Patlayıcı Ortamlarda Potansiyel Tutuşma Kaynakları

Patlayıcı atmosferlerde yangın veya patlamanın meydana gelebilmesi için
yanıcı madde ve oksijenin yanı sıra yeterli enerjiye sahip bir
tutuşma kaynağının bulunması gerekir.
Endüstriyel tesislerde karşılaşılabilecek başlıca tutuşma kaynakları şunlardır:

• Sıcak yüzeyler
• Alevler ve sıcak gazlar
• Mekanik olarak oluşan kıvılcımlar
• Elektrik tesisatları
• Elektriksel dengeleme akımları ve katodik koruma sistemleri
• Statik elektrik
• Yıldırım
• Elektromanyetik dalgalar (10⁴ – 3 × 10¹¹ Hz)
• Elektromanyetik dalgalar (3 × 10¹¹ – 3 × 10¹⁵ Hz)
• İyonlaştırıcı radyasyon
• Ultrasonik ses
• Adyabatik sıkıştırma ve şok dalgaları
• Ekzotermik reaksiyonlar ve tozların kendiliğinden tutuşması

Sıcak Yüzeylerin Tutuşma Riski

Sıcak Yüzeyler Hangi Durumlarda Oluşabilir?

• Elektrikli ekipmanlarda, örneğin aydınlatma armatürlerinde
  ve mekanik ekipmanlarda, örneğin pompalarda
• Normal çalışma sırasında; örneğin ısı transfer yağı, iz ısıtma
  sistemleri veya buhar hatlarında
• Arıza durumlarında; örneğin yataklarda veya motor sargılarında
• Kaynak, delme ve taşlama gibi bakım çalışmaları sırasında
• Yetersiz yağlama veya kuru çalışma gibi yetersiz izleme durumlarında

Sıcak Yüzey Nedeniyle Tutuşma Ne Zaman Meydana Gelir?

• Yüzey sıcaklığının gaz, buhar veya toz bulutunun
  tutuşma sıcaklığını aşması durumunda
• Yanıcı toz tabakalarında korlaşma veya kızışma meydana geldiğinde

Yanıcı gazlar ve buharlar, sahip oldukları tutuşma sıcaklıklarına göre
farklı sıcaklık sınıflarına ayrılır.

Tutuşma Sıcaklığı Nedir?

Tutuşma sıcaklığı, yanıcı bir gazın, buharın veya başka
bir yanıcı maddenin harici bir alev veya kıvılcım olmadan sıcak bir yüzey
tarafından tutuşturulabildiği sıcaklıkla ilişkilidir.
Patlayıcı ortamlarda ekipman seçiminde bu değer kritik öneme sahiptir.

Gazlar İçin Sıcaklık Sınıfları

Yanıcı gazlar ve buharlar, tutuşma sıcaklıklarına göre
sıcaklık sınıflarına ayrılır.

• Sınıflandırma, yanıcı maddenin spesifik tutuşma sıcaklığına bağlıdır.
• Gaz ve buharlar için T1, T2, T3, T4, T5 ve T6 sınıfları kullanılır.
• Yanıcı tozlar T1–T6 sıcaklık sınıflarına göre sınıflandırılmaz.
  Tozlu ortamlarda gerçek yüzey sıcaklıkları ve tozun tutuşma özellikleri dikkate alınır.

Sıcaklık Sınıfları Örnekleri

Sıcaklık Sınıfları ve Ex Ekipman Seçimi

Örnek: Solvent Depolama Alanı

Yanıcı bir madde, örneğin T4 sıcaklık sınıfı ile
karakterize edilebilir. T4 sınıfında ilgili ekipman için maksimum yüzey
sıcaklığı 135 °C ile ilişkilidir.

Bu nedenle yanıcı maddenin tutuşma sıcaklığı ile ekipmanın ulaşabileceği
maksimum yüzey sıcaklığı birlikte değerlendirilmelidir.

Örnek: Ex-Proof Armatür

Ex ekipmanlar izin verilen maksimum yüzey sıcaklıklarıyla karakterize edilir.
Örneğin T4 sınıfındaki bir ekipmanın maksimum yüzey sıcaklığı
135 °C’yi aşmamalıdır.

Yanıcı Tozların Özellikleri

Küçük yanıcı toz parçacıkları endüstriyel ortamlarda iki temel şekilde
bulunabilir:

• Havada dağılmış yanıcı toz bulutu
• Yüzeylerde birikmiş yanıcı toz tabakası

Tozun görünüm şekli, parçacık boyutu ve diğer fiziksel özellikleri
tutuşma davranışını ve tutuşma sıcaklığını etkileyebilir.

Toz Tabakasının Tutuşma Sıcaklığı

Toz Bulutunun Tutuşma Sıcaklığı

Yanıcı Tozlarda Yüzey Sıcaklığı ve Ekipman Seçimi

Örnek: Un Paketleme Tesisi

Yanıcı tozların bulunduğu ortamlarda iki farklı tutuşma sıcaklığının
dikkate alınması gerekir:

• Toz tabakasının tutuşma sıcaklığı
  (örneğin T_{5 mm} = 300 °C)
• Toz bulutunun tutuşma sıcaklığı
  (örneğin T_CL = 460 °C)

Örnek: Tozlu Alan İçin Ex-Proof Armatür

Tozlu tehlikeli alanlarda kullanılacak ekipmanlar
gerçek maksimum yüzey sıcaklığı ile işaretlenir.
Ekipman seçilirken gerekli güvenlik payları dikkate alınmalıdır.

Elektrik Tesisatlarında Tutuşma Kaynakları

Elektrik tesisatları patlayıcı ortamlarda başlıca iki şekilde
tutuşma kaynağı oluşturabilir:

• İzin verilen değerin üzerinde sıcak yüzey oluşması
• Tutuşmaya yeterli enerjiye sahip elektrik kıvılcımlarının oluşması

Elektrik kıvılcımı ile tutuşma riski değerlendirilirken yanıcı gaz ve
buharlar, ihtiyaç duydukları tutuşma enerjilerine ve özelliklerine göre
gaz gruplarına ayrılır.

Gaz Grupları ve Tutuşma Enerjileri

Tutuşma Enerjileri ve Ex Ekipman

Örnek: Hidrojen Soğutmalı Elektrik Santrali Jeneratörü

Bazı elektrik santrali jeneratörleri hidrojen ile soğutulur.
Hidrojen, IIC gaz grubunda değerlendirilir ve oldukça düşük
bir tutuşma enerjisine sahiptir.

Bu nedenle hidrojen bulunan ortamlarda kullanılan elektrikli ekipmanların,
çok düşük enerjili kıvılcımların dahi tutuşmaya yol açabileceği dikkate
alınarak seçilmesi gerekir.

Örnek: Kendinden Emniyetli Bariyer

Kendinden emniyetli bariyerler devredeki gerilim, akım ve
gücü sınırlandırarak kıvılcım enerjisinin tehlikeli seviyelere ulaşmasını
önlemeye yardımcı olur.

Uygun şekilde tasarlanmış bir sistemde oluşabilecek kıvılcım enerjisi,
IIC grubundaki yanıcı maddelerin tutuşturulması için gereken seviyenin
altında tutulur.

Mekanik Olarak Oluşan Kıvılcımlar

Mekanik Kıvılcımlar Hangi Durumlarda Oluşabilir?

• Yabancı parçacıkların hareketli parçalara girmesi durumunda;
  örneğin değirmene taş veya vantilatöre vida girmesi
• Bakım, onarım veya montaj sırasında el aletlerinin kullanılması sonucunda

Oksitlenebilir malzemelerin bulunduğu durumlarda veya yoğun
kıvılcım yağmuru oluşması halinde tutuşma riski artabilir.

Statik Elektrik ve Patlama Riski

Statik elektrik, elektrik yüklerinin bir yüzeyde veya
malzeme üzerinde birikmesi sonucu ortaya çıkabilir. Patlayıcı atmosferlerde
bu yüklerin ani boşalması tutuşma kaynağı oluşturabilir.

Statik Elektrik Hangi Durumlarda Oluşabilir?

• Tesislerin normal çalışması sırasında; örneğin rulolar üzerinden geçen
  folyolarda veya borular içerisinde hareket eden sıvılarda
• Yüzeylerin silinmesi gibi temizlik çalışmaları sırasında
• İnsanların yürümesi sırasında
• Malzemelerin temas etmesi, ayrılması, aktarılması veya sürtünmesi sırasında

Patlayıcı ortamlarda statik elektrik kaynaklı risklerin azaltılması için
uygun topraklama, eşpotansiyel bağlantı ve elektrostatik yük kontrolü
yöntemlerinin uygulanması önemlidir.