ENDÜSTRİYEL TESİSLERDE ELEKTRİK-ENSTÜRMAN MONTAJ SÜRECİ

 Endüstriyel tesis, tarım, ormancılık, madencilik, üretim, ulaşım, haberleşme veya elektrik, gaz ve sıhhi hizmetler de dahil olmak üzere hizmet sağlama gibi faaliyetlerde bulunan bir tesis anlamına gelir. Türkiye’de mevcut alanlarda başı çeken Star, Petkim, Tüpraş, Akkuyu gibi petrol ve enerji odaklı tesislerde süreçler halen devam etmektedir. Bunun yanında 325 organize sanayi bölgesinde 50.000’in üzerinde fabrika vb. endüstriyel tesis mevcuttur.

 Tesislerde inşaat işleri ve mekanik montaj süreçlerinden sonra en önemli faaliyet tesisin elektrik-enstrüman sürecidir. Bu süreç tesisin devreye alınması ve işlevselliğinin takip edilebilmesi için son derece önemlidir. Nedir elektrik, enstrüman?

 Elektrik ve enstrüman sürecini iki farklı tanımla değerlendirebiliriz. Elektrik süreci tesise enerjinin alınmasından itibaren motorlar gibi elektrikle çalışan tüm alt birimlere enerjinin iletilmesi sürecidir. Enstrüman ise bir çeşit endüstriyel sensördür. Tesiste incelenmek istenen akış, gaz, sıcaklık, seviye gibi tüm parametrelere bu cihazlar ile ulaşılır. Elektrik süreci sırasıyla topraklama, borulama, kablo tava montajı, kabloların çekilmesi, motor, jeneratör, trafo, hücre, panel gibi ekipmanların montajı, aydınlatma ekipmanlarının montajı, aydınlatma kabloları çekimi, ısıtma kablolarının çekimi ve son olarak tüm bağlantıların tamamlanmasını içerir. Enstrüman süreci enstrüman tava montajı, enstrüman kablo çekimi, enstrümanların montajı, tubing montajı, kapalı devre kamera sistemi montajı, hoparlör, telefon gibi ekipmanların montajı, telekom altyapısının kurulması gibi süreçleri içerir.

 Elektrik-enstrüman süreçleri kendi içerisinde altyapı ve üstyapı olmak üzere iki kısımda incelenebilir. Elektrik sürecinde altyapı aşamasında topraklama bağlantılarının tamamlanması ve borulama işleri vardır. Peki nedir topraklama? Topraklama, elektrikli cihazların herhangi bir elektrik kaçağı tehlikesine karşı gövdelerinin bir iletkenle toprağa gömülü vaziyetteki "topraklama" sistemine bağlanması yöntemidir. Topraklama ekipmanlarını sarı-yeşil izoleli veya izolesiz bakır kablo, topraklama rögarı, topraklama çubuğu, bakır bara ve bunların ısıl kaynak veya bağlayıcı, pabuç ile bağlanmasını sağlayan aparatlar oluşturur. Üstyapı sürecine başlanacağı zaman zemin seviyesinde bırakılan ve altyapı da mühendislik hesaplaması doğrultusunda oluşturulmuş topraklama ağına bağlanmış branşman sarı-yeşil izoleli kablolar ihtiyaç duyulan yıldırımdan koruma, ekipman, çelik, destek gibi elemanların topraklanmasını sağlayacaktır. Montaj süreci içerisinde projelere uyulur ve istenilen derinlikte, kablolar zemin altı seviyede serilir. Kablolar belirli aralıklarla yer altında gömülü olan topraklama çubuklarına gider. Talep edilen montaj detaylarına göre bu kablolar birbirleri ile bağlayıcı veya ısıl kaynak işlemi uygulanarak bağlanırlar. Bu kablolardan da yüzeye sarı-yeşil izoleli üstyapıda kullanılmak üzere branşman kablolar çekilir. Yüzeyde bu kablolar kablo pabuçları ile bakır bara elemanlarına bağlanacaktır ve bina gibi yapıların istenilen her noktasına topraklama işlemi sarı yeşil izoleli kablolar ile götürülmüş olacaktır. Altyapıda borulama işlemi altyapıda çekilen kabloların üst yapıya taşınmasını sağlar. Ana kablo kanalına bağlı borular kabloların kanal içerisinden üst yapıya ulaşmasını sağlar. Borulama paslanmayı engellemek için genellikle galvaniz kaplı çelik borular aracılığı ile yapılır. Galvaniz kaplı çelik boru kendi içinde manşon bulundurur. Manşon boruların birbiri ile bağlantısını sağlar. Borulama işlevi üst yapıda kablo tavasının ulaşamayacağı yerlerde de kullanılır. Genel kullanımda manşon borular birbiri ile bağlanmasa da borular monte edildikten sonra kullanılır. Bu ilerde kablonun keskin boru ucu ile temas edip izolesinin yırtılmasını engeller. Çeşitli tesislerde tesisin talebine göre galvaniz çelik boru yerine koruge vb. tipte borularda tercih edilebilir.

 Elektrik sürecinde üst yapı işleri ekipman montajı ile devam eder. Nedir ekipman? Ekipman enerjinin en küçük birime aktarılması sürecinde ki tüm birimlerdir. Ekipmanlar üst yapı işleri içerisinde motor, trafo, jeneratör, hücre veya panel montajı olarak monte edilir. Transformatör ya da kısa adıyla trafo iki veya daha fazla elektrik devresini elektromanyetik indüksiyonla birbirine bağlayan bir elektrik aletidir. Motor bir enerji formunu mekanik enerjiye çeviren makinedir. Jeneratör ya da kısaca üreteç, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren alettir. Mekanik enerjinin kaynağı buhar makinesi, su, içten yanmalı motor, rüzgâr türbini olabilir. Hücre veya panel kesici, ayırıcı, yük ayırıcı, toprak ayırıcı, akım ölçü trafosu, gerilim ölçü trafosu anlamına gelir. Aslında endüstriyel tesislerde enerji yönetimi çok büyük boyutlu elektronik devre gibidir. Bu süreci endüstriyel tesislerden rafineri sürecine örnek vererek devam edebiliriz. Rafineri gibi büyük endüstri projelerinde ana elektrik binası ve yan binalar mevcuttur.  Rafineri ve 154 kV değeri bazımız olsun. Enerji öncelikle kablolar aracılığı ile ana elektrik binasına alınır. Kablolar 154 kV değerini 34,5 kV değerine düşüren trafolara bus duct adı verilen bir ekipman ile bağlanır. Bus duct, elektrik enerjisi dağıtımında büyük miktarda elektrik akımı iletmek amacıyla bakır ya da alüminyum yol içeren sac levhadır. Bu süreçte trafo gövdesi monte edilmiştir. Trafo vinç ile monte edilmesi planlanan alana oturtulur. Çelik dübeller ile temele sabitlenir. İkinci aşamada trafo, yağ tankı vb. ekipmanları sırası ile montaj talimatnamesine göre monte edilerek kurulur. Ardından trafo 34,5 kV kesici hücreler ile 1x630 mm2 vb. kablolar ile bağlanır. Böylelikle enerji düşürülmüştür. 34,5 kV yan binalara aktarılarak monte edilen alçaltıcı trafolar ile 6,3 kV ve 0,4 kV değere kadar düşürülür. Artık bu trafolardan ilgili motorların vb. ekipmanların paneline bağlantı yapılabilir. Evet, artık motorlar çalışıyor. Bu sistemlerin en önemli özelliği tesisin çalışma devamlılığı için yedekli olmasıdır. Kimi sistemlerde 34,5 kV direk 0,4 kV değere de düşürülebilir. Bu durum tesisin neye ihtiyacı olduğu ile ilgili bir mühendislik hesaplamasıdır.

 Artık ana elektrik binasından yan binalara enerji aktarılabilir. Enerjinin yan binalarda ki ünitelerde bulunan motor vb. ekipmanlara iletilme süreci altyapı ve üst yapıda devam eder. Alt yapıda altyapı kablo kanalları ve borulama hazırdır. Kablolar kablo kanalından çekilip borulama içerisinden üst yapıya çıkarılabilir. Kabloların birçok çeşidi vardır. Genellikle rafineri gibi endüstriyel tesislerde zırhlı kablolar tercih edilir. Zırhlı kablolar kazı vb. sonradan oluşacak süreçlerde veya montaj süreçlerinde kablonun muhafazasını arttır. Bağlantı noktalarında zırh üzerinden yapılan topraklama işlemi zarar görme durumunda sistemin kapanmasına yardımcı olabilir. Elektrik kablolarının hücrelere bağlantı noktasında seçilecek kablo başlıkları veya ek aparatlarının seçimi kabloların yapısı iyice irdelenerek karar verilecek bir konudur. Kablolar kablo kanalı içerisinde kum vb. ile gömülerek çekilir. Genellikle orta gerilim kabloları ve alçak gerilim kabloları orta gerilim kablolarının içinden geçecek enerji ile oluşabilecek manyetik alandan dolayı ayrı çekilir veya kabloların arasına tuğla vb. ayrıcı kullanılır. Orta gerilim kabloları da kendi içlerinde trefoil-yonca şeklinde çekilir. Trefoil konusu da yine orta gerilim kabloların yaydığı manyetik alanla ilgili bir konudur. Enerjili kablolarda manyetik alan titreşim vb.  konulara sebep olabilir. Trefoil kablolar trafoda ki fazlara göre birbirleri ile aynı yönde manyetik alana sahip olurlar. Bu konu mühendislik tarafından detaylandırılır. Kablolar üst yapıda direk yer üstü seviyede ekipmanla bağlanmaz. İhtiyaca göre ünitede her yüksekliğe çıkabilir. Yer üstüne kablolar kablo tavaları üzerinden çekilir. Kablo tavası üst yapıda bir veya birden çok sayıdaki kabloların güvenli bir şekilde ve bir arada ulaşması gereken yere taşınması için kullanılır. Genellikle merdiven veya delikli tiptedirler. Çeşitli endüstriyel tesislerde kullanılan hareketli hatlarda hareketli tipleri de mevcuttur. Kablo tavalarının montaj organizasyonu dikkatle planlanması gereken bir süreçtir. Bunun için iskele, manlift ve vinç organizasyonu kablo çekimi ile eş zamanlı planlanabilir. Kablo tavaları için öncelikle support denilen kablo tava destekleri yapıya kaynak metodu ile kaynatılır. Destekler köşebentler ve u-tip profillerdir. Burada destekler kaynatıldıktan sonra yapının paslanma engelleyici astar boya ve üst boyalarla boyanması önemli bir konu. Pas yıllar içinde büyüyerek yapının zarar görmesine sebep olabilir. Astar boya, boya öncesi malzemelerin üzerine konulan bir hazırlık kaplamasıdır. Astar, boyanın yüzeye daha iyi yapışmasını sağlar, boya dayanıklılığını arttırır ve boyanan malzeme için ek koruma sağlar. Destekler kaynatıldıktan sonra kablo tavaları üzerine monte edilir. Kablo tavası proje mühendisliği tarafından üzerinden geçecek birim metre kablonun ağırlığına göre belli aralıklarla desteklere cıvata vb. malzemeler ile monte edilir. Burada desteklerin delinen kısımlarının paslanmasını engellemek için yine astar boya ve üst boya ile boyanması önemli bir konu. Kablo tavalarının dönüş, çıkış gibi noktaları sahaya uygun imal edilirken keskin kenarların olmamasına dikkat edilir ve imalat sonrasında tava galvaniz sprey ile paslanmaya karşı boyanarak korunur. Keskin köşelere dikkat edilmez ise ikinci aşamada kablo çekiminde çekilen kabloların izolesi yırtılarak zarar görebilir. Tüm bu aşamalar ince ve dikkatle takip edilmelidir. Genelde bu tarz tesislerde, proje 2-3 yıl arasında devam ettiği için projenin ilk yılında monte edilen bazı kalemler 2 veya 3. yılda dikkat edilmez ise paslanma göstermeye başlar. Bu konu ile ilgili yoğun montaj sürecinde atlanan bölgelerle ilgili bakım periyodu ayrıca bir kalem olarak kesinlikle değerlendirilmeli veya montaj süreçleri hesaplamalarının içerisinde ekstra adam-saat olarak düşünülmeli.

 Kablo tava montajı ve kablo çekim süreci elektrik ve enstrüman süreci için aynı aşamalardan oluşmaktadır. Enstrüman kabloları da ana binadan sahada mühendislik hesaplaması sonucu monte edilen enstrümanlara çekilir. Bu süreçte altyapı kablo kanalı ve üstyapı kablo tavaları ile gerçekleşir. Genellikle üstyapıda aydınlatma gibi konularda borulama tercih edilir. Borular da yine destekler üzerine c-tip tutturucular ile monte edilir. Aydınlatma ekipmanları genellikle bağımsız bölgelerde olduğu için içerisinden maksimum 2 kablonun geçtiği 2” borular tercih edilebilir. Aydınlatma sürecinde aydınlatma ekipmanlarının mekanik ve inşaat süreci tamamlanmış bölgelerden başlanarak monte edilmesi önemli bir konudur. Çalışmanın devam ettiği bölgelerde diğer ekipmanlar montaj sürecinde aydınlatma ekipmanlarına zarar verebilir.

 Üst yapı enstrüman süreci de genellikle elektrik süreci gibidir. Burada tek fark motor, fan gibi ekipmanlar, yerine kabloların ulaştırılması gereken enstrümanlar vardır. Enstrüman, sıcaklık, seviye, basınç, akış, alev ve gaz gibi etkilerin algılanıp operatör binası gibi bölgelerde monitörlerde takip edilebilmesini sağlar. Bazı enstrümanların sahada yerinde takip için enstrümanın monte edildiği yere göre zemin üzerinde göstergeleri mevcuttur. Enstrüman ve gösterge arasında da kablolama yapılır. Rafineri gibi yoğun boru hattına sahip projelerde enstrümanlar borunun seviyesi ve içinden geçen sıvı veya gaz akışkanına göre değişik yüksekliklerde monte edilebilir veya direk boru hattı üzerine de monte edilebilir. Bu tür boru hattı seviyesine göre seviye üstü veya altı noktalara monte edilen enstrümanlarda, enstrüman ve boru hattı birbirine tubing ile bağlanır. Tubing bir çeşit paslanmaz borudur. Tubing sıvı veya gazın enstrümana alınmasını sağlar. Böylelikle ilgili parametre doğrultusunda enstrüman ölçüm görevini yerine getirebilir ve bunu bir çeşit elektriksel sinyale çevirip veri olarak ünite binasında ki enstrüman odasında ki paneller üzerinden monitörlere iletir. Enstrümanlar galvaniz destekler ile platform üzerine veya zemin üzerine monte edilebilir. Enstrüman montajı için destek modelleri bağımsızdır. Genellikle proje öncesinde mühendislik tarafından satın alması yapılmış enstrümanlara göre montaj destekleri, tiplere göre detaylı olarak belirlenir. Destekler ile uygun yerlere montajı tamamlanmış enstrümanların doğru çalışırlığı loop test, döngü testi ile devreye alma sürecinde kontrol edilir. Devreye alma sürecinden önce montaj sürecinde de enstrümanlar monte edilmeden önce kalibrasyon laboratuvarlarında kalibrasyon sürecinden geçer. Kalibrasyon belirlenmiş koşullar altında, belirli ölçüm standardına göre enstrümanın doğru çalışırlığının ölçülmesi, sapmalarının belirlenmesi işlemidir. Enstrümanlar devreye alındıktan sonra kullanıldığı yere göre periyodik olarak kalibrasyondan geçer. Mekanik işlemler devam ederken boru hattına veya çevresine monte edilen enstrümanların muhafazası önemli bir konudur. Şantiye marangoz atölyesinde imal edilen kutular enstrümanların üzerine dış etkilere karşı koruma amaçlı konabilir. Üst yapıda genellikle telekom sistemi, alarm sistemi, kapalı devre kamera sistemi, hoparlör sistemi de aynı şekilde kabloları çekilerek monte edilmektedir. Tubing montajı enstrümanlar haricinde hava ile çalışan elemanlarada monte edilebilir. Hava işe sinyal üzere kapatılıp açılan kapak vb. bölgelerde bazı vanalarda vb. ekipmanlarda tubing hava hattı ile cihazlar arasında monte edilir.

 Elektrik-enstrüman sürecinde bağlantıyı ayrı bir noktada değerlendirmek gerekir. Büyük tesislerde sadece bir ünitede 5000 ile 10.000 arası bağlantı planlanır. Bağlantı terminasyon olarak bilinir. Terminasyon kısaca bağlantı adını verdiğimiz konu çekilmiş olan kabloların damar uçlarının, panel, kutu vb. elemanlar içinde ki klemenslere yani bağlantı noktalarına mühendislik standartların belirlediği şekilde bağlanarak sonlandırılması işlemidir. Klemens, kablo damarlarının istenen ekipmana bağlanmasını sağlayan parçaya denir. Rafineri örneği üzerinden devam edersek, rafineri gibi alanlar ATEX talimatnamesine uygun alan olarak değerlendirilir. ATEX, “ATmosphere EXpolosible” yani Patlayıcı Atmosfer anlamına gelir. ATEX talimatnamesine göre Exproof ürünler monte edilir. Exproof alev sızdırmaz veya patlayıcı ortama dayanıklı demektir. Terminasyon için de diğer elemanlarda olduğu için tercih edilen kablo rakor ve aksesuarları patlayıcı ortama dayanıklı olmalıdır. Rakor ve aksesuarları gland, adaptör, manşon, topraklama halkası, redüksiyon, rakor kılıfı ve körtapa gibi aparatları kapsar. Endüstriyel tesislerde terminasyon süreci başlandığında kablo çekim işleminin tamamlanış olması önemli bir konudur. Çekim işlemi tamamlanmış kablolarda proje mühendisliği tarafından hesaplanan atık metraj kesilerek bağlantı tamamlanır. Atık metraj genellikle kablonun bağlantı noktasına yetişmeme durumuna karşı 3 ile 5 metre olarak belirlenir. Eğer montaj esnasında bu durum aşılırsa kabloların yetmemesi gibi durumlarla karşılaşılabilir. Eğer kablo çekilmiş ama reglaj işlemi tamamlanmadan bağlantısı son noktada yapıldıysa kablonun tava dışarısına çıkması gibi beklenmeyen problemlerle karşılaşılabilir. Reglaj kabloların tava içerisinde düzenli bir şekilde serilerek belirli aralıklarla klips vb. aparatlarla tutturulması işlemidir. Reglaj işlemi tamamlanmış kablolarda tava kapağı kapatılır. Eğer iskele kurulmuş yüksek bölgelerde tava kapağı kapatılma işlemi kablo çekimi bitikten sonra planlanmazsa sonra ki aşamada problem ve ekstra adam-saat olarak karşınıza çıkabilir. Bu hesaplamalar proje alım sürecinde genellikle tava kaleminin içinde olduğu için hakkedişi yapılmış kalem olarak sonradan karşınıza çıkabilir. Terminasyon süreci damarlar üzerinden panel ve kutularda gerçekleşirken orta gerilimde kablo başlığı ihtiyacı olarak karşımıza çıkar. Kablo başlığı genellikle orta gerilim kablolarında kablo uçlarının nemden, tozdan etkilenmesini engelleyen ve kısa devre zorlanmalarına karşı elektrik alanının kontrol altına alınmasını sağlayan terminasyon malzemeleredir. Isı ile büzüşen, soğuk büzüşmeli ve fiş tipi kablo başlıkları mevcuttur. Genellikle ısı ile büzüşen tipleri tercih edilir.

 Montaj süreçlerinde elektrik-enstrüman süreci için mevcut işler ayrı ayrı planlanıp saha koşullarına göre iyice hesaplanmalıdır. Bu kalemlerin toplam adetlerine göre adam-saat planlaması doğru yapılmalı ve sahaya mobilize edilecek personeller doğru zamanlarda bulunmalıdır. Proje gibi açık alan çalışmalarının yapıldığı bölgelerde hava koşulları iyice irdelenmeli ve kış koşullarında devam eden çalışmalarda personel ona göre yedeklenmelidir. Birbiri ile senkronize giden kalemlere dikkatle yaklaşılmazsa projeniz sona yaklaştıkça öngöremediğiniz problemler öngöremediğiniz adam-saat hesaplarına dönüşebilir. Böylelikle önceden hakediş yaptığınız kalemlere personel yönlendirmek zorunda kalabilirsiniz.