Exproof Elektrik Motorları – CE Belgesi

Femko Belgelendirme; 2014/34/AB ATEX Yönetmeliği kapsamında ex-proof cihazlar (Potansiyel patlayıcı ortamlarda kullanılmak üzere tasarlanan, üretilen ekipman ve koruyucu sistemler) üreten imalatçılara, Patlamadan Korunma Dokümanı, Ek 3 (Modül B) AB Tip İncelemesi Modülü (seri üretim için belgelendirme), EK 4 (Modül D) İmalat Sürecinin Kalite Güvencesini Esas Alan Tipe Uygunluğu, EK 6 (Modül C1) Denetimli Ürün Deneyi ve Üretimin Dahili Kontrolünü Esas Alan Tipe Uygunluk, Ek 7 (Modül E) Ürün Kalite Güvencesini Esas Alan tipe uygunluk, EK 8 (Modül A) Madde 15.1.b (ii) Üretimin Dahili Kontrolü Modülü, Ek 9 (Modül G) Birim Doğrulamasını Esas Alan Uygunluk Modülü (seri üretimi olmayan, adetli üretimler için cihaz başı belgelendirme) gibi ATEX belgelendirme modülleri kapsamında Teknik Dosya Denetimleri ve Atex Sertifikası işlemlerinizin tümü için profesyonel hizmetler sunmaktadır.

1. GİRİŞ

Exproof Elektrik Motorları tehlikeli bölge olarak sınıflandırılan patlayıcı gaz , buhar, toz bulunan ortamlarda patlamaya neden olmayacak bir şekilde dizayn edilerek iç ve dış alanlarda kullanılır. ‘’Muhtemel Patlayıcı Ortamlarda Kullanılan Teçhizat ve Koruyucu Sistemler ile İlgili Yönetmelik (94/9/AT)’’ kapsamında, patlama ve yanma riski olan yerlerde kullanılan cihazların bu ortamların gerektirdiği standartlara ve kurallara uygun olması gerekmektedir.

Exproof Elektrik Motorları; yer altı – yer üstü madenleri, rafineriler, tersaneler, dolum tesisleri, kimya, ilaç, boya, parfüm gibi endüstriyel fabrikalar ve buna benzer risk teşkil eden yanıcı ve patlayıcı gaz ortamlarında kullanılmaktadır.

Exproof Elektrik Motorlarının; alev kıvılcım ve ark sızdırmazlık özellikleri bulunmakla birlikte koruma sınıflarına göre yüzey sıcaklıkları da limitlendirilmiştir. Sanayide kullanılan elektrik motorlarına göre iç yapıları daha farklıdır. Aşırı ısınmazlar mesela benzin , tiner, alkol ve solventli ortamlarda çalıştırıldıklarında bu maddelerin yanmasına ve patlamasına sebep olmazlar.

Exproof motorların; Zone 0, Zone 1, Zone 2, Zone 20, Zone 21, Zone 22 bölgeleri için farklı tasarım ve özellikte olanları mevcuttur.

2. AMAÇ

Petrol, petrol ürünleri, kimya, doğal gaz, kömür madenleri gibi bir çok sanayi kollarında normal çalışma ortamında veya arıza ve bakım gibi hallerde (Sızan gazlar veya petrol buharı gibi nedenlerle) patlayıcı ortam ile karşı karşıya kalınmaktadır. Elektrikli aletler, statik ısınmaları ve çalışmaları gereği çıkardıkları ark ortamı dolayısı ile sanayi tesisini tehlikeye düşürmektedir. Bu nedenle patlayıcı ortamlarda kullanılan elektrik aletlerinin yapımı ve kullanımı farklı olmalıdır. Bu rehberin amacı; patlayıcı ve yanıcı ortamlar olarak bilinen tehlikeli sahalarda kullanılan 94/9/AT kapsamındaki ürünlerden Exproof Elektrik Motorlarının piyasadaki mevcut durumlarının ‘’Muhtemel Patlayıcı Ortamlarda Kullanılan Teçhizat ve Koruyucu Sistemler ile İlgili (94/9/AT) Yönetmelik” kapsamında değerlendirilerek, rehberde belirtilen standartlar doğrultusunda uygunluk denetimlerinin (etiket, test ve muayenelerinin) yapılması ve sonuçların tespit edilmesidir. Bu amaç doğrultusunda yapılacak faaliyetler;

  • Piyasada bulunan Exproof Elektrik Motorlarının marka/model bazında tespit edilmesi,
  • Yönetmeliğe uygunluk seviyelerinin belirlenmesi,
  • Denetim mekanizmalarının sorunsuz işletilebilmesi için gereken faaliyetlerin planlanması,
  • Risk teşkil eden ürünler için gerekli önlemlerin alınması,
  • Gerektiğinde laboratuvar test imkanlarından yararlanılması,
  • Denetim sonuçlarının değerlendirilerek istatistiksel veriye dönüştürülmesi,
  • İlgili kuruluşların bilgilendirilerek konuyla ilgili bilinçlenmenin arttırılmasıdır.

3. DAYANAK

Exproof Elektrik Motorlarının denetimi sürecinde gerekli olacak mevzuat listesi aşağıda verilmiştir.

3.1. Kanun

4703 Ürünlere İlişkin Teknik Mevzuatın Hazırlanması ve Uygulanmasına Dair Kanun

3.2. Yönetmelikler

Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı Piyasa Gözetimi ve Denetimi Yönetmeliği

Muhtemel Patlayıcı Ortamlarda Kullanılan Teçhizat ve Koruyucu Sistemler ile İlgili (94/9/AT) Yönetmelik

3.3. İlgili Standartlar

Proje ürününün denetlenmesinde kullanılacak standartlar aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Not: Ex-proof motorların etiket beyanında yukarıda bulunan standartların hepsi aranmaz. Etiket ve/veya uygunluk beyanında hangi standartlar bulunuyorsa, test ve muayenelerde bu standartların gereklilikleri talep edilmelidir.

4. EXPROOF ELEKTRİK MOTORLARI HAKKINDA TEKNİK BİLGİLER

Elektrik motoru, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren elektrik makineleri olarak adlandırılabilir. Elektrik motorlarının birçoğu döner düzeneklidir ve benzerleri olan üreteçler gibi bir çekirdek aralığıyla ayrılmış biri sabit (stator) öbürü hareketli (rotor) silindirsel, eş eksenli iki ferromanyetik armütürden oluşurlar.

Saniyede uygulanan hassas, tekrarlamalı ve süratli işlemler için kullanılan elektrik motorlarında, geleneksel sargılar (bobin) yerine, samaryum-kobalt mıknatısı gibi nadir toprak metallerinden yapılmış sabit mıknatıslardan yararlanılır. Elektrik motorlarının titreşim yapmayışından dolayı bu aygıtlar özellikle hassas yörüngelerin izlenmesi ve lazerle işaretleme gibi uygulamalarda tercih edilmektedir. Elektrik motorları doğru akım motorları veya alternatif alan motorları, senkron motorlar veya asenkron motorlar gibi çeşirlere ayrılır. Bunların her birinin kendine özgü uygulama alanları vardır. Motorlar çalıştıkları voltaj tipine göre 2’ye ayrılırlar;

4.1. Exproof Motorların Tipleri

  • A) DC Doğru akım motorları
  • B) AC Alternatif akım motorları

A) Doğru Akım Motorları

Hareketleri düzgün, kesin ve güçlüdür. Hızları kolaylıkla değiştirilebilir; ama bu motorlar çalışırken kıvılcım çıkarır. Eğer bir motor hem sık sık durup çalışacak, hem hassas hız ayarlarına elverişli olacak hem de yük altındayken ani frenlemeler yapacaksa, böyle bir motorun seçimi kolay değildir. Bu koşullar, en yüksek verimin istendiği uygulamalarda aranır. Bu durumda, güçleri onlarca megawatta ulaşan doğru akım motorları kullanılır.

Bu tip motorun en büyük kusuru, bir kolektörü akımla besleyebilmek için fırçaların kullanılması zorunluluğudur. Fırçalar bu işi kolektöre sürtünerek gerçekleştirir, dolayısıyla da kolektörü hem aşındırır, hem de kıvılcım üretir. Bu nedenle doğru akım motorları tümüyle kapalı bir çerçevenin içinde bulundurulur ve içeriye toz veya nem girmesine izin verilmez. Akaryakıt deposu gibi patlama tehlikesinin bulunduğu yerlerde bu tip motorlar kullanılmaz. Buna karşılık, doğru akım motorlarının çok geniş bir çalışma düzenine sahip olma gibi bir üstünlüğü vardır. Bu motorların hızı, bağıl değer olarak 1 ile 300 arasında değişebilir, oysa aynı güçteki bir asenkron motorun çalışma aralığı üç kez daha dardır.

B) Alternatif Akım Motorları

Alternatif akım motorları asenkron motorlar (indüksiyon motorları) ve senkron motorlar olarak iki grupta toplanabilir. Bütün bu motorların temel ilkesi, metalden yapılmış bir kütlenin, döner bir elektromanyetik alan yardımıyla sürüklenmesine dayanır. Her iki grup motorlarda da eksenli iki armütür bulunur, bunların ilki olan stator sabit, ikincisi rotorsa hareketlidir. Bu motorların asenkron tipleri standart bir aygıt olmuştur. Senkron tipleriyse, büyük güç gerektiren yerlerde kullanılabilir.

Senkron motorun statoru asenkron motorun statoruyla aynı şekilde ve aynı yapıdadır; birbirinden vernikle yalıtılmış manyetik saçlardan oluşan bir bilezik biçimindedir bu saçların üzerindeki yivlere üç fazlı akımlarla beslenen bir sargı sarılmıştır. Bir senkron motorun manyetik alanı, rotorun sargısını besleyen bağımsız bir doğru akım yaratır ve burada rotorun çalışma hızı vardır. Bu tip motorların başlıca yetersizliği, rotorun kendi başına harekete geçmemesi sorunudur. “Özsenkron” denen motorlarda, rotorun sargısı yerine sabit mıknatıslar kullanılır.

Asenkron motorun çalışması oldukça farklıdır. Rotorun sargısı çok fazladır ve rotora yalnız statordan kaynaklanan tek alan akım indükler. Rotor başka hiçbir enerji kaynağına bağlı değildir. Dönme hızı ne olursa olsun (ilk çalışmada bile), mekanik bir kuvvet çifti hızı sağlar; düzenli çalışma sırasında bu hız senkron hızından (yani döner alan hızından) farklıdır ve bu hız farkı motorun üzerindeki yüke bağımlıdır.

Asenkron motor çeşitlerinden bazıları aşağıda verilmektedir.

  • Faz Sayısına Göre (Bir fazlı asenkron motorlar, İki fazlı asenkron motorlar, Üç fazlı asenkron motorlar)
  • Yapılarına Göre (Kısa devre rotorlu ( sincap kafesli ) asenkron motorlar, Rotoru sargılı asenkron motorlar)
  • Yapılış Tiplerine Göre (Açık tip asenkron motorlar, Kapalı tip asenkron motorlar, Flanşlı tip asenkron motorlar )
  • Çalışma şartlarına Göre (Yatık çalışan asenkron motorlar, Dik çalışan asenkron motorlar)
  • Rotor Yapılışına Göre (Yüksek rezistanslı asenkron motorlar, Alçak rezistanslı asenkron motorlar, Yüksek rezistanslı asenkron motorlar, Rotoru çift sincap kafesli motorlar)

Ex-proof elektrik motorları en temel tanımıyla; içindeki gaz veya buharın patlamasına dayanabilen ve bu patlama ya da kıvılcımla içinde bulunduğu ortamdaki gazın patlamasına sebep olmayan, herhangi bir durumda yüzey sıcaklığı ya da kıvılcımla bulunduğu ortamdaki gazın ya da karışımın ateşlenmesine sebep olmayan elektrik motorlarıdır.

Herhangi bir patlama riski olmaması için motorun yüzey sıcaklığı her durumda ortamdaki patlayıcı gaz ya da karışımın ateşlenme sıcaklığının altında olmalıdır. Sıcaklık sınıfları ve buna uygun motor yüzey sıcaklıkları seçilmelidir.

4.2. Ex-proof Elektrik Motorlarında Kullanılan Koruma Tipleri

Ex-proof Elektrik Motorları için en sık kullanılan koruma tipleri;

Ex e (Increased Safety- Arttırılmış Güvenlik Tarafından Korunan Cihazlar) Ex-proof Motorlar: Normal çalışma koşullarında ark çıkarmayan ve bulunduğu ortamdaki gazı tutuşturacak kadar aşırı ısınmayan motorlardır. Standart elektrik motorundan temel farkı; sıcaklık artışının ısınma sınıfından 10 K daha düşük olması ve klemens kutusunun herhangi bir kıvılcıma sebep olmayacak şekilde özel dizayn edilmiş olmasıdır.

Ex d (Aleve Dayanıklı Mahfazalar Tarafından Korunan Cihazlar) Ex-proof Motorlar: Dahili bir patlamanın ortama yayılmasına izin vermez. Motor tümüyle kapalı değildir, patlamanın önlenmesi için geçitler vardır. Ancak bu geçitler içerdeki patlamanın dış ortama yayılmasını engelleyecek şekilde dizayn edilmiştir. Yüzey sıcaklığı, ortamdaki gazın tutuşma sıcaklığının altındadır. Tüm parçalarıyla kıvılcım üretmeyecek şekilde dizayn edilmiştir. Temel farklılıkları; kuvvetlendirilmiş gövde, klemens kutusu, kaplar ve motor parçaları arasındaki daha sıkı bir temastır.

Ex de (Aleve Dayanıklı Mahfazalar Tarafından Korunan Arttırılmış Güvenlik korumalı cihazlar) Ex-proof motorlar : Ex d tipinin bütün özelliklerine ilaveten klemens kutusu ve rakorlar daha kuvvetli ve herhangi bir şekilde ark üretmeyecek şekilde dizayn edilmiştir. Çift topraklama bağlantısı vardır. Ex de piyasada bulunabilen ex-proof motorların en yüksek koruma sınıfı olup, her türlü gaz ortamında güvenle kullanılabilir.

Ex-p (Basınca Dayanıklı Mahfazalar Tarafından Korunan Cihazlar) Ex-proof Motorlar: p-tipi koruma yöntemi, Ex-e tipi korumanın mümkün olmadığı ve Ex-d tipi korumanın uygulanamayacağı hallerde büyük ve fırçalı motorlarda uygulanır. Üfleme mekanizması motorun soğumasına da yardımca olacağından bazı avantajları da vardır. Fakat yine de en son akla gelen bir uygulamadır. Çünkü pahalı ve üfleme sisteminin ayakta tutulması ve bakımı nedeni ile işletme giderleri yüksektir. Büyük motorlarda tercih edilir.

Ex- nA Ark Çıkarmayan Motorlar: “Sincap kafes asenkron motorlar” normal çalışmalarında ark çıkarmadıkları ve aşırı ısınmadıkları için ABD’de yıllarca tatbik edilen bir koruma yöntemidir. Avrupalı uzmanlarca uzun yıllar kabul görmemesine rağmen, son yıllarda ABD’li uzmanların IEC ve CENELEC (Avrupa normu) çalışmalarına katılmaları ve bu kuruluşlara önem vermeleri sonucu bu koruma tipi IEC tavsiyelerine ve Avrupa Normuna alınmıştır.

Ex nA tipi NON SPARKING koruma Ex-e tipi korumanın biraz hafifletilmiş şeklidir. Yüzey ısıları hem stator ve hem de rotorda dikkate alınarak, prototip deneylerinde ölçülmektedir. Ex-e den farkı, 5 saniye olan tE zamanının ve kalkınma akımının nominal akıma oranının 10 olması şartının aranmamasıdır. Hemen akla Ex nA motorların normal motorlardan farkı nedir sorusu gelmektedir. En önemli fark rotor ısılarının da test edilmiş olması, aşırı ısınmamasıdır.

Bunun yanısıra bazı exproof motorlarda kullanım yerlerine göre i tipi (kendinden emniyetli koruma), t tipi (mahfaza tarafından toz tutuşmasına karşı korunan cihazlar) kullanıldığı gibi farklı değerlerde koruma tipleriyle birlikte giriş koruması olarak da adlandırılan IP koruması bulunmaktadır. IP patlama veya yanma riski yüksek olan yerlerde kullanılan cihazların mekanik koruma derecelerini gösteren bir koddur. Exproof motorların, giriş koruması denilen yabancı madde girişini engelleyen mekanik korumaya da sahip olmaları gerekmektedir. IP koruma tipleri, dahili motorlarda IP4X ve harici motorlarda da IP54 den aşağı olamaz. IP değerleri genellikle, IP 55, IP 65 gibi değerler olabilir.

4.3. Exproof Motorların İşaretlenmesi

Tehlikeli alanlarda kullanılan bütün ekipmanlar EN 60079-0’da tanımlandığı gibi işaretlenmelidir. Exproof motorlarda kullanılan etiket örneği aşağıdaki resimde verilmiştir. Bu etiket örneğinde; Ex işareti, koruma tipleri, ortam tipleri(gaz ve toz), Zone sınıfı, cihaz kategorisi ve sıcaklık değerleri verilmiştir.

5. EXPROOF ELEKTRİK MOTORLARININ TAŞIDIĞI RİSKLER

Exproof elektrik motorları kendi başına bir risk taşımamakla beraber, kullanıldığı ortamın patlayıcı ve yanıcı riski olmasından dolayı tehlikeli alan sayılmasından kaynaklı, bulunduğu ortama uygun olarak kullanılması gerekmektedir. Örneğin; Zone 2 için tasarlanmış Exproof motorun Zone 1 için kullanılması uygun değildir. Exproof motorlarda elektriğin bulunacağı canlı parçalara yabancı madde girişi riski bulunmaktadır. Bu risklerin giderilebilmesi için IP koruması ve özel kilitleme sistemlerinin bulunması gerekmektedir.

Exproof elektrik motorları ile bağlı bulundukları makina ve ekipmanın çalışması, çeşitli ateşleme kaynakları sayesinde meydana gelebilecek aşırı ısınma, kıvılcım veya arklar patlamaya sebep olabileceğinden exproof özellikte üretilmeleri gerekmektedir. İnsan can ve mal güvenliğini geri dönüşü olmayan bir şekilde tehdit etmesinden dolayı patlayıcı ortamlara uygun olarak monte edilmeli, tamir ve bakımları exproof özelliklerini kaybetmeyecek şekilde yapılmalıdır.

Femko Muayene, tüm bunların dışında ATEX 137 (99/92/EC) Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik Kapsamında Uygunluk Muayenesi, EN 60079-14 Patlayıcı Ortamlarda Tesis ve İşletmelerdeki Elektrik Tesisat Uygunluk Muayenesi, EN 60079-10-1 ve EN 60079-10-2 Standartları kapsamında Proje uygunluk Muayenesi gibi alanlarda da çözümler sunmaktadır.