Bir petrokimya tesisinde atık yağ tankı için elektrikli bir daldırma ısıtıcı belirlediğinizi varsayalım. Tank gizli bir alanda yer aldığından ısıtıcı, bağlantı kutusu ve sıcaklık vericisinin hepsinin sertifikalı bir koruma yöntemine ihtiyacı vardır. Cihaz satıcısı kendinden emniyetli bir verici sunmaktadır. Isıtma ekipmanı üreticisi patlamaya dayanıklı bir flanş ısıtıcısı sunmaktadır. Her iki yaklaşım da ateşlemeyi önler ancak tamamen farklı prensiplerle çalışırlar ve bu fark güç kapasitesini, kurulum maliyetini ve bakım kurallarını belirler.
Temel Fark: Enerji Sınırlaması ve Sınırlama
Kendinden emniyetli bir cihaz, çevredeki atmosferi tutuşturmaya yetecek kadar elektrik veya termal enerji salamayacak şekilde tasarlanmıştır. Patlamaya dayanıklı bir cihaz, alevlerin veya sıcak gazların kaçmasına izin vermeden dahili bir patlamayı kontrol altına alacak şekilde tasarlanmıştır. Kısacası, içsel güvenlik bir önleme stratejisidir, patlamaya karşı koruma ise bir sınırlama stratejisidir.
Bu ayrım, sahadaki ortak bir bilmeceyi açıklıyor: Sıcaklık vericisi doğası gereği güvenli olabilir, ancak birkaç kilowatt çeken ısıtıcı bunu yapamaz. Yüksek güçlü ekipman kendinden güvenli hale getirilemez çünkü hem normal çalışma hem de inandırıcı arıza koşulları, tipik yakıt-hava karışımlarının tutuşma eşiğinin üzerinde enerji seviyeleri üretir.
Terminoloji bölgeye ve standarda göre değişir. Kuzey Amerika uygulamasında, patlamaya dayanıklı terimi yaygın olarak kullanılırken, uluslararası standartlar aynı tekniği Ex d olarak adlandırılan aleve dayanıklı olarak adlandırır. Benzer şekilde, içsel güvenlik Ex i olarak belirlenmiştir. Her iki adı da bilmek, ATEX ve IECEx sertifikalarını yerel onaylarla karşılaştırırken yardımcı olur.
Kendinden Güvenli Ekipman Nasıl Çalışır?
İçsel güvenlik, elektrik enerjisini kaynakta sınırlar. Bir Ex i devresinde voltaj, akım ve depolanan enerji, mevcut belirli gaz veya buharı tutuşturmak için gereken seviyelerin altında tutulur. Güvenli alana monte edilen güvenlik bariyerleri, devreyi akım sınırlayıcı dirençler ve voltaj kenetleme bileşenleriyle sınırlandırır. Kısa devre, kopmuş bir tel veya kazara topraklama durumunda dahi, tehlikeli bölgeye ulaşan enerji, ateşleme eşiğinin altında kalır.
Tipik kendinden emniyetli cihazlar düşük güçlü cihazlardır: sıcaklık vericileri, basınç vericileri, seviye anahtarları, solenoid valfler ve iletişim cihazları. Avantajları teknik olduğu kadar pratiktir:
- Patlayıcı atmosferin sürekli veya uzun süre mevcut olduğu Bölge 0 için onaylanabilirler.
- Muhafazalar kompakt ve hafiftir çünkü ağır, aleve dayanıklı mahfazaya gerek yoktur.
- Bariyerler sağlam olduğunda, eğitimli personel devrenin enerjisini kesmeden bir cihazı açabilir ve bakımını yapabilir.
- Bariyerin güvenli alan tarafında sıradan kablolama yöntemleri uygulanarak kurulum maliyeti azalır.
Sınırlayıcı faktör güçtür. Kendinden güvenli bir devre tipik olarak yalnızca birkaç yüz miliwatt sağlar; bu bir sinyal için yeterlidir ancak ısıtıcı, motor marş motoru veya aydınlatma armatürü için yeterli değildir.
Patlamaya Karşı Korumalı Ekipman Nasıl Çalışır?
Aleve dayanıklı veya Ex d olarak da adlandırılan patlamaya dayanıklı ekipmanlar ise tam tersi bir yaklaşımı benimsiyor. Enerjiyi sınırlamak yerine, dahili bir patlamaya dayanabilecek kadar güçlü bir muhafaza kullanır. Yanıcı gazın mahfazaya girmesi ve tutuşması halinde, mahfaza basıncı kontrol altına alır ve alevi söndürür, böylece patlama dış atmosfere yayılamaz.
Muhafaza, hassas şekilde tasarlanmış alev yollarına dayanır. İşlenmiş bağlantılar ve dar boşluklar, dışarı çıkan gazları muhafazayı terk etmeden önce çevredeki atmosferin tutuşma sıcaklığının altına soğutur. Muhafazanın aynı zamanda en yüksek patlama basıncı altında deformasyona karşı dayanıklı olması gerekir. Bu yaklaşım, ekipmanda depolanan enerjiden bağımsız olarak çalışır; bu nedenle yüksek güçlü cihazlara uygundur. Bu muhafazaların nasıl tasarlandığı ve bakımının nasıl yapıldığına daha yakından bakmak için patlamaya dayanıklı elektrikli ısıtıcıların yapısı, kurulumu ve çalıştırılması hakkındaki makale yararlı bir referanstır.
Endüstriyel ısıtmada yaygın olarak kullanılan patlamaya dayanıklı ürünler şunları içerir:
- Depolama tankları için flanşlı daldırma ısıtıcılar ve vidalı ısıtıcılar
- Hava kanalı ısıtıcıları ve proses ısıtıcıları
- Kontrol kabinleri ve motor yolvericiler
- Bağlantı kutuları, aydınlatma armatürleri ve heat trace kontrol panelleri
Takaslar ağırlık, maliyet ve erişimdir. Patlamaya dayanıklı muhafazalar ağırdır ve dar toleranslara göre üretilmiştir, bu da üretim ve nakliye maliyetlerini artırır. Normalde sistemin enerjisi kesilmeli ve mahfaza açılmadan önce alanda gaz olup olmadığı kontrol edilmelidir. Bununla birlikte, sınıflandırılmış bir alanda gerçek güce ihtiyaç duyan ekipmanlar için patlamaya dayanıklı yapı genellikle tek sertifikalı seçenektir.
Bir Bakışta Kendinden Güvenli ve Patlamaya Dayanıklı
İki yöntemi karşılaştırmanın en hızlı yolu koruma ilkesine, güç kapasitesine ve muhafazaya bakmaktır. Bu tablo, spesifikasyonları inceleyen bir alıcı için en alakalı noktaları özetlemektedir.
Tehlikeli alan ekipmanı için kendinden güvenli (Ex i) ve patlamaya dayanıklı (Ex d) yöntemlerin pratik bir karşılaştırması. | Kriter | Kendinden Güvenli (Ex i) | Patlamaya Dayanıklı (Ex d) |
| Koruma prensibi | Ateşlemeyi önlemek için enerjiyi sınırlar | Dahili bir patlama içerir |
| Tipik güç kapasitesi | Miliwatt, yalnızca sinyal seviyesi | Kilowatt ve üzeri |
| Muhafaza | Hafif, standart endüstriyel muhafaza | Ağır, işlenmiş aleve dayanıklı muhafaza |
| Canlı bakım | Eğitimli gözetim altında izin verilir | Enerjinin kesilmesi ve gaz kontrolü gerektirir |
| Ortak uygulamalar | Vericiler, sensörler, solenoidler, ekranlar | Isıtıcılar, motorlar, kontrol kabinleri, aydınlatma |
| Göreceli sistem maliyeti | Daha düşük cihaz maliyeti artı bariyer maliyeti | Daha yüksek muhafaza ve kurulum maliyeti |
Kendinden Güvenlik ve Patlamaya Dayanıklı Yapı Arasında Seçim Yapmak
Cihazın güç gereksinimiyle başlayın. Cihaz yalnızca miliamper tüketiyorsa ve işlevi sinyal düzeyindeyse, kendinden güvenlik genellikle ekonomik ve pratik bir seçimdir. Cihazın ısı veya mekanik güç sağlaması gerekiyorsa, güç devresinin patlamaya dayanıklı yapıya veya artırılmış güvenlik (Ex e) veya basınçlandırma (Ex p) gibi başka bir yüksek güç yöntemine ihtiyacı olacaktır.
İki yöntem rutin olarak aynı kurulumda bir arada bulunur. Örneğin bir tehlikeli alan proses kızağı, sinyal için kendinden güvenli bir sıcaklık vericisi ve ısıtma yükü için patlamaya dayanıklı bir daldırma ısıtıcısı kullanabilir. Her cihaz kendi işaretini taşır; bu nedenle alıcı, her işaretin konumun gerçek bölgesi, gaz grubu ve sıcaklık sınıfıyla eşleştiğini doğrulamalıdır. ATEX, IECEx veya UL ve CSA gibi ulusal onaylara bakın. İşaretlemede koruma tipi, gaz grubu (IIA, IIB veya IIC) ve sıcaklık sınıfı (T1 ila T6) belirtilmelidir. Sipariş vermeden önce birçok alıcı, onayların teklif edilen tam model için geçerli olduğunu doğrulamak amacıyla üreticinin sertifikalarını ve onurlarını inceler.
Uygulamada Patlamaya Dayanıklı Isıtma Ekipmanları
Isıtma uygulamalarında pratik soru nadiren ısıtıcının kendisinin güvenli olup olmayacağıdır. Bir ısıtıcının sürekli termal güç sağlaması gerekir, dolayısıyla ısıtıcının koruma yöntemi patlamaya karşı dayanıklıdır. Asıl sorular, ısıtıcının bölge için sertifikalı olup olmadığı, terminal muhafazasının aleve dayanıklı olup olmadığı ve kontrol tarafının aynı koruma standardına uyup uymadığıdır.
Sertifikalı bir patlamaya dayanıklı flanşlı daldırma ısıtıcı, tıpkı standart bir flanşlı ısıtıcı gibi tank nozülü aracılığıyla monte edilir, ancak aleve dayanıklı terminal kutusu ve sertifikalı elemanları, onu tehlikeli konumlar için uygun kılar. Küçük ve orta tanklar için 6 kW'lık ATEX sertifikalı model sıklıkla belirtilen bir seçimdir.
380V 6kW ATEX Sertifikalı Patlamaya Dayanıklı Flanşlı Daldırma Isıtıcı Bu sertifikalı flanşlı daldırma ısıtıcı, aleve dayanıklı terminal kutusu ve Bölge 1 ve 2 konumları için ATEX/IECEx onayı ile tehlikeli alanlardaki küçük ve orta boy tanklara uygundur. Ürünü Görüntüle → Kontrol ekipmanı ısıtıcı kadar önemlidir. Sınıflandırılmış alanda bulunan anahtarlama, koruma ve sıcaklık kontrol bileşenlerinin kendi korumasına ihtiyacı vardır. Aynı muhafaza prensibine göre inşa edilmiş aleve dayanıklı bir kontrol kabini, bu bileşenleri muhafaza etmek ve ısıtma döngüsünü uyumlu tutmak için geleneksel çözümdür.
Tehlikeli Alan Isıtma Sistemleri için Aleve Dayanıklı Kontrol Kabini Bu aleve dayanıklı muhafaza, dahili patlamaları içeren ve endüstriler genelinde sınıflandırılmış alanlara uygun ısıtma döngüleri için anahtarlama, koruma ve sıcaklık kontrol bileşenlerini güvenli bir şekilde barındırır. Ürünü Görüntüle → Tehlikeli Konumlarda Heat Tracing Kontrolü
Yüksek güçlü ısıtma yerine sıcaklık bakımına ihtiyaç duyan boru hatları ve gemiler için elektrikli heat tracing yaygın bir çözümdür ve aynı zamanda bir koruma sorunu da yaratır. Heat tracing kablosunun kendisi sabit wattlı veya kendi kendini sınırlayan teknolojiyi kullanıyor olabilir ancak onu besleyen kontrol panelinin bölgeye uygun olması gerekir. Tehlikeli konumlar için tasarlanmış bir ısıtma hattı kontrol kabini, güç dağıtımını, korumayı ve sıcaklık kontrolünü aleve dayanıklı bir muhafazada birleştirir, böylece tüm izleme döngüsü kurulumun geri kalanıyla aynı standardı karşılar.
Tehlikeli Konumlar için Heat-Tracing Kontrol Kabini Bu kontrol kabini, elektrikli heat tracing için sıcaklık kontrolü, algılama ve güç yönetimini entegre eder, 72'ye kadar devreyi destekler ve genel veya tehlikeli ortamlar için uygundur. Ürünü Görüntüle → Sonuç olarak: kendinden güvenli ve patlamaya dayanıklı, aynı korumanın birbirinin yerine geçebilecek tanımları değildir. İçsel güvenlik, enerjiyi sınırlandırarak ateşlemeyi önler; bu, aletler için işe yarar ancak elektrikli ekipmanlar için işe yaramaz. Patlamaya dayanıklı yapı, sertifikalı bir mahfaza içinde bir ateşleme içerir; bu, yüksek güçlü ısıtıcıları, kontrol kabinlerini ve izleme panellerini tehlikeli alanlarda uygulanabilir kılan şeydir. Koruma yöntemini cihazın işleviyle eşleştirin, işaretlemeyi bölge sınıflandırmanıza göre doğrulayın ve hem kalite sistemini hem de tehlikeli alan onaylarını belgeleyen bir üreticiden satın alın.