EXPROOF SEMİNERİ PATLAYICI ORTAMLAR SEMİNERİ ELEKTRİK MÜHENDESLERİ ODASI ANKARA ŞUBESİ 27 KASIM 2013 Sunan: Elektrik Yük. Müh. M. Kemal SARI
1.0 GİRİŞ TEMEL TERİM ve TEMEL BİLGİLER EXPROOF nedir? PATLAYICI ORTAM NEDİR? PATLAYICI ORTAMIN TARİFİ Patlayıcı, parlayıcı ve yanıcı nitelikteki gaz, toz veya buharın hava ile karışarak patlayıcı kıvama geldikleri yerlere patlayıcı ortam denir. Patlayıcı ortamın kısa tarifi budur. Patlayıcı ortam oluşması ve tehlike yaratabilmesi için üç unsurun bir araya gelmesi gerekir. PATLAMA ÜÇGENİ
PATLAYICI GAZLAR ALT PATLAMA SINIRI (LEL) ÜST PATLAMA SINIRI (OEL) Hava ile karışım Saf oksijenle karışım Gaz Formül LEL *) OEL *) LEL *) OEL *) Metan CH4 4.4-5.0 15-16,5 4.8 60 Propan C3H8 1.7-2.1 10-10,9 2.0 60 Bütan C4H10 1.4-1.8 9,3-10.6 1.8 57.5 Hexan C6H14 1,0 8,1 Nonan C6H20 0,7 5,6 Etilen C2H4 2,3-2.9 32,4-33.5 3.0 81.5 Benzol C6H6 1,2 8,0 Hidrojen H2 4 77 4.0 95.0 Asetilen C2H2 1,5 78
YANICI, PARLAYICI ve PATLAYICI SIVILAR FLASH POINT = PARLAMA NOKTASI BUHAR BASINCI BUHARLAŞMA
PARLAMA NOKTASI (FLASH POINT) Benzin Parlama noktası Flash point Sınıf Kaynama noktası Boiling point Havada asgari Tutuşma sıcaklığı C F C F C F -40 ile -46-40ile -46 Diesel yakıt > 55 > 131 II IB 38 ile 204 Gaz yağı > 38 > 100 II 151 ile 301 100 ile 400 304 ile 574 Yaklaşık 441 Yaklaşık 825 227 (440) Şase gresi 204 400 IIIB >427 >800 >427 >800 Dişli yağı 202 395 IIIB >427 >800 >427 >800 %100 metanol % 50 metanol 12 54 IB 64 148 385 725 27 80 IB
BUHAR BASINCI NEDİR BUHARLAŞMA: Herhangi bir sıcaklıkta, yüzeyde olan sıvı moleküllerinden, kinetik enerjisi yüksek olan tanecikler, tanecikler arası çekim kuvvetini yenerek sıvı halden gaz hale geçerler. Bu olaya buharlaşma denir. Buharlaşma sırasında geride kalan sıvı moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi azaldığı için, çevreden ısı alarak enerjisini yükseltir.buharlaşma olayı bu şekilde devam eder. BUHARLAŞMA İLE KAYNAMA ARASINDAKİ FARKLAR Buharlaşma her sıcaklıkta olur, kaynama belirli sıcaklıkta belirli basınçtadır. Buharlaşma yüzeyseldir, kaynama sıvının her noktasında olur. Sıcaklık artıkça buharlaşma hızı artar, kaynama sırasında buharlaşma hızı maksimum olur.
Buharlaşma hem açık kaplarda hem de kapalı kaplarda olur.açık kaplarda buharlaşma sıvı tamamen bitinceye kadar devam ederken, kapalı kaplarda sıcaklıkta sabitse bir süre sonra yoğunlaşma da başlar, çünkü buhar haline geçen moleküller birbirleriyle çarpışırken enerji alışverişinde bulunurlar. Enerjisi azalan molekül tekrar sıvı hale dönüşür.bu olaya yoğunlaşma denir. Buharlaşan molekül sayısı ile yoğunlaşan molekül sayısı birbirine eşit olunca dinamik bir denge kurulur.bu denge sırasında buhar moleküllerinin sayısı değişmediği için buharın yaptığı basınç da değişmez. Bu basınca, sıvının o sıcaklıktaki denge buhar basıncı yada kısaca buhar basıncı denir. BUHAR BASINCI 1. Sıcaklık arttıkça artar. 2. Moleküller arası çekim kuvveti arttıkça azalır. 3. Sıvıda çözülmüş katı madde oranı arttıkça azalır. Dikkat: Sıvıların buhar basınçları sıvının miktarına ve sıvının yüzey alanına ve buharın hacmine bağlı değildir. Molekülleri arasındaki çekim kuvveti zayıf olan sıvının buharlaşması kolay olduğu için buhar basıncı yüksektir. Buhar basınçları yüksek olan sıvılar uçucudur.
KATI MADDELER TOZLAR Tozların tehlike derecesini belirleyen önemli verileri: - Çekirdek iriliği (M) - Minimum patlama enerjisi (MEE) - Azami patlama basıncı (EP) ve - Patlama şiddeti faktörü Kst : hava toz karışımının kapalı bir kapta ürettiği azami basınç değişimidir. Diğer bir tabir ile basıncın zamana göre azami yükselme değeridir. Tozlar için en önemli tehlike ve tahribat belirleyici değer Kst dir.
KATI MADDELER TOZLAR Patlayıcı tozlar ve özellikleri TOZ CİNSİ PATLAMA ISISI PATLAMA ISISI TOZ CİNSİ BULUT 5 mm film BULUT 5 mm film Alüminyum 560 C >450 C Polietilen tozu 440 C Eriyik Odun kömürü 520 C 320 C PVC tozu 700 C >450 C Linyit kömürü 380 C 225 C Şeker tozu 490 C 460 C Kakao 590 C 250 C Kurum, is 810 C 570 C Kahve 580 C 290 C Nişasta 460 C 435 C Hububat, mısır 530 C 460 C Toner 520 C eriyik
KATI MADDELER TOZLAR Tablo 05b: Patlayıcı tozlar ve özellikleri Toz cinsi M μm Pmax bar Kst bar.m/s MEE mj Aktif kömür <10 7,3 72 500000 Yeşil mercimek unu 27 9,1 109 100 Mısır nişastası 10 9 200 10 Bal mumu, parafin <20 8,4 185 5 Polyester, poliester 35 7,8 140 5 Seliloz asetat 31 7,5 116 5 Epoxidharz, epoksi reçine 27 7,5 161 1 Alüminyum <10 11,4 625 0,1
TEHLİKELİ MADDELERİN TEHLİKE SINIFLARI TEHLİKELİ KİMYASALLAR YÖNETMELİĞİ R10, R11, R12 R12 R11 H4-A Yüksek oranda tutuşabilen Flashpoint < 21 C P.N. 55 0C R10 H3-B Tutuşabilen 21 > P.N. < 55 C
ATEŞLEME KAYNAKLARI ELEKTRİK KONTAĞI SICAK YÜZEYLER SÜRTÜNKME STATİK ELEKTRİK YILDIRIM ADİYABİTAK BASINÇ RADYO DALGALARI MİKRO DALGA ULTRAVİOLE IŞIK
PATLAMAYA KARŞI NASIL ÖNLEM ALINMAKTADIR BU İŞİN TEKNİĞİ NEDİR PRİMER ÖNLEMLER İNNERT GAZ, KORUYUCU GAZ, FLAME ARRESTER, ALEV HAPSEDİCİ, PATLAMA AÇIKLIĞI, EXPLOSION VENT PATLAMA OLDUĞUNDA TAHRİBATI AZALTMAK SEKONDER ÖNLEMLER PATLAMAYI HAPSETMEK, PATLAMA CİNİNİ ŞİŞEYE SIKIŞTIRMAK
PATLAMAYA KARŞI ALINAN ÖNLEMLER a) BİRİNCİL (PRİMER) ÖNLEMLER - Ateşleme kaynağını patlayıcı ortam dışına almak - Havanın oksijenini azaltmak, innertising - Havalandırma yapılarak tehlikeli gazı dışarı atmak -Bariyer veya duvarlar ile patlama basıncının etkisi azaltmak - Explosions vent, flame arrestor, patlama duvarı
ELMAC, İngiliz firması yapımı FLAME ARRESTOR
ELMAC, İngiliz firması yapımı FLAME ARRESTOR
ELMAC, İngiliz firması yapımı FLAME ARRESTOR
PATLAYICI MADDELERİN GRUPLANDIRILMASI PATLAMA GRUBU I : METAN, MADENLER PATLAMA GRUBU II A : Propan, bütan, aseton, kereson, hexan, trimat, hylamin, vs. Metandan ibaret olan doğal gaz da bu gruba dahildir. PATLAMA GRUBU II B : Etilen, karbon monoksit, hidrojen sülfit, etil-, -metil, -eter, vs.. PATLAMA GRUBU II C : Hidrojen, Asetilen ve karbon di sülfit
NEDEN GRUPLAMA VAR? I IIA IIB IIC Tipik gaz Metan Propan Etilen Hidrojen Ateşleme enerjisi µj 280 260 60 20 MESG > 0,9 mm 0,55 < 0,9mm < 0,50 mm MIC oranı > 0,8 0,45<0,8 < 0,45
ALET GRUPLARI
ALET KATEGORİLERİ Grup I Kategori M1 Kategori M2 Kategori 1G veya 1D Grup II Kategori 2G veya 2D Kategori 3G veya 3D
Kategoriler ve kullanım bölgeleri KULLANIM YERİ, ZON GRUP KATEGORİ KORUMA TİPİ Madenler, sürekli patlayıcı ortamda çalışabilir I M1 Ex I-ia Madenler, patlayıcı gaz oluşumunda elektriği kesilir I M2 + M1 Ex I-ia, ib, d, e, o,p,q ve saire Diğer sanayi ZON 0 II 1G Ex IIG - ia Diğer sanayi ZON 1 II 2G+1G Ex IIG - ia, ib, d,e,o,p,q ve saire Diğer sanayi ZON 2 II 3G+2G+1G Ex IIG - ia, ib, d,e,o,p,q ve saire Diğer sanayi ZON 20 II 1D Ex IID - ia Diğer sanayi ZON 21 II 2D+1D Ex IID - ia, ib, d,e,o,p,q ve saire Diğer sanayi ZON 22 II 3D+2D+1D Ex IID - ia, ib, d,e,o,p,q, ve saire
ISI GRUPLARI