TS EN 60079-10-1:2015 Standartı Patlayıcı Ortam BÖLGE (ZONE) Hesaplamaları için Yeterli mi? Neden CEI 31-35 ve CEI 31-35/A İle Birlikte Kullanılmalı?

SORU: TS EN 60079-10-1:2015 Standartı; tehlikeli sıvı buharı ve gazların bulunduğu muhtemel patlayıcı ortamlarda tek başına (BÖLGE) ZONE’ların belirlenmesinde yeterli bir standart mı?

 

CEVAP: HAYIR. Neden? Makalenin devamını okumanızı şiddetle öneririm.

 

 

Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Çalışanların Korunması Hakkında Yönetmelik, son olarak çıkartılan 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu çerçevesinde yeniden düzenlenerek 30.04.2013 tarihinde “Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik” olarak yayınlanmıştır.

 

Patlayıcı ortamlarda kullanılabilecek ekipmanlarla ilgili detayları içeren 99/9/EC sayılı Avrupa Parlamentosu ve Konseyi Direktifi ise mevzuatımıza “Muhtemel Patlayıcı Ortamda Kullanılan Teçhizat ve Koruyucu Sistemler İle İlgili Yönetmelik” olarak 2002’de aktarılmıştır, 2006’da ise revize edilmiştir. Bu yönetmeliğe göre ise korumalı aletlerin ve işyeri iş sağlığı ve güvenliği tedbirlerinin tarifi yapılmaktadır.

 

Resmi Gazete’de 30.04.2013 tarih ve 28633 sayı ile yayınlanan Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik’in 6. maddesine göre işverenler; 29/12/2012 tarihli ve 28512 sayılı Resmî Gazete’de yayımlanan İş Sağlığı ve Güvenliği Risk Değerlendirmesi Yönetmeliğine uygun risk değerlendirmesi çalışmalarını yaparken, patlayıcı ortamdan kaynaklanan özel risklerin değerlendirmesinde aşağıdaki hususları da dikkate almakla yükümlüdürler. Parlama veya patlama riski değerlendirilirken patlayıcı ortamların oluşabileceği yerlere açık olan veya açılabilen yerler de dikkate alınarak bir bütün olarak değerlendirilir. Buna göre;

 

  • Patlayıcı ortam oluşma ihtimali ve bu ortamın kalıcılığı,

  • Statik elektrik de dâhil tutuşturucu kaynakların bulunma, aktif ve etkili hale gelme ihtimalleri,

  • İşyerinde bulunan tesis, kullanılan maddeler, prosesler ile bunların muhtemel karşılıklı etkileşimleri,

  • Olabilecek patlama etkisinin büyüklüğü değerlendirilir.

 

Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik’in 10. maddesine göre işverenler yapmış oldukları patlayıcı ortam sınıflandırması, risk değerlendirmesi, Zone (Bölge) işaretlemelerini bir doküman altında toplamaları gerekmektedir. Patlamadan korunma dokümanı, işin başlamasından önce hazırlanmak zorundadır, ayrıca işyerinde, iş ekipmanında veya iş organizasyonunda önemli değişiklik, genişleme veya tadilat yapıldığı hallerde yeniden gözden geçirilerek güncellenmesi gerekecektir. İşverenler, yürürlükteki mevzuata göre hazırladığı patlama riskini de içeren risk değerlendirmesini, dokümanları ve benzeri diğer raporları birlikte ele alabilecektir.

 

Yönetmelikte “Patlamadan Korunma Dökümanı” olarak tanımlanmış olan dökümanda yönetmeliğe göre;

  • Patlama riskinin belirlendiği ve değerlendirildiği hususu,

  • Yönetmelikte belirlenen yükümlülüklerin yerine getirilmesi için alınacak önlemler,

  • İşyerinde Ek-1’e göre sınıflandırılmış yerler,

  • Ek-2 ve Ek-3’te verilen asgari gereklerin uygulanacağı yerler,

  • Çalışma yerleri ve uyarı cihazları da dahil olmak üzere iş ekipmanının tasarımı, işletilmesi, kontrolü ve bakımının güvenlik kurallarına uygun olarak sağlandığı,

  • İşyerinde kullanılan tüm ekipmanın 25/4/2013 tarihli ve 28628 sayılı Resmî Gazete’de yayımlanan İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliğine uygunluğu,

yazılı olarak yer alır.

 

 

Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik’in 9. maddesine göre işverenler;

  • Patlayıcı ortam oluşması ihtimali olan yerleri yönetmeliğin Ek-1’de belirtildiği şekilde sınıflandırmakla,

  • Sınıflandırılmış olan bölgelerde Ek-2 ve Ek-3’te verilen asgari gereklerin uygulanmasını sağlamakla,

  • Çalışanların sağlık ve güvenliğini tehlikeye atabilecek miktarda patlayıcı ortam oluşabilecek yerlerin girişine Ek-4’te verilen işaretleri yerleştirmekle yükümlüdürler.

 

Yine yeni yönetmeliğimiz patlayıcı ortam oluşabilecek yerler ile ilgili şu tanımlamaları yapmaktadır;

  • Çalışanların sağlık ve güvenliğini korumak için özel önlem alınmasını gerektirecek miktarda patlayıcı ortam oluşabilecek yerler, bu Yönetmeliğe göre tehlikeli kabul edilir,

  • Çalışanların sağlık ve güvenliğini korumak için özel önlem alınmasını gerektirecek miktarda patlayıcı ortam oluşma ihtimali bulunmayan yerler bu Yönetmeliğe göre tehlikesiz kabul edilir,

  • Parlayıcı ve/veya yanıcı maddelerin hava ile yaptıkları karışımların, bağımsız olarak bir patlama meydana getirmeyecekleri yapılacak araştırmalarla kanıtlanmadıkça, bu maddeler patlayıcı ortam oluşturabilecek maddeler olarak kabul edilir.

 

TS EN 60079-10-1: 2015 standartı

 

HSE’nin yapmış olduğu bir araştırmaya göre EN 60079-10-1: 2009 standartının özellikle sıvı boşalması durumunda ortaya çıkacak patlayıcı ortam sınıflandırmasının CFD modellemesi ile bulunan değerlerden yaklaşık olarak 100 ila 3000 katı kadar yüksek hesaplama yaptığı şekilde eleştiride bulunulmuştur.

 

Yeni IEC 60079-10-1: 2015 standartında özellikle temel kimya bilimi kuralları ile diğer mühendislik bilim dalları çerçevesinde yapılan eleştirilerin dikkate alındığını görüyoruz. Eleştiriler nedeniyle standartın yeni versiyonunda formülasyonlarda değişikliğe gidilmiştir.

 

TS EN 60079-10-1:2015 standart içine bakıldığında birçok sıvı ve gaz boşalımı durumu için standartta verilen formülasyonların geçersiz olduğu belirtilmiştir. Standart içinde çeşitli kaynaklar ve standartlar refere olarak verilmiştir. Uzmanların ise bu referanslara bakmaları ve söz konusu sıvı veya gaz boşalımı durumundaki hesaplamaları kimya bilgisi ile birlikte bu kaynakları kullanarak yapmaları beklenmektedir. Ayrıca Akü’ler için de bu standartı kullanamazsınız.

 

 

 

EN 60079 serisi içerisinde yer alan TS EN 60079-10-1:2015 ve TS EN 60079-10-2:2015 standartları özellikle İtalyan CEI standartlarını baz almaktadır. Bu nedenle EN 60079-10-1:2015 standartı ile hesaplama yapacak uzmanların aşağıdaki standartlara da ihtiyaçları bulunmaktadır:

 

  • CEI 31-35 Kılavuzu, “Patlayıcı ortamlarda kullanılan elektriksel ekipmanlar. CEI EN 60079-10 Normu (CEI 31-30) uygulama kılavuzu”, (İtalya)

  • CEI 31-35; V1 Kılavuzu, “Patlayıcı ortamlarda kullanılan elektriksel ekipmanlar. CEI EN 60079-10 Normu (CEI 31-30) uygulama kılavuzu”, (İtalya)

  • CEI 31-35/A Kılavuzu, “Patlayıcı ortamlarda kullanılan elektriksel ekipmanlar. CEI EN 60079-10 Normu (CEI 31-30) uygulama kılavuzu. Tehlikeli bölgelerin sınıflandırılması, uygulama örnekleri.” ,(İtalya)

  • CEI 31-87 Klavuzu: Patlayıcı Atmosfer -Bölüm 10-1 : alanların sınıflandırılması. Gaz varlığında patlayıcı ortamlar

  • CEI 21-39 Klavuzu, Akümülatör ve kurulumlar için emniyet gerekleri - Bölüm 2: Sabit piller, (İtalya)

  • CEI 21-42 Klavuzu, Akümülatör ve kurulumlar için emniyet gerekleri - Bölüm 3: Çekiş bataryaları, (İtalya)

  • IP15: Petrol Sanayi Güvenli Uygulama Model Kuralı, Bölüm 15: Yanıcı Madde Kullanan Petrol Tesislerinde Sınıflandırma Kuralları (İngiltere)

  • IGEM/SR/25: Doğal Gaz Tesislerinin Tehlikeli Bölge Sınıflandırması (İngiltere)

  • TRBS 2152: Tesis Güvenliği Sağlama Teknik Kuraları (Technischen Regeln fϋr Betriebssicherheitsverordnung) (Almanya)

  • BRG 104: ExRL “Patlamadan Korunma- Kurallar– Örneklerle Birlikte Patlama Tehlikesi Bulunan Tesis Güvenliği Sağlama Teknik Kuraları (ExRL Explosionsschutz- Regeln – Regeln für das Vermeiden der Gefahren durch explosionsfähige Atmosphäre mit Beispielsammlung Technischen Regeln fϋr Betriebssicherheitsverordnung) (Almanya)

  • API RP 505: Petrol Tesislerindeki Elektrikli Teçhizatların Bölge 0, Bölge 1 ve Bölge 2 Olarak Sınıflandırılması için Tavsiye Edilen Uygulama (Amerikan Petrol Enstitüsü (API)

 

EN 60079-10-1:2015 standardı patlayıcı gaz ortamları oluşabilecek alanların sınıflandırılması,  patlayıcı ortamların (BÖLGE) (ZONE) tayini yapmak üzere hazırlanmış birer rehber niteliğindedir. Yine standartlara göre bölge sınıflandırmasının yanıcı malzemeler, prosesler ve teçhizat özellikleri hakkında bilgi sahibi olmadan yapılamayacağı, bu standartların alan sınıflandırması için bir öneri sunduğu ve alan sınıflandırmasının mutlak suretle kimya mühendisleri tarafından tasarım aşamasında yapılmasını tavsiye etmektedirler.

 

EN 60079-10-1:2015 Standardının ana mantığı ise patlayıcı alandaki kimyasalların yanıcılık düzeyleri, boşalma kaynakları, yayılma hızları ve bu alandaki havalandırma koşullarına göre patlayıcı alan sınıflandırmasını yapmaktır.  Standartta havalandırma tipleri doğal ve suni havalandırma olmak üzere iki sınıfa ayrılmış ve havalandırma derecesinin ve tehlikeli bölgeye etkisinin kıymetlendirilmesi gerektiği belirtilerek formülasyonlar verilmiştir.

 

Tehlikeli alanların sınıflandırılmasının amacı, farklı derecelerde/olasılıklarda risk taşıyan farklı bölgeleri, her bir bölgede kullanılacak olan uygun elektriksel ekipmanın seçimi ve kurulumunu sağlamak için birbirinden ayırmaktır. EN 60079-10-1:2015 standardı patlayıcı gaz ortamları oluşabilecek alanların sınıflandırılması ve BÖLGE (ZONE) tayini yapmak üzere hazırlanmış bir rehber niteliğindedir. Yine standartta bölge sınıflandırmasının yanıcı malzemeler, prosesler ve teçhizat özellikleri hakkında bilgi sahibi olmadan yapılamayacağı, bu standardın alan sınıflandırması için bir öneri sunduğu ve alan sınıflandırmasının mutlak suretle tasarım mühendisi, emniyet, makine ve diğer mühendislik personeline de danışılarak yapılmasını tavsiye etmektedir.

 

Aslında İtalyan Methodolojisi’ne dayanan standart, ortamda yanabilen gazların bulunduğu tehlikeli alanların sınıflandırılmasını sağlamak ve ATEX Direktifinin gereksinimlerinin uygulanmasına yardımcı olabilmek amacıyla iki adet kılavuzdan türetilmiştir. Bunlar:

 

  • CEI 31-35 Kılavuzu, “Patlayıcı ortamlarda kullanılan elektriksel ekipmanlar. CEI EN 60079-10 Normu (CEI 31-30) uygulama kılavuzu”, (İtalya)

  • CEI 31-35; V1 Kılavuzu, “Patlayıcı ortamlarda kullanılan elektriksel ekipmanlar. CEI EN 60079-10 Normu (CEI 31-30) uygulama kılavuzu”, (İtalya)

  • CEI 31-35/A Kılavuzu, “Patlayıcı ortamlarda kullanılan elektriksel ekipmanlar. CEI EN 60079-10 Normu (CEI 31-30) uygulama kılavuzu. Tehlikeli bölgelerin sınıflandırılması, uygulama örnekleri.” ,(İtalya)

  • CEI 31-87 Klavuzu: Patlayıcı Atmosfer -Bölüm 10-1 : alanların sınıflandırılması. Gaz varlığında patlayıcı ortamlar

 

Bu iki kılavuz, tehlikeli bölgenin türünün ve bölgenin boyutlarının belirlenmesindeki püf noktalarını vermektedir. Standardın ana mantığı ise patlayıcı alandaki kimyasalların yanıcılık düzeyleri, boşalma kaynakları, yayılma hızları ve bu alandaki havalandırma koşullarına göre patlayıcı alan sınıflandırmasını yapmaktır. Bu iki kılavuzun yayınlanmasıyla ortaya atılan İtalyan yöntemi, sonuç olarak hem tehlikeli bölgenin cinsini hem de büyüklüğünü elde etmemizi sağlayan ve birbirini takip eden adımlardan oluşan bir süreçtir. Bu kılavuzlar ana hatlarıyla şu bulguları ortaya atmaktadır:

 

  • En uygun büyüklükteki sızıntılar ekipmanın (pompa/kompresör; boru bağlantıları, vana, v.b.) cinsine bağlı olarak ifade edilen bir fonksiyon şeklinde uygulanabilir.

  • İstatistiksel veriler esas alınarak yapısal (sürekli) emisyonların akış hızı ekipmanın cinsine (pompa/kompresör; boru bağlantıları, vana, v.b.) bağlı bir fonksiyon olarak ifade edilebilir.

  • Birincil ve ikincil derece emisyonların akış hızı belirli referans formüller esas alınarak değerlendirilebilir/hesaplanabilir.

  • Tehlikeli alanın boyutlarının belirlenmesi boşalma akış hızına, havalandırma türüne ve ele alınan yanıcı maddenin cinsine bağlı olarak değişen bir fonksiyon yardımıyla belirlenebilir.

 

Standartta verilen temel kuralları inceleyecek olursak; yanıcı bir maddenin boşalma hızı tehlikeli bir bölgenin boyutunu etkileyen en önemli faktördür. Boşalma hızı ne kadar yüksekse, tehlikeli bölge boyutu o kadar geniştir. Belirli bir boşalma hacmi için Alt Patlama Eşiği (LEL) ne kadar düşükse, bir tehlikeli bölgenin boyutu da o kadar geniş olacaktır. Tehlikeli bölge tiplerini belirlemenin temel unsurları boşalma kaynaklarının tesbiti ve boşalma derecelerinin belirlenmesidir.

 

Patlayıcı gaz ortamı sadece yanıcı gaz veya buharın hava ile birlikte mevcut olması hâlinde oluşabileceği için, bu yanıcı maddelerin ilgilenilen bölgede mevcut olmasının mümkün olup olmadığına karar verilmesi gerekir. Genel olarak, bu gazlar ve buharlar (ve bunların oluşmasına sebep olan yanıcı sıvı ve katı maddeler) tamamen kapatılmış olan veya olmayan proses teçhizatının içinde bulunur. Bir proses tesisinin içinde yanıcı bir atmosferin nerede mevcut olabileceğinin veya bir proses tesisinin dışında  yanıcı  maddelerin boşalmasının nerede yanıcı atmosfer meydana getirebileceğinin belirlenmesi önemlidir.

 

Yanıcı sıvılardan boşalma genellikle zeminde bir göllenme oluşturur, yüzey tarafından emilmediği sürece sıvının yüzeyinde bir buhar bulutu oluşur. Buhar bulutunun büyüklüğü maddenin özelliklerine ve ortam sıcaklığındaki buhar basıncına bağlıdır. Buhar basıncı bir sıvının buharlaşma hızının göstergesidir. Normal sıcaklıklarda yüksek buharlaşma basıncına sahip bir madde genellikle uçucu olarak nitelendirilir. Genel kural olarak, ortam sıcaklıklarında sıvının buhar basıncı artarken kaynama noktası azalır. Sıcaklık yükseldikçe buhar basıncı da artar.

 

Yanıcı maddenin boşaldığı açıklık (delik, yarık) genişliğine kıyasla uzun ise viskozite boşalma hızını önemli ölçüde azaltabilir. Bu faktörler yeni standartta deşarj katsayısı (C) ile hesaplamaya dahil edilmiştir. Deşarj katsayısı Cd belirli özelliklere sahip delik aralıkları çerçevesinde yapılan belirli boşalma deneyleri sonucunda elde edilen deneysel bir değerdir.

 

Basınçlı gaz yoğunluğunun sıvılaştırılmış gaz yoğunluğundan düşük olması halinde, bir kaptan gaz boşalma hızı ideal gazın adyabatik genişlemesi baz alınarak hesaplanabilir. Kap içindeki basıncın kritik basınçtan büyük olması halinde boşalan gazın hareket hızı sonik, aksi durumda ise subsonik’tir. İki durum için de ayrı ayrı hesaplama verilmiştir, ancak bu hesaplamalarda 2009 versiyonundan farklı olarak gazın sıkıştırılma oranı ile deşarj katsayısı da hesaba dahil edilmiştir.

 

Bina içindeki havanın akış hızını hesaplamak maksadıyla; rüzgar yönüne, açıklıkların büyüklüğüne, pozisyonuna ve binanın şekline bağlı olarak hesaplama formülleri verilmiştir. Havanın menfeze giriş açısı ve menfezdeki engeller (filter, mazgal vb.) nedeniyle havalandırmanın etkinliğinin hesaplanması için formülasyonlar verilmiştir. Baca (Kaldırma) Etkisi (Stack Effect) formülasyonları eklenmiştir.

 

Yeni bir kavram “Arka plan yoğunluğu” değerlendirmesi getirilmiştir. Hesaplanan Vz teorik hacminin kapalı alan V0 hacmi ile karşılaştırılması ile havalandırma derecesi tayin edilmesi mantığı standarttan kaldırılmıştır. Arka plan yoğunluğu, dikkate alınan hacim içerisinde bir zaman dilimi sonra bulunan yanıcı maddenin ortalama yoğunluğudur. Bu zaman dilimi boşalma ve havalandırmanın sebep olduğu hava akışı arasında kararlı bir durumun ortaya çıktığı zaman dilimidir.

 

TS EN 60079-10-1: 2015 Standartın BÖLGE (ZONE) Hesaplamalarında Cevap Veremediği Durumlar ve Koşullar Nelerdir?

 

TS EN 60079-10-1:2015 versiyonu standartının akışkanlar mekaniği ve termodinamik ile temel Kimya Mühendisliği eşitlik ve teoremlerine sıklıkla atıf yaptığını ve kullandığını sayfalarca bu kuralları edebi dille anlattığını görmekteyiz. Yanlız problem şudur ki, anlattığı durumlar ile ilgili hesaplama eşitliklerini kendi içerisinde vermemiştir, kullanılabilecek standartları ise kaynakça kısmında refere etmiştir. CEI 31-35 ve  CEI 31-35/A standartları ise; kimya mühendisliği eşitliklerini ve teoremleri ile  akışkanlar mekaniği ve termodinamik kuralları kullanılarak söz konusu durumlar için birçok eşitlik vermiştir.

 

 

Sıvı boşalmaları çok farklı biçimlerde meydana gelebilir. Boşalmanın niteliği ve buhar veya gazın nasıl oluştuğu ayrıca çok sayıda değişkene bağlıdır.  Kaynama noktası yüksek olan sıvılarda boşalma genellikle önemli miktarda sıvı fazında olacaktır. Jet boşalma sonucu olarak, sıvı küçük damlacıklara bölünebilir. Boşalan buhar, jet oluşumuna ve buharlaşma noktasından, damlacıklardan veya sonrasındaki göllenme oluşumundan kaynaklanan buharlaşmaya bağlı olacaktır.

 

Çok sayıdaki koşullar ve değişkenler nedeniyle IEC 60079-10-1: 2015 standartında sıvı buhar veya gaz boşalmasında aşağıdaki tüm özellik ve koşulları değerlendirmek için bir metodoloji verilmemiştir. Kullanıcılar boşalma hızı hesaplama modelinin her türlü kısıtlamasını gözlemleyerek ve/veya her sonuç için uygun korumacı bir yaklaşım izleyerek uygun bir model veya boşalma hızı formülasyonu seçmelidir. Bu konuda ise ne yazık ki EN 60079-10-1:2015 standartı kısıtlı kalmaktadır, bu nedenle ZONE hesaplaması yapmak isteyen uzmanların mutlak suretle CEI 31-35 stnadrtına bakması ve hakim olması gerekmektedir.

 

1.Yanıcı maddelerin fizikokimyasal özellikleri,

  • Parlama noktası

  • Buhar basıncı

  • Molar kütle

  • Özkütle

  • Sabit basınçta özgül ısı ile sabit hacimde özgül ısı oranı

  • Gazların yayılım katsayısı

  • Kaynama noktası

  • Gazın, buharın ya da sisin bağıl özkütlesi

  • Patlama limitleri

  1. Yanıcı maddelerin ortamdaki/sistemdeki/ekipmandaki özelliğine ilişkin hususlar,

  • Maddenin sıcaklığı

  • Basınç

  • Konteynırın çeşidi

  • Sızdırmazlık elemanının özellikleri

  • Sızan yerin yerden yüksekliği

  • Bakım durumları, konteynırın ve sızdırmazlık elemanlarının bütünleşmesi

2. Akış debisinde boşalan gaz veya buharın öngörülebilir boşalma çeşitlerine ilişkin hususlar,

 

Boşalma akış hızının daha büyük olursa alan daha büyük olur. Boşalma akış hızı aşağıda belirtilen diğer özelliklere bağlıdır:

 

c1)       Boşalma kaynağının geometrisi

Boşalma kaynağının fiziksel özelliklerine bağlıdır, örneğin serbest bir yüzey, flanştan gerçekleşen kayıp, vb.

 

c2)       Boşalma hızı

            Verilen boşalma kaynağı için, akış boşalma hızıyla birlikte artar.

Bir maddenin bir proses ekipmanı içinde olması durumunda, boşalma hızı proses basıncı ve boşalma kaynağının geometrisi ile ilişkilendirilir. Gaz veya yanıcı buhar bulutunun boyutu kendi boşalma hızına ve yayılım akış debisine bağlıdır. Yüksek hızda boşalan gaz ve buharlar, koni şeklinde jet oluşturur. Bu gaz ve buharlar havayla sürüklenir ve kendiliğinden seyrelir.

Patlayıcı ortamın genişliği, genellikle, hava akışından bağımsızdır. Bir madde düşük hızda boşalırsa veya hızı katı cisimler tarafından yavaşlatılıyorsa, transfer ve seyrelme hava akışı ile sağlanır ve genişlik hava akış hızına bağlıdır.

           

c3)       Derişim

Boşalma hızı boşalan karışımdaki buhar ya da yanıcı gaz derişimleriyle birlikte artar.

           

c4)       Yanıcı maddenin uçuculuğu

           

c5)       Sıvının sıcaklığı

 

Buhar basıncı sıvının sıcaklığı ile artar, böylelikle buharlaşma ile boşalma akış hacmi de artar.

  1. Çevresel koşullara ilişkin noktalar,

  • Hava hızı

  • Havalandırmanın kullanılabilirliği

  • Tehlikeli maddenin hava ile karışma ihtimali

  • Yüzey pürüzlülüğü

  1. Salınım süresi

  • Sabit durum

  • Sınırlandırılmış zaman salınımı.

 

IEC 60079-10-1: 2015 standartında sıvı boşalmasını iki formülasyonla vermiştir, bunlar;

  • IEC 60079-10-1: 2015 versiyonu, sıvı buharlaşması için sıvının buharlaşma kesri üzerinden hesalama önermiştir, bu hesaplamayı yapabilmek için öncelikle sıvı buharlaşma kesrinin hesaplanması gerekmektedir. 2009 versiyonunda buharlaşma kesri hesaba dahil edilmemiştir. Bu hesaplamada 2009 versiyonundan farklı olarak sıvının deşarj katsayısı da hesaba dahil edilmiştir.
  • Ancak IEC 60079-10-1: 2015 buhar kesrinin heaplanmasında benzen’i esas almıştır. Oysa literatürde birçok solventin buharlaşma kesirleri bütil asetat baz alınarak verilmektedir.

  • Özellikle “buharlaşan havuzların sıvı oluşumu (göllenme)” için de EPA’nın formülasyonları önerilmiştir.

 

Buharlaşan havuzlar sıvı sızıntısının bir sonucu olabilir ancak yanıcı sıvının açık bir kapta depolandığı veya kullanıldığı alanda teknolojik sistemin bir parçası da olabilir.  Sıvının döküldüğü yüzeydeki termodinamik durum gibi dökülmelerle ilgili olabilecek özel faktörler hesaba katılmadıklarından, IEC 60079-10-1: 2015 standartında değerlendirme ince yüzey dökülmeleri için geçerli değildir.

 

EPA’nın teknik rehberindeki varsayımlar da aynen IEC 60079-10-1: 2015 standartı içinde kullanılmıştır:

  • Hiçbir faz değişimi yoktur ve gaz veya buhar bulutu ortam sıcaklığındadır (faz ve sıcaklık değişiklikleri dağılmada ve buharlaşma hızlarında değişikliklere neden olmaktadır)

  • Boşalan yanıcı madde havadan hafiftir. Yoğun sıvılaştırılmış gazlar bu analizde havadan hafif gazlarla aynı şekilde ele alınmaktadır.

  • Analizde yıkıcı dökülme kaybı için sürekli boşalma değerlendirilmemiştir.(Ani boru hattı ya da tankta yarılma vb.)

  • Sıvılar kaplarından düz bir yüzeye dökülmüş, 1 cm derinliğinde ve 1 m2 alanda göllenme oluşturmuş ve ortam kaynama koşullarında buharlaşmasına izin verilmiştir.

 

Bu denklemin kaynağı Aralık 1987 tarihli ABD Çevre Koruma Ajansı, Federal Acil Durum Yönetim Ajansı, ABD Ulaştırma Bakanlığı, Aşırı Tehlikeli Maddeler içi Acil Durum Planlaması Tehlike Analizi Teknik Kılavuzudur. Ancak yukarda verilen varsayımların iyi değerlendirilmesi son derece önemlidir.

 

IEC EN 60079-10-1: 2015 versiyonundaki buharlaşma kesri ve evaporasyon formülleri yerine standartta göllenme  alanını  tanımlamak gerekmektedir.  Sıvı göllenme  alanını  tanımlayabilmek  için,  ilk  olarak  sıvının  kontrol  altında  tutulduğu sistemden yayılma oranı hesaplanması gerekmektedir. Ancak TS EN 60079-10-1:2015 versiyonu bu tanımlamanın nasıl yapılabileceği için bir ayrıntı paylaşmamıştır, Oysa CEI 31-35 standartında ayrıntılı olarak anlatıldığı gibi formülasyonları da standart içinde verilmiştir.

Göllenme alanı hesabı; iki durum için verilmiştir. Birincisi sabit durumdur.

 

Sıvı kaçağını durdurmak için gereken müdahale süresi dikkate alınarak hesaplama yapma imkanı tanımaktadır. Aşağıdaki durumlar göz önüne alınmaktadır;

  • Gaz dedektörleri mevcut ve otomatik durdurma sistemi var olması durumu,

  • Eğitimli bir kişi tarafından görsel olarak kontrol mevcut olması,

  • Operatör tarafından bir yerden manuel durdurma yapılması durumu

  • Sadece genel gözetime tabi faaliyetler

  • Gözetim olmadan yapılan faaliyetler

İkincisi ise; Sınırlandırılmış zaman salımıdır.

  • Sıvı kaçağını durdurmak için gereken müdahale süresi dikkate alınmadan yani; otomatik kapatma sistemleri dikkate alınarak, hesaplama yapılabilmektedir.

 

CEI 31-35 – 60079-10-1 standartında sıvı birikintisi derinliği değerleri zeminin gözeneklilik, prüzlülük, toprak vb. olması ve maddenin viskozitesi hesaplamaya katılabilmektedir.

  • Kapalı alanda havalandırmanın yeri dikkate alınarak Böle (Zone) dağılımının değerlendirilmesi için rehber niteliğindedir.

Bir örnek verecek olursak; standart içinde verilen sıvı boşalımı için verilen formülasyon tüm sıvı boşalma durumları için kullanılamaz. Yine başka bir örnek; sıvı boşalımı formülasyonu viskoz sıvılar için çok yüksek gerçeğinden yüksek debi vereceğinden kullanılamaz. Yine aynı eşitlik buhar basıncı düşük, kaynama noktası yüksek sıvıların boşalımı, yüksek sıcaklıklarda boşalma, sprey halinde boşalma, fışkırma halinde vb... birçok durumda kullanılamaz.

 

TS EN 60079-10-1:2015 Standartı zaten kendi içinde de bunu belirtmektedir, ancak sadece hızla buharlaşmayan sıvı boşalmaları için (gölet oluşturan) ayrı formülasyon önermiştir.Diğer durumlar içinde ise hiçbir formülasyon önermemiş, hesaplamaların nasıl yapılacağı hakkında hiçbir öneride bulunmamıştır. İşte tam da bu esanada yardımımıza CEI 31-35 60079-10-1:2012 klavuzu yetişmektedir. Hangi durumlar için klavuzda hesaplama formülasyonları bulunmaktadır, bir kısmını özetleyecek olursak;

  • Tek fazlı gaz boşalmaları- Boşalma yönü bilinmeyen boşalma,

  •   Yüksek hızda tek fazlı gaz boşalmaları – Boşalma hızı ≥ 10 m/s - Boşalma yönü bilinen boşalma,

  •  Düşük hızda tek fazlı gaz boşalmaları - Boşalma hızı 10 m/s - Boşalma yönü bilinen boşalma,

  • Soğutulmuş (kriyojenik) sıvı göletlerinden buharlaşmadan kaynaklı boşalmalar,

  • Buharlaşmayan sıvı boşalmaları- Boşalmada sonrasında hızlı buharlaşmayan sıvılar ve oluşan göletten boşalmalar

  •  Püskürtülerek boşalan sıvılar, Kısmi buharlaşmadan kaynaklı boşalmalar,

  •  Ortam açıklığının sıvı yüzey alanina (A) eşit olduğu açık sistemlerde buharlaşan sıvının bağıl yoğunluğu 1,2 den büyük olduğu durum,

  • Sıvı yüzey alanının (A) ortam açıklığından (B) daha büyük olduğu açık sistemlerde buharlaşan sıvının bağıl yoğunluğu 1.2’den büyük olduğunda oluşan ve konteynırın kesit alanı artarken sıvı yüzeylerinin sürekli azaldığı (kesik koni) boşalmalar,

  • Buharlaşan sıvı boşalmaları (sıvılaştırılmış gaz veya aşırı ısıtılmış sıvı),

  • Havalandırmalı ortamda soğutulmamış kaynatılmamış sıvı yüzeyinden buharlaşma,

  • Havalandırmanın olmadığı ortamda soğutulmamış kaynatılmamış sıvı yüzeyinden buharlaşma,

  • Isıtılan kaynayan sıvı yüzeyinden buharlaşma,

  • Başka açık veya kapalı ortamlara açılan ortamlar.

 

2009 versiyonunda delik kesitleri yer almaz iken 2015 versiyonunda delik kesitleri verilmiş ve bu şekilde hesaplamalar daha netleşmiştir. Standarttaki en önemli detay; akışkanın dışarı akacağı deliğin büyüme ihtimaline karşı sızdırmazlığın garantisi istenmektedir. Aksi durumda delik çapı büyümekte ve Bölge (Zone) sınıfı ve yarı çapı da büyümektedir. Örneğin; bir flanş’ın contasının patlama ihtimali olmadığına dair belgelendirme olmaması durumunda fışkırma şeklinde kaçak olacağı kabul edilmekte ve büyük delik çapı kullanılması istenmektedir.Belgelendirmeye sahip çok az conta firması mevcuttur. Conta’nın patlamayacağı garantisi alınamaması durumunda ise farklı önlemler gerekecektir.

 

Söz konusu IEC EN 60079-10-1:2015 standartında fışkırma şekilde boşalma koşulları için patlayıcı ortam hesaplama yöntemi bulunmamaktadır. Yine CEI klavuzlarına başvuru gerekmektedir.

 

Aşağıda verilen tüm havalandırma durumu için CEI 31-35’de doğal ve lokal havalandırma için hesaplama mantığı verilmiştir. TS EN 60079-10-1:2015 standartında ise bu havalandırma durumlarının bir kısmı için formülasyonların verildiğini görmekteyiz.

 

Kapalı ortamlar için havalandırma hızının hesaplanması esnasında perdelenme durumu içinde TS EN 60079-10-1:2015 versiyonu bir çözüm sunamamaktadır. CEI 31-35 klavuzuna baktığımız da ise aşağıdaki durumlar için çözüm sunulduğu görülmektedir.

  1. Perdelenmenin olmadığı durumlar için kapalı ortamlarda rüzgar etkili havalandırma hesaplaması

  2. Perdelenmenin kısmen olduğu durumlar için kapalı ortamlarda rüzgar etkili havalandırma hesaplaması

  3. Perdelenmenin olduğu durumlar için kapalı ortamlarda rüzgar etkili havalandırma hesaplaması

Sonuç

 

İşyerlerinde potansiyel patlayıcı alanlar “Zone” lara ayrılmalı ve yönetmelikte belirtildiği şekilde işaretlenmelidir. TS EN 60079-10-1:2015 standartı, patlayıcı gaz kullanılan alanlarda Bölgelerin belirlemesinde kullanılabilecek metodolojiyi vermektedir. Bölgelendirme süreci olasılığa, potansiyel patlayıcı atmosferin ortamda kalış süresine bağlıdır ve havalandırma bu alanlardaki riskin azaltılmasında ve hem elektriksel hem de elektriksel olmayan tutuşturma kaynaklarının bertaraf edilmesinde kullanılabilecek temel parametredir. Yapılan hesaplamalar sonucunda çıkan sonuçlara göre patlayıcı alan sınıflamasına yüksek, orta veya düşük seviye için ZONE (BÖLGE) önerilerinde bulunulmaktadır.

 

Ancak şu husus unutulmamalıdır, tek başına TS EN 60079-10-1:2015 standartı yeterli bir standart değildir. Standartın cevap veremediği koşullar veya durumlar ya da kimyasallar için diğer klavuz standartların kullanılması elzemdir.

 

Muhtemel patlayıcı ortam ihtiva eden işletmelerde bu alanlarla ilgili değerlendirmelerin yapılmaması, bu alanlarda kullanım için uygun olmayan elektriksel ekipmanların kullanılması ve kontrol önlemlerinin uygulanmıyor olması sanayimiz ve bu sanayi tesislerinde çalışan çalışanlarımız için büyük tehdit oluşturmaktadır. ATEX direktifleri her ne kadar yönetmelik olarak yayınlanmış olsa da işyerlerinin bir çoğunda yanıcı, parlayıcı sıvı, gaz ve toz kimyasal kullanılan alanlardaki prosesler ve ekipmalar bu direktifler yürürlüğe girmeden çok önce yapılmıştır ve kullanılan elektriksel ekipmanlar yeni yönetmeliklere göre uygun değildir. Bu tesislerde kullanılan elektriksel ekipmanların uygun ekipmanlarla değiştirilmesi maaliyet gerektirmektedir. Ancak tehlikenin büyüklüğü düşünüldüğünde söz konusu ekipmanların uygun ekipmanlarla değiştirilmesi çok küçük bir maaliyet olarak kalacaktır.

 

İşyerlerinde patlayıcı ortam sınıflamasını yapacak olan teknik kadroların, patlayıcı ortam BÖLGE’lerinin belirlemesini doğru yapamaması durumunda ise bu alanlarda kullanılacak Ex ekipman seçiminin de doğru yapılamayacağı açıktır. Kanaatimce, özellikle muhtemel patlayıcı ortamlarda risk değerlendirmesi, patlayıcı ortam sınıflandırması ve uygun ekipmanların seçimini yapıcak olan teknik kadroların standartlar konusunda eğitimi ve bilgi düzeyleri de kritik önem taşımaktadır.

Kaynakça

  1. Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik

  2. IEC 60079-10-1:2015 Explosive atmospheres- Classification of areas. Explosive gas atmospheres

  3. CEI 31-35;V1: Atmosfere esplosive- Guida alla classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas in applicazione della Norma CEI EN 60079-10-1 (CEI 31-87)

  4. CEI 31-35/A: Atmosfere esplosive- Guida alla classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas in applicazione della Norma CEI EN 60079-10-1 (CEI 31-87): esempi di applicazione

  5. CEI 31-35: Atmosfere esplosive - Guida alla classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas in applicazione della Norma CEI EN 60079-10-1 (CEI 31-87)

  6. CEI 31-87: Atmosfere esplosive - Parte 10-1: Classificazione dei luoghi. Atmosfere esplosive per la presenza di gas

     

     

     

     

     

     

     

     

     

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload