Ex d aleve dayanıklı muhafaza: tasarım, avantajlar, sınırlamalar

Ex d aleve dayanıklı muhafaza uygulaması

Bu makaledeki birçok konu, anahtarlama, ölçüm ve kontrol cihazları da dahil olmak üzere çeşitli ekipman türlerini monte etmek için kullanılan muhafazalara atıfta bulunacak olsa da, bu koruma konseptinin geniş bir ürün yelpazesi için geçerli olduğu vurgulanmalıdır. Aşağıda bunlardan bazılarının bir listesi bulunmaktadır:

Ex d – Alev Almaz Muhafaza: Çalışma Prensibi

Bu koruma özel bir muhafazanın kullanılmasını içerir. Muhafazanın içinde bir patlamanın meydana gelmesine izin verilir, ancak patlamanın dışarıya kaçmaması gerekir. Ancak bu korumanın etkili olabilmesi için bir dizi kısıtlamanın karşılanması gerekir. Aksi takdirde, koruma etkisiz olacak ve muhafazanın dışında ikincil bir patlama riski oluşturacaktır.

Ex d Korumasının Temel Varsayımları:

• patlayıcı bir atmosfer muhafazanın içine nüfuz edebilir,
• Muhafazanın içinde normal (Ex olmayan) ekipman kullanılabilir ve bu nedenle yüksek sıcaklıklar veya kıvılcımlar şeklinde ateşleme kaynakları oluşabilir,
• muhafaza iç patlamanın basıncına dayanmalıdır,
• Özellikle muhafaza ve kapağı arasındaki mekanik bağlantılar, alevleri söndürürken aşırı basıncın salınmasını kontrol edecek ve patlayıcı atmosfer için ikincil bir ateşleme kaynağı haline gelmemeleri için dışarı çıkan gazları soğutacak bir alev yolu oluşturmalıdır.

Alev Yolunda Hasar

Alev yolu, örneğin çeşitli çukurlaşma veya çizikler nedeniyle hasar görürse ne olur? Koruma etkinliğini kaybeder ve bu da aşağıdaki animasyonda gösterildiği gibi muhafazanın dışında ikincil bir patlama riski oluşturur:

• bölüm 1/3: hasar görmemi̇ş bi̇r muhafaza i̇çeri̇si̇ndeki̇ patlama
• bölüm 2/3: muhafaza gövdesi̇-kapak bağlantisinda bi̇r çi̇zi̇k oluşturulmasi
• bölüm 3/3: patlamanin dişaridaki̇ çi̇zi̇kten geçerek i̇ki̇nci̇ bi̇r patlamaya yol açmasi

Ex d Korumanın Avantajları

• Küçük boyutlara sahip tipik çözümler için nispeten düşük maliyet,
• Muhafaza içinde sıradan (Ex olmayan) ekipman kullanma imkanı, bu da cihazın maliyetini düşürür,
• cihazın içine kıvılcım veya ısıtma bileşenleri yerleştirme olasılığı,
• Ex versiyonlarda bulunmayan yüksek güçlü ekipmanları ve standart dışı bileşenleri muhafaza etme imkanı.

Ex d Korumasının Sınırlamaları

• Orta ve büyük ölçekli muhafazaların satın alınmasının çok yüksek maliyetli olması,
• Alev yolunun hasara karşı yüksek hassasiyeti (koruma etkinliğinin kaybı),
• Diğer yerlerin yanı sıra Avrupa’da kullanılan IEC 60079-1 ile uyumlu ekipmanın yüksek onarım maliyeti (sökme ve üreticiye gönderme gerektirir) – aşağıdaki tablodaki ayrıntılara bakın,
• Cihazın çok yüksek ağırlığı, kurulumu ve kullanımı zorlaştırır,
• alev yolu hasarını tespit etmek için otomasyon eksikliği, daha yüksek denetim maliyetlerine yol açar (yakın denetim, ayrıntılı alev yolu denetimi gerektirir),
• sınırlı sayıda muhafaza boyutu.

Avrupa ve Kuzey Amerika’da Farklı Ex d Koruma Konseptleri

Farklı ekonomik alanlar farklı norm ve standartlara dayanmaktadır. Örneğin, Avrupa’da Ex d koruması hakkında bilgi edindiğimiz birincil belge IEC 60079-1 standardıdır. Kuzey Amerika’da ise bunlar UL1203 veya FM 3615 standartlarıdır. Sonuç olarak, Ex d patlama koruması için hem terminolojide hem de temel varsayımlarda belirli farklılıklar vardır.

Terminoloji Farklılıkları

Terminoloji ile başlayalım, çünkü yanlış kullanımı ciddi hatalara yol açabilir. Avrupa’da Ex d korumalı cihazlar IEC 60079-1 standardına göre aleve dayanıklı olarak adlandırılır. Aynı zamanda, patlayıcı bölgelerde kullanılması amaçlanan cihazlar (sahip oldukları korumadan bağımsız olarak) genellikle patlamaya dayanıklı cihazlar olarak adlandırılır.

Öte yandan, Kuzey Amerika’da patlamaya dayanıklı terimi yalnızca Ex d korumalı cihazlar için kullanılmaktadır.

Kavramsal Farklılıklar

Ex d korumalı cihazların terminolojisinde Avrupa (alev geçirmez) ve Kuzey Amerika (patlamaya dayanıklı) arasındaki farklılıklar, uyuşmazlıklar listesinin sadece başlangıcıdır. Ex d koruma konseptinin kendisine yaklaşımda çok daha önemli farklılıklar mevcuttur – bunlardan bazıları aşağıdaki tabloda sunulmuştur.

	Farklı Standartlara Göre Ex d Muhafaza Tipleri
İsimlendirme	Patlamaya dayanıklı (patlamaya dayanıklı)	Alev geçirmez (aleve dayanıklı)
Bölge	Kuzey Amerika ve aşağıdaki standartları kullanan diğer bölgeler	AB ve diğer bölgeler aşağıdaki standarda göre
Standart	UL1203 veya FM 3615	IEC 60079-1
İnşaat	Minimum et kalınlığı gereksinimi (ağır). Farklı yaklaşımlar: contalar, bağlantılar, alev yolları, açıklıklar, tapalar, korozyon koruması, ek testler	Minimum duvar kalınlığı için gereklilik yok (daha hafif)
Muhafazada delik açma	Kullanıcı, EPC, yerinde sondaj imkanı	Üretici, onarım tesisi
Giriş Koruması	Yukarıdaki standartlarda yer alan giriş koruması ve hava koşullarına dayanıklılık gereklilikleri.	Başka bir standart olan IEC 60529’a göre
Basınç Testi	10 saniye boyunca 4 x patlama basıncı 10 patlama basıncı testi Uygulanabilirse %75 havalandırma tıkanıklığı ile 10 ek test	1,5 x patlama basıncı Farklı gaz karışımları ile 5 test
Sıcaklık Artışı	Dikkate alınmadı	Cihazın belirtilen sıcaklık sınıfını aşmamasını sağlamak için miktar, düzenleme, güç, muhafaza boyutu vb. gereksinimleri karşılamalıdır (uygun hesaplamalar gereklidir)
Boş Satıldı	Evet	Sadece diğer üreticilere (sertifika U), son müşterilere sadece ekipmanlı bitmiş bir ürün

Dekompresyon Panelli ve Alev Tutuculu Ex d Muhafaza – Yeni Bir Konsept

Birkaç yıl önce, piyasada yeni bir Ex d muhafaza konsepti ortaya çıktı ve bunun ana avantajının ağırlığın ve dolayısıyla cihazın maliyetinin azaltılması olması gerekiyordu. Yeni konsept, alevsiz patlama havalandırması olarak adlandırılan ince duvarlı bir muhafazanın kullanılmasını içeriyordu. Görevi, patlamayı dışarıya iletme riski olmadan patlama etkilerini çevreye yönlendirerek muhafaza içindeki basıncı azaltmaktır. On yıllardır bilinen bu konsept şimdiye kadar sadece silolar, toz toplayıcılar, kovalı elevatörler vb. gibi proses ekipmanlarını korumak için kullanılmıştır.

Alevsiz Patlama Havalandırmalı Ex d Muhafaza Nasıl Çalışır?

Bu çözüm, patlama basıncı +/- 0,1 bar g’ye ulaştığında kasıtlı olarak yırtılarak patlama etkilerini çevreye yönlendiren dekompresyon paneli olarak adlandırılan bir panelin muhafaza duvarlarından birine monte edilmesini içerir. Bununla birlikte, bunun güvenli bir şekilde yapılmasını sağlamak için, panelin arkasında (dışarıdan bakıldığında) uygun sayıda çelik ağ katmanından yapılmış bir tür filtre bulunur. Bunun görevi şudur:

• Alevleri söndürün,
• egzoz gazlarını soğutun,
• patlama basıncını dağıtın.

Patlayıcı ortamın kendiliğinden tutuşma sıcaklığının altında soğutulan artık basınç ve egzoz gazları çevreye kaçar.

İlginç konseptine rağmen, bu çözüm henüz kullanıcılar arasında kabul görmedi ve sadece bir merak olarak kaldı.

Ex d ve Ex e Muhafazaların Birleştirilmesi

Ex d koruma genellikle Ex e gibi diğer koruma yöntemleriyle birlikte kullanılır. Aşağıda, Ex d muhafazanın Ex e muhafaza ile kombinasyonunu görüyoruz, bu da çoğu zaman çözümün maliyetini düşürmeye ve işlevselliğini artırmaya olanak tanır. Aynı zamanda, müşteriler genellikle aleve dayanıklı (Ex d) muhafazaları, çoğu durumda aynı veya daha yüksek güvenlik seviyesini sağlarken daha düşük bir fiyat ve daha kolay bakım sağlayan güçlendirilmiş Ex e muhafazalarla değiştirmeye karar verirler.