Kovalı elevatörler neden bu kadar çok toz patlamasına yol açar?
Özet
Kovalı elevatörün iki kolunda da normal çalışmada toz bulutu bulunur ve aşırı ısınabilen hareketli parçaları vardır: kayan bant, kaçıp gövdeye sürtünen bant, arızalanan rulmanlar, yabancı metal. Ayrıca siloları ve konveyörleri birbirine bağladığı için içindeki patlama yayılır.
Çünkü kovalı elevatör, bir toz patlamasının tüm koşullarını kapalı ve bağlantılı tek bir makinede bir araya getirir. Normal çalışmada iki kol da toz bulutu taşır; bir şeyler ters gittiğinde bant, tamburlar ve rulmanlar sürtünmeyle ısı üretebilir; elevatör de alım çukurlarını, siloları ve konveyörleri birbirine bağladığından içinde başlayan bir patlama tesis boyunca yayılabilir. OSHA'nın tahıl işleme kılavuzu, kovalı elevatör kollarının içindeki tehlikelerin tahıl depolama tesislerindeki (grain elevator) birçok yangın ve patlamanın kaynağı olduğunu açıkça belirtir.
Kısa cevap
- Yakıt ve dağılma: kovalar ürünü ayak bölümünde kepçeler ve baş bölümünde fırlatır; bu yüzden elevatör çalıştığı sürece yukarı giden kol ve aşağı inen kol toz bulutu içerir. HSE kılavuzu, normal çalışmada iki kolda da patlayıcı bir bulut bulunabileceğini belirtir.
- Tutuşma: çoğunlukla mekaniktir: tıkanmış bir kol veya dönmeye devam eden baş tamburuyla ısınan kayan bant, rayından çıkıp gövdeye sürtünen bant, aşırı ısınmış rulman, gövdeye çarpan yabancı metal veya gevşek kovalar ve iletken olmayan bantlarda statik elektrik.
- Kapalılık ve bağlantılar: uzun ve dar gövde alevin hızlanmasına izin verir; elevatör de bir patlamanın içinden ilerleyebileceği siloları ve konveyörleri besler.
- Önleme: tahriki durduran bant hızı, bant hizası ve rulman sıcaklığı izlemesi; iletken bantlar; yabancı metal için mıknatıslar; tıkanmış bir kolu açmak için kesik kesik çalıştırma (jogging) yapılmaması; iyi temizlik düzeni ve toz sızdırmaz gövdeler.
- Koruma: baş bölümünde ve ayağa yakın (uzun kollarda kollar boyunca da) tahliyeler veya bastırma, giriş ve boşaltma noktalarında izolasyon ve mümkün olduğunda dış ortama yerleşim.
Kolun içi neden bu kadar tehlikelidir
Kovalı elevatör ürünü, iki gövde içinde tahrikli bir baş tamburu ve bir ayak tamburu üzerinden dönen bir banda sabitlenmiş kovalarla kaldırır. Ürün ayak bölümünden girer, kepçelenir ve baş bölümünde merkezkaç kuvvetiyle boşaltılır. Her adım toz kaldırır; ince toz dönüş kolunda da aşağı taşınır. Tahıl veya toz ürün tozluysa kolun bazı kısımlarındaki konsantrasyon uzun süre patlama aralığı içinde kalabilir; kolun içinin çoğu zaman Bölge 20 olarak sınıflandırılmasının nedeni budur. OSHA kılavuzu, kolun uygun şekilde aspire edilmesinin toz konsantrasyonunu alt patlama sınırının (APS, İng. LEL) altına indirebileceğini belirtir; bu da aspirasyonu olmayan bir kolun bu sınıra ne kadar yakın olabileceğini gösterir.
Gövde uzun, dar ve kapalıdır: alevin hızlanması için ideal bir tüp. Ayak bölümündeki küçük bir tutuşma, baş bölümüne ulaştığında çok daha şiddetli bir patlamaya dönüşebilir; elevatör de bunu beslediği siloya veya bunkere ve geriye, alım noktasına aktarır.
Olağan tutuşturucu kaynaklar
| Tutuşturucu kaynak | Nasıl gelişir | Tipik önlem |
|---|---|---|
| Bant kayması | Kol tıkanır veya bant gerginliğini kaybeder; tahrikli baş tamburu duran bandın altında dönmeye devam eder ve bandı için için yanana kadar ısıtır | Tahriki durduran bant hızı izleme cihazı; tıkanmayı açmak için asla kesik kesik çalıştırmayın |
| Bant kaçıklığı | Bant rayından çıkar ve gövdeye veya tambur çerçevesine sürtünür | Baş ve ayak bölümünde bant hizası izleme cihazları veya kendiliğinden hizalanan bir sistem |
| Sıcak rulmanlar | Gövdenin içindeki veya kısmen içindeki aşınmış ya da yetersiz yağlanmış rulmanlar aşırı ısınır | Rulmanlar gövdenin dışında veya sıcaklık ya da titreşim izlemesi |
| Yabancı metal ve gevşek kovalar | Darbeler ve sürtünme kıvılcımları; hasarlı kovalar gövdeye takılır | Önceki aşamada manyetik ayırma, kova muayenesi, temizlik için erişim |
| Statik elektrik | İletken olmayan bantlar ve topraktan yalıtılmış metal parçalar yüklenir | İletken bantlar, topraklanmış baş tamburu ve mili |
| Sıcak veya için için yanan ürün | Kurutuculardan veya öğütmeden gelen korlar kola taşınır | Önceki aşamalarda sıcaklık kontrolü, gerektiğinde kıvılcım algılama |
Birleşik Krallık'taki HSE kılavuzu, sürtünmeyle ısınmayı bir dizi elevatör patlamasının nedeni olarak gösterir. ABD tahıl işleme standardı ise önlemleri belirli yükümlülüklere dönüştürür. Tahıl depolama tesislerindeki iç kovalı elevatörler için şunları ister:
- rulmanların gövdenin dışına monte edilmesi veya içerideki rulmanların sıcaklık, titreşim veya benzeri bir yöntemle izlenmesi;
- bant hızı normal çalışma hızının %20'sinden fazla düşmeden elevatörü kapatan bir hareket algılama cihazı;
- alarm veren bir bant hizası izleme cihazı veya bandı rayında tutan bir sistem;
- 30 Mart 1988'den sonra satın alınan bantların ve tambur kaplamalarının yüzey direnci 300 megaohmu aşmayan iletken malzemeden olması;
- tıkanmış bir kolu açmak için kesik kesik çalıştırma yapılmaması ve muayene ve temizlik için baş ve ayak bölümünde erişim sağlanması.
En az baş ve ayak bölümünü koruyan çalışır durumda bir yangın ve patlama bastırma sistemi bulunan veya içerideki konsantrasyonu alt patlama sınırının en az %25 altında tutan bir toz kontrol sistemi olan elevatörler, rulman, hareket ve hizalama yükümlülüklerinden muaftır. Bir milyon buşelden (bushel) az tahıl depolayan tesisler, hareket ve hizalama cihazları yerine kova hareketinin ve bant hizasının günlük gözle kontrolünü uygulayabilir. Tahıl sektörü dışında bu önlemler her yanıcı ürün için kabul görmüş iyi uygulamadır.
Tutuşma yine de olduğunda elevatörün korunması
İzleme tutuşma olasılığını azaltır; patlamayı imkansız kılmaz. HSE kılavuzu, baş bölümünde ve ayağa uygulanabildiği kadar yakın, genellikle ayağın 6 m yakınında bulunan patlama tahliyelerinin, her tahliye en az kolun kesiti kadar büyük olmak kaydıyla (baş bölümündeki bir tahliye için iki kolun kesiti kadar), Kst değeri 150 bar·m/s veya daha düşük tozları taşıyan bir elevatörü genellikle koruyacağını belirtir. Uzun elevatörler kollar boyunca ek tahliyeler gerektirebilir; daha yüksek Kst'li tozlar ise özel bir tasarım gerektirir. Bina içinden açık havaya güvenli bir tahliye kanalı çekmek zor olduğundan HSE, elevatörlerin dış ortama yerleştirilmesini tercih eder; kapalı mekanda olağan alternatif baş ve ayak bölümünde bastırmadır. Giriş ile siloya veya konveyöre boşaltma noktası izolasyon gerektirir; bir tahliye patlaması veya algılama tahriki durdurmalıdır.
Örnek: Bir un fabrikası, kapalı mekandaki bir elevatörün hız izleme cihazının haftada birkaç kez açtığını ve baypas edildiğini tespit ediyor. İnceleme, bantta uzama ve baş tamburu kaplamasında aşınma olduğunu gösteriyor. Bandın yeniden gerdirilmesi ve tamburun yeniden kaplanması nedeni ortadan kaldırıyor; açma devresi yeniden devreye alınıyor ve simülasyonla test ediliyor.
Sık yapılan hatalar
- Gereksiz görünen açmaları baypas etmek. Sürekli devreye giren bir hız veya hiza açması gerçek bir sorunu bildiriyordur; kayan bant bir tutuşturucu kaynaktır.
- Tıkanmayı tekrar tekrar yeniden çalıştırarak açmak. Kesik kesik çalıştırma bandı tam da bulutun en yoğun olduğu yerde ısıtır.
- Muayene kapaklarını açık bırakmak veya gövdelerin toz sızdırmasına göz yummak. Toz binaya kaçar ve ikincil bir patlamanın yakıtı olur.
- İzleme cihazlarını yalnızca kağıt üzerinde test etmek. Hız, hiza ve sıcaklık açmalarının tahriki durdurduğu simülasyonla kanıtlanmalıdır.
excodex'te ilgili yazılar
- Toz toplayıcılar, silolar ve kovalı elevatörler: toz patlamalarının başladığı yerler
- Toz patlamasından korunma: tahliye, bastırma, izolasyon ve dayanıklı tasarım
- Tahıl silosu veya un değirmeni toz patlaması bölgesi sayılır mı?
- İkincil toz patlaması neden genellikle ilkinden daha yıkıcıdır?
- Standart sayfaları: ISO 80079-36
Standartlar ve ek kaynaklar
- OSHA 29 CFR 1910.272, tahıl işleme tesisleri, iç kovalı elevatörlere ilişkin paragraf: osha.gov
- OSHA 29 CFR 1910.272 Ek A, kovalı elevatörler, rulmanlar, bantlar ve kol aspirasyonu hakkında kılavuz: osha.gov
- HSE, HSG103 Yanıcı tozların güvenli kullanımı (elevatör tahliyesi ve yerleşimi): hse.gov.uk (PDF)
- ISO 80079-36 ve ISO 80079-37, patlayıcı ortamlar için elektriksiz ekipman (elevatörler gibi mekanik ekipmanın tutuşma tehlikesi değerlendirmesi).
- NFPA 660, yanıcı tozlar ve katı parçacıklar standardı (NFPA 61'in eski tarım ve gıda işleme gerekliliklerini de içerir).
Bu yazı excodex editör ekibinin hazırladığı genel teknik bilgidir. Geçerli standartların, ekipman sertifikalarının ve talimatlarının, ulusal mevzuatın veya yetkin bir kişinin değerlendirmesinin yerini tutmaz.