Sektörmaden Dergisi 89 sayı

MAKALE
İnert tozların gazların varlığı
Chatrathi ve Going isimli bilim insanları toz patlamaları
konusunda yaptıkları araştırmalarda; Pittsburgh
kömürü, mısır nişastası, polietilen, antrakinon gibi
tozlarda, sodyum bikarbonat, potasyum bikarbonat,
monoamonyum fosfat ve kalsiyum karbonat gibi inert
maddelerin patlamayı önleyici etkileri üzerinde çalışmışlardır.
İnceleme sonuçları, basıncın artış hızı (Kst
indisi) ve maksimum patlama basıncının (Pmax) kabul
edilebilir bir seviyeye düşürülebildiğini göstermiştir.
Kullanılan söndürme ajanının etkililiği, yanıcı toz ile
inert tozun uyumluluğuna bağlıdır. Özgül ısı, ısıl iletkenlik,
emicilik, partikül geometrisi ve yüzey alanı
söndürücülerin etkililiğinde önemli rol oynamaktadır.
3. Toz patlamalarının önlenmesi
ve patlamalardan korunma
Toz patlamalarına karşı alınabilecek önlemler, birkaç
aşamadan oluşmaktadır. Yapılan işlemlerin doğasına
uygun olarak alınacak teknik ve organizasyona
yönelik önlemler; 30 Nisan 2013 tarih ve 28633
sayılı “Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden
Korunması Hakkında Yönetmelik” Madde
5-(1)’de, öncelik sırasına göre aşağıda belirtilmiştir.
a- Patlayıcı ortam oluşmasını önlemek,
b- Yapılan işlemlerin doğası gereği patlayıcı ortam
oluşmasının önlenmesi mümkün değilse patlayıcı
ortamın tutuşmasını önlemek,
c- Çalışanların sağlık ve güvenliklerini sağlayacak
şekilde patlamanın zararlı etkilerini azaltacak önlemleri
almak.
Patlayıcı ortam oluşmasını önlemek
Yanıcı maddelerin kullanımından olabildiğince kaçınmak
ve/veya kullanımını sınırlandırmak ilk kademe
önlemi olarak düşünülebilir. Bazı durumda
parçacık büyüklüğünü artırmak sistemin işleyişini
fazla etkilemez. Böylece katı parçacıkların havada
asılı kalması, dolayısıyla patlayıcı toz/hava karışımlarının
oluşumu da sınırlandırılmış olur. Toz çıkaran
işlem ve makinalar normal çalışma ortamından
mümkün olduğunca ayrılabilir veya dışarıya
toz kaçırmayacak şekilde izole edilebilir.
Ortam şartları dikkate alınarak planlanmış bir havalandırma
uygulaması havadaki toz konsantrasyonunu
azalttığı için yararlıdır. Toz salınım kaynağındaki havayı
çeken emici havalandırma düzeni tozun önemli
bir bölümünü çalışma ortamı havasına karışmadan
uzaklaştırabilir. Ancak, özellikle yüksek hava hızları
toz birikimi olan yerlerde tozların havalanarak havaya
karışmasına neden olabilir ve patlayıcı ortam oluşmasını
tetikleyebilir.
Amerikan Toz Patlamaları Bilinçlendirme Programına
göre, 0,8 mm ve daha fazla kalınlıktaki veya işletme
yüzeyinin %5’ini kaplamış toz tabakaları derhal temizlenmelidir.
Özellikle motor gövdesi, kalorifer peteği,
aydınlatma armatürleri gibi ısınan yüzeylerin periyodik
olarak temizliği önemlidir. NFPA (National Fire Protection
Association) 654’e göre, toz tabakalarının temizlenmesinde
mutlaka tozun etrafa dağılmasını önleyici
vakumlu cihazlar kullanılmalı, basınçlı hava asla tercih
edilmemelidir. Tozlu alanlarda çalıştırılan elektrikli ve
mekanik donanımların yüzey sıcaklıkları gerekirse termal
kameralarla kontrol edilmelidir.
Ortamdaki ve kişilerdeki statik elektrik yüklenmesini
engellemeye yönelik önlemler alınmalı, boşalmasını
sağlayacak kişisel koruyucu donanımlar, boşaltma
istasyonları ve topraklamaya yönelik önlemlerle anti-statik
ortamlar oluşturulmalıdır.
İnert gazların (azot, karbondioksit, soy gazlar vb.), su
buharının veya işlenen ürünlerle uyumlu, inert toz halindeki
maddelerin (kalsiyum karbonat, alçı taşı vb.)
ilave edilmesi (inertizasyon) ile patlayıcı ortamların
oluşması sınırlandırılabilir.
İşletmelerin bu konuda mutlaka bir acil eylem planı
olmalı, çalışanlar yanıcı tozların patlama tehlikesi, etkileri
ve bir olay anında alınması gereken önlemler
konularında eğitilmelidir.
Patlayıcı ortam oluşmasının önlenmesi
mümkün değilse patlayıcı ortamın
tutuşmasını önlemek
Açık alev kullanılan ve/veya kıvılcım çıkarma riski
olan kaynak ve lehimleme, taşlama ve kesme, sıcak
hava üfleme gibi “Sıcak İşler”; “Çalışma Denetim
Sistemi” esaslarına göre yapılmalıdır. Bu sistemde,
risk kaynağı olan tüm faaliyetler, ancak bölüm yöneticileri
ve iş güvenliği sorumlularından alınacak
özel izin ve imzalı bir form aracılığıyla yapılabilmektedir.
Böylece riskli faaliyetin, gerekli önlemler
alındıktan sonra uygun malzeme ve ekipman ile
deneyimli personel tarafından güvenli bir şekilde
yapılması sağlanmaktadır. Ayrıca, açık ateş ve sigara
içilmesi kesinlikle yasaklanmalıdır.
Tehlikeli bölgelerde
► Statik elektriğin oluşmasını kısıtlayacak, antistatik,
karbon içeren plastik malzemeler (iş elbiseleri,
ayakkabılar vb.) kullanılmalı, iletken
olan tüm ekipmanlar topraklanmalıdır.
► Bakır-berilyum, alüminyum-bronz vb. özel alaşımlardan,
özel ısıl işlemlerle üretilmiş kıvılcım
çıkarmayan el aletleri kullanılmalıdır.
► Kullanılacak elektrikli ekipmanlar veya elektrik
tahrikli makinalar; patlamaya karşı korunmuş
tipte (Ex-proof) olmalı ve tehlikeli bölge sınıfının
ve yanıcı maddenin gerektirdiği özelliklere uygun
olmalıdır. Kullanılacak elektrikli veya tahrikli
ekipman yüzeylerinin ulaşabileceği en yüksek
sıcaklık, ortamda bulunabilecek yanıcı maddenin
tutuşma sıcaklığından düşük olmalıdır [10].
Patlamanın zararlı etkilerini azaltmak
Çoğu toz/hava karışımları için en yüksek patlama
basıncı 8-10 bar; alüminyum veya magnezyum
gibi hafif metallerin tozları için daha yüksek olabilir.
Silo, tank, boru vb. tesisler içten patlamalarda
söz konusu basınçlara dayanıklı olacak şekilde
inşa edilmelidir.
Özellikle tanklarda, tankın olası en yüksek patlama
basıncına dayanamayacağı durumlarda, patlamanın
en güvenli (insanlardan ve kritik ekipman, kontrol
bölgelerinden uzak) bölgeye doğru yönlenmesi yoluna
gidilir [10]. Bunun için tankın uygun bir yönü,
bilinçli olarak zayıf tasarlanarak patlama basıncının
bu yönden tankı yırtarak nispeten güvenli olan kısma
doğru boşalması sağlanır. Diğer bir uygulama;
tesise monte edilen patlama kapakları veya panelleri
üzerinden patlama sonucu oluşacak basıncın kontrollü
bir şekilde tahliye edilmesidir. Böylece diğer bölümlerdeki
insan ve ekipmanlar korunmuş olur. Patlama,
sensörler tarafından algılanarak çok kısa bir tepki süresinde
ekipman içine yangın söndürme maddesi enjekte
edilerek alev bastırılabilir. Bu sistemlerin tasarımında,
patlama basıncının artış hızı (dP/dt) çok önemlidir.
Tüm yanıcı maddeler için bu değer karakteristiktir ve
standart testlerle tespit edilebilir [10, 11].
Ayrıca, ilgili yönetmelik Madde 5-(2)’de “Birinci fıkrada
belirtilen önlemler, gerektiğinde patlamanın yayılmasını
önleyecek tedbirlerle birlikte alınır. Alınan
bu tedbirler düzenli aralıklarla ve işyerindeki önemli
değişikliklerden sonra yeniden gözden geçirilir.” hükmü
bulunmaktadır.
Alınan önlemlere rağmen toz patlamasının meydana
gelmesi durumunda, ortaya çıkabilecek zararları patlama
merkezi ile sınırlandırabilmek (lokalize etmek)
için, yönetmelik Madde 5-(2) gereği olarak, olayın
yayılmasını önleyecek tedbirlerin alınması gerekir.
Bunun sağlanamaması durumunda, özellikle geniş bir
sahaya yayılan kapalı hacimlerde patlamanın oluşturacağı
zararlar katlanarak artmaktadır. Yeraltı kömür
madenciliğinde kilometrelerce uzunluktaki yeraltı
boşlukları (damar içi galeriler, ana yollar, uzun ayaklar,
kuyular vb.) bu tür bir yayılma için örnek olarak
verilebilir. Nitekim, geçmiş yıllarda yaşanan birçok
olayda meydana gelen toz patlamalarının lokalize
edilememesi, çok sayıda can kaybı ve büyük maddi
zararlarla sonuçlanan olaylara neden olmuştur.
Patlamaların yayılmasını önleyecek tedbirler konusunda
çok sayıda araştırma yapılmış ve farklı teknikler
geliştirilmiştir. Burada uygulanan teknikler ana
başlıklar halinde verilmiştir.
Şekil 1- Taş tozu ve su barajları [12].
54 SEKTÖRMADEN SEKTÖRMADEN 55