Ekipman üzerindeki toz tabakası 5 mm'den kalınsa ne olur?
Özet
Olağan sınır (5 mm tabaka tutuşma sıcaklığı eksi 75 K) artık geçerli değildir. Daha kalın tabakalar daha düşük sıcaklıkta tutuşur; IEC 60079-14 izin verilen yüzey sıcaklığını 50 mm'ye kadar düşürür, bunun ötesinde gerçek tabaka test edilir ve ona göre işaretli ekipman kullanılır.
Bu durumda normal seçim kuralı kurulumu artık kapsamaz; izin verilen yüzey sıcaklığı düşürülmeli veya tabakanın oluşması önlenmelidir. Olağan kural, yani 5 mm'lik bir tabakanın tutuşma sıcaklığının en az 75 K altında bir maksimum yüzey sıcaklığı, 5 mm'den kalın olmayan tabakaları varsayar. Daha kalın tabakalar yüzeyi yalıtır ve daha düşük sıcaklıklarda tutuşur; bu nedenle IEC 60079-14, 50 mm'ye kadar olan tabakalar için düşürülmüş bir sınır verir. Bunun ötesinde gerçek tabakanın tutuşma sıcaklığı testle belirlenmeli ve ekipman bu tabakaya uygun olmalıdır.
Kısa cevap
- 5 mm'ye kadar: maksimum yüzey sıcaklığı 5 mm tabaka tutuşma sıcaklığı eksi 75 K'den yüksek olmamalıdır (ve toz bulutu tutuşma sıcaklığının üçte ikisinden de yüksek olmamalıdır).
- 5 mm'nin üzerinde 50 mm'ye kadar: IEC 60079-14, izin verilen maksimum yüzey sıcaklığını tabaka kalınlığıyla ilişkilendiren bir grafik içerir. Tabaka ne kadar kalınsa sınır o kadar düşüktür. Grafiğin standartta belirtilen geçerlilik sınırları vardır.
- 50 mm'nin üzerinde veya ekipmanın toza gömülebileceği yerlerde: gerçek kalınlıktaki tabaka tutuşma sıcaklığı laboratuvar testiyle belirlenmeli, ekipman da belirtilen bir tabaka kalınlığı için test edilmiş ve işaretlenmiş olmalıdır (çoğu zaman TL işaretlemesi olarak anılır).
- Çoğu zaman daha iyisi: temizlik düzeni, eğimli üst yüzeyler, ekipmanın yerinin değiştirilmesi veya kapatılmasıyla tabakanın oluşmasını önlemek.
Daha kalın bir tabaka neden daha tehlikelidir
Sıcak bir yüzey üzerindeki toz tabakası alttan ısınır ve ısısını üst yüzeyinden kaybeder. Tabakanın içinde toz yavaşça oksitlenir ve kendi ısısını üretir. İnce bir tabaka bu ısıyı kolayca kaybeder; kalın bir tabaka ise kendisini ve altındaki yüzeyi yalıtır, böylece ısı içeride kalır, tabakanın içindeki sıcaklık yükselir ve tabaka daha düşük bir yüzey sıcaklığında için için yanmaya başlar.
Yayımlanmış test verileri etkinin ne kadar büyük olduğunu gösterir. Toz tabakaları için ABD sıcak yüzey testi olan ASTM E2021, toz haline getirilmiş bir bitümlü kömür tozu için şu sonuçları aktarır:
| Tabaka kalınlığı | Sıcak yüzey tutuşma sıcaklığı |
|---|---|
| 6,4 mm | 300 °C |
| 9,4 mm | 260 °C |
| 12,7 mm | 240 °C |
| 25,4 mm | 210 °C |
Bu numunede tabaka kalınlığının dört katına çıkarılması tutuşma sıcaklığını 90 K düşürdü. Aynı standart, tek bir kalınlıktaki sonucun tüm endüstriyel durumlara uygulanamayabileceği ve birkaç kalınlıkta yapılan testlerin daha kalın tabakalara ekstrapolasyona olanak tanıyabileceği konusunda uyarır. Birleşik Krallık'taki HSE kılavuzu da aynı noktayı vurgular: daha kalın tabakalar ince tabakalardan çok daha düşük sıcaklıklarda tutuşabilir, elektrik ekipmanı standartları birikintilerin hiçbir zaman 5 mm'yi aşmayacağını varsayar ve birikintilerin bu kalınlıkta tutulamadığı yerlerde ekipman tedarikçisinden görüş alınmalıdır.
IEC 60079-14 ne gerektirir
Kurulum standardı IEC 60079-14 (baskı 6.0, 2024), toz ortamlarında ekipmanın yüzey sıcaklığına göre seçimi için üç rejim belirler:
| Ekipman üzerinde oluşabilecek tabaka | İzin verilen maksimum yüzey sıcaklığı nasıl bulunur |
|---|---|
| Yok veya 5 mm'ye kadar | Bulut tutuşma sıcaklığının üçte ikisi ile 5 mm tabaka tutuşma sıcaklığı eksi 75 K'den düşük olanı |
| 5 mm'den fazla, 50 mm'ye kadar | Standardın tabaka kalınlığına karşı izin verilen yüzey sıcaklığı grafiği kullanılarak, belirtilen geçerlilik sınırları içinde daha da düşürülür |
| 50 mm'den fazla veya ekipmanın tamamen tozla kaplanması | Gerçek tabakanın tutuşma sıcaklığının laboratuvarda belirlenmesi; belirtilen bir tabaka kalınlığı için test edilmiş ve işaretlenmiş ekipman |
Grafik standartta bir şekildir ("izin verilen maksimum yüzey sıcaklığı ile toz tabakalarının kalınlığı arasındaki korelasyon") ve verdiği düşüş tozun 5 mm tabaka tutuşma sıcaklığına bağlıdır. Değerleri güncel baskıdan okuyun; eğrileri kapsadıkları aralığın dışına ekstrapole etmeyin. Tozun özellikleri belirtilen geçerlilik sınırlarının dışında kalıyorsa yol yine testtir.
Bulut sınırı, yani bulut tutuşma sıcaklığının üçte ikisi, her zaman ayrıca geçerli olmaya devam eder.
Toz tabakası için işaretlenmiş ekipman
Grup III ekipman normalde toz tabakası olmadan belirlenmiş bir maksimum yüzey sıcaklığıyla işaretlenir; örneğin Ex tb IIIC T135 °C Db. Ekipman ayrıca belirli bir tabaka kalınlığıyla ve belirli bir montaj yönünde test edilebilir; bu durumda elde edilen sıcaklık o kalınlıkla birlikte işaretlenir. Ekipmanın tasarım gereği kalın birikintilerin içinde veya altında kalacağı yerlerde, örneğin bir silodaki seviye sensörü, tozlu bir çukurdaki motor veya temizlik turları arasında üzeri tozla kaplanacak bir aydınlatma armatürü için doğru seçim budur.
Tesisatçı, işaretlenmiş tabaka sıcaklığını gerçek tozun o kalınlıkta testle belirlenmiş tutuşma sıcaklığıyla karşılaştırır ve uygun bir pay bırakır. Tabaka kalınlığı belirtilmeyen düz bir sıcaklık işaretlemesi kalın tabakalar hakkında hiçbir şey söylemez.
Uygulama örneği
Bir yem fabrikasının bodrumundaki bir motor, yem unu sızdıran bir konveyörün altında bulunuyor; haftalık temizlikler arasında motorun üzerinde yaklaşık 15 mm birikiyor. Yem ununun bulut tutuşma sıcaklığı 400 °C'nin epey üzerinde, 5 mm tabaka tutuşma sıcaklığı ise 290 °C; dolayısıyla 75 K kuralı 215 °C verir. Tabaka 5 mm'yi aştığından mühendis IEC 60079-14 grafiğini 15 mm için okur; grafik 215 °C'den belirgin şekilde düşük bir sınır verir ve mühendis bunu motorun işaretlemesiyle karşılaştırır. Buna paralel olarak konveyör sızıntısı onarılır, motorun üzerine eğimli bir kapak takılır ve temizlik aralığı kısaltılır. Nedeni gidermek, daha düşük bir sıcaklık değerine güvenmekten daha iyidir.
Sık yapılan hatalar
- 75 K kuralını her kalınlığa uygulamak. Yalnızca 5 mm'ye kadar olan tabakalar için geçerlidir.
- T135 °C işaretini kalın tabakalar altında güvenliğin kanıtı olarak kullanmak. Bu değer tabaka olmadan belirlenmiştir.
- Grafiği 50 mm'nin ötesine ekstrapole etmek. Bunun üzerinde veya ekipman toza gömülüyse geçerli bir sınırı yalnızca testler verir.
excodex'te ilgili yazılar
- Toz için yüzey sıcaklığı sınırları: bulutta üçte iki kuralı ve tabakada 75 K payı
- Toz tabakaları ve temizlik: ne kadar kalınlık fazladır?
- Toz bulutu tutuşma sıcaklığı ile toz tabakası tutuşma sıcaklığı arasındaki fark nedir?
- Toz ekipmanındaki T135 °C ne anlama gelir, bir sıcaklık sınıfı mıdır?
- Standart sayfaları: IEC 60079-14
Standartlar ve ek kaynaklar
- IEC 60079-14:2024, patlayıcı ortamlar, elektrik tesisatlarının tasarımı, seçimi, kurulumu ve ilk muayenesi (toz tutuşma sıcaklığına göre seçim, izin verilen yüzey sıcaklığını tabaka kalınlığıyla ilişkilendiren şekil): standart özeti
- IEC 60079-0, ekipman, genel gereklilikler (Grup III maksimum yüzey sıcaklığının toz tabakalı veya tabakasız işaretlenmesi).
- ASTM E2021-15 (2023'te yeniden onaylandı), toz tabakalarının sıcak yüzey tutuşma sıcaklığı (tabaka kalınlığı verileri): astm.org
- HSE, HSG103 Yanıcı tozların güvenli kullanımı (5 mm'den kalın tabakalar): hse.gov.uk (PDF)
Bu yazı excodex editör ekibinin hazırladığı genel teknik bilgidir. Geçerli standartların, ekipman sertifikalarının ve talimatlarının, ulusal mevzuatın veya yetkin bir kişinin değerlendirmesinin yerini tutmaz.