Mustafa GÖRMÜS - D KARE GÖZETİM - TEKNİK MÜDÜR - Endüstri Mühendisi

Güvenlik tertibatları asansörlerde kabinin aşağı yönde ani hızlanması veya serbest düşme durumunun meydana gelmesi halinde, kabinin düşmesinin önlenerek durdurulmasını sağlayan tertibatlardır. Standardın tarifine göre tanımlarsak;

Güvenlik Tertibatı: Askı sisteminin kopması veya aşırı hızlanmanın meydana gelmesi durumunda kabin, karşı ağırlık veya dengeleme ağırlığının aşağı yönde durdurmaya ve sabit tutmaya yarayan mekanik tertibat.

Ani Frenlemeli Güvenlik Tertibatı: Kılavuz raylar üzerinde tam kavrama hareketinin neredeyse aniden gerçekleştiren güvenlik tertibatı tipidir.

Kaymalı (Kademeli) Güvenlik tertibatı: Kabin, karşı ağırlık veya dengeleme ağırlığında frenleme esnasında yavaşlamadan kaynaklı olarak meydana gelebilecek frenleme kuvvetlerinin özel uygulamalarla kabul edilebilir seviyeye indirebilen güvenlik tertibatlarıdır.

Yukarıda belirtilen tanımlamalar standardın orijinalinden alınan ve tarafımızca yapılan çevirilerdir, bu tanımlamalar sektörde progressive safety gear- Kaymalı Fren, Instantaneous safety gear- Kazık Fren olarak kullanılmaktadır.

Güvenlik tertibatlarının kullanımına yönelik tercihler/seçimler EN 81-20 standardında tanımlanmış olup, beyan hızı 0,63 m/s’yi aşmayan asansörlerde ani frenlemeli güvenlik tertibatı kullanımına müsaade edilirken, bunun dışındaki asansörlerde mutlaka kaymalı güvenlik tertibatı kullanımı şart koşulmaktadır. Karşı ağırlıkta fren kullanılması halinde ise 1 m/s ve üzeri hızlarda kaymalı güvenlik tertibatı kullanımı şart koşulurken, daha düşük hızlarda ani frenlemeli güvenlik tertibatına müsaade edilmektedir.

Teknik olarak her 2 fren tipinin de piyasada kullanılabilirlik durumunu dikkate aldığımızda pazarda büyük ağırlıklı oranda kaymalı güvenlik tertibatı kullanımının gerektiğini görebiliyoruz, bu sebeple bu çalışmamızda kaymalı güvenlik tertibatlarının uygunluk değerlendirmesi ile ilgili bilgiler paylaşacağız.

Kaymalı güvenlik tertibatlarının piyasaya arz öncesi uygunluk onay işlemleri
2014/33/Ab Asansör Yönetmeliğinin 3 numaralı ekinde asansörlerde kullanılan güvenlik ekipmanları listelenmiş olup, bu listenin ikinci sırasında “Kabinin düşmesi veya yukarı yönde kontrolsüz hareket etmesini önleyen tertibatlar” tarif edilmiş olup bu tarifte belirtilen kabinin düşmesini önlemeye yönelik tasarlanan cihazlar kabin güvenlik tertibatlarıdır. Bu tariften yola çıkarak kabin güvenlik tertibatlarının 2014/33/AB Asansör Yönetmeliği kapsamında bir uygunluk değerlendirme işlemine tabii tutulması ve üretici tarafından CE işareti iliştirilerek piyasaya arz edilmesi gerekmektedir. Bu raya kadar anlatılan kısım ürünün tasarım süreçleri ile ilgili koşulları belirtmekle birlikte, ürünlerin piyasaya arz edilebilmesi için gerekli olan bir diğer durum da herkesin mutlaka gördüğü ancak tam olarak ne anlama geldiği konusunda net fikre sahip olmadığı (ki çoğu kişi tarafından da yanlış fikirlere sahip olunduğu karşılaştığımız bir durumdur) CE işaretinin yanında kullanılan 4 haneli numaradır. Bu 4 haneli numara neyi ifade eder, öncelikle herkesin bu soruya vereceği cevap ürünü belgelendiren “Onaylanmış Kuruluşun” numarası olacaktır. İşte bu cevap yanlış cevap olarak çoğu zaman karşımıza çıkmaktadır. Bu 4 haneli numara birazdan size güvenlik tertibatı için detaylı olarak anlatacağımız ilk onay sürecinin sonrasında onaylanan ürünün seri üretimde aynı koşullarda üretilmeye devam edip etmediğinin kontrolünde görev alan Onaylanmış Kuruluşun kimlik numarasıdır. Bu kuruluş çoğu zaman ilk onayı veren kuruluş olabileceği gibi, üreticinin tercihine bağlı olarak farklı bir Onaylanmış Kuruluş da olabilir. Sorduğumuz soruya verilen yanlış cevabın temelinde de aslında bu durum yani ürünü ilk onaylayan ile sonraki süreçte üretimin uygunluğunu değerlendiren kuruluş aynı olduğu için insanlarda algı bu yönde alışmakta ve CE işaretinin yanında kullanılan kimlik numarasının ürünü ilk onaylayan kuruluşun numarası olduğu fikri oluşmaktadır.

Teknik olarak gerek asansör kontrolünde görev alan kuruluşlar gerekse asansör teknik dosyalarını hazırlamakta olan mühendis arkadaşlarımızın ürün üzerinde CE işareti yanında kullanılmış olan kimlik numarasının AB Tip inceleme Sertifikasını (EU Type Examination Certificate) düzenleyen kuruluşunkinden farklı bir numara olması durumunda durumu garipseyebilmekteler hatta güvenlik aksamı üreticisi ile irtibata geçerek numaranın yanlış kullanıldığı ve değiştirilmesi gerektiği konusunda ısrarcı olmaktadırlar. Umarım bu anlatmış olduklarımız insanlara farklı bir bakış kazandırabilirler. Bu durum ile ilgili olarak verilebilecek en güzel örnek aslında hiçbir şekilde kimlik numarası olmaksızın CE işareti iliştirilerek piyasaya ar edilen ürünler olabiliri. Bu durum 2006/42/EC Makine Emniyeti Yönetmeliğinde çok sık karşılaştığımız bir durumdur. Yönetmelik gereğince bazı riskli ürünler için Tip İncelemesi bir zorunluluk olmasına rağmen, tip inceleme sonrasında ilave bir denetim yönetmelikte tanımlanmamıştır. Bu durumda Onaylanmış Kuruluş tarafından Tip incelemesine tabii tutulan ürünler herhangi bir ilave denetime tabii tutulmaksızın piyasaya arz edilebilmekte ve üretici tarafından CE işareti numara vurmaksızın ürüne iliştirilebilmektedir.

Bu idari uygunluk değerlendirme süreçleri konusunda ilerleyen sayfalarda detaylı bilgiler bulabileceğiniz için bu yazımızda kısaca anlatarak geçmek esas olarak ürünün teknik onay süreçleri hakkında detay vermek isterim.

Uyumlaştırılmış standartlar rehberliğinde uygunluğun değerlendirilmesi
Yazımızın en başında bahsettiğim gibi EN 81-20 standardı bir uyumlaştırılmış standart olup, asansörlerin 2014/33/AB Asansör Yönetmeliğine Uygunluğunu sağlayabilmek için kullandığımız temel referans dokümandır. Bunun yanında bir de EN 81-50 standardı mevcut olup, EN 81-50 standardı asansörlerin tasarımı ile birlikte, asansör güvenlik ekipmanlarının uygunluğunun doğrulanması için gerekli test ve deneyler kullanabilmekteyiz. Her iki standart Avrupa Komisyonu tarafından 2014/33/AB Asansör Yönetmeliği kapsamında uyumlaştırılmış standartlar olup, güvenli ürünü piyasaya arz etme hedefine ulaşabilmemiz için en kolay yolu bize vermektedir. Diğer yandan gerek EN 81-20 gerekse EN 81-50 standartları güvenli ürün elde etmek için takip edilecek bir rehber olmakla birlikte ille de zorunlu olarak uymamız gereken dokümanlar olmadığını da belirtmek gerekir. Standartlar ihtiyarı (isteğe bağlı kullanılan) dokümanlardır, asıl olan 2014/33/AB Asansör Yönetmeliğin 1 numaralı ekinde belirtilen temel sağlık ve güvenlik kurallarıdır, üretici veya asansör monte edenin ilk hedefi temel güvenlik kurallarına ulaşmaktır, bu hedefe ulaşmak için de bize rehber olacak en kısa yol uyumlaştırılmış standartları uygulamaktır. Eğer alternatif metotlar kullanarak temel güvenlik kurallarına ulaşmayı isterse üretici veya asansör monte eden, bu duruma karşı yönetmelik engel olmamaktadır. Biz kısaca bu bilgiyi verdikten sonra yine kolayına kaçalım ve EN 81-50 standardının asansör güvenlik tertibatları için bizden neler istediğine değinelim.

Öncelikle belirtmek istediğim durum EN 81-50 bir ürün standardı olmadığı durumudur. Standartta ürün tasarımı veya üretimi ile ilgili herhangi bir kural bulunmamaktadır. Standart tamamen güvenlik tertibatlarının ve diğer asansör güvenlik aksamlarının hangi koşullarda ve ne şekilde test edileceğini ve test sonuçlarının nasıl değerlendireceğini tarif etmektedir. Güvelik Tertibatı veya diğer güvenlik aksamlarının tasarımı ile ilgili kurallara erişmek isteyenler ilk olarak EN 81-20 standardına bakmaları gerekmektedirler. Ürünlerin tasarımları için net bilgi vermese de detay bilgilere EN 81-20 standardı üzerinden erişilebilmektedir.

EN 81-50 madde 5.3 Güvenlik tertibatlarının onaylanabilmesi için testleri tarif etmektedir. Standart başlık olarak da Güvenlik Tertibatlarının Tip Onayı olarak verilmiştir. Standard içeriğinde 5.3.2 maddesinde ani frenlemeli güvenlik tertibatlarının, 5.3.3 maddesinde ise kaymalı güvenlik tertibatlarının tip onayı için gerekli şartlar tanımlanmıştır. Daha önce de belirttiğim gibi bu yazımızda kaymalı güvenlik tertibatlarının tip onayı işlemleri için bilgilendirme yapacağız.

Güvenlik aksamı üreticileri öncelikle güvenlik tip onay işlemlerine başlamadan önce tasarladıkları ve ürettikleri güvenlik tertibatlarının test yükü kapasitesi olarak ve frenleme hızı olarak teknik özelliklerini belirlemek zorundadır. Test yükü kapasitesini belirleme konusunda standart referans olarak 0,6 g ortalama ivme ile yavaşlamanın meydana gelmesi halinde ortaya çıkacak frenleme kuvvetinin 16’ya bölünmesini ve test yükünün tespit edilmesini öngörmektedir.

Yani 2200 kg beyan yükü beyan edecek olan üretici örnek verirsek 3000x0,6x9,81/16= 1103,625 kg değerine ulaşır, her bir kabinde 2 fren bulunacağı için de bu değeri 2 ile çarparız 2x1103,625= 2207,25 kg değerini elde ederiz. Bu hesaplamadan yola çıkarak üreticiler beyan yükü hesaplayabilirler.

Güvenlik tertibatlarının testleri beyan edilen yükle yüklü test kabininin serbest düşmeye bırakılması şeklinde gerçekleştirilir ve bu testler sonucunda ortaya çıkan ortalama frenleme kuvveti, en küçük anlık frenleme kuvveti ve en büyük frenleme kuvveti belirlenir.

Güvenlik tertibatlarının test prosedürü üreticinin beyan ettiği çalışma kapasitesine bağlı olarak aşağıdaki şekilde belirtilmiştir.

1- Tek bir kapasite yük beyan edilmiş güvenlik tertibatları
Üretici tarafından tek bir kapasite beyan edilmiş güvenlik tertibatlarının tip testleri aynı ürün üzerinde gerçekleştirilecek 4 seri serbest düşme testi olarak gerçekleştirilir. Her bir test sonrasında sürtünen parçaların normal sıcaklığa dönmesi için yeterli süre boyunca beklenmelidir. Gerçekleştirilen testlerde sürtünen parçaların (raya temas eden parçalar) deforme olması veya yüzey özelliğini kaybedebilmesi ihtimali de vardır, bu durumda standardın öngördüğü test sayısı 4 m/s altındaki hızlar için 3, 4m/s üzerindeki hızlar için 2 test olarak belirtilmiştir. Örneğin 2,5 m/s beyan hızına sahip bir güvenlik tertibatı test edildiğinde üzerinde bulunan frenlemeyi gerçekleştiren (rayı yakalayan) çenelerin 4 testten en az 3 tanesini başarı ile geçmeli ve herhangi bir malzeme kaybı ve deformasyon olmamalıdır. 3 test sonucunda herhangi bir deformasyon olması durumunda veya üreticinin isteğine bağlı olarak sürtünmeye maruz kalan parçalar değiştirilebilir.

2- Farklı kapasitelerde yük beyan edilmiş güvenlik tertibatları
Üretici tarafından farklı kapasitelerde yük beyan edilen güvenlik tertibatlarında ise testler 2 adet beyan edilen maksimum yükte ve 2 adet beyan edilen minimum yükte serbest düşme gerçekleştirilmesi olarak yapılır. Bu durumda üretici farklı kapasitelerde beyan yükünü neye göre beyan ettiğini test laboratuvarına bildirmeli ve bunu sağladığı esnek parçaların frenleme kuvvetlerinin grafiğini laboratuvara ibraz etmelidir. Laboratuvar orta noktadan bir kapasitede 2 adet de test gerçekleştirerek sunulan grafiğinin doğrulamasını yapmalıdır.

Testler beyan edilen yüklü kabinleri serbest beyan edilen regülatör devreye girme hızında serbest düşme olarak gerçekleştirilir ve test sonucunda EN 81-20 standardında belirtilen kritere bağlı olarak yavaşlama ivmesi kontrol edilir. Tespit edilen yavaşlama ivmesinin 0,2g ila 1g aralığında olması beklenir. Serbest düşme işlemleri farklı yüksekliklerden gerçekleştirilerek frenleme noktalarının her defasında birbirinden farklı yerlerde olması sağlanmış olur. Her bir test sonucunda elde edilen yavaşlama ivmelerinden faydalanılarak frenleme kuvvetleri tespit edilir ve gerçekleştirilen tüm testlerin ortalaması belirlenerek ortalama frenleme ivmesi bulunmuş olur.

Testler sonrasında ise sürtünen parçaların test öncesinde gerçekleştirilmiş sertlik ölçümleri ile karşılaştırmak amacı ile test sonrasında sertlik ölçümleri yapılır ve üretici tarafından beyan edilen değişiklikler doğrulanır. Test sonrasında malzemede herhangi bir deformasyon veya yüzey kaybı olup olmadığı kontrol edilir.

Gerçekleştirilen test sonrasında elde edilen frenleme kuvvetleri 16 sayısına bölünerek her bir frenin taşıma kapasitesi belirlenmiş olur. Elde edilen izin verilebilir kütle eğer test kütlesinden daha yüksek çıkar ise test yükü izin verilebilir kütle olarak kabul edilebilir.

İzin verilebilir kütle hesabını bir örnek ile ele alırsak eğer aşağıda 2000 kg test yükü ile test edilmiş bir frene ait test grafiğini görebilirsiniz. Örnekte belirtilen grafikten 4 test için toplam 4 adet elde edilerek ortalama frenleme kuvveti tespit edilir. Grafikte de görülebileceği gibi test edilen ürünün maksimum yavaşlama ivmesi a= 9,413 m/s tespit edilmiştir. Verilen örnekte test hızının 1,50 m/s olduğunu da belirtmekte yarar var.

Frenleme kuvvetini hesaplarsak eğer;
P+Q= 2000 kg
a= 9,413 m/s2
F=mxa 
F= 2000 x 9,413 = 18 826 N

Standartta da belirtildiği üzere 18 826 / 16 = 1176 kg değerine ulaşırız bu değer her bir fren için izin verilebilir kütle olarak karşımıza çıkar. Teknik olarak kabinde 2 adet fren kullanılması gerektiği için bu değeri 2 ile çarparsak, 2x 1176= 2353 kg değerine ulaşmış oluruz. Bu değer test yükünden daha yüksek bir değer olduğu için standardın öngördüğü şekilde üreticiye test yükünü beyan değeri olarak alması önerilir. 

Şekil 1: Fren serbest düşme testi ivme zaman grafiği.
Yazımızın buraya kadarki kısımlarında güvenlik tertibatlarının Tip Onayı için gerçekleştirilecek testlerden bahsetmiştik, şimdi biraz da sektörümüzde uzun yıllar unutulmuş 2018 yılı itibari ile tekrar hayatımıza girmiş olan monte edilmiş olan asansörlerde gerçekleştirilen testleri ele almak gerekeceğini düşünmekteyim.

Tasarım doğrulamada en doğru metot- FREN BLOKLARININ YÜKLÜ TESTİ
4 Mayıs 2018 tarihinde yayımlanarak yürürlüğe giren Asansör Periyodik Kontrol Yönetmeliği ile birlikte hayatımıza yeni giren bir uygulama olarak algılanan ancak, asansörlerin ilk icat edildiği yıllardan günümüze kadar beyan yüklü kabinin beyan hızında test edilmesi durumu asansörlerin işletmeye açılmasında en önemli testlerden biridir.

Gerek yürürlükten kalkmış olan eski standartlar (TS 863, TS 10922, TS EN 81-1 vb.) gerekse şu anda yürürlükte olan TS EN 81-20 standardının içeriğinde tanımlanan asansörlerin işletmeye açılmasından önce uygulanacak muayene ve deneyler kısmında asansör güvenlik tertibatlarının (yani fren bloklarının) beyan yükünün % 25 fazlası ile yüklenmiş kabinde beyan hızında test edilmesi belirtilmektedir. Yani kısacası 4 Mayıs tarihinde yayınlanan yönetmelikte bahsi geçen yüklü testler sektörde ilk defa karşımıza çıkıyormuş gibi algılanması ciddi anlamda düşündürücüdür. 

Yazımızın bu bölümünde özellikle sektörün neden bu teste karşı çıkmaması gerektiğini bazı uygulamalar ile anlatmaya çalışacağız. Bu konuyu ele alırken de sektörden gelen itirazları da göz önünde bulundurmaya çalışacağız. Sektörden en çok gelen itiraz konusu “asansörlerde kullanılan fren bloklarının zaten belgeli ürünler olduğu bu testlere neden ihtiyaç duyulduğu” yönündedir. Bu itirazı yapan sektör temsilcilerinin belgelendirme sürecinde gerçekleştirilen testler hakkında bilgi sahibi olmadığını açıkça ortaya koymaktadır. Öncelikle fren bloklarının nasıl belgelendirme sürecinden geçtiklerini yukarıda detaylı olarak açıkladık. TS EN 81-50 standardının 5.3 maddesine göre tip onay testlerine tabii tutulan fren blokları standartta da belirtildiği üzere beyan edilen maksimum yükte ve maksimum hızda devreye girecek şekilde serbest düşmeye maruz bırakılarak test edilmektedir. Aşağıdaki şekilde de görülebileceği gibi tip testleri sırasında kabin sadece fren sistemi ile serbest düşme sırasında düşmesi önlenerek durdurulmaktadır, bu test aşamasında askı sistemi, makine, kasnak ve karşı ağırlık sistemde bulunmamaktadır. Montajı tamamlanan asansörlerin son kontrol aşamasında ise fren tertibatlarının testi gerçekleştirilirken, kabin bir makine tarafından tahrik edilmekte, halat-kasnak sistemi bu teste maruz kalmakta, diğer yandan karşı ağırlık sistemi tarafından ortaya çıkan kuvvetler sisteme etki etmektedir. Tüm bunları ele aldığımızda fren belgelendirme sürecinde gerçekleştirilen testlerin monte edilmiş asansörlerde gerçekleştirilen testlerin yerini tutamayacağını kesinlikle söyleyebiliriz.

Şekil 1’de de görüldüğü üzere beyan yükü ile yüklenmiş bir kabini test ederken sadece fren bloğunun kabini durdurabilme yeteneğini test etmiş olmuyoruz, aynı zamanda asansörde meydana gelebilecek en olumsuz senaryoyu gerçekleştirerek asansörün askı sistemini, tahrik sistemini, tahrik sisteminin taşıyıcılarını, karşı ağırlık tasarımını, karşı ağırlık taşıyıcılarını ve asansörün ray bağlantılarının uygunluğunu test etmekteyiz. Bu saydıklarımıza sektörde kontrol edilmesi güç olan denetim mekanizması içerisinde bulunmayan kabin imalatı, tahrik kasnağı imalatı, makine şase/sehpa imalatını da değerlendirmiş oluyoruz.

Aşağıdaki şekilde de net olarak görüldüğü üzere fren bloklarının belgelendirilmesi sırasında meydana gelen kuvvetleri gösteren resimler yer almaktadır. Şekil-1’in sağında belirtilen metotla gerçekleştirilen test; askı sisteminden bağımsız olarak serbest düşmeyi gösteren resimdir. Şekil-1’in sol tarafında belirtilen askı sistemine bağlı ve tahrik makinesi ile çalışan asansörde gerçekleştirilecek fren testi için Şekil-1’in sağ tarafındaki test referans olamaz.
 
Şekil 2: Monte edilmiş asansörde fren testi ile serbest düşme fren testinin karşılaştırılması.

Sonuç olarak 4 Mayıs tarihinde yürürlüğe giren Asansör Periyodik Kontrol Yönetmeliği ile birlikte hayatımıza gerçekten giren (ki yıllar öncesinden zaten hayatımızdaydı nasıl oldu da hayatımızdan çıktı o da ayrı bir muamma) “Yüklü testler sektöre ne getirmiştir? Sektörden ne götürmüştür?” konusunu ele alırsak; Kişisel düşünceme göre gerek montaj kalitesi, gerekse imalat kalitesi her geçen gün aşağı yönde hareket eden sektörümüzde kalitenin yukarı taşınabilmesi için büyük bir fırsat yaratmıştır. Sektörde bir kesim temsilciler bunun farkında değil veya farkında olmak istemiyor olabilir, ancak son kontroller sırasında gerçekleştirilen yüklü testlerle birlikte sektörde kaliteli işçilik yapan, kaliteli imalat gerçekleştiren firmaların daha çok ön plana çıktığı, pek çok firmanın da üretim kalitesini gözden geçirdiği aşikardır.