TÜRKİYE KİMYA SANAYİCİLERİ DERNEĞİ

Transkript

1 TÜRKİYE KİMYA SANAYİCİLERİ DERNEĞİ Toz Patlamaları III. Proses Güvenliği Sempozyumu Hazırlık Zirvesi Mayıs 2017

2 İlk belgelenmiş toz patlaması 1785 yılında İtalya, Turin de bir fırında meydana gelmiştir. Patlama, ortamdaki un tozunun bir lambadan tutuşması sonucu oluşmuştur. Toz patlamaları Bu patlama unun patlayıcı ortam yaratmasına dikkati çekmiştir.

3

4 ? Milliyet

5 Yayınlanma tarihi: 07 Mayıs 2017 Pazar, 19:28 Adıyaman'da fabrikada korkutan yangın Adıyaman da bir plastik fabrikasında çıkan yangın yurttaşları korkuttu. Adıyaman'da öğleden sonra Organize Sanayi Bölgesi nde korkutan bir yangın meydana geldi. Mehmet Delice ye ait plastik fabrikasından dumanlar yükseldiğini görenler durumu itfaiye ekiplerine bildirdi. Olay yerine gelen polis, güvenlik önlemi alırken itfaiye ekiplerinin yarım saatlik çalışmasıyla yangın söndürüldü. Fabrikada kimsenin bulunmadığı sırada çıkan yangın maddi hasara yol açtı. Yangının çıkış sebebi ile ilgili araştırma başlatıldı.

6 Yanma ve Patlama Koşulları Tutuşturucu kaynak Askıda maddenin dağılımı Sınırlı alan Yanabilir madde (Tozlar) Oksijen (Oksitleyici madde)

7 Kapalı alan tozların tehlikesini nasıl etkiler? Alan açık ise : Tutuşma sonucu flash yangını oluşur, yaralanmaya ve diğer yanıcı malzemelerin tutuşmasına neden olur. Kısmen kapalı alan : Yangın topu ve kapalı alanda basınç oluşturur ve açık alana alevler yayılır. Tam kapalı alan: Tutuşma sonucu patlama ve basınç (Pmax) oluşur ve eğer bina ve tesisin tasarımı uygun değilse tesis ve binaya büyük hasar verir.

8 Yanıcı tozlar Boyut ve şekline bakılmaksızın, havada askıda iken veya belirli bir konsantrasyon aralığında prosesten kaynaklanan oksitleyici bir ortamda, parlama (flash) yangını veya patlama tehlikesi oluşturabilen yanabilir katı partiküller. NFPA ,Tanımlar,Madde:3.3.6

9 Yanıcı- Patlayıcı tozlar Doğal veya sentetik organik materyaller ve bazı metaller patlayıcı toz oluşturabilir. Kömür ve kömürden yapılan ürünler Gıda ürünleri Metal ve alaşımları Lastik veya plastik Ahşap ürünler Tekstil ürünleri İlaçlar Pestisitler.

10 Proses ünitelerine örnekler Silolar Ambarlar Toz toplayıcılar ve kanalları Eziciler Kurutucular Fırınlar Karıştırıcılar Pülverizasyon birimi Konveyörler Filtreler

11 Nereden Başlamalı? 1. Yanıcı madde elleçleniyor mu? 2. Yanıcı maddeler tehlike meydana getirebilir mi? Eğer 1 ve 2 nin cevabı evet ise yanma-patlama tehlikesi tesiste her zaman kontrol altına alınmalıdır. 3. Bu tehlikeleri kontrol etmek için ne tür veriye ihtiyaç vardır? 4. Tehlikeleri önlemek için hangi güvenlik önlemlerini almak gerekir?

12 1.Yanıcı madde elleçleniyor mu?

13 Fiziksel Zararlar Zararlılık sınıfı Zararlılık kategorisi Patlayıcılar Kararsız Kısım 1.1 Kısım 1.2 Kısım 1.3 Kısım 1.4 Kısım 1.5 Kısım 1.6 Alevlenir gazlar 1 2 Alevlenir aerosoller 1 2 Oksitleyici gazlar 1 Basınç altındaki gazlar Sıkıştırılmış gazlar 1 Sıvılaştırılmış gazlar 1 Soğutulmuş sıvılaştırılmış gazlar 1 Çözünmüş gazlar 1 Alevlenir sıvılar Alevlenir katılar 1 2 Kendiliğinde tepkimeye giren A Tipi B Tipi C Tipi D Tipi E Tipi F Tipi G Tipi Piroforik sıvılar 1 Piroforik katılar 1 Kendiliğinden ısınan maddeler 1 2 Su ile temas ettiğinde alevlenir gazlar çıkaranlar Oksitleyici sıvılar Oksitleyici katılar Organik peroksitler A Tipi B Tipi C Tipi D Tipi E Tipi F Tipi G Tipi Metaller için aşındırıcı olanlar 1

14 Toz her yerde oluşabilir. Tozları, test yapılmadığı takdirde yanıcı olarak kabul edin. GBF ler her zaman bunu belirtmezler. Yeni sınıflandırma sisteminde (CLP) belli olabilir. 2. TEHLİKELERİN TANITIMI 1907/2006 (REACH) (AB) Tüzüğüne göre sınıflandırılmış ve etiketlenmiş Sınıflandırma. 2.1b Madde yada karışım ile ilgili sınıflandırma Bu ürün,1999/45/ec Direktifine ve ilavelerine göre tehlikeli olarak sınıflandırılmıştır. Sınıflandırma : F; R11 İnsanlar için sağlık tehlikeleri : Uygulanamaz. Çevresel Tehlikeler : Uygulanamaz. ORANGE pigment GBF 2. ZARARLILIK TANIMLANMASI Maddelerin ve Karışımların Sınıflandırılması, Etiketlenmesi ve Ambalajlanması Hakkında Yönetmeliğe göre sınıflandırılmıştır Madde veya karışımın sınıflandırılması Alev. Katı 2 ; H228

15 ORANGE pigment GBF 2.2 Etiket Gereksinimleri Tehlike sembol veya sembolleri 2.2. Etiket unsurları Zararlılık işareti Risk ifadeleri R11- Kolay alevlenebilir Güvenlik ifadeleri S7- Sıkı kapatılmış kapta muhafaza edin. S33- Statik elektrik boşalımlarına karşı önlem alın. S43- Alevlenmesi durumunda söndürmek için su spreyi kullanın. S60- Atığını ve kabını tehlikeli atık olarak bertaraf edin/ettirin. Uyarı kelimesi : Tehlike Zararlılık ifadesi : H228: Alevlenir katı Önlem İfadeleri : P210 P240 P241 P280 P370 + P378

16 2. Yanıcı maddeler tehlike meydana getirebilir mi?

17 Bölge 20 Havada bulut halinde bulunan tutuşabilir tozların, sürekli olarak veya uzun süreli ya da sık sık patlayıcı ortam oluşturabileceği yerler Bölge 21 Ek-1 Riskli Bölgeler Toz Normal çalışma şartlarında, havada bulut halinde bulunan tutuşabilir tozların ara sıra patlayıcı ortam oluşturabileceği yerler Bölge 22 Normal çalışma şartlarında, havada bulut halinde bulunan tutuşabilir tozların patlayıcı ortam oluşturma ihtimali bulunmayan ancak böyle bir ihtimal olsa bile bunun yalnızca çok kısa bir süre için geçerli olduğu yerler.

18 Toz patlaması standardları ? NFPA 61 Agriculture and Food Industries NFPA 68 Deflagration Venting NFPA 69 Prevention Systems NFPA 120 Coal Mines NFPA 484 Combustible Metals NFPA 499 Electrical Installations NFPA 654 Manufacturing, Processing and Handling Dusts NFPA 664 Wood Processing

19 Ne kadar toz çok tozdur? Motorun üzerinde ve kayışındaki şeker tozu Mısır nişastası silosu altında biriken mısır nişastası tozu

20 Yanma ve patlama için toz miktarının belirlenmesi (NFPA 654) Patlama için gerekli miktar M basic exp = 0,004 X A floor X H M basic-exp : Binanın hasar görme kriterine dayalı toz kütlesi (kg) A floor : Alanın yüzeyi (m 2 ) veya m 2 H : En düşük tavan yüksekliği veya 12 m (1) M basic exp = 0,004 X A floor X H = 0,004 X 100 X 5 = 2 kg 100 m 2 H= 5 m

21 Flash Yangınlar (NFPA 654) Flash yanma için gerekli miktar M basic fire = 0,002 X A floor (2) M basic-exp : Kişilerin hasar görme kriterine dayalı toz kütlesi (kg) A floor : Alanın yüzeyi (m 2 ) veya m m 2 M basic fire = 0,002 X A floor = 0,002 X 100 = 0,2 kg H= 5 m

22

23 Toz patlaması alanı Bir binanın veya odanın toz patlama tehlikesi olan alanını belirlemek için M exp denklemi kullanılmaktadır : Mexp = P es DLF C W P max Afloor X H D (3) M exp = Bina hasar kriterine göre eşik toz kütlesi (kg) = NFPA 68 e göre hesaplanmış, yapının en zayıf elemanın dayanma P es basıncı (bar g) DLF = NFPA 68 e göre hesaplanmış dinamik yük faktörü Cw = ASTM E1226, e göre ölçülmüş maksimum basıncı sağlayacak toz konsantrasyonu (kg/m 3 ) P = max ASTM E1226 e göre örnek toz üzerinde ölçülmüş maksimum basınç A floor = Alanın yüzeyi (m 2 ) H = Bölümün tavan yüksekliği(m). = Karıştırma oranı η D Dinamik yük faktörü olmaması halinde DLF = 1.5 en kötü senaryo olarak kullanılabilir. (η D ) faktörü 0,25 ila 1 arasında kullanılabilir.

24 Flash Yangınlar M fire, flash yangını için gerekli toz kütlesi aşağıdaki denklemle hesaplanabilir : M fire = p X C w P initial P initial + P max Afloor X D D (4) M fire P initial D p = Kişilere zarar verecek toz kütlesi (kg) = 1 bar mutlak basınç = Kişinin yüksekliği (m) : D=2 m olarak alınacaktır. = Kişilerin aleve maruz kalma olasılığı = p < 0,05 i (% 5) geçmemeli. (η D ) = 0,25 ile 1 arasında olacak.

25 NFPA 654 Yanmaya veya patlamaya neden olabilecek ortamın belirlenmesinde tozun oluşturduğu tabakanın derinlik kriteri kullanılmaktadır. Aşağıdaki denklem müsaade edilen maksimum kalınlığı vermektedir. Toz tabakasında müsaade edilen derinlik (inç) LD = (1/32) X 75 (lb/ft 3 ) Tozun Kütle yoğunluğu (lb/ft 3 ) (5) (1.858,045 m 2 ) ft 2 den daha küçük alanlarda tozun yayıldığı alanda müsaade edilen derinlik üzerindeki alan, toplam alanın % 5 ini geçmeyecektir ft 2 (1858,045 m 2 ) den büyük alanlarda 1000 ft 2 (92,9 m 2 ) temelinde değerlendirme yapılacaktır.

26 3. Bu tehlikeleri kontrol etmek için ne tür veriye ihtiyaç vardır?

27 Kimyasal Madde Envanteri* Kimyasal madde No Adı MEC Boyut 1 Plastik, ABS reçine Mutlak yoğunluk Fiziksel özellikler Tutuş. Sıcaklığı (BAM) Nem Max. Basınç Pmax St sınıfı g/m 3 m kg/m 3 C % bar mj K st MIE ,7 7,4 St /30 *

28 Kimyasal madde No Adı MEC Boyut 1 Plastik, ABS reçine Kimyasal Madde Envanteri Mutlak yoğunluk Yanma sınıf Fiziksel özellikler Tutuş. Max. Sıcaklığı Nem Basınç Pmax (BAM) g/m 3 m kg/m 3 IF C % bar St sınıfı K st bar m/s MIE BZ ,7 7,4 St /30 mj MEC (LEL) : Minimum Patlama Konsantrasyonu. Tutuşmanın oluşabilmesi için yanıcı maddenin karışımdaki yeterli konsantrasyonu.

29 Kimyasal madde No Adı MEC Boyut 1 Plastik, ABS reçine Mutlak yoğunluk Fiziksel özellikler Tutuş. Sıcaklığı (BAM) Nem Max. Basınç Pmax g/m 3 m kg/m 3 C % bar St sınıfı K st bar m/s MIE ,7 7,4 St /30 mj K st = (dp/dt) max. V 1/3 St Sınıfı Kst değeri 0 Kst = 0 1 Kst < 200 bar m/s 2 Kst = bar m/s 3 Kst > 300 bar m/s

30 Modifiye Hartman Bombası 20 l lik veya 1m 3 lük bir test küresi kullanılarak toz bulutunun patlaması halinde ortaya çıkacak basınç belirlenir (Kst). [BS EN :2004 (determination of the maximum explosion pressure Pmax of dust clouds) and BS EN :2006 (determination of the maximum rate of explosion pressure rise of dust clouds Kst). ]

31 Kst ve Pmax Patlamanın önlenmesine yönelik önlemleri tasarlamak için patlama şiddeti verilerinin bilinmesini gerektirir. Patlama basıncının boşalması veya havalandırılması ve patlama bastırma işlemleri hem Pmax hem de Kst gerektirirken patlamayı çevrelemek için sadece Pmax gereklidir.

32

33

34 Kimyasal madde No Adı MEC Boyut 1 Plastik, ABS reçine Mutlak yoğunluk Fiziksel özellikler Tutuş. Sıcaklığı (BAM) Nem Max. Basınç Pmax St sınıfı g/m 3 m kg/m 3 C % bar mj K st MIE ,7 7,4 St /30 MIE, Dağınık toz bulutunun ateşlenme olasılığını ve kolaylığını öngören minimum tutuşma enerjisi. MIE (mj) BS 5958'ten önlem önerileri 500 Tutuşmaya eğilim düşük. 100 Bu seviyede kişileri topraklamayı öngörün. 25 Bu seviyenin altında birçok tutuşma oluşur. 10 Tutuşmaya yüksek eğilim. Yüksek yalıtkan, geçirgen (elektrik)olmayan ekipmanları yasaklayın 1 Tutuşmaya çok yüksek eğilim. Elleçleme operasyonu çok az toz çıkarmaya planlanmalı.

35 Bina çelik konstrüksiyondan yapılmış. Örnek Kolonun dayanma basıncı = bar (75 lb/ft2 Kiriş = bar (35 lb/ft2) iç basınca basınca dayanıklı. Kst = 150 bar-m/s Pmax = 7 bar Cw = 0.60 kg/m3 DLF = 1,5 (NFPA 68 e göre) D = 0,25 P es = 0,036 bar P = 0,05 Mexp = P es DLF C W P max Afloor X H D Mexp = 0,036 1,5 0, X 9,5 0,25 = 78 kg Mfire = p X C w P initial Afloor X D P initial + P max D Mfire = X 2 0,05 X 0,6 = 30 kg ,25

36 4. Tehlikeleri önlemek için hangi güvenlik önlemlerini almak gerekir?

37 Önlemler Tehlike değerlendirmesi (Proses + kullanılan malzemeler) Mühendislik kontrolleri Tesis bakımı (işyeri temizliği) Bina tasarımı Patlamadan korunma Çalışanların eğitimi

38 1mm toz tabakası yoğunluğu 500 kg/m 3 NFPA 654 e göre toz tabakası limiti > 0,4 mm, <1900 m 2 alanda %5 in üzerinde. Kabaca bir yaklaşımla bir «ataç» kalınlığında.

39 Ölümcül birikim Asma Tavan West Pharmaceutical Services Dust Explosion and Fire kişi hayatını kaybetti 38 kişi yaralandı.

40 İkincil Patlama Tozlar, gaz veya buharlar gibi salındığı gibi kolaylıkla dağılmazlar. Yerde toz tabakası oluştururlar ki tekrar tekrar dağılabilirler. Bundan dolayı ikincil patlama denilen tehlike olabilir. İkincil patlama çok hasar verebilir. Birincil patlama ile etrafta bulunan tozlar dağılır ve konsantrasyonu yüksek bir toz bulutu oluşabilir.

41 İkincil Patlama - ETA Toz tabakası Dağılım Tutuşma Kapalı alan İkincil kaza yok Birincil toz patlaması H E E H E İkincil kaza yok Dumansız yanma H H E H İkincil kaza yok Flash yangını E İkincil toz patlaması

42 Genel Önlemler Ulaşılamayan alanlara denetim için giriş sağlayın. Açık ve ulaşılmayan alanları toz kalıntıları için düzenli denetleyin. Ekipmanları mümkün olduğu kadar toz geçirmez şekilde tasarlayın. Kaçaklar için düzenli temizlik programı uygulayın.

43 Temizlik Tozları süpürge ile süpürmeyin. Bu tozları bir yerden diğer bir yere taşımak demektir. ATEX e uygun vakumlu süpürgeler kullanın. Alternatif olarak ıslatın ve toplayın (eğer uygulanabilirse).

44 Yüzey Temizlik Kriterleri NFPA 654 m 2 başına yüzeyde biriken toz miktarı (en kötü senaryo) > 1 ila 2 defa eşik toz kütlesi birikimi > 2 ila 4 defa eşik toz kütlesi birikimi > 4 defa eşik toz kütlesi birikimi Planlı olmayan, alanların yapılması gereken en uzun temizleme süresi Ulaşılabilir alanlar Uzak alanlar 8 saat 24 saat 4 saat 12 saat 1 saat 3 saat

45 A = 1000 m2 H= 9,5 m İki ay sonra planlı bakım ve ölçümler sonucunda elde edilen tablo aşağıdadır. Üst Örneklenen Örneklenen Beklenen Yer alanı Bölüm adı bölge alan ağırlık ağırlık m 2 m 2 m 2 kg kg Torba boşaltma ,5 5 Proses ,05 7,5 Ambalajlama ,65 39 Sevkiyat ,05 2,5 Kirişler ,1 2,5 Asma kat ,1 3,5 Toplam M basic exp = 0,004 X A floor X H = 0,004 X 1000 X 9,5 = 38 kg M basic fire = 0,002 X A floor = 0,002 X 1000 = 20 kg 60 kg! Plan değişmeli!

46 TÜRKİYE KİMYA SANAYİCİLERİ DERNEĞİ Turkish Chemicals Manufacturers Association Dinlediğiniz için Teşekkür Ederiz! Sorular?