin etrafında bir dolgu bileşiği tıpası.
• Diş adaptörleri ve redüksiyonlar bir girişte diş ölçüsünü veya tipini değiştirir, körleme elemanları (körleme tapaları) ise kullanılmayan girişleri kapatır. Her ikisi de koruma tipi için belgelendirilmiş olmalıdır.

Bariyer rakor ne zaman gerekir?

Bu soru yalnızca alev sızdırmaz muhafazalar için ortaya çıkar. Muhafaza bir tutuşturucu kaynak içeriyorsa ve içinde patlayıcı gaz varsa, iç patlama sıcak gazı ve alevi kablonun içi dahil her boşluğa iter. Kablonun içi yeterince açıksa alev bu yol boyunca ilerleyip kablonun bittiği yerden çıkabilir ya da basınç gazı kablo boyunca başka bir muhafazaya veya tehlikesiz bir alana itebilir. Katı dolgulu, uzun ve kompakt bir kablo buna direnç gösterir; kısa bir kablo, gevşek veya nem çeken dolgulu bir kablo, büyük bir muhafaza (daha fazla gaz, daha yüksek basınç) ve hidrojen gibi kolay tutuşan bir gaz ise durumu kötüleştirir.

Kural birkaç kez değişti

• Önceki baskılar (2007 baskısına, Avrupa'da EN 60079-14:2008'e kadar), muhafazanın iç tutuşturucu kaynak içerip içermediğine, gazın IIC ekipman gerektirip gerektirmediğine ve Bölge 1 tesisatlarında muhafaza hacminin 2 litreyi aşıp aşmadığına dayanan bir akış şeması kullanıyordu.
• 2013 baskısı bunu sadeleştirdi: ya IEC 60079-1'e göre belgelendirilmiş bir bariyer rakor ya da sabit tesisat gerekliliklerini (dairesel, kompakt, ekstrüde dolgu katmanı, nem çekmeyen dolgular) karşılayan ve en az 3 m'si bağlı olan bir kabloyla kullanılan, belgeli elastomer contalı alev sızdırmaz bir rakor. Eleştirmenler kuralın 3 m'nin nereden ölçüleceğini veya sarılmış kablonun sayılıp sayılmayacağını açıkça belirtmediğine dikkat çekti; bir kullanıcılar derneği de 2013 kuralının dışarıda bıraktığı muhafaza hacminin kablo uzunluğundan daha önemli olduğunu savunan deney sonuçları yayımladı.
• 2024 baskısı yeni bir akış şeması ve onu destekleyen normatif bir kablo deneyi (Ek C) getirdi.

Ana hatlarıyla 2024 akış şeması

Aşağıdaki özet, standardın kamuya açık önizlemede yer almayan kendi şeklinden değil, yeni baskıya ilişkin yayımlanmış özetlerden (IEC teknik komitesi 31 başkanının bir dergi yazısı ve bir belgelendirme kuruluşunun teknik incelemesi) yeniden oluşturulmuştur. Bu kaynaklar arasında tutarlıdır, ancak geçerli olan IEC 60079-14:2024'teki akış şeması, notları ve kesin sınır koşullarıdır:

1. Gaz grubu IIC veya IIB + H2. Bağlı kablo uzunluğu 3 m'den azsa bariyer tipi giriş elemanı gerekir. 3 m veya daha fazlaysa, elastomer contalı rakor ancak kablonun Ek C deneyini sağladığına dair yeterli ve güvenilir kanıt varsa kullanılabilir; aksi halde bariyer kullanın.
2. Gaz grubu IIA veya IIB. Bağlı kablo uzunluğu 0,5 m'den azsa bariyer tipi giriş elemanı gerekir. 0,5 m veya daha fazla ve muhafaza 2000 cm³ veya daha küçükse elastomer contalı rakora izin verilir.
3. IIA veya IIB, 2000 cm³'ün üzerinde muhafaza (veya hacmi bilinmeyen, ki bu da üzerinde sayılmalıdır): elastomer contalı rakor için kabloya ilişkin Ek C kanıtı gerekir; aksi halde bariyer kullanın.

Ek C deneyi, gazın kablonun içinden ne kadar kolay geçtiğini gösteren, kablo numunesi üzerinde yapılan bir basınç deneyidir. Yalnızca hangi tip giriş elemanının kullanılabileceğine karar vermek için kullanılır. Kablonun gaz sızdırmaz veya alev sızdırmaz olduğunu kanıtlamaz ve kablonun katalog tanımı tek başına yeterli kanıt değildir. Akış şeması, alev sızdırmaz muhafazalara doğrudan giren kablolara ilişkin ayrı gereklilikleri ortadan kaldırmaz: kablonun kendisi yine uygun yapıda olmalıdır.

Hesaplı örnek

Yaklaşık 1,5 litrelik (1500 cm³) alev sızdırmaz bir kumanda istasyonu IIB bir alana kuruluyor ve 25 m uzaklıktaki bir buata giden kompakt zırhlı bir kabloyla besleniyor. Gaz grubu IIB, bağlı uzunluk 0,5 m'nin çok üzerinde ve hacim 2000 cm³'ün altında: kablonun kendisi alev sızdırmaz bir muhafazaya doğrudan girişe uygun olmak şartıyla, 2024 akış şemasına göre Ex d elastomer contalı rakor kabul edilebilir. Aynı istasyon aynı 25 m kabloyla bir hidrojen alanında (IIC) kurulsaydı, o kablo için Ek C kanıtı veya bir bariyer rakor gerekirdi. İki alev sızdırmaz muhafaza arasındaki 0,3 m'lik serbest bir bağlantı kablosu ise hangi gaz grubunda olursa olsun bariyer girişi gerektirir.

IP derecesi ve su/toz girişi

IP kodu (IEC 60529) iki rakamdan oluşur. Birincisi katı cisimlere karşı korumadır: 5 toza karşı korumalı, 6 toz sızdırmaz demektir. İkincisi suya karşı korumadır: 4 sıçrayan su, 5 su jetleri, 6 güçlü su jetleri, 7 geçici suya daldırma ve 8 üreticinin belirttiği koşullarda sürekli suya daldırma. Jetler ve daldırma farklı deneyler olduğundan IP68 otomatik olarak IP66'yı kapsamaz; baskın (deluge) sistemi suyuna veya basınçlı yıkamaya maruz alanlar için rakorlar çoğu zaman her ikisiyle, örneğin IP66/IP68 olarak işaretlenir.

Rakor muhafazanın IP derecesini korumalıdır. Artırılmış emniyetli klemens kutularında bu normalde en az IP54'tür; toza karşı korumalı (Ex t) muhafazalar genellikle toz sızdırmaz girişler gerektirir. IEC 60079-14, kullanılmayan açıklıklar için körleme elemanlarının en az IP54, bulunduğu yer gerektiriyorsa daha yüksek bir koruma sağlamasını ister.

Üç noktadan sızıntı olabilir:

• Conta ile kablo kılıfı arasından: ölçülen kablo çapına uygun conta ölçüsünü kullanın ve talimatlara göre sıkın.
• Giriş dişinden: rakor ve muhafaza talimatlarının izin verdiği şekilde bir giriş contası (sızdırmazlık pulu veya O-ring) ya da sertleşmeyen bir diş sızdırmazlık maddesi. Alev sızdırmaz bir girişte rakorun altına takılan hiçbir şey gerekli diş kavrama uzunluğunu azaltmamalıdır.
• Kablonun kendisinden: su, hasarlı bir kablonun içinden ilerleyebilir. Kabloları suyun girişten uzağa akacağı şekilde döşeyin (mümkünse alttan girin, damlama kavisleri oluşturun) ve rakora güvenmek yerine hasarlı kılıfları onarın.

Dişler, adaptörler ve körleme elemanları

Diş tipleri

Ex muhafazalarda başlıca iki diş sistemi kullanılır:

Eski ekipmanlarda, büyük ölçüde metrik dişlerle değiştirilmiş bir Alman boru dişi sistemi olan PG dişler de bulunabilir. Her girişin diş tipi ve ölçüsü muhafaza üzerinde veya dokümanlarında belirtilir; rakor sipariş etmeden önce bunları kontrol edin.

Alev sızdırmaz girişlerde dişler alev yolunun bir parçasıdır. Paralel dişlerde en az beş tam diş kavramalıdır; konik dişler için IEC 60079-1'de ayrı kavrama kuralları vardır. Bu nedenle: bir rakoru asla zorlamayın, dişleri hasarlı bir rakoru asla kullanmayın ve talimatlar belirli bir ürüne açıkça izin vermedikçe Ex d bir girişte asla diş bandı kullanmayın.

Adaptörler ve redüksiyonlar

Adaptörler bir diş tipini veya ölçüsünü dönüştürür, örneğin 3/4 in NPT'den M20'ye. Koruma tipi için belgelendirilmiş olmaları gerekir, ilave bir bağlantı noktası oluştururlar ve IEC 60079-14 alev sızdırmaz bir muhafazada adaptörün bir körleme elemanıyla birlikte kullanılmasını yasaklar. Üretici talimatları tipik olarak giriş başına yalnızca bir adaptöre veya redüksiyona izin verir; bunları üst üste takmak sık görülen bir muayene bulgusudur.

Körleme elemanları

Kullanılmayan girişler, koruma tipine uygun, yalnızca alet ile sökülebilen ve en az IP54 veya bulunduğu yerin gerektirdiği IP derecesini sağlayan körleme elemanlarıyla kapatılmalıdır. Alev sızdırmaz bir muhafazada bu, doğru dişe ve kavrama uzunluğuna sahip belgeli bir alev sızdırmaz körleme tapası demektir. Nakliye için takılan plastik toz kapakları körleme elemanı değildir ve montaj sırasında çıkarılmalıdır.

Rakorun doğru montajı

1. Sertifikayı ve işaretlemeyi muhafazanın koruma tipi, gaz grubu, sıcaklık aralığı ve giriş dişiyle karşılaştırarak kontrol edin. Muhafaza dokümanları kablo girişinde yükselmiş bir sıcaklık belirtiyorsa (IEC 60079-0, giriş noktası 70 °C'yi veya damarların ayrılma noktası 80 °C'yi aştığında bu bilgiyi ister) ya da ortam sıcaklığı -20 °C ile +40 °C dışındaysa, rakorun ve kablonun anma sıcaklıklarının bunu kapsadığını doğrulayın.
2. Kabloyu ölçün (dış kılıf ve zırhlı kabloda iç dolgu katmanı) ve bu ölçüyü kapsayan rakor ve conta ölçüsünü seçin. Çapı bant veya makaronla kalınlaştırmayın.
3. Kabloyu talimatlardaki soyma uzunluklarına göre hazırlayın; zırhı veya örgüyü rakorun kelepçesinde sonlandırın.
4. Bariyer rakorlarda damarları ayırın, bileşiği talimata göre karıştırıp uygulayın ve enerji vermeden önce tam kürlenme süresini bekleyin.
5. Talimatlara göre, ne eksik ne fazla sıkın.
6. Kabloyu, çekme ve burulma rakoru veya klemensleri zorlamayacak şekilde destekleyin; IEC 60079-14'ün 2013 baskısı rakordan itibaren 300 mm içinde bir kelepçe önerirdi. Kablonun rakordan düz çıkmasını sağlayın.
7. Rakor tipini ve alev sızdırmaz muhafazalarda seçimin gerekçesini dosyaya kaydedin.

Sık yapılan hatalar

• Ex d bir muhafazaya Ex e veya endüstriyel bir rakor takmak. Bu, alev sızdırmaz bağlantıyı korumaz. Ex d için (veya çift Ex d/Ex e) belgelendirilmiş bir rakor ve doğru dişi kullanın.
• İki alev sızdırmaz muhafaza arasındaki kısa bir kabloda elastomer contalı rakor seçmek. Kablonun içi ikisi arasında doğrudan bir yoldur. Bariyer girişi kullanın.
• Metrik ve NPT dişleri karıştırmak. Rakor sıkı hissettirir ama yalnızca birkaç diş kavrar. Giriş işaretlemesini kontrol edin ve uyumlu parçalar veya belgeli bir adaptör kullanın.
• Kullanılmayan girişlerde nakliye kapaklarını bırakmak. Bunlar ne alev sızdırmazlık ne de IP koruması sağlar. Belgeli körleme elemanları takın.
• Kabloyu rakora uydurmak için bantlamak. Bant zamanla kayar ve yaşlanır, conta artık kavramaz. Kabloya uyan bir rakor veya conta ölçüsü kullanın.
• Bariyer rakoru yerinden oynatmak. Bileşik sertleştikten sonra damarları hareket ettirmek veya yeniden sonlandırmak bariyeri çatlatabilir. Kablonun yeniden sonlandırılması gerekiyorsa, talimata göre yeni bir rakor seti veya conta seti ile yeni bir bariyer yapın.

Sık sorulan sorular

Bariyer rakor ile dolgulu rakor arasındaki fark nedir?

İkisi aynı şeydir. "Bariyer rakor" işlevi, yani tek tek damarların etrafındaki bariyeri; "dolgulu rakor" (compound gland) ise yöntemi, yani rakorun içine bastırılan veya dökülen ve kürlenen bir dolgu bileşiğini anlatır. Her ikisi de kablonun iç kısmının sızdırmaz hale getirilmesi gereken alev sızdırmaz girişlerde kullanılır.

Bariyer rakora ne zaman ihtiyacım olur?

Yalnızca alev sızdırmaz (Ex d) girişlerde ve o zaman da IEC 60079-14'ün seçim akış şemasına göre. 2024 baskısına göre kısa kablolar (IIC'de veya IIB + H2'de 3 m'nin, IIA ve IIB'de 0,5 m'nin altında) her zaman bariyer girişi gerektirir; daha uzun kablolar ise IIC'de (veya IIB + H2'de) ya da 2000 cm³'ün üzerindeki muhafazalarda, kablo için güvenilir Ek C deney kanıtı yoksa bariyer girişi gerektirir. Doğru belgelendirilmiş ve doğru monte edilmiş bir bariyer rakor, Ex d bir girişte her zaman kabul edilebilir bir seçimdir.

Ex d bir muhafazada Ex e kablo rakoru kullanabilir miyim?

Hayır. Ex e rakor yalnızca artırılmış emniyetli bir muhafazanın korumasını sürdürür. Alev sızdırmaz bir giriş, alev sızdırmaz kullanım için belgelendirilmiş bir rakor gerektirir; pek çok rakor çift belgelidir (örneğin Ex db ve Ex eb) ve her ikisinde de kullanılabilir.

Kablo rakoru için IP68, IP66'dan daha mı iyidir?

Her zaman değil. IP66 güçlü su jetlerini, IP68 ise üreticinin belirttiği koşullarda sürekli suya daldırmayı kapsar ve biri diğerini içermez. Hem hortumla yıkama hem de suya daldırma olasılığı varsa, her ikisi için işaretlenmiş bir rakor seçin.

Alev sızdırmaz rakor dişlerinde diş bandı veya sızdırmazlık maddesi kullanabilir miyim?

Yalnızca rakor ve muhafaza talimatlarının izin verdiğini. Dişler bir alev yolu oluşturur; sertleşen sızdırmazlık maddeleri veya kalın bant kavrama uzunluğunu değiştirebilir ya da bağlantıyı aralık bırakacak şekilde açık tutabilir. Korozyon ve su/toz girişi için olağan çözüm, üreticinin belirttiği sertleşmeyen bileşiklerdir.

excodex'te ilgili yazılar

• IEC 60079-14'e göre Ex tesisatın temelleri
• Alev sızdırmaz muhafazalar (Ex d): alev yolları iç patlamayı nasıl durdurur
• Artırılmış emniyet (Ex e)
• Sık görülen Ex muayene bulguları ve nasıl giderilecekleri
• IIA, IIB ve IIC gaz grupları ve gaz kütüphanesi, örneğin hidrojen
• Standartlar alanı: IEC 60079-14, IEC 60079-1 ve forum

Standartlar ve ek kaynaklar

• IEC 60079-14:2024, elektrik tesisatlarının tasarımı, ekipmanın seçimi ve montajı, ilk muayene dahil (kablo girişi seçim akış şeması ve Ek C kablo deneyi)
• IEC 60079-0, ekipman genel gereklilikleri (kablo rakorlarına ilişkin tamamlayıcı gereklilikleri içerir)
• IEC 60079-1, alev sızdırmaz muhafazalar (dişli bağlantılar, bariyer rakorlar); IEC 60079-7, artırılmış emniyet; IEC 60079-31, muhafaza ile toz tutuşmasına karşı koruma
• IEC 60529, muhafazaların sağladığı koruma dereceleri (IP kodu)
• ISO 965-1, ISO genel amaçlı metrik vida dişleri; ASME B1.20.1, genel amaçlı inç boru dişleri (NPT)
• M. Thedens (IEC TC 31 başkanı), "Edition 6 of IEC 60079-14 is here", Hazardex, Kasım 2024, yeni baskıyı ve Ek C kablo deneyinin amacını özetleyen dergi köşe yazısı: IECEx web sitesindeki yazı
• P. Thurnherr (IEC MT 60079-14 bakım ekibinin koordinatörü), "Electrical installations: design, selection, erection and inspection", IECEx Uluslararası Konferansı 2014, Kuala Lumpur, kablo girişleri dahil IEC 60079-14 5. baskı gerekliliklerine ilişkin sunum: konferans slaytları
• IEC SC 31J destek dokümanı SC31J-SD-001 (2021), kablo girişi seçim kurallarının arka planı ve geçmiş deney verileri (IEC alt komitesi tarafından yayımlanmıştır)
• IEC 60079-14:2024 içindekiler ve değişiklik listesi: örnek sayfalar

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