Tahliyeli bir toz toplayıcının giriş kanalında neden yine de izolasyon gerekir?
Özet
Çünkü tahliye yalnızca toplayıcının içindeki basıncı sınırlar. Aynı patlama alevi ve basıncı giriş kanalı üzerinden toplayıcının hizmet verdiği makinelere ve odalara geri iter. Giriş kanalındaki bir izolasyon cihazı bu yolu kapatır.
Çünkü tahliye yalnızca toplayıcı gövdesini korur, onu besleyen kanalı korumaz. Tahliyeli bir toplayıcının içinde toz patladığında tahliye gövdedeki basıncı gövdenin dayanımının altında tutar, ancak aynı patlama alevi ve basıncı giriş kanalı üzerinden toplayıcının hizmet verdiği makinelere, emiş noktalarına ve odalara doğru geri iter. Giriş kanalındaki bir izolasyon cihazı bu yolu kapatır; böyle bir cihaz yoksa toplayıcıdaki bir patlama binanın içine geri ilerleyebilir.
Kısa cevap
- Tahliye belirli bir ayar basıncında açılır ve patlamayı dışarıya boşaltır. Toplayıcının diğer açıklıkları üzerinde hiçbir etkisi yoktur; giriş kanalı da genellikle tesise geri dönen en doğrudan yoldur.
- Patlama sırasında toplayıcıdaki basınç kanaldaki basıncın üzerine çıkar; bu nedenle normal hava akışı tersine döner ve yanan toz kaynağa doğru geri itilir.
- Bir kanal boyunca ilerleyen alev hızlanır ve bağlı ekipmana veya bir odaya jet halinde girerek çökelmiş tozu havaya kaldırıp tutuşturabilir. Bunun sonucunda oluşan ikincil patlama ilkinden çok daha kötü olabilir.
- Olağan çözümler giriş kanalında pasif bir izolasyon klape vanası, aktif bir hızlı kapanan vana veya kimyasal bariyer, buna ek olarak izole edilmiş bir bunker çıkışı ve fanı ve beslemeyi durduran kilitlemelerdir.
- Belirli bir bağlantının izolasyona ihtiyaç duyup duymadığına tahliye tasarımı değil, belgelenmiş tehlike değerlendirmesi (Patlamadan Korunma Dokümanı veya toz tehlike analizi) karar verir.
Tahliyeli bir patlama sırasında giriş kanalında ne olur
Bir toplayıcının kirli tarafı normalde Bölge 20'dir ve tozun en ince, en patlayıcı kısmını içerir. Bu bulut tutuştuğunda patlama saniyenin bir kesri içinde gelişir. Tahliye paneli ayar basıncında açılır, ancak içerideki basınç tahliyenin tasarlandığı azaltılmış patlama basıncına kadar yükselmeye devam eder. Bu süre boyunca toplayıcı sistemdeki en yüksek basınçlı noktadır ve gaz, alev ve yanan toz her açıklıktan dışarı akar: tahliyeden ve fana karşı giriş kanalından geriye.
Kanalda alev cephesi genleşen gazın önünde itilir ve hızlanır. Kanalın sonuna ulaştığında bir makine gövdesiyle, bir siklonla, bir iş istasyonundaki emiş davlumbazıyla veya bir odadaki açık bir emiş noktasıyla karşılaşabilir. EN 15089, patlamaların genellikle basınç dalgasıyla değil alevle yayıldığını belirtir; izolasyonun alev cephesini erken algılaması, söndürmesi veya engellemesi gerekmesinin nedeni budur.
İncelenmiş iki olay sonucu gösterir:
- Huntington, Indiana, 2003 (alüminyum tozu). ABD Kimyasal Güvenlik Kurulu'na (CSB) göre binanın dışındaki bir toz toplayıcıda meydana gelen patlama, kanal sistemi üzerinden tesisin içine geri bir basınç dalgası gönderdi. Ardından gelen ateş topu, çatı kirişlerinin ve ekipmanın üzerine çökelmiş alüminyum tozunu havaya kaldırıp tutuşturdu. Bir çalışan hayatını kaybetti, altı çalışan da yaralandı; bunlardan ikisi yanık nedeniyle.
- East Rutherford, New Jersey, 2012 (mürekkep tesisi). CSB, çatıdaki bir toplayıcıda meydana gelen patlamanın bastırma ekipmanıyla içeride tutulduğunu, ancak basıncın hava akışını ön karışım odasına doğru tersine çevirdiğini ve orada bir ani alev yangınının (flash fire) yedi çalışanı yaktığını bildirir. Yalnızca toplayıcının korunması odayı korumadı.
Standartlar ve kılavuzlar ne bekler
| Kaynak | Bağlı ekipman hakkında ne söyler |
|---|---|
| HSE kılavuzu HSG103 (Birleşik Krallık) | Birbirine bağlı tesisin bir parçasındaki patlama diğerlerine yayılabilir; tesis parçaları döner vanalar, tıkaçlar, bastırma bariyerleri veya hızlı kapanan vanalar gibi izolasyon yöntemleriyle birbirinden ayrılmalı ve bir tahliye açıldığında taşıma ekipmanı durmalıdır |
| EN 15089 | İzolasyon sistemleri alevin ve basıncın ya da yalnızca alevin bağlantı borularından ve kanallardan geçmesini durdurur; akışla taşınan yanan tozu genellikle durdurmazlar, bunun ayrıca değerlendirilmesi gerekir |
| EN 16447 | Toz için izolasyon klape vanaları, tahliye, alevsiz tahliye, bastırma veya patlamaya dayanıklı tasarımla korunan kaplarda, normal akış yönünün tersine ilerleyen bir patlamayı durdurur |
| NFPA 61 (2017), şimdi NFPA 660 içinde birleştirilmiş | Değerlendirmenin gerekli bulduğu yerlerde bağlı ekipman arasında deflagrasyonun yayılmasını önleyecek izolasyon cihazları; OSHA'nın 2019'da bir mısır öğütme tesisine gönderdiği denetim yazısında aktarıldığı şekliyle |
Giriş izolasyonunun seçimi
| Cihaz | Çalışma şekli | Kontrol edilecek noktalar |
|---|---|---|
| İzolasyon klape vanası | Pasif: basınç dalgası normal hava akışıyla açık tutulan bir klapeyi kapatır ve bir mandal onu kapalı tutar | Yalnızca normal akış yönünün tersine çalışır; toplayıcıdan asgari ve azami mesafe; klape üzerinde toz birikmesi; toz türü ve Kst sertifika kapsamında |
| Hızlı kapanan vana | Aktif: bir dedektör milisaniyeler içinde kapanan bir vanayı tetikler | Kapanma süresine göre dedektör konumu; düzenli fonksiyon testleri |
| Kimyasal bariyer | Aktif: bir dedektör kanalı dolduran bir bastırıcı madde kabını tetikler | Basıncı değil alevi durdurur; mesafeler ve bastırıcı madde servisi |
Örnek: Bir zımparalama hattı, duvardan geçerek binaya giren 400 mm'lik bir kanalla dış ortamdaki bir kartuşlu toplayıcıyı besliyor. Toplayıcıda tahliye panelleri var. Giriş kanalının dış ortamdaki bölümüne, talimatlarında verilen mesafe aralığı içinde sertifikalı bir klape vana takılıyor; bunkerin altında izolasyon için sertifikalı bir döner vana bulunuyor ve tahliye panelindeki bir patlama göstergesi fanı, döner vanayı ve zımparalama hattını durduruyor.
Sık yapılan hatalar
- Fanın alevi geride tutacağını varsaymak. Bir patlamada toplayıcıdaki basınç fanın üretebileceğinden fazladır ve akış tersine döner.
- Patlamanın diğer taraftan gelebileceği bir yere klape vana takmak; örneğin bir kıvılcımın kanalın kendisindeki tozu tutuşturabileceği yerlerde. Klape vana yalnızca normal akış yönünün tersine izolasyon sağlar.
- Vanayı toplayıcıya çok yakın veya çok uzak takmak ya da sertifikalı montaj koşullarının dışında kalan bir yönde monte etmek.
- Diğer açıklıkları unutmak: bunker boşaltma ağzı ve bir çalışma odasına geri dönen temiz hava kanalı için ayrı çözüm gerekir.
excodex'te ilgili yazılar
- Toz patlamasından korunma: tahliye, bastırma, izolasyon ve dayanıklı tasarım
- Toz toplayıcılar, silolar ve kovalı elevatörler: toz patlamalarının başladığı yerler
- Patlama bastırma ile patlama izolasyonu arasındaki fark nedir?
- Toz toplayıcı binanın içine mi, dışına mı yerleştirilmeli?
- İkincil toz patlaması neden genellikle ilkinden daha yıkıcıdır?
Standartlar ve ek kaynaklar
- EN 15089:2009, patlama izolasyon sistemleri: örnek sayfalar
- EN 16447:2014, patlama izolasyon klape vanaları: standart özeti
- EN 14491:2012, toz patlaması tahliyesi koruyucu sistemleri; NFPA 68, deflagrasyon tahliyesi; NFPA 69, izolasyon dahil patlama önleme sistemleri; NFPA 660, yanıcı tozlar.
- HSE, HSG103 Yanıcı tozların güvenli kullanımı (birbirine bağlı tesisin izolasyonu): hse.gov.uk (PDF)
- OSHA'nın bağlı ekipman arasında izolasyona ilişkin NFPA 61 (2017) hükmünü aktaran denetim yazısı (2019): dol.gov (PDF)
- ABD Kimyasal Güvenlik Kurulu, Huntington'daki 2003 alüminyum tozu toplayıcı patlaması: csb.gov
- ABD Kimyasal Güvenlik Kurulu, East Rutherford'daki 2012 ani alev yangını: csb.gov
Bu yazı excodex editör ekibinin hazırladığı genel teknik bilgidir. Geçerli standartların, ekipman sertifikalarının ve talimatlarının, ulusal mevzuatın veya yetkin bir kişinin değerlendirmesinin yerini tutmaz.