Toz patlaması, yanıcı bir tozun havada yeterli yoğunlukta asılı kalması ve bir tutuşturucu kaynakla buluşması sonucunda ortaya çıkar. Olay saniyenin altında gelişir, kapalı hacimde basınç hızla yükselir ve ekipman gövdesi dayanımını aşar. Birincil patlamanın kaldırdığı toz ikincil ve çok daha yıkıcı bir patlamayı tetikleyebilir.
Riskin yönetimi iki koldan yürür. Tutuşmayı engelleyen önlemler ile patlama gerçekleştiğinde hasarı sınırlayan koruma sistemleri birlikte tasarlanır.
Türkiye’de bu kapsamdaki tesislerde Patlamadan Korunma Dokümanı hazırlanması yasal bir yükümlülüktür.
Toz Patlaması Nedir?
Yangın için yakıt, oksijen ve tutuşturucu kaynak yeterlidir. Toz patlaması için bu üç unsura iki koşul daha eklenir, toz bulutu hâlinde dağılma ve ortamın kapalı olması. Beş unsurun aynı anda bulunduğu bu yapı literatürde patlama beşgeni olarak adlandırılır.
Tozun tane boyutu belirleyici bir etkendir. Tane küçüldükçe birim kütle başına yüzey alanı büyür ve tutuşma kolaylaşır, bu nedenle 500 mikronun altındaki tozlar değerlendirmeye alınır. Nemin artması ve tane boyutunun büyümesi riski azaltan yönde etki eder.
Toz Patlaması Neden Olur?
Nedenlerin başında toz birikiminin kontrol edilmemesi gelir. Ekipman yüzeylerinde, kiriş üstlerinde ve zeminlerde biriken ince toz tabakası, küçük bir basınç dalgasıyla havaya kalkarak patlayıcı bulut oluşturur.
Birincil olay çoğunlukla ekipman içinde başlar, asıl yıkım ise bu tabakanın kalkmasıyla gerçekleşen ikincil patlamada görülür.
Proses kaynaklı etkenler de tabloya katkı sunar. Pnömatik taşıma hatları, silo doldurma ve boşaltma işlemleri, öğütme ve eleme adımları yoğun toz bulutu üretir. Silolarda toz patlaması önlem planı, tam da bu doldurma ve boşaltma anlarındaki bulut yoğunluğunu merkeze alır.
Toz Patlamasına Yol Açan Tutuşturucu Kaynaklar
Tutuşturucu kaynaklar çoğunlukla sıradan görünen etkenlerdir. Mekanik kıvılcım, sürtünme ve aşırı ısınan rulman, elektrostatik boşalma, sıcak yüzey, kaynak ve kesme işlemleri, elektrik arkı ve kendiliğinden ısınma en sık bildirilen başlıklardır.
Elektrostatik boşalma bu grupta özel bir yere sahiptir. Toz, boru ve kanal içinde hareket ederken yük biriktirir, topraklaması yapılmamış metal bir parçada biriken bu yük tek bir kıvılcımla boşalabilir. Tozların tutuşma enerjisi çoğu zaman düşük olduğundan gözle görülmeyen bir boşalma bile yeterli olabilir.
FLTS ürünleri
Bu yazıda geçen sistemler
Hangi Tozlar Patlama Riski Taşır?
Yanıcı organik ve metalik tozların büyük bölümü uygun koşullarda patlayıcı davranır. Risk taşıyan başlıca gruplar altı başlıkta toplanır.
Lif ve tekstil tozları da bu listeye dâhildir, kuru temizleme de toz patlaması bakımından değerlendirilmesi gereken alanlar arasında yer alır.
Metal tozlarında ek dikkat: Alüminyum ve magnezyum tozu suyla temas ettiğinde hidrojen açığa çıkarabildiğinden, bu hatlarda sulu filtre çözümleri ancak bu reaksiyon hesaba katılarak özel tasarlandığında kullanılır.
Toz Patlaması Riski Bulunan Sektörler
Risk, toz üreten her üretim kolunda bulunur. Değirmen ve unlu mamul tesislerinde un tozu patlaması, silo ve yem fabrikalarında tahıl tozu patlaması ile buğday tozu patlaması, termik santral ve maden işletmelerinde kömür tozu patlaması başlıca izlenen senaryolardır. Metal ve kimya tarafında tablo değişir, döküm ve taşlama hatlarında alüminyum tozu patlaması, boyahane kabinlerinde toz boya patlaması, kimya tesislerinde ise kükürt tozu patlaması öne çıkar.
Beklenmedik alanlar da listeye girer. Kuru temizleme de toz patlaması riski taşıyan işletmeler arasında sayılır, çünkü filtre ve tambur yüzeylerinde biriken ince lif tozu yanıcı bir tabaka oluşturur. Geri dönüşüm tesisleri ve metal tozu kullanan eklemeli imalat atölyeleri de son yıllarda öne çıkan risk alanlarıdır.
Toz Patlaması Nasıl Önlenir?
Önleme stratejisi tutuşmayı engellemek üzerine kurulur. Bir toz patlaması ex-proof ekipman seçimi, topraklama ve düzenli temizlik üçgeniyle büyük ölçüde engellenebilir, bunun üzerine koruma sistemleri eklenir.
Önleme tek başına yeterli kabul edilmez. Uluslararası yaklaşımda tutuşma olasılığı sıfıra indirilemediği için koruma sistemleri her zaman tamamlayıcı katman olarak tasarlanır. Silolarda toz patlaması önlem kurgusu bu nedenle tahliye ve izolasyon ekipmanını da kapsar.
Toz Toplama Sistemleri Patlama Riskini Nasıl Azaltır?
Toz toplama sistemi iki yönlü çalışır. Tozu kaynağında yakalayarak ortamda bulut ve tabaka oluşumunu azaltır, bununla birlikte toplanan tozun filtre gövdesinde yoğunlaştığı için kendisi de korunması gereken bir hacim hâline gelir.
Çözüm kurgusu sektöre göre farklılaşır. Maden toz toplama hatlarında aşındırıcı ve yanıcı toz bir arada ele alınır. Gıda ve ilaç toz toplama uygulamalarında ise hijyen koşulları patlama korumasıyla birlikte tasarlanır.
Antistatik Filtre Elemanları ve Topraklama
Filtre torbası ve kartuşu üzerinden geçen toz yük biriktirir. Antistatik filtre torbası ve kartuş modellerinde kumaş yapısına yerleştirilen iletken lifler bu yükü gövdeye taşır ve tek noktada boşalmasını engeller.
İletken elemanın tek başına yeterli olmadığı unutulmamalıdır. Antistatik kartuş filtre seçiminin anlam kazanması için gövdenin ve tüm kanal hattının topraklanması gerekir.
Patlama Kapağı ve Alevsiz Tahliye Sistemleri
Patlama kapağı, gövde içinde basınç yükseldiğinde belirlenen eşikte açılarak alevi ve basıncı güvenli bir yöne boşaltır. Böylece gövdenin parçalanması engellenir ve hasar öngörülebilir bir alanla sınırlanır.
Panelin dışarı açılamadığı kapalı mahallerde alevsiz tahliye tercih edilir. Alevsiz tahliye bacası içindeki metal kafes alevi söndürür ve basıncı iç ortama güvenli biçimde bırakır. İzolasyon tarafında ise hava kilidi ve rotary valf ile geri tepme klapesi alevin bağlı hatlara ilerlemesini durdurur.
ATEX Uyumlu Fan ve Ekipmanlar
Fan, sistemin kıvılcım üretme ihtimali en yüksek bileşenlerinden biridir. ATEX ex-proof fan tasarımlarında kıvılcım çıkarmayan malzeme çiftleri, genişletilmiş çark boşluğu ve sızdırmaz yatak düzeni kullanılır.
Ekipman seçimi bölge sınıfına göre yapılır. Patlayıcı toz ortamları Bölge 20, 21 ve 22 olarak sınıflandırılır, toz patlaması ex-proof ekipman gereksinimi de bu sınıfla birlikte belirlenir. Patlama önleme sistemleri bu bütünün ayrılmaz parçası olarak projelendirilir.
Toz Patlaması Risk Analizi Nasıl Yapılır?
Analiz tozun laboratuvar testiyle başlar. Toz patlaması hesabı için gereken temel veriler, patlama şiddetini gösteren Kst değeri ile ulaşılabilecek en yüksek basıncı gösteren Pmax değeridir. Bu iki veri olmadan tahliye alanı ve gövde dayanımı hesaplanamaz.
| Sınıf | Kst değeri (bar·m/s) | Anlamı |
|---|---|---|
| St 0 | 0 | Test koşullarında patlama gözlenmez |
| St 1 | 1 ile 200 arası | Zayıf ile orta şiddette patlama, un ve tahıl tozları bu grupta yaygındır |
| St 2 | 201 ile 300 arası | Şiddetli patlama, bazı kimyasal ve plastik tozları bu sınıfa girer |
| St 3 | 300 üzeri | Çok şiddetli patlama, alüminyum ve magnezyum tozları bu grupta değerlendirilir |
Toz patlaması hesabı tamamlandıktan sonra tesis bölgelere ayrılır ve koruma yöntemi belirlenir. Elde edilen tüm veriler, bölge sınıflandırması ve alınan önlemler Patlamadan Korunma Dokümanı içinde toplanır. Bu doküman, Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik kapsamında işe başlanmadan önce hazırlanır.
Toz Patlamalarına Karşı Periyodik Bakımın Önemi
Kurulumda doğru tasarlanan bir sistem bakımsız kaldığında koruma işlevini yitirir. Tıkanan filtre elemanı emiş debisini düşürür, kanal içinde toz çökelmesine yol açar ve hat boyunca yanıcı bir birikim oluşturur.
Bakım planında belirli başlıklar düzenli olarak kontrol edilir. Fark basınç değerleri, topraklama direnci ölçümleri, patlama panelinin bütünlüğü, geri tepme klapesinin serbest hareketi, rotary valf aşınması ve filtre elemanlarının durumu bu listenin başında gelir. Tesisinize uygun koruma kurgusu için teklif formu üzerinden ihtiyacınızı iletebilirsiniz.
Tesisinize uygun patlama koruma kurgusu için proses bilgilerinizi paylaşın, size özel çözümü birlikte netleştirelim.
Teklif Al
