Kaçak akımlar ve katodik koruma tehlikeli bölgelerde tutuşmaya neden olabilir mi?

Evet. Boru hatları, tanklar, raylar ve çelik yapılar çoğu zaman taşımaları hiç amaçlanmamış akımlar taşır: bir katodik koruma sisteminin koruma akımı, elektrikli demiryollarının ve kaynak makinelerinin dönüş akımları, toprak arıza akımları ve endüklenen akımlar. Böyle bir iletken ayrıldığında, köprülendiğinde veya bağlandığında, örneğin bir ara boru parçası (spool) söküldüğünde, bir boru kesildiğinde veya bir yükleme kolu bir gemiye bağlandığında, akım aralıktan bir kıvılcım olarak atlayabilir. Potansiyel farkı bir voltun çok altında olsa bile, bu büyük ve düşük dirençli devrelerin sağlayabildiği akım o kıvılcımı tutuşturucu hâle getirebilir.

Kısa cevap

• EN 1127-1'deki 13 tutuşturucu kaynaktan biridir ("kaçak elektrik akımları, katodik korozyon koruması").
• Tehlike gerilimde değil, ayırmada veya köprülemededir. TRGS 723, bu tür parçaları ayırmanın, bağlamanın veya köprülemenin küçük potansiyel farklarında bile patlayıcı bir ortamı tutuşturabileceğini ve akımın kötü bağlantı noktalarını da ısıtabileceğini belirtir.
• Ana kontroller: iletken parçaları eş potansiyel kuşaklamaya dahil edin, bir boruyu veya vanayı açmadan önce aralığın üzerine bir kuşaklama köprüsü takın ve katodik korumalı bölümleri yalıtkan flanşlar veya yalıtkan bağlantılarla tesisten elektriksel olarak ayrı tutun.
• Yalıtkan flanşlar mümkünse tehlikeli bölgenin dışına konur; aksi hâlde TRGS 723, tehlikeli aşırı gerilimlerin oluşabildiği yerlerde (Bölge 2 ve 22 hariç) bunların üzerine patlamaya karşı korumalı kıvılcım aralıkları (eklatörler) takılmasını ister.
• Gemi-kıyı: tanker ve terminal kılavuzu (ISGOTT), gemi-kıyı kuşaklama kablosuna değil, her transfer hattında bir yalıtkan flanşa veya bir boy elektriksel olarak süreksiz hortuma dayanır.

Kaçak akımlar ve katodik koruma akımları nereden gelir

Almanya'nın patlayıcı karışımların tutuşmasının önlenmesine ilişkin teknik kuralı TRGS 723 dört kaynak sayar:

Katodik koruma, korozyonu durdurmak için topraktan gömülü bir boru hattına veya tank tabanına bilinçli olarak bir DC akım gönderir. Bu nedenle korunan yapı "aktif" bir iletkendir. TRGS 723, bu yapının (yerel sistemler hariç) genellikle doğrudan tesisin eş potansiyel kuşaklamasına dahil edilemeyeceğini ve kazara köprülenmeye karşı kalıcı olarak yalıtılması gerektiğini belirtir.

İskele durumu: gemi, kıyı ve galvanik akımlar

Bir gemi ve bir iskele, deniz suyundaki iki büyük çelik yapıdır ve çoğu zaman her birinin kendi katodik koruması vardır. SIGTTO'nun (gaz tankeri ve terminal işletmecileri derneği) web sitesinde yayımlanan, yalıtım flanşlarına ilişkin bir teknik makale, bunların iç direnci çok düşük, çok büyük bir pil oluşturduğunu ve tipik galvanik potansiyellerin yaklaşık 200 ila 700 mV olduğunu belirtir. Bunları birbirine bağlayan metal bir yükleme kolu veya hortum bu devreyi kapatır; bağlandığı veya ayrıldığı anda, buharın bulunma olasılığının en yüksek olduğu yerde, flanşta bir ark oluşabilir.

Makale ISGOTT kılavuzunu özetler ve kendi önerilerini ekler:

• her yükleme kolu veya hortum dizisine bir yalıtkan flanş takın ya da tek bir boy elektriksel olarak süreksiz hortum kullanın;
• makalenin (5. baskıdan) aktardığı ISGOTT değerleri, 500 V'luk bir test cihazıyla ölçüldüğünde, kurulduğu hâliyle bir yalıtkan flanş için 10 kΩ'un üzeri (hizmette yaklaşık 1 kΩ'a düşebilir) ve süreksiz bir hortum için flanştan flanşa en az 25 kΩ'dur; güncel ISGOTT baskısını kontrol edin;
• gemi-kıyı kuşaklama kablosuna güvenmeyin: bu düşük gerilimli, yüksek akımlı devrelere karşı gerçek bir koruma sağlamaz ve kazara ayrılır veya koparsa bir ark oluşur;
• dış akım kaynaklı katodik korumayı kapatmak bunun yerini tutmaz, çünkü potansiyelin düşmesi saatler sürebilir;
• statik elektriği, her iki tarafta kuşaklama ve topraklama ile kontrol edilen ayrı bir tehlike olarak ele alın.

Boru hatları ve tank sahaları: güvenli çalışma

1. Ayırmadan önce köprüleyin. Bir vanayı, sayacı veya ara boru parçasını sökmeden önce aralığın üzerine yeterli kesitte bir kuşaklama kablosu takın ve hat yeniden kapatılana kadar yerinde bırakın. TRGS 723, iletken tesis parçalarının bağlantıları açılıp kapatılmadan önce bu tür köprüler kurulmasını şart koşar.
2. Yalıtkan bağlantıların nerede olduğunu bilin. Bunları çizimlerde ve sahada işaretleyin; asla el aletleri, iskele veya geçici hortumlarla köprülemeyin.
3. Yalıtkan bağlantıları koruyun. Mümkünse tehlikeli bölgelerin dışına yerleştirin; içeride (Bölge 2 ve 22 hariç) TRGS 723, tehlikeli aşırı gerilimlerin oluşabildiği yerlerde uygun tepki gerilimine sahip, patlamaya karşı korumalı kıvılcım aralıkları ister.
4. Katodik koruma işletmecisiyle koordinasyon kurun; korunan bir boru hattında kesme yapmadan önce. İşi çalışma izni sistemine ve tutuşma tehlikesi değerlendirmesine dahil edin.
5. Kaynak dönüş kablolarını kaynağa yakın tutun. Kaynak akımını asla proses boru tesisatı veya tank yapıları üzerinden döndürmeyin.

Bölge 2 ve 22'de TRGS 723, bu tür akımlardan kaynaklanan arklar veya kıvılcımlar normal işletmede oluşmadıkça, kaçak akımlara karşı ek kuşaklamanın genel olarak yapılmamasına izin verir. Bölge 1 ve 21 ile daha üst bölgelerde kontroller uygulanmış olmalıdır; Bölge 0 ve 20'de ise metal parçaların iç katodik korumasına yalnızca anotlar sürekli sıvının altında kalıyorsa veya seviye fazla düştüğünde sistem kapatılıp kuşaklanıyorsa izin verilir.

Sık yapılan hatalar

• Düşük gerilimin zararsız olduğunu varsaymak. Kıvılcım enerjisi yüksek bir gerilimden değil, düşük dirençli bir çevrimdeki akımdan gelir.
• Yalıtkan flanş yerine gemi-kıyı kuşaklama kablosu kullanmak.
• Bir yalıtkan flanşı metal bir hortum, iskele borusu veya enstrüman hattıyla köprülemek; bu, katodik korumayı işlevsiz bırakır ve bir kıvılcım yolu oluşturabilir.
• Bir flanşı kuşaklama köprüsü olmadan "sadece bir dakikalığına" açmak.

excodex'te ilgili yazılar

• Tehlikeli bölgelerde tutuşturucu kaynaklar: 13 tutuşturucu kaynak ve kontrolleri
• Tehlikeli bölgelerde topraklama, kuşaklama ve eş potansiyel kuşaklama
• Tehlikeli bölgelerde en sık gözden kaçan tutuşturucu kaynaklar hangileridir?
• Tehlikeli bölgelerde statik elektriği kontrol etmek için kuşaklama direnci ne olmalıdır?
• Standart sayfası: EN 1127-1

Standartlar ve ek kaynaklar

• TRGS 723 (Almanya), dengeleme akımları ve katodik korozyon korumasına ilişkin 5.6. bölüm: bgn-branchenwissen.de
• A justification into the use of insulation flanges (and electrically discontinuous hoses) at the ship/shore and ship/ship interface, SIGTTO'da yayımlanan ve ISGOTT'u özetleyen makale: sigtto.org (PDF)
• EN 1127-1:2019, patlamayı önleme ve patlamadan korunma, temel kavramlar ("kaçak elektrik akımları, katodik korozyon koruması" tutuşturucu kaynağı): örnek sayfalar
• ISGOTT, International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals (gemi ve kıyı arasında elektriksel yalıtım).

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