Gübre dozajlama sistemleri, iki farklı patlama tehlikesi türünün kesişim noktasında yer alır ve uygulanacak düzenleyici çerçeve, belirli tesiste hangi tehlikenin baskın olduğuna bağlıdır. Yanıcı organik tozlar, üre, belirli NPK karışımları ve organik azot kaynakları işleyen tesisler için, yanıcı tozlar için geçerli olan ATEX çerçevesi uygulanır ve dozajlama sistemi bu çerçeveye göre belirtilmeli, kurulmalı ve belgelendirilmelidir. Amonyum nitratı, ister hammadde olarak ister bir NPK formülünün bileşeni olarak işleyen tesisler için, ayrı ve daha zorlu bir düzenleyici yol tesisi yönetir ve yalnızca ATEX uyumluluğu yeterli değildir.
Hangi çerçevenin geçerli olduğunu, tesis içinde nerede uygulandığını ve dozajlama sistemi donanımından özel olarak ne gerektirdiğini anlamak, hem şartname belirleme hem de tedarik için bir ön koşuldur. Gübre dozajlama ortamları için bölge sınıflandırma çerçevesini, her bölge sınıflandırmasından kaynaklanan mühendislik gereksinimlerini, hazne havalandırması, topraklama ve astar spesifikasyonuna ilişkin özel gereksinimleri ve amonyum nitratın kendine özgü düzenleyici konumunu ele alacağız.
NotBu makale, ATEX uyumluluk planlamasıyla ilgilenen mühendisler için teknik kılavuz niteliğindedir ve yetkili bir kişi tarafından hazırlanan, tesise özgü bir patlama koruma belgesinin yerini tutmaz. Belirli bir tesis için bölge sınıflandırması ve ekipman seçimi, nitelikli bir değerlendirici tarafından yapılacak resmi bir tehlike değerlendirmesi gerektirir ve bulgular, ATEX İşyeri Direktifi 1999/92/EC'nin gerektirdiği şekilde bir Patlama Koruma Belgesi'nde (EPD) belgelenmelidir.
Hangi gübre hammaddeleri yanıcı toz tehlikesi oluşturur?
İşlenen tüm gübre malzemeleri aynı değildir. dozaj sistemleri Yanıcı toz patlaması riski oluştururlar ve doğru bölge sınıflandırması, hangi malzemelerin bu riski oluşturduğunun belirlenmesiyle başlar.
Üre tozu yanıcıdır. Havada bulunan kuru üre tozu, minimum patlayıcı konsantrasyonunun (MEC) üzerinde dağıldığında, kıvılcım, sıcak yüzey veya elektrostatik deşarj ile tutuşturulabilen patlayıcı bir atmosfer oluşturur. Üre tozu için MEC genellikle 60-100 g/m³ aralığındadır ve patlama şiddeti (Kst değeri) düşük St1 aralığındadır; bu da nispeten zayıf ancak yine de enerji açısından önemli bir patlama oluşturduğu anlamına gelir. Kuru tozun havaya karışabileceği üre işleme alanları ATEX bölge sınıflandırması gerektirir.
DAP ve MAP Tozlar genellikle yanıcıdır. Amonyum fosfat tozları, patlayıcı toz-hava karışımlarına katılabilir, ancak tutuşma hassasiyeti ve patlama şiddeti parçacık boyutu ve nem içeriğine göre değişir. Uygun konsantrasyonlardaki ince, kuru amonyum fosfat tozları ATEX işlemine tabi tutulmalıdır.
Potasyum klorür (KCl) tozu yanıcı değildir. KCl, yanıcı özelliği olmayan inorganik bir tuzdur. Sadece KCl kullanılan alanlarda yanıcı toz patlaması tehlikesi oluşmaz, ancak diğer tehlikeler (solunma, kayganlık) yine de mevcuttur.
NPK bileşik granül tozu: Karışık NPK tozunun patlama tehlikesi, bileşimine, özellikle de yanıcı azot içeren malzemenin oranına bağlıdır. Önemli miktarda üre veya organik azot içeren NPK formülleri yanıcı toz riski taşırken; ağırlıklı olarak KCl, MAP ve inorganik bileşenlere dayananlar risk oluşturmayabilir.
Amonyum nitrat ayrı bir kategoridedir ve aşağıda ayrıntılı olarak ele alınmıştır.
Bu malzemelerin dozajlama sistemlerinde, haznelerde, transfer oluklarında, torba boşaltma istasyonlarında, kapalı konveyörlerde işlendiği yerlerde, malzeme hareket ettirildiği her an normal çalışma sırasında toz patlaması tehlikesi mevcuttur. Bu alanlar için bölge sınıflandırması, tesiste bulunacak en tehlikeli malzemeye göre belirlenmelidir.
Gübre Dozlama Alanları için Bölge Sınıflandırması
Yanıcı toz ortamları için ATEX bölge sınıflandırması, patlayıcı atmosferlerin sıklığı ve süresine göre tanımlanan üç bölge kullanır:
Bölge 20, patlayıcı toz-hava karışımının sürekli, uzun süreler boyunca veya normal çalışma sırasında sıklıkla bulunduğu bir alandır. Yanıcı gübre tozlarını işleyen çalışma hazneleri, konveyörler ve dozaj ünitelerinin içi genellikle Bölge 20'ye girer, çünkü ekipmanın içindeki toz-hava arayüzü normal çalışmanın sürekli bir özelliğidir. Bölge 20'ye kurulan ekipman, ATEX Kategori 1D gereksinimlerini (toz için en yüksek koruma seviyesi) karşılamalıdır.
Bölge 21, normal çalışma sırasında zaman zaman patlayıcı toz-hava karışımının oluşma olasılığının yüksek olduğu bir alandır. Normal çalışma sırasında tozun kaçabileceği hazne boşaltma noktası, torba boşaltma istasyonu veya konveyör transfer noktasının hemen çevresindeki alan, genellikle malzemenin toz oluşturma özelliklerine ve ekipmanın muhafazasına bağlı olarak bir yarıçapa kadar uzanan Bölge 21 olarak sınıflandırılır. Bölge 21, ATEX Kategori 2D veya Kategori 1D ekipman gerektirir.
Bölge 22, normal çalışma koşullarında patlayıcı toz-hava karışımının oluşma olasılığının düşük olduğu, ancak anormal durumlarda oluşabileceği bir alandır. Yanıcı tozun yüzeylerde birikebileceği ve hava akımları veya temizlik faaliyetleri ile dağılabileceği dozajlama tesisinin genel alanı, temizlik standardına ve birincil toz kaynaklarının muhafazasına bağlı olarak Bölge 22 olabilir. Bölge 22, ATEX Kategori 3D, 2D veya 1D ekipman gerektirir.
Her bir tesis için bölge sınırları, ekipmanın özel konfigürasyonuna, malzemenin toz özelliklerine, muhafaza ve emme tasarımına ve tesisin operasyonel profiline bağlıdır. Bölge sınıflandırması, evrensel bir kural değil, tesise özgü bir değerlendirmedir.
Yanıcı Gübre Tozları İçin Hazne Havalandırma Boyutlandırması
20 veya 21. bölgelerde yanıcı gübre tozu içeren hazneler veya silolar için patlama tahliye havalandırması, başlıca pasif koruma önlemlerinden biridir. Prensip, kabın felaketle sonuçlanacak şekilde çökmesini önlemek için, kapalı bir patlamanın basıncını yeterince hızlı bir şekilde tahliye eden bir havalandırma açıklığı sağlamaktır.
Toz uygulamalarında patlama tahliyesi için tasarım metodolojisi EN 14491 (Avrupa standardı) ve ISO/IEC eşdeğerlerinde belirtilmiştir. Tahliye alanı hesaplaması şunları gerektirir:
Tozun Kst değeri: standartlaştırılmış 1 m³'lük bir test kabında basınç artışının normalize edilmiş hızı, bar·m/s cinsinden. Yanıcı gübre tozlarının Kst değerleri, spesifik malzemeye ve parçacık boyutuna bağlı olarak tipik olarak St1 aralığındadır (Kst ≤ 200 bar·m/s). Üre tozu için Kst değerleri, parçacık boyutuna ve nem içeriğine bağlı olarak tipik olarak 80-150 bar·m/s aralığındadır. Özellikle bileşim ve parçacık boyutunun patlama parametrelerini etkilediği NPK karışımları için, temsili malzeme örnekleriyle bir test laboratuvarı tarafından yapılan sahaya özgü toz karakterizasyonu, genel bir literatür değerinin uygulanmasından daha güvenilirdir.
Kabın dayanabileceği maksimum basınç (Pred): Haznenin yapısal tasarım basıncı olup, yapısal arıza meydana gelmeden önce ne kadar basıncın birikebileceğini belirler.
Damar hacmi ve uzunluk-çap oranı: daha büyük damarlar orantılı olarak daha büyük havalandırma alanlarına ihtiyaç duyar.
Havalandırma açıklığı statik aktivasyon basıncı (Pstat): Havalandırma deliğinin açıldığı basınç.
Bu parametreler, gerekli havalandırma alanını oluşturmak için EN 14491 hesaplama prosedüründe birleştirilir. Belirli bir eşik hacminden daha büyük gübre dozajlama uygulamalarında kullanılan hazneler için (ilgili standart, havalandırmanın gerekli olduğu koşulları belirtir), havalandırma alanı hesaplaması yetkin bir kişi tarafından yapılmalı ve EPD'ye belgelenmelidir. Yetersiz boyutlandırılmış havalandırmalar yeterli koruma sağlamaz ve hem uyumluluk ihlali hem de güvenlik riski oluşturur.
Havalandırma delikleri, bir havalandırma olayında açığa çıkan alev topu ve basınç dalgasının güvenli bir alana, genellikle binanın dışına yönlendirilmesini sağlayacak şekilde konumlandırılmalı ve kanallandırılmalıdır. Kapalı tesis odalarında havalandırma deliği yerleştirilmesi, alevsiz havalandırma cihazları veya havalandırma deşarj basınçlarına dayanacak şekilde tasarlanmış kanal sistemleri gerektirir.
Topraklama ve Bağlantı Gereksinimleri
Elektrostatik deşarj, ATEX bölge sınıflandırmasının kontrol etmeyi amaçladığı ateşleme kaynaklarından biridir ve ince tozun önemli miktarda statik yük taşıyabildiği gübre dozlama uygulamalarında, ekipmanın topraklanması ve bağlanması temel bir uyumluluk gerekliliğidir.
Dozaj sisteminin tüm iletken elemanları, hazneler, çerçeveler, besleyiciler, taşıma bileşenleri ve bağlantı olukları, birbirine elektriksel olarak bağlanmalı ve ilgili standardı karşılayan bir topraklama direncine sahip ortak bir topraklama hattına bağlanmalıdır. Toz patlaması tehlikesi bulunan ATEX Bölge 20 ve 21 tesisleri için, topraklama direncinin genellikle bölge sınıflandırması ve malzemenin tutuşma hassasiyeti tarafından belirlenen bir eşik değerinin altında olması gerekir; belirli değerler EN 13463 ve destekleyici standartlarda tanımlanmıştır ve belirli bir tesis için kesin gereksinim, resmi tehlike değerlendirmesine göre teyit edilmelidir.
Gübre fabrikasının aşındırıcı ortamında bağlantı noktaları korozyona uğrayabileceği veya gevşeyebileceğinden, topraklama sürekliliği kurulum sırasında doğrulanmalı ve düzenli bakım programında tekrar doğrulanmalıdır. Patlama Koruma Belgesi'nin bir parçası olarak tutulan topraklama sürekliliği kayıt defteri, hem uyumluluk gösterimini hem de devam eden bakım yönetimini destekler.
Antistatik Astar Gereksinimleri
Birçok gübre dozajlama sisteminde, malzeme yapışmasını önlemek ve akışı iyileştirmek için haznelerde ve oluklarda polimer astarlar, UHMW-PE, poliüretan veya benzeri malzemeler kullanılır. ATEX Bölge 20 ve 21 alanlarında, bu astarların elektriksel özellikleri bölge sınıflandırmasıyla uyumlu olmalıdır.
Standart UHMW-PE, statik yükün toprağa iletilmeden birikebileceği eşik değerinin oldukça üzerinde yüzey direncine sahip bir elektrik yalıtkanıdır. Toz ile haznenin topraklanmış metal yapısı arasında önemli kalınlıkta bir yalıtım astar malzemesi bulunuyorsa, toz hareketinden kaynaklanan statik yük, toprağa iletilmek yerine astar yüzeyinde birikebilir. Bu birikmiş yükten bir deşarj meydana gelirse, hassas bir toz-hava karışımını tutuşturacak kadar enerjik olabilir.
ATEX Bölge 20 ve 21 tesislerinde, astar malzemeleri ya doğal olarak iletken ya da antistatik sınıf malzemeler olmalıdır (karbon siyahı veya diğer iletken yüklemeli UHMW-PE, tanımlanmış yüzey direncine sahip antistatik sınıflarda mevcuttur) veya astar kalınlığı ve yüzey alanı, yük birikim potansiyelinin kabul edilebilir sınırlar içinde olduğunu doğrulamak için ilgili ATEX standartlarına göre incelenmelidir. Uygulanabilir standart IEC 60079-32-1 (elektrostatik kılavuz) ve EN 13463'tür ve değerlendirme EPD'de belgelenmelidir. Bölge sınıflandırması bağlamında antistatik özelliklerini doğrulamadan sadece polimer astar belirtmek, gübre tesisi tesisleri için ATEX uyumluluk belgelerinde yaygın bir eksikliktir.
Amonyum Nitrat: Ayrı Bir Düzenleme Süreci
Amonyum nitrat, standart yanıcı toz ATEX çerçevesine uymadığı için özel olarak ele alınmalıdır; aksi takdirde risk değerlendirmesi yetersiz kalır.
Amonyum nitrat (AN), yakıt değil, oksitleyici bir maddedir. Patlamaya neden olmak için yakıt-hava karışımı ve ateşleme kaynağı gerektiren yanıcı tozların aksine, AN, dış hava-yakıt yanma mekanizması olmasa bile, uygun koşullar altında (kapalı alan, kirlenme ve sıcaklık) ekzotermik termal bozunmaya ve patlamaya uğrayabilir. AN'nin depolama ve elleçleme sırasındaki tehlike profili, yanıcı bir tozunkinden temel olarak farklıdır ve kirlenme kontrolü, organik maddelerden ayrıştırma ve kapalı alan yönetimi de dahil olmak üzere, güvenli bir şekilde yönetilmesi için gereken mühendislik kontrolleri, ATEX toz direktifinin ele aldığı konuların ötesine geçer.
AB'de, tanımlanmış eşik miktarlarının üzerinde amonyum nitrat kullanan tesisler, sahada bulunan diğer malzemeler için geçerli ATEX gerekliliklerine ek olarak, büyük kazaların önlenmesi amacıyla Seveso III Direktifi'ne (2012/18/AB) tabidir. Büyük Kaza Tehlikelerinin Kontrolü (COMAH) yönetmelikleri bu direktifi İngiltere'de uygulamaktadır; benzer ulusal uygulamalar AB üye devletlerinin tamamında geçerlidir.
Azot kaynağı olarak amonyum nitrat içeren NPK gübreleri üreten tesisler, amonyum nitrat konusunda deneyimli yetkin bir kişiden tesise özgü bir tehlike değerlendirmesi almalı ve patlama koruma çerçevesi olarak yalnızca standart bir ATEX yanıcı toz bölgesi sınıflandırma belgesine güvenemezler.
Belgeleme Gereksinimleri
Gübre dozajlama tesisleri için ATEX uyumluluğu sadece donanım özellikleriyle ilgili değildir; aynı zamanda uyumluluk değerlendirmesinin yapıldığını ve sürdürüldüğünü gösteren dokümantasyon da gerektirir.
ATEX İşyeri Direktifi 1999/92/EC uyarınca gerekli olan Patlama Koruma Belgesi (EPD), bölge sınıflandırmasını, her bölge için seçilen ekipman kategorisini, tehlikeli maddelerin patlayıcı atmosfer özelliklerini, mevcut koruyucu önlemleri ve bu önlemlerin sürdürülmesinden sorumlu kişileri tanımlamalıdır. EPD, tehlikeli alanlarda çalışmaya başlamadan önce oluşturulmalı ve tesis, kullanılan malzemeler veya işletme prosedürlerinde değişiklik yapıldığında güncel tutulmalıdır.
ATEX sınıflandırmasına tabi bölgelere tedarik edilen ekipmanlar, uygun CE işaretini ve sertifikalandırıldığı kategori ve ekipman grubunu doğrulayan ATEX sertifikasyon belgelerini taşımalıdır. Sınıflandırılmış bölgelere kurulan tüm elektrikli ve mekanik ekipmanlara ait tedarik belgelerinde, bu sertifikasyon bilgileri kurulumun ömrü boyunca saklanmalıdır.
Ceylan Machine & Process, NPK, DAP, MAP ve diğer gübre işleme ortamları için ATEX uyumlu tesislere entegre edilebilen, IP65 veya daha yüksek koruma sınıfına sahip gübre dozajlama sistemleri üretmektedir. Belirli dozajlama uygulamanız için ATEX gereksinimleri hakkında teknik sorularınız veya sınıflandırılmış bölgeler için ekipman özelliklerini görüşmek üzere mühendislik ekibimizle iletişime geçin.
